JP5683046B2 - 巻線成形装置および巻線成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用回転電機などに使用されるコイルの製造にあたり、当該コイルを構成する巻線に対して成形を行う巻線成形装置および巻線成形方法に関する。

自動車用回転電機などに使用されるコイルに関する従来技術として、特許文献１には、レーンチェンジ部に相当するクランク形状部を備えるコイルが配置されたステータを有する回転電機の技術が開示されている。この特許文献１の技術では、平角導体を六角のボビンに巻いて巻線を成形し、その後、成形型を用いて前記の巻線を加工することにより、クランク形状部を備えるコイルを成形している。そして、このクランク形状部を備えるコイルをステータコアに配置して、ステータを製造している。

また、特許文献２には、２つの同相のコイルが互いに渡り線で接続されており、当該２つの同相のコイルがなす周回の一部が互い重なるようにして、ステータコアの隣接したスロットに配置される技術が開示されている。

特開２００８−１０４２９３号公報 特開２００９−１９５００６号公報

ここで、特許文献１や特許文献２の技術では、いずれもコイルに備わるレーンチェンジ部は、コイルのユニット単位でかわすように設計が為されている。そのため、例えば、コイルが３回巻きなら、一方のコイルのユニットは他方のコイルのユニットと干渉しないように、導体３本分の幅をレーンチェンジ部でかわすように設計が為されている。しかしながら、このレーンチェンジ部として使える幅は、ステータコアの径の大きさによって制約されてしまう。そのため、コイルの巻回数が多くなるとレーンチェンジ部が大きくなるので、レーンチェンジ部をステータコアの径方向に逃がすことが困難になり、レーンチェンジ部をステータコアの軸方向に逃がさなければならないおそれがある。そして、これにより、コイルエンドが大きくなってしまい、ステータおよびモータが大型化してしまう。

そこで、本出願人は、特許出願（出願番号 特願２０１２−０４２１２４）において、ステータにおけるコイルエンドの小型化を可能とし、さらに、ステータコアへの組み付け性の向上を図ったコイルを提案した。

ここで、このようなコイルの製造方法における９０°曲げ成形工程においては、平角導体の幅の大きさの隙間を持った巻線をその隙間の大きさを維持させながら折り曲げることにより、９０°曲げ成形を行うことが要求される。そこで、巻線の隙間に当該巻線と同材質の平角導体からなるものであって巻線と同形状に成形したダミーコイルを挟み、巻線を折り曲げることが考えられる。しかしながら、ダミーコイルも折り曲げてしまうので、当該ダミーコイルは再利用できず破棄しなければならない。そのため、巻線とほぼ同量の平角導体が無駄になるので、コストが増大してしまう。そこで、このようなダミーコイルを使用せずに、隙間を持った巻線に対してコストを低減しながら曲げ成形を行うことが望ましい。

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、隙間を持った巻線に対してコストを低減しながら曲げ成形を行うことができる巻線成形装置および巻線成形方法を提供すること、を課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、導体を周状に巻きながら積層し、ステータコアのスロットの内部に配置される部分に相当する直線形状のスロット内予定部と、一対の前記スロット内予定部の間を連結するコイルエンド予定部とを備える巻線に対して成形を行う巻線成形装置において、前記巻線は、周状に巻かれつつ隣り合う前記導体の間に前記導体の幅の大きさの隙間を備えており、前記導体の幅の大きさの板厚からなり前記導体よりも剛性の大きい板状のブレードと、前記スロット内予定部を当該スロット内予定部の導体の延伸方向に移動可能としながら保持する保持手段と、を有し、前記ブレードを前記コイルエンド予定部における前記隙間と前記導体の積層方向の両側に配置し、かつ、前記保持手段により前記スロット内予定部を保持した状態で、前記スロット内予定部と前記コイルエンド予定部の接続部分を折り曲げて、前記スロット内予定部における前記導体の積層方向と前記コイルエンド予定部における前記導体の積層方向とがなす角度を所定の角度に成形する曲げ成形を行うこと、を特徴とする。

この態様によれば、導体の幅の大きさの板厚からなるブレードにより巻線の隙間を確保した状態で曲げ成形を行うので、導体の幅の大きさの隙間を持った巻線を当該隙間の大きさを維持させながら折り曲げることができる。そのため、曲げ成形後の巻線について隙間を確保しつつ所望の形状に成形することができる。このとき、ブレードを変形させないので、当該ブレードを再利用することができる。そのため、隙間を持った巻線に対してコストを低減しながら曲げ成形を行うことができる。

上記の態様においては、前記所定の角度に曲げ成形を行うときに、前記角度を一旦所定の角度よりも大きくした後に所定の角度に戻すこと、が好ましい。

この態様によれば、導体のスプリングバック現象による影響を抑制でき、かつ、巻線の折り曲げ部分に必要な量の導体を確保できるので、曲げ成形後の巻線を確実に所望の形状に成形することができる。

上記の態様においては、前記所定の角度は９０°であること、が好ましい。

この態様によれば、隙間を持った巻線に対してコストを低減しながら９０°曲げ成形を行うことができる。

上記の態様においては、前記曲げ成形を行う前に、前記コイルエンド予定部の前記保持手段側の両端部における前記隙間と前記導体の積層方向の両側に対し前記ブレードを前記一対の前記スロット内予定部の配列方向の外側から挿入すること、が好ましい。

この態様によれば、導体間の隙間が確保されている保持手段の近傍にてブレードを導体間の隙間に確実に挿入することができる。そのため、ブレードと導体とが干渉して巻線が変形することを防止できる。

上記の態様においては、前記保持手段に対して前記一対の前記スロット内予定部の配列方向の外側に前記保持手段を制止する制止手段を配置すること、が好ましい。

この態様によれば、曲げ成形をするときに保持手段を制止することができるので、曲げ成形後の巻線を確実に所望の形状に成形することができる。

上記課題を解決するためになされた本発明の他の態様は、導体を周状に巻きながら積層し、ステータコアのスロットの内部に配置される部分に相当する直線形状のスロット内予定部と、一対の前記スロット内予定部の間を連結するコイルエンド予定部とを備える巻線に対して成形を行う巻線成形方法において、前記巻線は、周状に巻かれつつ隣り合う前記導体の間に前記導体の幅の大きさの隙間を備えており、前記導体の幅の大きさの板厚からなり前記導体よりも剛性の大きい板状のブレードを前記コイルエンド予定部における前記隙間と前記導体の積層方向の両側に配置し、かつ、前記スロット内予定部を当該スロット内予定部の導体の延伸方向に移動可能としながら保持した状態で、前記スロット内予定部と前記コイルエンド予定部の接続部分を折り曲げて、前記スロット内予定部における前記導体の積層方向と前記コイルエンド予定部における前記導体の積層方向とがなす角度を所定の角度に成形する曲げ成形を行うこと、を特徴とする。

この態様によれば、導体の幅の大きさの板厚からなるブレードにより巻線の隙間を確保した状態で曲げ成形を行うので、導体の幅の大きさの隙間を持った巻線を当該隙間の大きさを維持させながら折り曲げることができる。そのため、曲げ成形後の巻線について隙間を確保しつつ所望の形状に成形することができる。このとき、ブレードを変形させないので、当該ブレードを再利用することができる。そのため、隙間を持った巻線に対してコストを低減しながら曲げ成形を行うことができる。

本発明に係る巻線成形装置および巻線成形方法によれば、隙間を持った巻線に対してコストを低減しながら曲げ成形を行うことができる。

コイルの外観斜視図である。 コイルの正面図である。 コイルの上面図である。 巻線工程による成形後における巻線の外観斜視図である。 巻線工程による成形後における巻線の上面図である。 凸成形工程による成形後における巻線の外観斜視図である。 凸成形工程による成形後における巻線の上面図である。 クランク成形工程による成形後における巻線の外観斜視図である。 クランク成形工程による成形後における巻線の上面図である。 ９０°曲げ成形工程による成形後における巻線の外観斜視図である。 ９０°曲げ成形工程による成形後における巻線の上面図である。 ステータコアに配置するために追加工した後のコイルの正面図である。 ステータコアに配置するために追加工した後のコイルの上面図である。 コイル籠において隣り合う２本のコイルを抜き出して示した正面図である。 コイル籠において隣り合う２本のコイルを抜き出して示した上面図である。 コイル籠の一部がステータコアに挿入される様子を表した斜視図である。 ステータの斜視図である。 ９０°曲げ成形装置の外観斜視図である。 ９０°曲げ成形装置の上面図である。 図１９のＡ−Ａ断面図である。 駆動ブロックの正面図である。 駆動ブロックの側面図である。 凸状型の側面図である。 キャリヤの外観斜視図である。 巻線をキャリヤに保持させた状態を示す図である。 凸状型を巻線の反リード側コイルエンド予定部の内側に配置したときを示す図である。 巻線の隙間にブレードを挿入したときを示す図である。 ブレード駆動部と凸状型とキャリヤを接近させたときを示す図である。 図２８のＢ−Ｂ断面図である。 巻線を９０°折り曲げたときを示す図である。 巻線を９０°折り曲げたときの９０°曲げ成形装置の外観斜視図である。 図３０のＣ−Ｃ断面図である。 キャリヤの外観図である。 変形例においてクランク成形工程による成形後における巻線の外観斜視図である。 変形例においてクランク成形工程による成形後における巻線の上面図である。

ここでは、まず、最終的に製造されるコイルの構造および当該コイルの製造方法、さらに製造されたコイルを使用するステータについての全体的な概要について説明する。そして、その後、９０°曲げ成形工程で使用する巻線成形装置およびその巻線成形方法について詳細に説明する。

〔コイルの構造〕
まず、最終的に製造されるコイル１の構造について説明する。ここで、図１はコイル１の外観斜視図であり、図２はコイル１の正面図であり、図３はコイル１の上面図である。なお、図１において色付け部分は、後述する開き円弧成形工程にて平角導体１０が変形する部分を示したものである。コイル１は、平角導体１０からなるものである。ここで、平角導体１０は、導電性の高い銅やアルミニウム等の金属を矩形断面のワイヤとして形成したものであり、その周囲はエナメル等の絶縁被覆材で覆われている。そして、この平角導体１０に対してエッジワイズ曲げ加工やフラットワイズ曲げ加工を行って、コイル１を製造する。ここで、「エッジワイズ曲げ加工」とは、平角導体１０の矩形断面における短辺側の一方の面を内径面とし他方の面を外径面として、当該平角導体１０を短辺側方向に曲げて成形することである。また、「フラットワイズ曲げ加工」とは、平角導体１０の矩形断面における長辺側の一方の面を内径面とし他方の面を外径面として、当該平角導体１０を長辺側方向に曲げて成形することである。

図１〜図３に示すように、コイル１は、平角導体１０を周状に巻きながら積層して成形されるものである。このコイル１は、隣り合う平角導体１０の間に平角導体１０の積層方向の隙間δを備える。この隙間δは、平角導体１０が挿入できる大きさとしており、詳しくは、平角導体１０の短辺幅分の大きさとしている。そして、コイル１は、端部１２、端部１４、スロット内配置部１６、リード側コイルエンド配置部１８、反リード側コイルエンド配置部２０、折り曲げ部２２などを備えている。

ここで、スロット内配置部１６は、コイル１をステータコア６２（図１６参照）に配置するときにスロット６６（図１６参照）の内部に配置される部分である。このスロット内配置部１６は、図１や図２に示すように、図面の上下方向について直線形状に成形されている。

また、リード側コイルエンド配置部１８は、コイル１をステータコア６２（図１６参照）に配置するときにスロット６６（図１６参照）の外部に配置される部分である。このリード側コイルエンド配置部１８は、図１〜図３に示すように、レーンチェンジ部２４と、第１縁部２６と、第２縁部２８などを備えている。第１縁部２６と第２縁部２８は、各々、図３に示すように、平角導体１０の積層方向（図３の上方向）に湾曲する円弧形状部分であり、スロット内配置部１６とレーンチェンジ部２４とを接続している。

そして、図３に示すように、レーンチェンジ部２４は、リード側コイルエンド配置部１８の略中央部（中央部またはその近傍）にて、平角導体１０の積層方向（図３の上下方向）について平角導体１０の短辺幅分の大きさの段差からなるものである。なお、リード側コイルエンド配置部１８における平角導体１０の積層方向（図３の上下方向）は、コイル１をステータコア６２（図１６参照）に配置するときのステータコア６２の径方向となる。

また、第１縁部２６と第２縁部２８は、図１と図２に示すように、各々、Ｒ形状部３０を備える。このＲ形状部３０は、第１縁部２６とスロット内配置部１６との接続側端部にてコイル１の周方向について円弧形状に形成され、第２縁部２８とスロット内配置部１６との接続側端部にてコイル１の周方向について円弧形状に形成される。なお、このリード側コイルエンド配置部１８は、ステータコア６２の軸方向の端面７６（図１６参照）に対し、電源供給用のリード線（不図示）が接続される側に配置される。

また、反リード側コイルエンド配置部２０は、コイル１をステータコア６２（図１６参照）に配置するときにスロット６６（図１６参照）の外部に配置される部分である。この反リード側コイルエンド配置部２０は、図１〜図３に示すように、レーンチェンジ部３２と、第１縁部３４と、第２縁部３６などを備える。第１縁部３４と第２縁部３６は、各々、図２に示すように、スロット内配置部１６とレーンチェンジ部３２とを接続している。

そして、図２に示すように、レーンチェンジ部３２は、反リード側コイルエンド配置部２０の略中央部（中央部またはその近傍）にて、平角導体１０の積層方向（図２の上下方向）について平角導体１０の短辺幅分の大きさの段差からなるものである。なお、反リード側コイルエンド配置部２０における平角導体１０の積層方向（図２の上下方向）は、コイル１をステータコア６２（図１６参照）に配置するときのステータコア６２の軸方向となる。

また、折り曲げ部２２は、コイル１を用いて環状のコイル籠６４（図１６参照）を形成したときの当該コイル籠６４の内側に向かって、反リード側コイルエンド配置部２０がスロット内配置部１６から突出させるために成形された部分である。そして、この折り曲げ部２２を有することにより、リード側コイルエンド配置部１８における平角導体１０の積層方向と反リード側コイルエンド配置部２０における平角導体１０の積層方向とが直交する。

このように、コイル１は、隣り合う平角導体１０の間に隙間δを備える。そして、このコイル１は、リード側コイルエンド配置部１８に平角導体１０の短辺幅分の大きさの段差からなるレーンチェンジ部２４を備え、反リード側コイルエンド配置部２０に平角導体１０の短辺幅分の大きさの段差からなるレーンチェンジ部３２を備えている。これにより、詳しくは後述するように、ステータ６０のコイルエンドの小型化を可能とする。

〔コイルの製造方法〕
次に、以上のような構造のコイル１の製造方法の全体的な概要について説明する。コイル１の製造方法では、巻線工程、凸成形工程、クランク成形工程、９０°曲げ成形工程、開き円弧成形工程の順に行う。

（巻線工程）
まず、巻線工程について説明する。巻線工程では、図４と図５に示すような形状の巻線３８を成形する。このように成形された巻線３８は、図４と図５に示すように、端部１２と端部１４を除いて、角丸長方形状（オーバル形状）に成形されている。そして、巻線３８は、角丸長方形状に成形された部分において、直線形状のスロット内予定部４０と、円弧形状のリード側コイルエンド予定部４２と、円弧形状の反リード側コイルエンド予定部４４とを備える。また、巻線３８は、隣り合う平角導体１０の間に隙間δを備える。この隙間δは、平角導体１０が挿入できる大きさとし、詳しくは、平角導体１０の短辺幅分の大きさとする。このように、巻線工程において、最終形状のコイル１に備わる隙間δが成形される。

スロット内予定部４０は、前記のコイル１のスロット内配置部１６（図１参照）に相当する部分である。そして、スロット内予定部４０は、巻線３８の周上にて、互いに対向するように１対備わる。図４や図５で示す例では、一例として、スロット内予定部４０は合計５対備わる。

また、リード側コイルエンド予定部４２は、前記のコイル１のリード側コイルエンド配置部１８（図１参照）に相当する部分である。そして、リード側コイルエンド予定部４２は、巻線３８における周上にて、反リード側コイルエンド予定部４４とともに互いに対向するように対をなす一対のコイルエンド予定部を構成する。図４や図５で示す例では、一例として、リード側コイルエンド予定部４２は合計４つ備わる。そして、リード側コイルエンド予定部４２の頂点部４６は、平角導体１０の積層方向（図４の奥行き方向）について、巻線３８の外周方向（図４の上下方向）の位置が徐々に高くなっている。これにより、後述する９０°曲げ成形工程による成形後において、頂点部４６は、平角導体１０の積層方向について、巻線３８の外周方向の位置が同じ位置に揃う。

ここで、リード側コイルエンド予定部４２は、スロット内予定部４０との接続側端部にてＲ形状予定部５０を備える。このＲ形状予定部５０は、コイル１のＲ形状部３０（図１、図２参照）に相当する部分であり、巻線３８の周方向について円弧形状に形成される部分である。そして、Ｒ形状予定部５０は、その曲率がコイル１のＲ形状部３０の曲率と等しくなるように成形されている。そして、本実施例では、この後の各工程を通じてＲ形状予定部５０の曲率に変更を加えることなく、コイル１を製造する。

また、反リード側コイルエンド予定部４４は、前記のコイル１の反リード側コイルエンド配置部２０（図１参照）に相当する部分である。そして、反リード側コイルエンド予定部４４は、巻線３８における周上にて、リード側コイルエンド予定部４２とともに互いに対向するように対をなす一対のコイルエンド予定部を構成する。図４や図５で示す例では、一例として、反リード側コイルエンド予定部４４は合計５つ備わる。そして、反リード側コイルエンド予定部４４の頂点部４８は、平角導体１０の積層方向（図４の奥行き方向）について、巻線３８の外周方向（図４の上下方向）の位置が同じ位置に揃っている。このように、巻線工程から後述する各工程を通して、反リード側コイルエンド予定部４４の頂点部４８の位置を同じ位置に揃えるように管理することにより、最終形状のコイル１における反リード側コイルエンド配置部２０の寸法精度が向上する。これにより、後述するコイル籠６４の組み立て性が向上する。なお、巻線工程で使用する巻線装置の詳細については、後述する。

（凸成形工程）
次に、凸成形工程について説明する。凸成形工程では、巻線３８を図６と図７に示すような形状に成形する。このように成形された巻線３８は、図６と図７に示すように、リード側コイルエンド予定部４２と反リード側コイルエンド予定部４４が各々、巻線３８の外周方向（図６の上下方向）に突出する凸形状に成形される。なお、図７に示すように、隣り合う平角導体１０の間に備わる隙間δを維持している。

リード側コイルエンド予定部４２は、その略中央部（中央部またはその近傍）に凸部５２を備え、この凸部５２を挟んで両側に第１縁部２６と第２縁部２８を備えるように成形される。なお、リード側コイルエンド予定部４２の頂点部４６は、平角導体１０の積層方向（図４の奥行き方向）について、巻線３８の外周方向（図４の上下方向）の位置が徐々に高くなっている。

また、反リード側コイルエンド予定部４４は、その略中央部（中央部またはその近傍）に凸部５４を備え、この凸部５４を挟んで両側に第１縁部３４と第２縁部３６を備えるように成形される。なお、反リード側コイルエンド予定部４４の頂点部４８は、平角導体１０の積層方向（図６の奥行き方向）について、巻線３８の外周方向（図６の上下方向）の位置が同じ位置に揃っている。

（クランク成形工程）
次に、クランク成形工程について説明する。クランク成形工程では、巻線３８を図８と図９に示すような形状に成形する。このように成形された巻線３８は、図８と図９に示すように、リード側コイルエンド予定部４２と反リード側コイルエンド予定部４４にて、各々、平角導体１０の積層方向（図９の上下方向）に平角導体１０の短辺幅の大きさの段差からなるレーンチェンジ部２４，３２が成形される。そして、リード側コイルエンド予定部４２にて、第１縁部２６と第２縁部２８との間にレーンチェンジ部２４が成形される。また、反リード側コイルエンド予定部４４にて、第１縁部３４と第２縁部３６との間にレーンチェンジ部３２が成形される。なお、図９に示すように、隣り合う平角導体１０の間において隙間δを維持している。また、図９に示すように、レーンチェンジ部２４とレーンチェンジ部３２とは互いに反対方向に成形されている。このように、クランク成形工程において、最終形状のコイル１に備わるレーンチェンジ部２４とレーンチェンジ部３２とが成形される。

（９０°曲げ成形工程）
次に、９０°曲げ成形工程について説明する。９０°曲げ成形工程では、巻線３８を図１０と図１１に示すような形状に成形する。このように成形された巻線３８は、図１０と図１１に示すように、リード側コイルエンド予定部４２での平角導体１０の積層方向と反リード側コイルエンド予定部４４での平角導体１０の積層方向とが直交するように成形される。そして、リード側コイルエンド予定部４２の頂点部４６は、平角導体１０の積層方向（図１０の奥行方向、図１１の上下方向）について、巻線３８の外周方向（図１０の上下方向）の位置が同じ位置に揃っている。

このように、９０°曲げ成形工程を行うことにより、最終形状のコイル１において、スロット内配置部１６やリード側コイルエンド配置部１８での平角導体１０の積層方向と反リード側コイルエンド配置部２０での平角導体１０の積層方向とが直交するように成形される。

（開き円弧成形工程）
次に、開き円弧成形工程について説明する。開き円弧成形工程は、開き成形工程と円弧成形工程とを同時に行う工程である。開き円弧成形工程では、巻線３８の周上における一対のスロット内予定部４０の間隔が平角導体１０の積層方向について徐々に広くなるように成形する開き成形を行う。すなわち、前記の図３に示すように、コイル１の周上における一対のスロット内配置部１６の間隔Ｌ１〜Ｌ５が平角導体１０の積層方向（図３の上方向）に沿って、間隔Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の順に徐々に広くなるように成形される。これにより、スロット内配置部１６をステータ６０（図１６参照）の径方向に放射状に形成されるスロット６６（図１６参照）内に確実に配置できる。

また、同時に、リード側コイルエンド予定部４２の第１縁部２６と第２縁部２８を、平角導体１０の積層方向に湾曲する円弧形状に成形する円弧成形を行う。これにより、前記の図３に示すように、リード側コイルエンド配置部１８の第１縁部２６と第２縁部２８が、平角導体１０の積層方向（図３の上方向）に湾曲する円弧形状に成形される。そして、第１縁部２６と第２縁部２８を円弧形状に成形することにより、リード側コイルエンド配置部１８をステータ６０（図１６参照）の周方向に沿って配置することができる。

以上のようにして、前記の図１〜図３に示すコイル１を製造することができる。

〔ステータの製造方法〕
次に、以上のように製造されたコイル１を使用したステータ６０の製造方法について説明する。ここで、図１２はステータコア６２に配置するために追加工した後のコイル１の正面図であり、図１３はステータコア６２に配置するために追加工した後のコイル１の上面図である。また、図１４はコイル籠６４において隣り合う２本のコイル１Ａ，１Ｂを抜き出して示した正面図であり、図１５はコイル籠６４において隣り合う２本のコイル１Ａ，１Ｂを抜き出して示した上面図である。そして、図１６はコイル籠６４の一部がステータコア６２に挿入される様子を表した斜視図であり、図１７はステータ６０の斜視図である。

まず、コイル１をステータコア６２に配置するために、コイル１に対し追加工を行い、コイル１を図１２と図１３に示すような形状に成形する。具体的には、コイル１の一方の端部１２に渡し部６８とリード部７０を備え、コイル１の他方の端部１４に渡し部７２と接合部７４を備えるように成形する。次に、このように成形したコイル１を複数重ねてコイル籠６４を形成する。次に、図１６に示すように、ステータコア６２の軸方向からコイル籠６４をスロット６６に配置するようにしてステータコア６２に配置する。以上により、図１７に示すようなステータ６０を製造する。

ここで、コイル籠６４において隣り合う２本のコイル１Ａ，１Ｂを抜き出して示した図を図１４と図１５に示す。図１４と図１５に示すように、２本のコイル１Ａ，１Ｂは、お互いの隙間δに入るように噛み合って組み合わされている。そして、リード側のレーンチェンジ部２４Ａ，２４Ｂが隣り合うように配置され、また、反リード側のレーンチェンジ部３２Ａ，３２Ｂが隣り合うように配置されている。このように、レーンチェンジ部２４Ａ，２４Ｂとレーンチェンジ部３２Ａ，３２Ｂは、各々、一本の平角導体１０をかわすようにして配置されている。

このように、コイル１を使用してステータ６０を製造するときには、隣り合う２本のコイル１Ａ，１Ｂについて、一方のコイル１Ａにおける隣り合う平角導体１０の間の隙間δに他方のコイル１Ｂの平角導体１０を挿入することができる。これにより、コイル１Ａの平角導体１０とコイル１Ｂの平角導体１０とを交互に配置することができる。さらに、一方のコイル１Ａのリード側コイルエンド配置部１８と反リード側コイルエンド配置部２０に備わるレーンチェンジ部２４，３２により、他方のコイル１Ｂの１本の平角導体１０の幅をかわすことができる。そのため、前記の従来技術のように複数の導体の幅をレーンチェンジ部でかわす必要がなく、複数の導体の幅分のレーンチェンジ部をステータコア６２の軸方向に逃がす必要はない。したがって、ステータ６０のコイルエンドの軸方向の高さを短縮できる。以上のようにして、ステータ６０におけるコイルエンドの小型化を図ることができる。また、同形状のコイル１を複数使用してステータ６０を製造することができるので、ステータ６０の組み立て性がよい。

〔巻線成形装置および巻線成形方法〕
次に、前記の９０°曲げ成形工程において使用する巻線成形装置の一例である９０°曲げ成形装置とその巻線成形方法について、詳しく説明する。まず、９０°曲げ成形装置８０の構成について説明する。

９０°曲げ成形装置８０は、図１８〜図２０に示すように、ブレード駆動部８２、回転部８４、凸状型８６、キャリヤ８８などの各構成部を有する。また、９０°曲げ成形装置８０は、これらの各構成部の駆動を制御する制御部（不図示）も有する。なお、図１８は、後述するように、反リード側コイルエンド予定部４４を、凸状型８６とブレード保持部９６Ａとブレード保持部９６Ｂとに密着させて保持したときを示している。また、以下の説明においては、図１８に示すように、互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸を定義するものとする。

ブレード駆動部８２は、一対の駆動ブロックとして、駆動ブロック９０Ａと駆動ブロック９０Ｂを備えている。この駆動ブロック９０Ａと駆動ブロック９０Ｂは、互いに接近および退避可能である。そして、図１８〜図２２に示すように、駆動ブロック９０Ａは、本体部９２Ａ、ブレード９４Ａ、ブレード保持部９６Ａ、開き防止ブロック９８Ａなどを備えている。同様に、駆動ブロック９０Ｂは、本体部９２Ｂ、ブレード９４Ｂ、ブレード保持部９６Ｂ、開き防止ブロック９８Ｂなどを備えている。

ブレード９４Ａとブレード９４Ｂは、平角導体１０の幅（詳しくは、短辺幅）の大きさの板厚からなる板状部材である。このブレード９４Ａとブレード９４Ｂの剛性は、平角導体１０の剛性よりも大きい。ここでは、一例として、ブレード９４Ａとブレード９４Ｂの材質は鉄としている。そして、このブレード９４Ａとブレード９４Ｂは、各々、ブレード保持部９６Ａとブレード保持部９６Ｂに保持されている。ここでは、ブレード９４Ａとブレード９４Ｂは、各々、６個ずつ設けられている。なお、図２０に示すように、ブレード９４Ａとブレード９４Ｂは、Ｚ軸方向（図１８参照、図２０の上下方向）に位置ずれした状態で、Ｘ軸方向（図１８参照、図２０の左右方向）に配列されている。

ブレード保持部９６Ａは本体部９２Ａと一体となっており、ブレード保持部９６Ｂは本体部９２Ｂと一体となっている。そして、ブレード保持部９６Ａにおけるブレード９４Ａを保持する側の壁９６Ａａとブレード保持部９６Ｂにおけるブレード９４Ｂを保持する側の壁９６Ｂａは、反リード側コイルエンド予定部４４の形状に倣った形状に成形されている。

開き防止ブロック９８Ａと開き防止ブロック９８Ｂは、一対のスロット内予定部４０の配列方向（図１８のＸ軸方向、図１９の上下方向）について、ブレード９４Ａとブレード９４Ｂの外側に配置されている。

回転部８４には、前記のブレード駆動部８２が搭載されている。そして、この回転部８４は、詳しくは後述するように、回転軸１００を中心にして回転することができる。

凸状型８６は、図１９に示すように、その壁８６ａがブレード駆動部８２側に凸状に突出するように形成されている。また、凸状型８６は、図２０や図２３に示すように、溝１０４を備えている。ここでは、一例として、凸状型８６は、溝１０４を左右に６個ずつ備えている。なお、左右の溝１０４は、互いにＺ軸方向（図１８参照、図２０の上下方向）に位置ずれして配置されている。

キャリヤ８８は、図２４に示すように、一対の保持部として、保持部１０６Ａと保持部１０６Ｂを備えている。この保持部１０６Ａと保持部１０６Ｂは、各々、溝１０８Ａと溝１０８Ｂを備えている。ここでは、一例として、溝１０８Ａと溝１０８Ｂは、各々、５個設けられている。なお、キャリヤ８８は、前記の巻線工程、凸クランク成形工程、９０°曲げ成形工程、開き円弧成形工程の各工程で使用する装置間にて巻線３８を搬送する役割も担っている。

次に、このような構成の９０°曲げ成形装置８０の作用として、巻線成形方法について説明する。まず、図２５に示すように、保持部１０６Ａの溝１０８Ａと保持部１０６Ｂの溝１０８Ｂに、スロット内予定部４０を挿入する。このようにして、保持部１０６Ａと保持部１０６Ｂは、スロット内予定部４０を当該スロット内予定部４０の軸方向（平角導体１０の延伸方向、溝１０８Ａと溝１０８Ｂの長手方向、Ｙ軸方向）に移動可能としながら保持する。

次に、図２６に示すように、凸状型８６を反リード側コイルエンド予定部４４の内側に配置する。なお、反リード側コイルエンド予定部４４は、前記の図８や図９に示すように、レーンチェンジ部３２を備えている。

次に、図２７に示すように、駆動ブロック９０Ａと駆動ブロック９０Ｂを接近させて、ブレード９４Ａとブレード９４Ｂを、反リード側コイルエンド予定部４４における平角導体１０の隙間δ（図９参照）内と積層方向の両側の部分（図２７に示す反リード側コイルエンド予定部４４の最上部と最下部）に配置する。また、このとき、ブレード９４Ａとブレード９４Ｂを凸状型８６の溝１０４（図２０や図２３参照）に挿入する。このようにして、反リード側コイルエンド予定部４４をブレード９４Ａとブレード９４Ｂとで保持する。

ここで、本実施例では、９０°曲げ成形を行う前に、ブレード９４Ａとブレード９４Ｂを、保持部１０６Ａと保持部１０６Ｂの近傍にて、巻線３８の横方向（前記の図１９の上下方向、Ｘ軸方向）から反リード側コイルエンド予定部４４における隙間δ内に挿入する。すなわち、反リード側コイルエンド予定部４４の保持部１０６Ａ側の端部４４ａ（図２５や図２６参照）と保持部１０６Ｂ側の端部４４ａ（図２５や図２６参照）における隙間δ内に、ブレード９４Ａとブレード９４Ｂを一対のスロット内予定部４０の配列方向の外側から挿入する。

次に、図２８に示すように、保持部１０６Ａに開き防止部材１１０Ａを取り付け、保持部１０６Ｂに開き防止部材１１０Ｂを取り付けた後、ブレード駆動部８２と凸状型８６とキャリヤ８８を互いに接近させる。これにより、反リード側コイルエンド予定部４４を、凸状型８６の壁８６ａ（図１９参照）とブレード保持部９６Ａの壁９６Ａａ（図１９参照）とブレード保持部９６Ｂの壁９６Ｂａ（図１９参照）とに密着させて保持する。なお、このとき、前記のように、反リード側コイルエンド予定部４４を、ブレード９４Ａとブレード９４Ｂによっても保持している。

また、このとき、開き防止ブロック９８Ａと開き防止ブロック９８Ｂを、各々、本体部９２Ａと本体部９２Ｂに取り付けて、保持部１０６Ａと保持部１０６Ｂに対して一対のスロット内予定部４０の配列方向の外側に配置する。そして、この開き防止ブロック９８Ａと開き防止ブロック９８Ｂにより、保持部１０６Ａと保持部１０６Ｂの動作を制止している。

ところで、巻線３８は、詳細には、スロット内予定部４０と反リード側コイルエンド予定部４４の接続部分４５を備えており、反リード側コイルエンド予定部４４はこの接続部分４５を介して１対のスロット内予定部４０に連結している。そこで、前記のようにブレード駆動部８２と凸状型８６とキャリヤ８８を互いに接近させたとき、図２９に示すように、保持部１０６Ａの溝１０８Ａと保持部１０６Ｂの溝１０８Ｂに、スロット内予定部４０とともに、スロット内予定部４０と反リード側コイルエンド予定部４４の接続部分４５も挿入する。なお、この接続部分４５は、後述するように、９０°曲げ成形時に保持部１０６Ａの溝１０８Ａと保持部１０６Ｂの溝１０８Ｂの外部に送り出されて折り曲げられることにより、折り曲げ部２２（図１０や図１１参照）となる部分である。

次に、ブレード９４Ａとブレード９４Ｂにより巻線３８の隙間δを維持した状態で、図３０と図３１に示すように、ブレード９４Ａとブレード９４Ｂを回転させて巻線３８を９０°折り曲げる。具体的には、回転軸１００（図３１参照）を中心にして回転部８４（図３１参照）を回転させることにより、折り曲げ部２２（図３２参照）を成形しながら、反リード側コイルエンド予定部４４をスロット内予定部４０に対して９０°曲げる。

なお、折り曲げ部２２は、保持部１０６Ａの溝１０８Ａと保持部１０６Ｂの溝１０８Ｂの内部にてスロット内予定部４０をその軸方向に移動させることにより、反リード側コイルエンド予定部４４とスロット内予定部４０の接続部分４５を溝１０８Ａと溝１０８Ｂから外部に送り出し、当該外部に送り出した接続部分４５を折り曲げることにより成形する。

このようにして、図３２に示すように、反リード側コイルエンド予定部４４における平角導体１０の積層方向とスロット内予定部４０における平角導体１０の積層方向とがなす角度θを９０°に成形する９０°曲げ成形を行う。

ここで、巻線３８を単純に９０°曲げるだけであると、スプリングバック現象にて成形後の角度θが９０°未満になるおそれがある。また、巻線３８を単純に９０°曲げるだけであると、折り曲げ部２２を成形するために必要な量の平角導体１０を溝１０８Ａと溝１０８Ｂの内部から外部に送り出すことができず、成形後の角度θが９０°未満になるおそれがある。

そこで、本実施例では、まず、角度θを一旦９０°よりも大きくする。具体的には、角度θを、９０°よりも大きく、かつ、９０°曲げ成形後の折り曲げ部２２における所望の長さと等しい長さの平角導体１０（前記の接続部分４５）を溝１０８Ａと溝１０８Ｂから外部に送り出すことができる大きさまで、一旦大きくする。そして、その後、前記の図３２に示すように、角度θを９０°に戻すことにより成形する。これにより、９０°曲げ成形後の角度θが９０°になるように、巻線３８に対し９０°曲げ成形を行うことができる。

また、図３３に示すように、開き成形工程で開き成形を行うために、保持部１０６Ａは回転支点１１２を中心に回転することができる構造となっている。そして、溝１０８Ａの中心と回転支点１１２の中心は、９０°に曲げられた反リード側コイルエンド予定部４４が開き成形工程が行われたときに大きく変形しないようにＸ軸方向（図１８参照、図３３の左右方向）にズレ量α分ずれている。より具体的には端部４４ａのＲ形状の中心付近を回転中心としている。そのため、９０°曲げ成形を行うときに、保持部１０６Ａが回転支点１１２を中心に回転してしまうおそれがある。また、保持部１０６Ｂについても同様である。

そこで、本実施例では、開き防止ブロック９８Ａと開き防止ブロック９８Ｂを配置している。これにより、開き防止ブロック９８Ａと開き防止ブロック９８Ｂが、保持部１０６Ａと保持部１０６Ｂの回転動作を制止するので、９０°曲げ成形を行うときに保持部１０６Ａと保持部１０６Ｂが回転することを防止できる。

〔本実施例の効果〕
本実施例によれば、９０°曲げ成形装置８０において、ブレード９４Ａ、ブレード９４Ｂ、保持部１０６Ａ、保持部１０６Ｂなどを有する。そして、ブレード９４Ａとブレード９４Ｂは、平角導体１０の短辺幅の大きさの板厚からなる板状部材であり、かつ、平角導体１０よりも剛性が大きい。そして、９０°曲げ成形装置８０は、ブレード９４Ａとブレード９４Ｂを各々、反リード側コイルエンド予定部４４における隙間δと平角導体１０の積層方向の上側と下側の両側に配置し、かつ、保持部１０６Ａと保持部１０６Ｂによりスロット内予定部４０を当該スロット内予定部４０の軸方向に移動可能としながら保持した状態で、接続部分４５を折り曲げる。そして、これにより、９０°曲げ成形装置８０は、反リード側コイルエンド予定部４４における平角導体１０の積層方向とスロット内予定部４０における平角導体１０の積層方向とがなす角度θを９０°に成形する９０°曲げ成形を行う。

このように、ブレード９４Ａとブレード９４Ｂにより隙間δを確保した状態で９０°曲げ成形を行うので、隙間δの大きさを維持させながら巻線３８を折り曲げることができる。そのため、９０°曲げ成形後の巻線３８について、隙間δを確保しつつ所望の形状に成形することができる。そして、このとき、ブレード９４Ａとブレード９４Ｂを変形させないので、ブレード９４Ａとブレード９４Ｂを再利用することができる。そのため、隙間δを持った巻線３８に対してコストを低減しながら９０°曲げ成形を行うことができる。

また、９０°曲げ成形装置８０は、９０°曲げ成形を行うときには角度θを一旦９０°よりも大きくした後に９０°に戻している。これにより、平角導体１０のスプリングバック現象による影響を抑制でき、かつ、巻線３８の折り曲げ部２２に必要な量の平角導体１０を確保できるので、９０°曲げ成形後の巻線３８を確実に所望の形状に成形することができる。

また、９０°曲げ成形装置８０は、９０°曲げ成形を行う前に、反リード側コイルエンド予定部４４の保持部１０６Ａ側の端部４４ａと保持部１０６Ｂ側の端部４４ａにおける隙間δと平角導体１０の積層方向の上側と下側の両側に対し、ブレード９４Ａとブレード９４Ｂを一対のスロット内予定部４０の配列方向の外側から挿入している。これにより、隙間δが確保されている保持部１０６Ａと保持部１０６Ｂの近傍にてブレード９４Ａとブレード９４Ｂを隙間δに確実に挿入することができる。そのため、ブレード９４Ａとブレード９４Ｂを隙間δに挿入するときに、ブレード９４Ａとブレード９４Ｂが平角導体１０と干渉して巻線３８が変形することを防止できる。

また、９０°曲げ成形装置８０は、９０°曲げ成形を行うときに、保持部１０６Ａと保持部１０６Ｂに対して、各々、一対のスロット内予定部４０の配列方向の外側に開き防止ブロック９８Ａと開き防止ブロック９８Ｂを配置する。これにより、９０°曲げ成形をするときに保持部１０６Ａと保持部１０６Ｂが開くことを制止できるので、９０°曲げ成形後の巻線３８を確実に所望の形状に成形することができる。

〔変形例〕
なお、上記の各工程は順序を変更してもよい。例えば、変形例として、前記の実施例の各工程の順序に対し凸成形工程とクランク成形工程の順序を入れ替えて、巻線工程、クランク成形工程、凸成形工程、９０°曲げ成形工程、開き円弧成形工程の順序としてもよい。このような変形例において、クランク成形工程による成形後における巻線３８について、その外観斜視図を図３４に示し、その上面図を図３５に示す。

このような変形例において、クランク成形工程による成形後における巻線３８は、図３４と図３５に示すように、端部１２と端部１４を除いて、角丸長方形状（オーバル形状）に成形されている。そして、リード側コイルエンド予定部４２は、その略中央部（中央部またはその近傍）にレーンチェンジ部２４を備えている。また、反リード側コイルエンド予定部４４は、その略中央部（中央部またはその近傍）にレーンチェンジ部３２を備えている。

また、その他の変形例として、巻線工程、９０°曲げ成形工程、クランク成形工程、凸成形工程、円弧開き成形工程の順に行う例や、巻線工程、９０°曲げ成形工程、凸成形工程、クランク成形工程、円弧開き成形工程の順に行う例も考えられる。また、その他の変形例として、巻線工程、９０°曲げ成形工程、円弧開き成形工程、クランク成形工程、凸成形工程の順に行う例や、巻線工程、９０°曲げ成形工程、円弧開き成形工程、凸成形工程、クランク成形工程の順に行う例も考えられる。

また、その他の変形例として、開き成形工程と円弧成形工程とを別に行うことも考えられる。例えば、巻線工程、凸成形工程、クランク成形工程、円弧成形工程、９０°曲げ成形工程、開き成形工程の順に行うことが考えられる。また、その他の変形例として、クランク成形工程と凸成形工程とを同時に行うことも考えられる。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。

１ コイル
２ コイル
１０ 平角導体
１６ スロット内配置部
１８ リード側コイルエンド配置部
２０ 反リード側コイルエンド配置部
２２ 折り曲げ部
２４ レーンチェンジ部
２６ 第１縁部
２８ 第２縁部
３０ Ｒ形状部
３２ レーンチェンジ部
３４ 第１縁部
３６ 第２縁部
３８ 巻線
４０ スロット内予定部
４２ リード側コイルエンド予定部
４４ 反リード側コイルエンド予定部
４４ａ 端部
４５ 接続部分
４６ （リード側コイルエンド予定部の）頂点部
４８ （反リード側コイルエンド予定部の）頂点部
５０ Ｒ形状予定部
５２ （リード側コイルエンド予定部の）凸部
５４ （反リード側コイルエンド予定部の）凸部
６０ ステータ
６２ ステータコア
６４ コイル籠
６６ スロット
６８ 渡し部
７０ リード部
７２ 渡し部
７４ 接合部
７６ 端面
８０ ９０°曲げ成形装置
８２ ブレード駆動部
８４ 回転部
８６ 凸状型
８８ キャリヤ
９４Ａ，９４Ｂ ブレード
９８Ａ，９８Ｂ 開き防止ブロック
１００ 回転軸
１０６Ａ，１０６Ｂ 保持部
１０８Ａ，１０８Ｂ 溝
δ 隙間
θ 角度

Claims (6)

1. 導体を周状に巻きながら積層し、ステータコアのスロットの内部に配置される部分に相当する直線形状のスロット内予定部と、一対の前記スロット内予定部の間を連結するコイルエンド予定部とを備える巻線に対して成形を行う巻線成形装置において、
   前記巻線は、周状に巻かれつつ隣り合う前記導体の間に前記導体の幅の大きさの隙間を備えており、
   前記導体の幅の大きさの板厚からなり前記導体よりも剛性の大きい板状のブレードと、
   前記スロット内予定部を当該スロット内予定部の導体の延伸方向に移動可能としながら保持する保持手段と、を有し、
   前記ブレードを前記コイルエンド予定部における前記隙間と前記導体の積層方向の両側に配置し、かつ、前記保持手段により前記スロット内予定部を保持した状態で、
   前記スロット内予定部と前記コイルエンド予定部の接続部分を折り曲げて、前記スロット内予定部における前記導体の積層方向と前記コイルエンド予定部における前記導体の積層方向とがなす角度を所定の角度に成形する曲げ成形を行うこと、
   を特徴とする巻線成形装置。
2. 請求項１の巻線成形装置において、
   前記所定の角度に曲げ成形を行うときに、前記角度を一旦所定の角度よりも大きくした後に所定の角度に戻すこと、
   を特徴とする巻線成形装置。
3. 請求項１または２の巻線成形装置において、
   前記所定の角度とは９０°であること、
   を特徴とする巻線成形装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つの巻線成形装置において、
   前記曲げ成形を行う前に、前記コイルエンド予定部の前記保持手段側の両端部における前記隙間と前記導体の積層方向の両側に対し前記ブレードを前記一対の前記スロット内予定部の配列方向の外側から挿入すること、
   を特徴とする巻線成形装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１つの巻線成形装置において、
   前記保持手段に対して前記一対の前記スロット内予定部の配列方向の外側に前記保持手段を制止する制止手段を配置すること、
   を特徴とする巻線成形装置。
6. 導体を周状に巻きながら積層し、ステータコアのスロットの内部に配置される部分に相当する直線形状のスロット内予定部と、一対の前記スロット内予定部の間を連結するコイルエンド予定部とを備える巻線に対して成形を行う巻線成形方法において、
   前記巻線は、周状に巻かれつつ隣り合う前記導体の間に前記導体の幅の大きさの隙間を備えており、
   前記導体の幅の大きさの板厚からなり前記導体よりも剛性の大きい板状のブレードを前記コイルエンド予定部における前記隙間と前記導体の積層方向の両側に配置し、かつ、前記スロット内予定部を当該スロット内予定部の導体の延伸方向に移動可能としながら保持した状態で、
   前記スロット内予定部と前記コイルエンド予定部の接続部分を折り曲げて、前記スロット内予定部における前記導体の積層方向と前記コイルエンド予定部における前記導体の積層方向とがなす角度を所定の角度に成形する曲げ成形を行うこと、
   を特徴とする巻線成形方法。

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