JP5569743B2 - 回転電機のコイル組立体製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車両において電動機や発電機として使用される回転電機のコイル組立体製造方法に関する。

従来、回転電機のコイル組立体を製造する方法として、種々の方法が提案されている。例えば、特許文献１には、相対向する一対の板状巻芯を用いて複数のコイル線材を同時に巻回する方法が提案されている。また、特許文献２には、巻回工程により三角波形状に形成した一のコイル線材に対して他のコイル線材を、９０度だけその軸周りに回転させるとともに、半分のターン分だけそれらの重なりを増加するように一のコイル方向に進める工程と、他のコイル線材をさらにその軸周りに９０度だけ回転させる工程とを繰り返すことにより、順次他のコイル線材を半分のターン分ずつ一のコイル線材に編み込む方法が提案されている。

特開２００２−１７６７５２号公報 特開２００４−１０４８４１号公報

ところで、複数のターン部が形成された複数のコイル線材を互いに編込む方法としては、さらに以下の各方法が考えられる。例えば、公知の撚り線機で行われているように、固定した一のコイル線材の周りに他のコイル線材を回転（公転）させ、１公転でコイルピッチ分をコイル長手方向に移動することで編込む方法や、２つのコイル線材の編込み箇所を中心に所定角度で保持し、互いに相手の周りを回転（公転）させて編込む方法である。

そして、これらの編込み方法で、複数のコイル線材を互いに編込んで帯状の線材集積体を形成した後、その線材集積体を渦巻き状に巻き付けて円筒状に成形することによりコイル組立体を形成することができる。完成したコイル組立体は、周方向に配列された複数のスロットを有する円環状の固定子コアに対してスロットに巻装された状態に組み付けられることにより、回転電機の固定子を構成する固定子巻線として用いられる。

なお、上記の編込み方法に用いられるコイル線材は、通常、所定距離を隔てて並列状に配置された複数のスロット収容部と、隣り合うスロット収容部同士を接続する複数のターン部とを有し、全体形状が波形形状に形成されている。このコイル線材は、固定子コアの周方向に隣り合うスロット同士の周方向間隔が外径側よりも内径側の方が狭くなっていることに合わせて、隣り合うスロット収容部同士の間隔が長手方向の一端側（内径側）から他端側（外径側）に向かって増加するように形成されている。そのため、上記の編込み方法で複数のコイル線材を編込む場合に、編込み易さや、編込み時に発生するコイル線材の変形リスクを考慮すると、隣り合うスロット収容部同士の間隔が広い側となる他端側（外径側）から一端側（内径側）へ向かって編込む方が有利であると考えられる。

しかしながら、隣り合うスロット収容部同士の間隔が広い側となる他端側（外径側）から一端側（内径側）へ向かって編込む場合、編込みを開始する他端側（外径側）ではコイル線材の変位自由度が大きいことから変形量を小さくできるものの、編込みが終了する一端側（内径側）では変形量が大きくなる。そのため、一端側（内径側）で変形量が大きくなった編込み済みコイル線材よりなる線材集積体を渦巻き状に巻き付けて円筒状に成形されたコイル組立体は、内径側に位置するスロット収容部及びターン部の位置精度や整列精度が低下してしまう。スロット収容部の位置精度や整列精度が低下すると、磁気ギャップを小さくすることが困難になるため、回転電機の高性能化や小型化を図ることができなくなる。また、ターン部の位置精度や整列精度が低下すると、固定子の内周側に配置される回転子と干渉し易くなるため、破損などの恐れが発生する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、内径側に位置するスロット収容部及びターン部の良好な位置精度や整列精度を確保し得るようにした回転電機のコイル組立体製造方法を提供することを解決すべき課題とするものである。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、複数のコイル線材を互いに編込んで形成した帯状の線材集積体を巻き付けて回転電機のコイル組立体を製造する方法であって、所定距離を隔てて並列状に配置された複数のスロット収容部と、隣り合う前記スロット収容部同士を接続する複数のターン部とを有し、隣り合う前記スロット収容部同士の間隔が長手方向の一端側から他端側に向かって増加している前記コイル線材を準備する準備工程と、複数の前記コイル線材を、前記スロット収容部同士の間隔が狭い側となる一端側から他端側に向かって編込んで帯状の線材集積体を形成する編込み工程と、前記線材集積体を、前記スロット収容部同士の間隔が狭い側となる一端側を内径側にして渦巻き状に巻き付けて円筒状の成形体を形成する巻付け工程と、を有することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、編込み工程では、複数のコイル線材を、スロット収容部同士の間隔が狭い側となる一端側から他端側に向かって編込んで帯状の線材集積体を形成するようにしている。即ち、スロット収容部同士の間隔が狭い側となる一端側（内径側）からコイル線材の編込みを開始するようにしている。これにより、コイル線材の一端側（内径側）の変形量を、編込み終了側の他端側（外径側）よりも小さくすることができる。そして、次の巻付け工程では、編込み工程で得られた線材集積体を、スロット収容部同士の間隔が狭い側となる一端側を内径側にして渦巻き状に巻き付けて円筒状の成形体を形成するようにしている。これにより、成形体の内径側に位置するスロット収容部及びターン部の良好な位置精度や整列精度が確保することができる。

そのため、スロット収容部の良好な位置精度や整列精度を確保することができることから、磁気ギャップを小さくすることが可能となり、回転電機の高性能化や小型化を図ることが可能となる。また、ターン部の良好な位置精度や整列精度を確保することができることから、固定子の内周側に配置される回転子との干渉を回避して、破損などの発生を回避することが可能となる。

なお、本発明の製造方法により製造されるコイル組立体は、例えば、回転子と固定子を備えた回転電機の固定子において、固定子コアに設けられた複数のスロットに設置されて固定子コアに巻装される多相固定子巻線として好適に採用されるものである。

また、コイル線材としては、例えば、周方向の異なるスロットに設置されるスロット収容部と、隣り合うスロット収容部同士をスロットの外部で接続しているターン部とを有するものを採用することができる。このコイル線材のスロットから突出するターン部の突出箇所は、コイル線材がまたがって設置されているスロット同士に向けたクランク形状に形成されたものであってもよい。また、ターン部の略中央部は、ねじりを伴わないクランク形状に形成されたものであってもよく、コイル線材のクランク形状が形成されている略中央部が、コイル線材の略幅分クランク形状にずれたものであってもよい。また、コイル線材は、固定子コアの全周にわたって連続して形成されたものであってもよい。

請求項２に記載の発明は、前記コイル線材は、前記ターン部が階段状に形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、ターン部が階段状に形成されていることから、ターン部の剛性が高まり、編込み時においてコイル線材が変形し難くなる。そのため、編込み工程において、スロット収容部同士の間隔が狭い側となる一端側（内径側）から編込みを開始することによる効果をより確実に発揮させることができる。

請求項３に記載の発明は、前記コイル線材は、前記ターン部の頂部にクランク部を有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、ターン部の頂部にクランク部を有することから、ターン部の剛性が高まり、編込み時においてコイル線材が変形し難くなる。そのため、編込み工程において、スロット収容部同士の間隔が狭い側となる一端側（内径側）から編込みを開始することによる効果をより確実に発揮させることができる。

請求項４に記載の発明は、前記編込み工程は、第１コイル線材と第２コイル線材とを互いに所定の位置に配置する配置工程と、前記第１コイル線材の第１ターン部と前記第２コイル線材の第１ターン部とを係合しつつ、前記第１コイル線材及び第２コイル線材のうちの少なくともいずれか一方を回転させて、前記第１コイル線材の第２ターン部と前記第２コイル線材の第２ターン部とを係合させる第１回転工程と、前記第１コイル線材の第２ターン部と前記第２コイル線材の第２ターン部とを係合しつつ、前記第１コイル線材及び前記第２コイル線材のうちの少なくともいずれか一方を回転させて、前記第１コイル線材の第３ターン部と前記第２コイル線材の第３ターン部とを係合させる第２回転工程と、を有することを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、編込み工程は、上記のような第１回転工程及び第２回転工程を有するため、複数のターン部が形成された第１コイル線材と第２コイル線材との編込みを簡易に且つ確実に行うことができる。また、第１コイル線材と第２コイル線材との編込みを行った後に、各コイル線材を変形させる工程を必要としないので、工数の増大や、コイル線材の表面を被覆する絶縁被膜の損傷発生を回避することができる。

請求項５に記載の発明は、前記編込み工程は、前記第２回転工程終了後、前記第２回転工程と同様の動作を繰り返して前記第１コイル線材及び前記第２コイル線材の第４ターン部以降の係合を順次行うことを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、第１及び第２コイル線材の一端側（内径側）の変形量を編込み終了側の他端側（外径側）よりも小さくしつつ、第１コイル線材と第２コイル線材との編込みを全長に渡って確実に行うことができる。

請求項６に記載の発明は、前記編込み工程は、請求項４又は５に記載の方法により編込まれた前記第１及び第２コイル線材よりなる第１コイル線材束と第３コイル線材とを互いに所定の位置に配置する配置工程と、前記第１コイル線材束の第１ターン部と前記第３コイル線材の第１ターン部とを係合しつつ、前記第１コイル線材束及び第３コイル線材のうちの少なくともいずれか一方を回転させて、前記第１コイル線材束の第２ターン部と前記第３コイル線材の第２ターン部とを係合させる第１回転工程と、前記第１コイル線材束の第２ターン部と前記第３コイル線材の第２ターン部とを係合しつつ、前記第１コイル線材束及び前記第３コイル線材のうちの少なくともいずれか一方を回転させて、前記第１コイル線材束の第３ターン部と前記第３コイル線材の第３ターン部とを係合させる第２回転工程と、を有することを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、編込み工程は、上記のような第１回転工程及び第２回転工程を有するため、複数のターン部が形成された第１コイル線材束と第３コイル線材との編込みを簡易に且つ確実に行うことができる。また、第１コイル線材束と第３コイル線材との編込みを行った後に、各コイル線材を変形させる工程を必要としないので、工数の増大や、コイル線材の表面を被覆する絶縁被膜の損傷発生を回避することができる。

請求項７に記載の発明は、前記編込み工程は、請求項６に記載の方法により編込まれた複数の前記コイル線材よりなる第２コイル線材束と第３コイル線材束とを互いに所定の位置に配置する配置工程と、前記第２コイル線材束の第１ターン部と前記第３コイル線材束の第１ターン部とを係合しつつ、前記第２コイル線材束及び第３コイル線材束のうちの少なくともいずれか一方を回転させて、前記第２コイル線材束の第２ターン部と前記第３コイル線材束の第２ターン部とを係合させる第１回転工程と、前記第２コイル線材束の第２ターン部と前記第３コイル線材束の第２ターン部とを係合しつつ、前記第２コイル線材束及び前記第３コイル線材束のうちの少なくともいずれか一方を回転させて、前記第２コイル線材束の第３ターン部と前記第３コイル線材束の第３ターン部とを係合させる第２回転工程と、を有することを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、編込み工程は、上記のような第１回転工程及び第２回転工程を有するため、複数のターン部が形成された第２コイル線材束と第３コイル線材束との編込みを簡易に且つ確実に行うことができる。また、第２コイル線材束と第３コイル線材束との編込みを行った後に、各コイル線材を変形させる工程を必要としないので、工数の増大や、コイル線材の表面を被覆する絶縁被膜の損傷発生を回避することができる。

（Ａ）は本発明の一実施形態の方法によって製造されるコイル組立体を適用した回転電機の固定子の外観を示す斜視図であり、（Ｂ）は固定子を側方から見た図である。 固定子の一部分を拡大して示す斜視図である。 コイル組立体の外観を示す斜視図である。 コイル組立体のコイルエンド部を示す正面図である。 コイル線材の全体形状を示す正面図である。 コイル線材の断面図である。 コイル線材のターン部の形状を示す斜視図である。 実施形態に係る製造方法の製造工程を示すブロック図である。 実施形態に係る製造方法の編込み工程を示す説明図である。 実施形態に係る製造方法の編込み工程で形成された線材集積体の正面図である。 実施形態に係る製造方法の巻付け工程で形成された成形体の斜視図である。 実施形態に係る製造方法の編込み工程の変形例１を示す説明図である。 実施形態に係る製造方法の編込み工程の変形例２を示す説明図である。

以下、本発明の回転電機のコイル組立体製造方法を具体化した実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。

最初に、本発明の各実施形態の製造方法により製造されるコイル組立体２０を適用した回転電機の固定子１０の概略構成について説明する。図1は、コイル組立体２０を適用した回転電機の固定子１０の外観を示す斜視図であり、（Ｂ）は固定子１０を側方から見た図である。図２は、固定子１０の一部分を拡大して示す斜視図である。

図１に示す固定子１０は、例えば車両の電動機および発電機を兼ねる回転電機に使用される。固定子１０は、内周側に回転子（図示せず）を回転自在に収容する。回転子は、永久磁石により周方向に磁性が交互に異なる磁極を固定子１０の内周側と向き合う外周側に複数形成している。固定子コア１２は、所定厚さの磁性鋼板を軸方向に積層して環状に形成されている。固定子コア１２には、図２に示すように、軸方向に沿い周方向に隣接するスロット１４、１５を一組として固定子コア１２の内周側の周方向に複数組のスロットが形成されている。固定子巻線としてのコイル組立体２０は三相巻線であり、周方向に隣接する一組のスロット１４、１５に各相の固定子巻線が設置されている。そして、スロット１４、１５を一組として周方向に隣接する三組のスロット１４、１５に異なる相の固定子巻線が設置されている。

次に、コイル組立体２０の構成について説明する。図３は、コイル組立体２０の外観を示す斜視図である。図４は、コイル組立体２０のコイルエンド部を示す正面図である。図５は、コイル線材３０の全体形状を示す正面図である。図６は、コイル線材３０の断面図である。図７は、コイル線材３０のターン部４２の形状を示す斜視図である。

コイル組立体２０のコイル線材３０は、図５に示すように、所定距離を隔てて並列状に配置された複数（本実施形態では４０個）のスロット収容部４０と、隣り合うスロット収容部４０同士を接続する複数（本実施形態では３９個）のターン部４２とを有する。このコイル線材３０は、隣り合うスロット収容部４０同士の間隔Ｘが長手方向の一端側（図５の右側）から他端側（図５の左側）に向かって徐々に増加している。即ち、最も一端側にある間隔Ｘ１が最も狭く、最も他端側にある間隔Ｘ３９が最も広くされている。このコイル線材３０は、長手方向一端側から奇数番目のターン部４２と偶数番目のターン部４２が、軸線周りの１８０度位相がずれた位置に交互に設けられている。１本のコイル線材３０の長さは約３ｍである。

コイル線材３０の両端には、他のコイル線材３０等と接続するための引出し部４３ａ、４３ｂが設けられている。一方の引出し部４３ａは、最も一端側にあるスロット収容部４０の端末から外側（図５の右側）へ延出するように、スロット収容部４０間にあるターン部４２の略半分の長さに形成されたターン部４２Ａを介して形成されている。他方の引出し部４３ｂは、最も他端側にあるスロット収容部４０の端末から外側（図５の左側）へ延出するように、スロット収容部４０間にあるターン部４２の略半分の長さに形成されたターン部４２Ｂを介して形成されている。

また、コイル線材３０は、図６に示すように、銅製の導体３１と、導体３１の外周を覆い導体３１を絶縁する内層３２および外層３３からなる絶縁被覆とから形成されている。内層３２は導体３１の外周を覆い、外層３３は内層３２の外周を覆っている。内層３２および外層３３を合わせた絶縁被覆の厚みは、１００μｍ〜２００μｍの間に設定されている。このように、内層３２および外層３３からなる絶縁被覆の厚みが厚いので、コイル線材３０同士を絶縁するためにコイル線材３０同士の間に絶縁紙等を挟み込んで絶縁する必要がない。

外層３３はナイロン等の絶縁材で形成され、内層３２は外層３３よりもガラス転移温度の高い熱可塑性樹脂またはポリアミドイミド等の絶縁材で形成されている。これにより、回転電機に発生する熱により外層３３は内層３２よりも早く結晶化するため、外層６８ｂの表面硬度が高くなり、コイル線材３０に傷がつきにくくなる。

コイル線材３０は、図２に示すように、固定子コア１２のスロット１４、１５内に設置されるスロット収容部４０と、スロット１４、１５から固定子コア１２の外に突出し、周方向に異なるスロットに設置されているスロット収容部４０同士を接続しているターン部４２とを有しており、固定子コア１２に波巻きされた状態で固定子巻線（コイル組立体２０）を形成している。ターン部４２は、固定子コア１２の軸方向両側にそれぞれ形成されている。この場合、スロット収容部４０とターン部４２との接続部は、略直角に屈曲している。

ターン部４２の略中央部には、図７に示すように、ねじりを伴わないクランク部４４が形成されている。クランク部４４は、固定子コア１２の端面１３に沿ってクランク形状に形成されている。このクランク部４４のクランク形状によるずれ量は、コイル線材３０の略幅分である。これにより、径方向に隣接しているコイル線材３０のターン部４２同士を密に巻回できる。その結果、コイルエンドの径方向の幅が小さくなるので、コイル組立体２０が径方向外側に張り出すことを防止する。

また、スロット１４、１５から固定子コア１２の外に突出するターン部４２の突出箇所に、コイル線材３０がまたがって設置されているスロット同士に向けて固定子コア１２の軸方向両側の端面１３に沿って段部４６が形成されている。これにより、スロット１４、１５から突出しているコイル線材３０のターン部４２の突出箇所の間隔、言い換えればターン部４２が形成する三角形状部分の底辺の長さは、コイル線材３０がまたがって設置されているスロット同士の間隔よりも狭くなっている。その結果、コイルエンドの高さｈが低くなる。

また、固定子コア１２の端面１３に沿った段部４６の長さをｄ１、周方向に隣接するスロット同士の間隔をｄ２とすると、ｄ１≦ｄ２になっている。これにより、コイル線材３０の段部４６が周方向に隣り合うスロットから突出するコイル線材３０と干渉することを防止できる。これにより、周方向に隣接するスロットから突出するコイル線材３０同士が互いに干渉することを避けるために、コイルエンドの高さが高くなったり、あるいはコイルエンドの径方向の幅が大きくなったりすることを防止できる。その結果、コイルエンドの高さが低くなる。さらに、コイルエンドの径方向の幅が小さくなるので、コイル組立体２０が径方向外側に張り出すことを防止する。

さらに、コイル線材３０には、ターン部４２の略中央部のクランク部４４と、ターン部４２の突出箇所に形成した段部４６との間に、それぞれ２個の段部４８が形成されている。つまり、固定子コア１２の一方の軸方向の端面１３側のコイル線材３０のターン部４２には、クランク部４４を含む合計７個の段部が形成されている。これにより、段部を形成しない三角形状のターン部の高さに比べ、ターン部４２の高さｈが低くなる。段部４６、４８は、クランク部４４と同様に、固定子コア１２の端面１３と平行に形成されている。したがって、コイル線材３０のターン部４２は、クランク部４４を挟んで両側が階段状に形成されている。

ここで、三相の固定子巻線としてのコイル組立体２０において、回転子の１極当たり各相のコイル線材３０は２個のスロット１４、１５に設置されている。つまり、周方向に連続して隣接しているコイル組立体２０の回転子の１極当たりのスロットの総数は３×２＝６である。その結果、周方向の異なるスロットにまたがって設置されているコイル線材３０は、周方向に６個離れたスロット同士に設置されるので、コイル線材３０の略中央部の１個のクランク部４４を加え、周方向に隣接しているスロットから突出するコイル線材３０同士の干渉を避けるため、（３×２＋１）個の段部をターン部４２に形成することが望ましい。このように固定子コア１２の一方の軸方向側のコイルエンドでコイル線材３０に７個の段部（クランク部４４を含む）を形成したことにより、コイルエンドの高さを低くし、コイルエンドの径方向の幅を小さくすることができる。

次に、本実施形態のコイル組立体２０の製造方法について図８〜図１１を参照して説明する。本実施形態のコイル組立体２０の製造方法は、図８に示すように、準備工程１０１と、編込み工程１０２と、巻付け工程１０３とを順に行うものである。

まず、準備工程１０１では、図５に示すように、所定距離を隔てて並列状に配置された複数（４０個）のスロット収容部４０と、隣り合うスロット収容部４０同士を接続する複数（３９個）のターン部４２とを有し、隣り合うスロット収容部４０同士の間隔が長手方向の一端側から他端側に向かって増加しているコイル線材３０を準備する。なお、コイル線材３０は、１個の完成品のコイル組立体２０につき１２本を準備する。

次の編込み工程１０２では、１２本のコイル線材３０を互いに編み込んで、最終的に図１０に示す帯状の線材集積体５５を形成する。本実施形態では、まず、２本の第１及び第２コイル線材３０Ａ、３０Ｂを編込む編込み工程を行う。この編込み工程では、最初に、図９に示すように、第１コイル線材３０Ａと第２コイル線材３０Ｂを互いに所定の位置に配置する（配置工程）。

この場合、第１及び第２コイル線材３０Ａ、３０Ｂの、隣り合うスロット収容部４０同士の間隔Ｘが狭い側となる一端側（図９の右側）の端部（引出し部４３ａ）を保持するとともに、第１及び第２コイル線材３０Ａ、３０Ｂの各軸線のなす角度θが所定範囲（約１０°〜９０°）となるように他端側（図９の左側）の端部（引出し部４３ｂ）を保持する。このとき、第１コイル線材３０Ａと第２コイル線材３０Ｂは、長手方向に１スロットピッチずれた状態に配置される。なお、第１及び第２コイル線材３０Ａ、３０Ｂの一端側がコイル内径側となり、第１及び第２コイル線材３０Ａ、３０Ｂの他端側がコイル外径側となっている。

この状態で、第１コイル線材３０Ａの最も一端側にある第１ターン部Ａ１と第２コイル線材３０Ｂの最も一端側にある第１ターン部Ｂ１とを交差させて係合しつつ、第１コイル線材３０Ａの軸線周りに第２コイル線材３０Ｂを１回転（公転）させて、第１コイル線材３０Ａの第２ターン部Ａ２と第２コイル線材３０Ｂの第２ターン部Ｂ２とを交差させて係合させる（第１回転工程）。これにより、スロット収容部４０同士の間隔Ｘが狭い側となる一端側から、第１コイル線材３０Ａと第２コイル線材３０Ｂとの編込みを開始する。

次いで、第１コイル線材３０Ａの第２ターン部Ａ２と第２コイル線材３０Ｂの第２ターン部Ｂ２とを交差させて係合しつつ、第１コイル線材３０Ａの軸線周りに第２コイル線材３０Ｂを回転（公転）させて、第１コイル線材３０Ａの第３ターン部Ａ３と第２コイル線材３０Ｂの第３ターン部Ｂ３とを交差させて係合させる（第２回転工程）。

その後、第１及び第２回転工程と同様の第２コイル線材３０Ｂの回転動作を繰り返すことによって、第１及び第２コイル線材３０Ａ、３０Ｂの第４ターン部Ａ４、Ｂ４から第３９ターン部Ａ３９、Ｂ３９までの対応するターン部同士を一端側から他端側に向かって順に交差させて係合させる。これにより、第１コイル線材３０Ａと第２コイル線材３０Ｂの編込みが完了する。この場合、両コイル線材３０Ａ、３０Ｂの編込みは、スロット収容部４０同士の間隔Ｘが狭い側となる一端側（内径側）から開始されているので、両コイル線材３０Ａ、３０Ｂの一端側（内径側）の変形量が、編込み終了側の他端側（外径側）よりも小さくなっている。

なお、編込み完了後の第１及び第２コイル線材３０Ａ、３０Ｂは、奇数番目のターン部同士の係合位置では第２コイル線材３０Ｂが第１コイル線材３０Ａの第１面側（図９の奥側）から第２面側（図９の手前側）へ交差し、偶数番目のターン部同士の係合位置では第２コイル線材３０Ｂが第２面側から第１面側へ交差する状態に編み込まれている。

その後、上記のようにして編込まれた第１及び第２コイル線材３０Ａ、３０Ｂよりなる第１コイル線材束を第１コイル線材３０Ａと見なして、第１コイル線材束と第３コイル線材とを、上記の第１及び第２コイル線材３０Ａ、３０Ｂの編込み方法と同様の方法で編込むことによって、３本のコイル線材３０が編込まれてなる第２コイル線材束を形成する。

また、３本のコイル線材３０が編込まれてなる第２コイル線材束を第１コイル線材３０Ａと見なし、同様に３本のコイル線材３０が編込まれてなる第３コイル線材束を第２コイル線材３０Ｂと見なして、上記の第１及び第２コイル線材３０Ａ、３０Ｂの編込み方法と同様の方法で編込むことによって、６本のコイル線材３０が編込まれてなる第４コイル線材束を形成する。

さらに、６本のコイル線材３０が編込まれてなる第４コイル線材束と同様に６本のコイル線材３０が編込まれてなる第５コイル線材束とを、上記の編込み方法と同様の方法で編込むことによって、１２本のコイル線材３０が編込まれてなる線材集積体５５を形成する。このようにして、最終的に三相の固定子巻線として所望の本数（本実施形態では１２本）のコイル線材３０が編込まれてなる帯状の線材集積体５５を形成して、編込み工程１０２を終了する。

次の巻付け工程１０３では、編込み工程１０２で形成された帯状の線材集積体５５を渦巻き状に巻き付けて、図１１に示す円筒状の成形体５６を形成する。このとき、線材集積体５５の巻き付けは、図１０に示すように、スロット収容部４０同士の間隔Ｘが狭い側となる一端側（引出し部４３ａ側）がコイル内径側となるように、一端側（引出し部４３ａ側）から開始される。これにより、形成された成形体５６は、内径側に位置するスロット収容部４０及びターン部４２の良好な位置精度や整列精度が確保されている。

その後、所定のコイル線材３０の端部（引出し部４３ａ、４３ｂ）同士を溶接等により接続することによって、図３に示すコイル組立体２０が完成する。

以上のように、本実施形態のコイル組立体２０の製造方法によれば、編込み工程１０２において、スロット収容部４０同士の間隔が狭い側となる一端側（内径側）からコイル線材３０の編込みを開始するようにしているので、コイル線材３０の一端側（内径側）の変形量を、編込み終了側の他端側（外径側）よりも小さくすることができる。そして、次の巻付け工程１０３において、編込み工程１０２で形成した線材集積体５５を、スロット収容部４０同士の間隔が狭い側となる一端側を内径側にして渦巻き状に巻き付けて円筒状の成形体５６を形成するようにしている。これにより、成形体５６の内径側に位置するスロット収容部４０及びターン部４２の良好な位置精度や整列精度を確保することができる。

そのため、スロット収容部４０の良好な位置精度や整列精度を確保することができることから、磁気ギャップを小さくすることが可能となり、回転電機の高性能化や小型化を図ることが可能となる。また、ターン部４２の良好な位置精度や整列精度を確保することができることから、固定子の内周側に配置される回転子との干渉を回避して、破損などの発生を回避することが可能となる。

また、本実施形態では、コイル線材３０のターン部４２が階段状に形成されていることから、ターン部４２の剛性が高まり、編込み時においてコイル線材３０が変形し難くされている。そのため、編込み工程１０２において、スロット収容部４０同士の間隔が狭い側となる一端側（内径側）から編込みを開始することによる上記の効果をより確実に発揮させることができる。

さらに、本実施形態では、コイル線材３０は、ターン部４２の頂部にクランク部４４を有することから、ターン部４２の剛性が高まり、編込み時においてコイル線材３０が変形し難くされている。そのため、編込み工程１０２において、スロット収容部４０同士の間隔が狭い側となる一端側（内径側）から編込みを開始することによる効果をより確実に発揮させることができる。

また、本実施形態の編込み工程１０２は、上記のような第１回転工程及び第２回転工程を有するため、複数のターン部４２が形成された第１コイル線材３０Ａと第２コイル線材３０Ｂとの編込みを簡易に且つ確実に行うことができる。また、第１コイル線材３０Ａと第２コイル線材３０Ｂとの編込みを行った後に、各コイル線材３０を変形させる工程を必要としないので、工数の増大や、コイル線材３０の表面を被覆する絶縁被膜の損傷発生を回避することができる。

また、編込み工程１０２は、第１及び第２コイル線材３０Ａ、３０Ｂの第３ターン部Ａ３、Ｂ３を係合させる第２回転工程終了後、第２回転工程と同様の動作を繰り返して第１及び第２コイル線材３０Ａ、３０Ｂの第４ターン部Ａ４、Ｂ４以降の係合を順次行うようにしている。そのため、第１及び第２コイル線材３０Ａ、３０Ｂの一端側（内径側）の変形量を編込み終了側の他端側（外径側）よりも小さくしつつ、第１コイル線材３０Ａと第２コイル線材３０Ｂとの編込みを全長に渡って確実に行うことができる。

また、本実施形態の編込み工程１０２は、第１コイル線材束と第３コイル線材を編込む第１回転工程及び第２回転工程を有するため、複数のターン部４２が形成された第１コイル線材束と第３コイル線材との編込みを簡易に且つ確実に行うことができる。また、第１コイル線材束と第３コイル線材との編込みを行った後に、各コイル線材を変形させる工程を必要としないので、工数の増大や、コイル線材３０の表面を被覆する絶縁被膜の損傷発生を回避することができる。

さらに、本実施形態の編込み工程１０２は、第２コイル線材束と第３コイル線材束を編込む第１回転工程及び第２回転工程を有するため、複数のターン部４２が形成された第２コイル線材束と第３コイル線材束との編込みを簡易に且つ確実に行うことができる。また、第２コイル線材束と第３コイル線材束との編込みを行った後に、各コイル線材を変形させる工程を必要としないので、工数の増大や、コイル線材３０の表面を被覆する絶縁被膜の損傷発生を回避することができる。

〔他の実施形態〕
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。

例えば、上記の実施形態の編込み工程１０２においては、第１コイル線材３０Ａの軸線周りに第２コイル線材３０Ｂを公転させることにより編込むようにしていたが、図１２に示す変形例１のように、第１コイル線材３０Ａ及び第２コイル線材３０Ｂの両方を互いに公転させるようにしてもよい。

また、上記の実施形態の編込み工程１０２では、第１及び第２コイル線材よりなる第１コイル線材束と第３コイル線材とを編込んで、３本のコイル線材３０よりなる第２コイル線材束を形成した後、３の倍数の本数のコイル線材３０が編込まれてなるコイル線材束を形成することによって、最終的に１２本のコイル線材３０が編込まれてなる帯状の線材集積体５５を形成するようにしていたが、他の方法で最終的に１２本のコイル線材３０が編込まれてなる帯状のコイル線材束を形成することも可能である。例えば、第１及び第２コイル線材よりなる第１コイル線材束を６束形成し、それら第１コイル線材束を２束ずつ編込んで、４本のコイル線材３０が編込まれてなる第２コイル線材束を３束形成する。そして、２束の第２コイル線材束を編込んで、８本のコイル線材３０が編込まれてなる第３コイル線材束を形成し、その第３コイル線材束と第２コイル線材束とを編込んで、最終的に１２本のコイル線材３０が編込まれてなる帯状の線材集積体５５を形成するようにしてもよい。

また、上記の実施形態編込み工程１０２では、第１及び第２コイル線材３０Ａ、３０Ｂの少なくともいずれか一方を他方の軸線周りに公転させることにより編込むようにしていたが、他端の方法で編込むことも可能である。例えば、図１３に示す変形例２のように、第１及び第２コイル線材３０Ａ、３０Ｂの一端側にて第１ターン部同士を交差させるとともに、各コイル線材３０Ａ、３０Ｂの各軸線のなす角度θが所定範囲となるように各コイル線材３０Ａ、３０Ｂの他端側を保持した状態で、各コイル線材３０Ａ、３０Ｂを各々の軸線周りに同一方向へそれぞれ回転（自転）させることによって、第１及び第２コイル線材３０Ａ、３０Ｂの各ターン部４２同士を順次交差させて編込むようにしてもよい。このようにすれば、第１及び第２コイル線材３０Ａ、３０Ｂの各軸線のなす角度θを小さくすることが可能となるので、編込み時に発生する第１及び第２コイル線材３０Ａ、３０Ｂの変形を少なく抑制することができる。

１２…固定子コア、 １４、１５…スロット、 ２０…コイル組立体、 ３０…コイル線材、 ３０Ａ…第１コイル線材、 ３０Ｂ…第２コイル線材、 ４０…スロット収容部、 ４２…ターン部、 Ａ１、Ｂ１…第１ターン部、 Ａ２、Ｂ２…第２ターン部、 Ａ３、Ｂ３…第３ターン部、 Ａ４、Ｂ４…第４ターン部、 Ａ３９、Ｂ３９…第３９ターン部、 ４４…クランク部、 ４６、４８…段部、 ５５…線材集積体、 ５６…成形体。

Claims (7)

1. 複数のコイル線材を互いに編込んで形成した帯状の線材集積体を巻き付けて回転電機のコイル組立体を製造する方法であって、
   所定距離を隔てて並列状に配置された複数のスロット収容部と、隣り合う前記スロット収容部同士を接続する複数のターン部とを有し、隣り合う前記スロット収容部同士の間隔が長手方向の一端側から他端側に向かって増加している前記コイル線材を準備する準備工程と、
   複数の前記コイル線材を、前記スロット収容部同士の間隔が狭い側となる一端側から他端側に向かって編込んで帯状の線材集積体を形成する編込み工程と、
   前記線材集積体を、前記スロット収容部同士の間隔が狭い側となる一端側を内径側にして渦巻き状に巻き付けて円筒状の成形体を形成する巻付け工程と、
   を有することを特徴とする回転電機のコイル組立体製造方法。
2. 前記コイル線材は、前記ターン部が階段状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機のコイル組立体製造方法。
3. 前記コイル線材は、前記ターン部の頂部にクランク部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機のコイル組立体製造方法。
4. 前記編込み工程は、
   第１コイル線材と第２コイル線材とを互いに所定の位置に配置する配置工程と、
   前記第１コイル線材の第１ターン部と前記第２コイル線材の第１ターン部とを係合しつつ、前記第１コイル線材及び第２コイル線材のうちの少なくともいずれか一方を回転させて、前記第１コイル線材の第２ターン部と前記第２コイル線材の第２ターン部とを係合させる第１回転工程と、
   前記第１コイル線材の第２ターン部と前記第２コイル線材の第２ターン部とを係合しつつ、前記第１コイル線材及び前記第２コイル線材のうちの少なくともいずれか一方を回転させて、前記第１コイル線材の第３ターン部と前記第２コイル線材の第３ターン部とを係合させる第２回転工程と、
   を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の回転電機のコイル組立体製造方法。
5. 前記編込み工程は、前記第２回転工程終了後、前記第２回転工程と同様の動作を繰り返して前記第１コイル線材及び前記第２コイル線材の第４ターン部以降の係合を順次行うことを特徴とする請求項４に記載の回転電機のコイル組立体製造方法。
6. 前記編込み工程は、
   請求項４又は５に記載の方法により編込まれた前記第１及び第２コイル線材よりなる第１コイル線材束と第３コイル線材とを互いに所定の位置に配置する配置工程と、
   前記第１コイル線材束の第１ターン部と前記第３コイル線材の第１ターン部とを係合しつつ、前記第１コイル線材束及び第３コイル線材のうちの少なくともいずれか一方を回転させて、前記第１コイル線材束の第２ターン部と前記第３コイル線材の第２ターン部とを係合させる第１回転工程と、
   前記第１コイル線材束の第２ターン部と前記第３コイル線材の第２ターン部とを係合しつつ、前記第１コイル線材束及び前記第３コイル線材のうちの少なくともいずれか一方を回転させて、前記第１コイル線材束の第３ターン部と前記第３コイル線材の第３ターン部とを係合させる第２回転工程と、
   を有することを特徴とする請求項４又は５に記載の回転電機のコイル組立体製造方法。
7. 前記編込み工程は、
   請求項６に記載の方法により編込まれた複数の前記コイル線材よりなる第２コイル線材束と第３コイル線材束とを互いに所定の位置に配置する配置工程と、
   前記第２コイル線材束の第１ターン部と前記第３コイル線材束の第１ターン部とを係合しつつ、前記第２コイル線材束及び第３コイル線材束のうちの少なくともいずれか一方を回転させて、前記第２コイル線材束の第２ターン部と前記第３コイル線材束の第２ターン部とを係合させる第１回転工程と、
   前記第２コイル線材束の第２ターン部と前記第３コイル線材束の第２ターン部とを係合しつつ、前記第２コイル線材束及び前記第３コイル線材束のうちの少なくともいずれか一方を回転させて、前記第２コイル線材束の第３ターン部と前記第３コイル線材束の第３ターン部とを係合させる第２回転工程と、
   を有することを特徴とする請求項６に記載の回転電機のコイル組立体製造方法。

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