JP6304142B2 - 巻線製造方法および巻線製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両等に用いられる回転電機（モータ、又は発電機、又はモータ兼発電機）の巻線製造方法および巻線製造装置に関するものである。

ラジアルギャップ型の回転電機のステータとして、周方向に複数のスロットが並んだ円環状のステータコアと、このステータコアに波巻（分布巻）で巻き付けられた銅線などからなる巻線群（コイル）とを備えたものが公知であり、例えば、特許文献１には、この種の回転電機の一つである三相モータに用いられる巻線群の製造方法が開示されている。

この製造方法は、一相分の巻線群を周方向１箇所で切断して展開した形状と同等の形状を有する波形のプレートをプレス加工により金属板から打ち抜き、さらにこの波形プレートをプレス加工によって幅方向に分割することによって波形の複数本の素線を形成する。そして、これら素線を一体に結着して円形に変形させ、互いに隣接する素線（一つの巻線）の周方向端部同士を溶接等により接合することにより、一相分の巻線群（コイル）を形成する、というものである。

特開２０１１−１８８７２１号公報

しかし、特許文献１の方法では、一巻毎に隣接する素線同士を接合する必要があるため、巻線群の製造に時間と手間がかかる。この場合、金属板から一相分の波形の素線をプレス加工により打ち抜き、これを複数回、巻回して巻線群を形成することによって、接合作業を省略することも考えられる。しかし、この場合には、一相分の波形の素線をプレス加工するための広い（長い）加工スペースが必要になるという弊害がある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、溶接等による素線同士の接合作業を低減しながら、比較的少ないスペースで巻線群（コイル）を製造できる技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、周方向に一定間隔で並び、各々内向きに開口する複数のスロットを有するステータコアに組み付けられる円筒状の巻線群であってかつステータコアの一方側の端面上を通過する第１渡り部と他方側の端面上を通過する第２渡り部とが前記スロット内を通過するスロット内通過部を介して周方向に交互に並んだ波巻型の巻線群の製造方法であって、素線を渦巻き状に配置して当該素線を金型でプレス加工することにより、前記素線の長手方向に延びる主線部と、渦巻きの中心線と平行な方向であって前記主線部に対して互いに反対方向にオフセットされた位置でそれぞれ前記長手方向に延びる第１副線部および第２副線部とを含み、かつ第１副線部と第２副線部とが主線部を挟んで周方向に交互に並んだ渦巻き状の初期線状体を成形する成型工程と、前記初期線状体をその外周端から引き出しながら前記主線部を前記第１、第２副線部に対して折り曲げることにより、当該初期線状体を矩形波状に変形させるフォーミング加工工程と、を含むものである。

この巻線製造方法によれば、素線を渦巻き状に配置し、プレス加工により渦巻き状の初期線状体を形成した後、この初期線状体をその外周端から引き出しながら矩形波状にフォーミング加工するので、初期線状体（素線）を完全に展開させた状態で加工するような工程がなく、よって、比較的少ないスペースで巻線群を製造することが可能となる。

この場合には、さらに、フォーミング加工工程後の前記初期線状体を円筒状に巻き取ることにより、前記主線部、前記第１副線部および前記第２副線部によりそれぞれ、前記スロット内通過部、前記第１渡り部および前記第２渡り部が形成された前記巻線群を形成する巻き取り工程を有するのが好適である。

この巻線製造方法によれば、素線同士の接合作業を伴うことなく１本の素線から最終的な波巻型の巻線群を製造することが可能となる。

上記巻線製造方法において、前記フォーミング加工工程では、前記主線部が前記初期線状体の長手方向に対して直交方向に延びるように、前記第１副線部の両側に位置する主線部を一組として当該一組の主線部を同時に折り曲げるのが好適である。

この巻線製造方法によれば、効率良く初期線状体を矩形波状に変形させることが可能となる。

この場合、具体的には、前記第１副線部とその両側にそれぞれ位置する前記主線部を一組として、各主線部のうち、第１副線部側の端部である第１端部を把持するとともに、前記各主線部のうち、前記第２副線部側の端部である第２端部を把持し、各第１端部をそれらの間隔を保った状態で前記直交方向に一体的に移動させるとともに、各第２端部を前記長手方向に沿って互いに接近する方向に移動させることにより、前記第１、第２副線部に対して前記主線部を折り曲げるのが好適である。

これらの巻線製造方法によれば、第１副線部を中心として左右対称な動作で両側の各主線部を同時に折り曲げることが可能となるので、作業性が向上する。

なおこの場合、前記成型工程において、前記主線部の両端にそれぞれ、前記直交方向に延びる把持部を形成しておき、前記フォーミング加工工程では、前記把持部を把持するのが好適である。

この巻線製造方法によれば、折り曲げ後の主線部を前記直交方向に沿ってより真っ直ぐにすることが可能となる。

また、上記の巻線製造方法において、前記成型工程では、渦巻き状に配置した前記素線の一方側の端部から他方側の端部に向かって一定の範囲毎に順次プレス加工するのが好適である。

この巻線製造方法によれば、プレス加工時における素線の弛みや引張りが軽減される。そのため、プレス加工により得られる初期線状体の断面形状（断面積）を保つ上で、また、素線に形成されている絶縁被膜損傷を防止する上で有効となる。

また、上記の巻線製造方法において、前記巻線群が、当該巻線群に含まれる巻線の一部が捩られたものである場合には、前記成形工程では、前記一部に対応する箇所を予め捩った前記素線をプレス加工するのが好適である。

この巻線製造方法によれば、上記のように部分的に捩りを含む巻線群を良好に製造することが可能となる。

一方、本発明の巻線製造装置は、上述した何れか成形工程に用いられる装置であって、前記素線１が挿入される渦巻き状の成形溝を有する第１型と前記成形溝に沿って配置される第２型とを有する金型と、前記第１型と前記第２型とを相対的に移動させることにより前記金型を開閉する駆動装置とを備えるものである。

この巻線製造装置によれば、前記成型溝内に素線を挿入して当該金型により素線をプレス加工することにより、上記のような初期線状体を良好に製造することが可能となる。

この場合、前記第１型および前記第２型の一方は可動型であってかつ前記成形溝の長手方向に並ぶ複数の分割型から構成されており、前記駆動装置は、前記複数の分割型のうち、前記成形溝の一方側の端部に近いものから順番に移動させることにより、前記金型を前記一方側の端部から順次型閉じするものであるのが好適である。

この巻線製造装置によれば、プレス加工時における素線の弛みや引張りを軽減することが可能となる。そのため、当該弛みや引張りに起因する初期線状体の変形や絶縁被膜の損傷を防止することが可能となる。

なお、この巻線製造装置において、前記金型は、前記第１型が固定型で、前記第２型が可動型であり、前記第１型は、ベース型と、当該ベース型に着脱可能な交換型であって前記第１、第２副線状部を成形するための複数種類の交換型とを含み、かつ当該複数種類の交換型から選択される所定の交換型がベース型に固定されるものであって、前記各分割型は、前記成型溝の長手方向に並びかつ間隔を変更することが可能な一対の単位型であってそれぞれ第１型の前記交換型に対応する形状を有するものであるのが好適である。

この巻線製造装置によれば、主線部、第１副線部および第２副線部の長さ寸法が異なる複数種類の初期線状体を共通の製造装置を用いて製造することが可能となる。

また、本発明の他の巻線製造装置は、上記のフォーミング加工工程および巻き取り工程に用いられる装置であって、前記初期線状体を引き出し可能に保持する繰り出しテーブルと、前記初期線状体をその外周端から引き出しながら前記主線部を前記第１、第２副線部に対して折り曲げる、フォーミング加工を実施する加工機本体と、前記フォーミング加工が施された初期線状体を巻き取る巻取りテーブルとを含むものである。

この巻線製造装置によれば、フォーミング加工工程および巻き取り工程の各作業を効率的に実施することが可能となる。

以上説明したように、本発明の巻線製造方法および巻線製造装置によれば、溶接等による素線同士の接合作業を低減しながら、比較的少ないスペースで巻線群（コイル）を製造することが可能となる。

回転電機のステータを示す斜視概略図である。 ステータを示す縦断面略図である。 ステータを示す平断面略図である。 （ａ）は、巻線（素線）の断面図であり、（ｂ）は図３の要部拡大図である。 巻線群の巻回経路を示すステータの展開縦断面模式図であり、（ａ）は、第１Ｕ相巻線群の巻回経路を示し、（ｂ）は第２Ｕ相巻線群の巻回経路を示す。 第１Ｕ相巻線群の巻回経路を示すステータの展開平面模式図（上面図）であり、（ａ）は、正巻線群の巻回経路を示し、（ｂ）は、逆巻線群の巻回経路を示す。 第２Ｕ相巻線群の巻回経路を示すステータの展開平面模式図（上面図）であり、（ａ）は、正巻線群の巻回経路を示し、（ｂ）は、逆巻線群の巻回経路を示す。 （ａ）は、スロットから導出された第１Ｕ相巻線群（正巻線群）の配線状態を説明する斜視模式図であり、（ｂ）は、捩りを伴う巻線を（ａ）から抽出した斜視模式図である。 スロットから導出された巻線群の配線状態を示す断面模式図であり、（ａ）は、図６（ａ）のＩＸａ−ＩＸａ線に、（ｂ）は、図６（ａ）のＩＸｂ−ＩＸｂ線にそれぞれ沿った断面模式図である。 （ａ）は、スロットに挿入される第１Ｕ相巻線群（正巻線群）の配線状態を説明する斜視模式図であり、（ｂ）は、捩りが戻される巻線を図（ａ）から抽出した斜視模式図である。 ステータコアの軸方向端面上における巻線群の配線状態を示す断面模式図であり、（ａ）は、図６（ａ）のＸＩａ−ＸＩａ線に、（ｂ）は、図６（ａ）のＸＩｂ−ＸＩｂ線に、（ｃ）は、図６（ａ）のＸＩｃ−ＸＩｃ線に、（ｄ）は、図６（ａ）のＸＩｄ−ＸＩｄ線にそれぞれ沿った断面模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は、ステータの製造方法を説明する説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、ステータの製造方法の他の例を説明する説明図である。 プレス加工機（巻線製造装置の一部）を示す側面図である。 プレス加工機の下型を示す平面図である。 プレス加工機の上型を示す断面図（図１４のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図）である。 プレス加工機の上型及び下型を示す断面図（図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面図）である。 プレス加工機の上型及び下型を示す断面図である。 プレス加工により得られた初期線状体の展開図である。 図１９に示す初期線状体の要部拡大図である。 フォーミング加工機（巻線製造装置の一部）を示す平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、ワイヤ加工機（フォーミング加工機）による初期線状体の加工状態を示す側面図である。 （ａ）、（ｂ）は、ワイヤ加工機（フォーミング加工機）による初期線状体の加工状態を示す側面図である。 ワイヤ加工機（フォーミング加工機）による初期線状体の加工状態を示す側面図である。 巻線群（第１Ｕ相巻線群の正巻線群）を模式的に示す展開図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。

本発明のステータ製造方法およびステータ製造装置の説明に入る前に、まず、当該製造方法および製造装置を用いて製造される回転電機のステータについて説明する。

図１〜図３は、回転電機のステータＳを概略図で示しており、図１は斜視図で、図２、図３は断面図で各々ステータＳを示している。

同図に示すステータＳは、ハイブリット車両に搭載される三相交流モータ（回転電機の一例）に用いられるステータである。具体的には、当該ステータＳと、その内側に配置されるロータと、これらステータＳ及びロータを収容するケーシング等で三相交流モータが構成される。

上記ステータＳは、円環状をなすステータコア１０と、そのスロット１２に巻回される複数の巻線群をそれぞれ含む、第１コイル部材１４Ａおよび第２コイル部材１４Ｂとを備えている。なお、以下の説明では、ステータコア１０の中心軸回りの方向を周方向と称し、ステータコア１０の半径方向を単に径方向と称す。

前記ステータコア１０は、図３に示すように、周方向に等間隔で並ぶ複数の位置でそれぞれ内向きに開いて放射状に延びる複数のスロット１２を備えている。

前記ステータコア１０は、当例では、４８個のスロット１２を備えている。そして、後に詳述する通り、これら４８個のスロット１２のうち、特定の複数のスロット１２を通過するようにＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各巻線群が当該ステータ１０に巻回されている。換言すれば、ステータコア１０には、Ｕ相の巻線群が各々挿入される互いに隣接した２つのスロット１２と、Ｖ相の巻線群が各々挿入される互いに隣接した２つのスロット１２と、Ｗ相の巻線群が各々挿入される互いに隣接した２つのスロット１２とを１セットとして、ステータコア１０の周方向に８セットのスロット群が備えられている。つまり、このステータＳが適用される回転電機は、４８スロットを備えた８極の回転電機である。

なお、図３には、Ｕ相の巻線群が各々挿入されるスロット１２を符号Ｕ１・Ｕ２、Ｕ３・Ｕ４……Ｕ１５・Ｕ１６で示し、Ｖ相の巻線群が各々挿入されるスロット１２を符号Ｖ１・Ｖ２、Ｖ３・Ｖ４……Ｖ１５・Ｖ１６で示し、Ｗ相の巻線群が各々挿入されるスロット１２を符号Ｗ１・Ｗ２、Ｗ３・Ｗ４……Ｗ１５・Ｗ１６で示している。以下の説明では、必要に応じて、Ｕ相の巻線群が挿入されるスロットの符号として符号１２の代わりに図３中に示す符号Ｕ１・Ｕ２、Ｕ３・Ｕ４……Ｕ１５・Ｕ１６を用い、同様に、Ｖ相の巻線群が各々挿入されるスロットの符号として同図中の符号Ｖ１・Ｖ２、Ｖ３・Ｖ４……Ｖ１５・Ｖ１６を用い、Ｗ相の巻線群が各々挿入されるスロットの符号としてＷ１・Ｗ２、Ｗ３・Ｗ４……Ｗ１５・Ｗ１６を用いるものとする。

ステータコア１０は、例えば図３に示すような形状を有する磁性体（鋼板）製の複数枚のプレートが積層一体化されることにより構成されている。

第１コイル部材１４Ａ及び第２コイル部材１４Ｂは、それぞれ、ステータコア１０に巻回される複数の巻線群を含んでいる。第１コイル部材１４Ａと第２コイル部材１４Ｂは、第２コイル部材１４Ｂが第１コイル部材１４Ａの内側に設けられている以外、これらの基本的な構成は共通している。よって、以下の説明では、第１コイル部材１４Ａについて詳述した上で、必要に応じて第２コイル部材１４Ｂの構成に言及することにする。

第１コイル部材１４Ａは、スロットＵ１・Ｕ２、Ｕ３・Ｕ４……Ｕ１５・Ｕ１６を通過するようにステータコア１０に巻回される２つ一組のＵ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ（第１Ｕ相巻線群２０Ｕａ、第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂと称す／図４（ｂ）参照）と、スロットＶ１・Ｖ２、Ｖ３・Ｖ４……Ｖ１５・Ｖ１６を通過するようにステータコア１０に巻回される２つ一組のＶ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂ（第１Ｖ相巻線群２０Ｖａ、第２Ｖ相巻線群２０Ｖｂと称す）と、スロットＷ１・Ｗ２、Ｗ３・Ｗ４……Ｗ１５・Ｗ１６を通過するようにステータコア１０に巻回される２つ一組のＷ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂ（第１Ｗ相巻線群２０Ｗａ、第２Ｗ相巻線群２０Ｗｂと称す）とを含む。なお、図１では、同じ経路に沿って巻回される巻線群をまとめて極めて概略的に第１コイル部材１４Ａ及び第２コイル部材１４Ｂを示している。

Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、Ｖ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂ、及びＷ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂは、通過するスロット１２が互いに異なる以外、基本的な構成は共通している。よって、以下の説明では、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの構成について詳述した上で、必要に応じてＶ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂ、及びＷ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂの構成に言及することにする。なお、以下の説明において上（上側）、下（下側）というときには、図１に示すステータＳの状態を基準とし、内（内側）、外（外側）というときには、ステータコア１０の径方向を基準とする。

第１Ｕ相巻線群２０Ｕａは、断面五角形の素線１により形成された複数の巻線で構成されている。詳しくは、図４（ａ）に示すように、素線１は、底辺２ａと、その両側から互いに平行に伸びる一対の側辺２ｂ、２ｂと、これら側辺２ｂ、２ｂの端部同士を繋ぐ一対の斜辺２ｃ、２ｃとを備えた断面ホームベース型である。なお、素線１の断面において一対の斜辺２ｃが繋がる部分を尖形部と称する。素線１には、絶縁被膜が施されており、前記尖形部は、折り曲げ時の応力集中に起因する被膜破壊や巻線（素線１）の破損（亀裂）等を抑制するために若干丸味が持たせてある。

第１Ｕ相巻線群２０Ｕａは、図４（ｂ）に示すように、上記のような断面ホームベース型の素線１により形成された合計６つの巻線で構成されている。詳細には、同図に示すように、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａは、３つの巻線ｒ１〜ｒ３からなる正巻線群２２ａと、３つの巻線ｒ１′〜ｒ３′からなる逆巻線群２２ｂとを含む。正巻線群２２ａと逆巻線群２２ｂとは、コイルエンド部においては、電流の流れる方向が周方向において互いに逆向きとなり、スロット１２内においては、電流の流れる方向が同一となるように電流供給が行われるものであり、後に詳述する通り、スロット１２に対する巻線の挿入方向および導出方向が互いに逆の関係になっている。

第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂも同様に、図４（ｂ）に示すように、上記ホームベース型をなす断面五角形の素線１により形成された合計６つの巻線で構成されており、詳しくは、３つの巻線ｒ４〜ｒ６からなる正巻線群２４ａと、３つの巻線ｒ４′〜ｒ６′からなる逆巻線群２４ｂとを含む。

各Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂは、図５〜図７に示すようにして、ステータコア１０に波巻（分布巻きの一種）で巻回されることにより形成されている。すなわち、各Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの巻線構造は波巻である。

スロットＵ１、Ｕ２の位置を基準に具体的に説明すると、まず、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａは、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、ステータコア１０の下側からスロットＵ１に挿入されて上側に導出され、ステータコア１０の上側からスロットＵ４に挿入されて下側に導出され、ステータコア１０の下側からスロットＵ５に挿入されて上側に導出されるという具合にして、スロットＵ１、Ｕ４、Ｕ５、Ｕ８、Ｕ９、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ１６を経由して波巻きでステータコア１０に巻回されている。

第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの逆巻線群２２ｂは、図５（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、ステータコア１０の上側からスロットＵ１に挿入されて下側に導出され、ステータコア１０の下側からスロットＵ４に挿入されて上側に導出され、ステータコア１０の上側からスロットＵ５に挿入されて下側に導出されるという具合にして、ステータコア１０に巻回されている。すなわち、逆巻線群２２ｂは、スロット１２に対する巻線の挿入方向及び導出方向が正巻線群２２ａとは逆になるように、正巻線群２２ａと同じスロットＵ１、Ｕ４、Ｕ５、Ｕ８、Ｕ９、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ１６を経由して波巻きでステータコア１０に巻回されている。

正巻線群２２ａの巻線ｒ１〜ｒ３と逆巻線群２２ｂの巻線ｒ１′〜ｒ３′とは、図４（ｂ）に示すように、ステータコア１０の径方向（図４（ｂ）では左右方向）に一列に並べられた状態、具体的には、前記径方向の片側に正巻線群２２ａの巻線ｒ１〜ｒ３が連続して一列に並び、この正巻線群２２ａに隣接するように逆巻線群２２ｂの巻線ｒ１′〜ｒ３′が連続して一列に並んだ状態で各スロットＵ１、Ｕ４〜Ｕ１６に挿入されている。より詳しくは、互いに隣接する巻線の尖形部が周方向の互いに反対側を向き、かつ、当該隣接する巻線の斜辺２ｃ同士が互いに当接するとともに、尖形部の向きが共通する巻線のうち隣接するものの側辺２ｂ同士が互い当接する状態、具体的には正巻線群２２ａの巻線ｒ１、ｒ３および逆巻線群２２ｂの巻線ｒ２′のうち互いに隣接するものの側辺２ｂ同士が互いに当接し、正巻線群２２ａの巻線ｒ２および逆巻線群２２ｂの巻線ｒ１′、ｒ３′のうち隣接するものの側辺２ｂ同士が互いに当接する状態で前記巻線ｒ１〜ｒ３、ｒ１′〜ｒ３′が各スロットＵ１、Ｕ４〜Ｕ１６に挿入されている。

なお、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、正巻線群２２ａ及び逆巻線群２２ｂは、各スロットＵ１、Ｕ４〜Ｕ１６について、ステータコア１０の径方向における内外の位置関係が交互に入れ替わるように当該ステータコア１０に巻回されている。

一方、第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａは、図５（ｂ）及び図７（ａ）に示すように、ステータコア１０の下側からスロットＵ２に挿入されて上側に導出され、ステータコア１０の上側からスロットＵ３に挿入されて下側に導出され、ステータコア１０の下側からスロットＵ６に挿入されて上側に導出されるという具合にして、スロットＵ２、Ｕ３、Ｕ６、Ｕ７、Ｕ９、Ｕ１０、Ｕ１１、Ｕ１４、Ｕ１５を経由して波巻きでステータコア１０に巻回されている。

第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの逆巻線群２４ｂは、図５（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように、ステータコア１０の上側からスロットＵ２に挿入されて下側に導出され、ステータコア１０の下側からスロットＵ３に挿入されて上側に導出され、ステータコア１０の上側からスロットＵ６に挿入されて下側に導出されるという具合にして、ステータコア１０に巻回されている。すなわち、逆巻線群２４ｂは、スロット１２に対する巻線の挿入方向及び導出方向が正巻線群２４ａとは逆になるように、正巻線群２４ａと同じスロットＵ２、Ｕ３、Ｕ６、Ｕ７、Ｕ９、Ｕ１０、Ｕ１１、Ｕ１４、Ｕ１５を経由して波巻きでステータコア１０に巻回されている。

正巻線群２４ａの巻線ｒ４〜ｒ６と逆巻線群２４ｂの巻線ｒ４′〜ｒ６′は、上述した第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの各巻線群２２ａ、２２ｂと同様にして、図４（ｂ）に示すように、ステータコア１０の径方向に一列に並べられた状態で各スロットＵ２、Ｕ３〜Ｕ１５に挿入されている。そして、第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂについても、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、正巻線群２４ａ及び逆巻線群２４ｂは、各スロットＵ２、Ｕ３〜Ｕ１５について、ステータコア１０の径方向における内外の位置関係が交互に入れ替わるように当該ステータコア１０に巻回されている。

なお、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａ及び第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂは、図３及び図４（ｂ）に示すように、ステータコア１０の径方向最外側に位置する巻線ｒ１、ｒ４の尖形部の向きが同じになるように、当例では巻線ｒ１、ｒ４の尖形部が互いに周方向の同じ側（図４（ｂ）では下側）を向くように、各スロットＵ１・Ｕ２……Ｕ１５・Ｕ１６に挿入されている。

第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａと第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａとは、ステータコア１０の軸方向端面上（上下両側の端面上）において、軸方向端面と各巻線ｒ１〜ｒ３、ｒ４〜ｒ６の底辺２ａが平行となり、かつ前記斜辺２ｃ同士又は前記底辺２ａ同士が当接する状態で、ステータコア１０の軸方向に沿って並べられている。

詳しくは、図８（ａ）に模式的に示すように、スロットＵ１からステータコア１０の上側に導出される第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａのうち、内側の２つの巻線ｒ２、ｒ３は、そのまま略水平（ステータコア１０の軸方向端面と略平行）になるように直角に折り曲げられ、残りの巻線ｒ１は、直角に折り曲げられつつ、さらに内側に１８０°捩られ（図８（ｂ）参照）、巻線ｒ３の下側に互いの底辺２ａ同士が当接するように重ねられている。他方、スロットＵ２からステータコア１０の上側に導出される第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａのうち、内側の２つの巻線ｒ５は、そのまま略直角に折り曲げられ、残りの巻線ｒ４は、略直角に折り曲げられつつ、巻線ｒ５の上側に互いの底辺２ａ同士が当接するように重ねられるとともに、巻線ｒ１の下側に互いの斜辺２ｃ同士が当接するように重ねられている。これにより、図９（ｂ）に示すように、前記斜辺２ｃ同士が当接する状態、又は前記底辺２ａ同士が当接する状態で、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａの巻線ｒ１〜ｒ３の下側に第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａの巻線ｒ４〜ｒ６が重ねられている。なお、図９（ａ）は、図６（ａ）のＩＸａ−ＩＸａ線に沿った巻線群の断面模式図であり、図９（ｂ）は、図６（ａ）のＩＸｂ−ＩＸｂ線に沿った同断面模式図である。

このように重ねられた第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａと第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａは、図６（ａ）及び図７（ａ）に示すように、次のスロットＵ３、Ｕ４に向かうに伴い、ステータコア１０の径方向内側に変位するようにステータコア１０の上端面に沿って配されている。そして、図１０（ａ）に模式的に示すように、まず、下側に位置する第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａがステータコア１０の上側からスロットＵ３に挿入される。この場合、下側の巻線ｒ５、ｒ６は、そのまま略直角に折り曲げられ、残りの巻線ｒ４は、略直角に折り曲げられて他の巻線ｒ５、ｒ６の外側に並べられる。これにより、ステータコア１０の径方向に巻線ｒ４〜ｒ６が一列に並んだ状態で、正巻線群２４ａがスロットＵ３に挿入される。

他方、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａのうち、上側の２つの巻線ｒ２、ｒ３は、そのまま直角に折り曲げられ、残りの巻線ｒ１は直角に折り曲げられつつ外側に１８０°捩られた状態（図１０（ｂ）参照）で他の巻線ｒ２、ｒ３の外側に並べられる。これにより、ステータコア１０の径方向に巻線ｒ１〜ｒ３が一列に並んだ状態で、正巻線群２２ａがスロットＵ４に挿入される。なお、巻線ｒ１が外側に１８０°捩られるのは、上記の通り、当該巻線ｒ１は、スロットＵ１から導出された後、他の巻線ｒ３に重ねるために内側に１８０°捩られており（図８（ａ）（ｂ））、この捩れを解消するためである。

なお、ここでは、ステータコア１０の上側における正巻線群２２ａ、２４ａの配列について具体的に説明したが、ステータコア１０の下側では、正巻線群２２ａ、２４ａの上下関係が逆、すなわち図９（ｂ）の配列と上下対称な配列となる。これ以外の正巻線群２２ａ、２４ａの配列は、基本的にはステータコア１０の上下両側で共通している。

また、ここでは、正巻線群２２ａ、２４ａについて説明したが、ステータコア１０の上下両側における逆巻線群２２ｂ、２４ｂの配列も、基本的には正巻線群２２ａ、２４ａと同様である。すなわち、図９（ａ）、（ｂ）の巻線ｒ１〜ｒ３、巻線ｒ４〜ｒ６を巻線ｒ１′〜ｒ３′、巻線ｒ４′〜ｒ６′に置き換えた配列と同等である。

このようにして、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａ及び第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂがステータコア１０に巻回されている。なお、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａ及び第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂは、互いに隣接する一対のスロットＵ１・Ｕ２、Ｕ３・Ｕ４……Ｕ１５・Ｕ１６に順次挿入されるが、上記の通り（図５〜図７に示す通り）、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａ及び第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂは、各一対のスロットＵ１・Ｕ２、Ｕ３・Ｕ４……Ｕ１５・Ｕ１６について、交互に周方向の異なる側のスロット１２へ挿入されている。すなわち、奇数番のスロット１２から導出された巻線群は、次の偶数番のスロット１２に挿入され、他方、偶数番のスロット１２から導出された巻線群は、次の奇数番のスロット１２に挿入される。その結果、上述の通り、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａは、スロットＵ１、Ｕ４、Ｕ５、Ｕ８、Ｕ９、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ１６に挿入され、第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂは、スロットＵ２、Ｕ３、Ｕ６、Ｕ７、Ｕ９、Ｕ１０、Ｕ１１、Ｕ１４、Ｕ１５に挿入されている。このようにして第１Ｕ相巻線群２０Ｕａ及び第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂがステータコア１０に巻回されることで、正巻線群２２ａと正巻線群２４ａとが互いに交差することなく、また、逆巻線群２２ｂと逆巻線群２４ｂとが互いに交差することなく、ステータコア１０に第１Ｕ相巻線群２０Ｕａ及び第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂが波巻きで巻回されている。

以上、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの構成について詳述したが、Ｖ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂ、及びＷ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂについても、通過するスロット１２の位置が異なる以外、基本的にはＵ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂと同等の構成である。

なお、ステータコア１０の上下端面上において、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、Ｖ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂ、及びＷ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂは、ステータコア１０の径方向に互いに隣接する状態で並んでおり、それぞれスロット１２から導出されてその導出位置から次のスロット１２に向かうに伴い、ステータコア１０の径方向内側、又は外側に変位して導出位置とは前記径方向の異なる位置で次のスロット１２に挿入されている。

この点について図９（ｂ）、図１１（ａ）〜（ｄ）を用いて具体的に説明する。図９（ｂ）は上記の通り、図６（ａ）のＩＸｂ−ＩＸｂ線に沿った巻線群の断面模式図、つまり、スロットＵ２とスロットＶ１との間の位置の巻線群の断面模式図であり、図１１（ａ）〜（ｄ）は、図６（ａ）のＸＩａ−ＸＩａ線、ＸＩｂ−ＸＩｂ線、ＸＩｃ−ＸＩｃ線及びＸＩｄ−ＸＩｄ線にそれぞれ沿った巻線群の断面模式図、つまり、スロットＶ１〜Ｕ３の各スロット間の巻線群の断面模式図である。

これらの図に示すように、スロットＵ２とスロットＶ１の間の位置では、図９（ｂ）に示すように、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａと第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの正巻線群２４ａとが上下に重ねられている。そして、これらＵ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの内側に、第１Ｗ相巻線群２０Ｗａの逆巻線群２２ｂと第２Ｗ相巻線群２０Ｗｂの逆巻線群２４ｂとが同様に上下に重ねられ、さらにその内側に、第１Ｖ相巻線群２０Ｖａの逆巻線群２２ｂと第２Ｕ相巻線群２０Ｖｂの逆巻線群２４ｂとが同様に上下に重ねられている。

そして、スロットＶ１の位置で、最も内側に位置する第２Ｖ相巻線群２０Ｖａの逆巻線群２２ｂがスロットＶ１に挿入される一方で、スロットＶ１から第２Ｖ相巻線群２０Ｖａの正巻線群２２ａが導出されることにより、スロットＶ１とスロットＶ２の間の位置では、図１１（ａ）に示すように、第１Ｖ相巻線群２０Ｖａの正巻線群２２ａがＵ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの外側に重ねられる。

そして次に、スロットＶ２の位置で、最も内側に位置する第２Ｖ相巻線群２０Ｖｂの逆巻線群２４ｂがスロットＶ２に挿入される一方で、スロットＶ２から第２Ｖ相巻線群２０Ｖｂの正巻線群２４ａが導出されることにより、スロットＶ２とスロットＷ１の間の位置では、図１１（ｂ）に示すように、第２Ｖ相巻線群２０Ｖｂの正巻線群２４ａがＵ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの外側において、第２Ｖ相巻線群２０Ｖａの正巻線群２２ａの下側に重ねられる。

そして次に、スロットＷ１の位置で、最も内側に位置する第２Ｗ相巻線群２０Ｗａの逆巻線群２２ｂがスロットＷ１に挿入される一方で、スロットＷ１から第２Ｗ相巻線群２０Ｗａの正巻線群２２ａが導出されることにより、スロットＷ１とスロットＷ２の間の位置では、図１１（ｃ）に示すように、第２Ｗ相巻線群２０Ｗａの正巻線群２２ａがＶ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂの外側に重ねられる。

そして次に、スロットＷ２の位置で、最も内側に位置する第２Ｗ相巻線群２０Ｗｂの逆巻線群２４ｂがスロットＷ２に挿入される一方で、スロットＷ２から第２Ｗ相巻線群２０Ｗｂの正巻線群２４ａが導出されることにより、スロットＷ２とスロットＵ３の間の位置では、図１１（ｄ）に示すように、第２Ｗ相巻線群２０Ｗｂの正巻線群２４ａがＶ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂの外側において、第２Ｗ相巻線群２０Ｗａの正巻線群２２ａの下側に重ねられる。

このように、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、Ｖ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂ、及びＷ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂが、ステータコア１０の径方向に互いに隣接する状態で並び、それぞれスロット１２から導出されてその導出位置から次のスロット１２に向かうに伴い、ステータコア１０の径方向内側に変位しながらスロット１２に挿入されることで、これら巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、２０Ｖａ、２０Ｖｂ、２０Ｗａ、２０Ｗｂが相互に交差することなくコンパクトに配列された状態のままで次のスロット１２に導かれるようになっている。

以上、第１コイル部材１４Ａの構成について説明したが、第２コイル部材１４Ｂの構成も第１コイル部材１４Ａと同等である。なお、図３及び図４（ｂ）に示すように、第２コイル部材１４Ｂの第２Ｕ相巻線群２０Ｕａは、第１コイル部材１４Ａの第１Ｕ相巻線群２０Ｕａに対してステータコア１０の径方向に一列に並ぶように当該第１Ｕ相巻線群２０Ｕａと同じスロット１２内に挿入され、第２コイル部材１４Ｂの第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂは、第１コイル部材１４Ａの第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂに対して前記径方向に一列に並ぶように当該第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂと同じスロット１２に配列されている。第２コイル部材１４ＢのＶ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂ及びＷ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂも同様である。

以上のようなステータＳによれば、各巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、２０Ｖａ、２０Ｖｂ、２０Ｗａ、２０Ｗｂの巻線ｒ１〜ｒ３、ｒ１′〜ｒ３′ｒ４〜ｒ６、ｒ４′〜ｒ６′が断面五角形のホームベース型の素線１により形成され、巻線ｒ１〜ｒ３、ｒ１′〜ｒ３′（巻線ｒ４〜ｒ６、ｒ４′〜ｒ６′）が、斜辺２ｃ同士を当接させた状態でスロット１２に挿入されている。このような構成によれば、図４（ｂ）に示すように、隣接する巻線同士がステータコア１０の径方向において互いにオーバーラップした状態でスロット１２内に挿入されるため、より断面積の大きい巻線（太い巻線）をスロット１２内に整列した状態で密接して配列することが可能となる。従って、ステータＳの線占積率（スロットの断面積に占める巻線の断面積の割合）を効果的に高めることが可能となる。

なお、上述したステータＳは、例えば図１２に示すような方法に従って製造することができる。すなわち、ステータコア１０に巻回された状態のコイル部材１４Ａ（巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、２０Ｖａ、２０Ｖｂ、２０Ｗａ、２０Ｗｂ）と同一形状の巻線組立体３０を単独で形成し（巻線組立体形成工程）、この巻線組立体３０全体を径方向に圧縮変形させた状態で、同図（ａ）及び（ｂ）に示すようにステータコア１０の内側に挿入する（巻線組立体挿入工程）。その後、ステータコア１０の内側に挿入された巻線組立体３０を拡径し、当該ステータコア１０の内側から所定のスロット１２に対して各巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、２０Ｖａ、２０Ｖｂ、２０Ｗａ、２０Ｗｂを挿入することにより、巻線組立体３０をステータコア１０に装着する（巻線組立体装着工程）。そして、上記工程を繰り返すことにより、図２に示すような、２つのコイル部材１４Ａ、１４Ｂを備えるステータＳを製造する。

このような方法によれば、ステータコア１０に対して素線１を巻回しながら巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、２０Ｖａ、２０Ｖｂ、２０Ｗａ、２０Ｗｂを形成する場合に比べて、上記ステータＳを効率良く製造することが可能となる。なお、この場合、上記巻線挿入工程では、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、巻線組立体３０のうち、その軸方向一端側のみを径方向に縮径させることにより、当該巻線組立体３０全体を略円錐台状に圧縮変形させておき、縮径された側からステータコア１０の内側に巻線組立体３０を挿入するようにしてもよい。このような方法によれば、巻線装着工程における巻線群の拡径作業が容易になるため、より効率良くステータを製造することが可能となる。

図１２及び図１３では、上記工程を繰り返すことにより、２つのコイル部材１４Ａ、１４Ｂを備えたステータＳを製造しているが、例えば巻線形成工程において、予め２つのコイル部材１４Ａ、１４Ｂを含むような巻線組立体３０を形成し、これをステータコア１０に挿入するようにしてもよい。

なお、上記巻線組立体３０（コイル部材１４Ａ）は、まずＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂ、２０Ｖａ、２０Ｖｂ、２０Ｗａ、２０Ｗｂを各々構成する正、逆の各巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂが個別に形成され、これら巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂが所定の順番で接合されることにより製造される。

以下、巻線組立体３０を構成するこれら巻線群２２ａ、２２ａ、２４ａ、２４ｂの製造方法（巻線製造方法）と、その製造方法に用いられる巻線製造装置４０について説明する。なお、以下の説明では、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａを構成する正巻線群２２ａ（巻線ｒ１〜ｒ３からなる巻線群）を製造する場合について説明する。

正巻線群２２ａを製造する巻線製造装置４０は、概略的には、図１４に示すプレス加工機４１と、図２１に示すフォーミング加工機４２とを含む。

プレス加工機４１は、前記素線１をプレス加工することにより、図１９および図２０に示すように、素線１の長手方向に延びる主線部Ｐ１と、当該主線部Ｐ１の上方にオフセットされた位置で前記長手方向に延びる第１副線部Ｐ２ａと、前記主線部Ｐ１の下方にオフセットされた位置で前記長手方向に延びる第２副線部Ｐ２ｂとを含み、かつ第１副線部Ｐ２ａと第２副線部Ｐ２ｂとが主線部Ｐ１を挟んで周方向に交互に並んだ渦巻き状の初期線状体ｒを成形するものである。なお、図１９、図２０では、初期線状体ｒは展開した状態で示されている。

ここで、前記主線部Ｐ１とは、正巻線群２２ａの各巻線ｒ１〜ｒ３のうち、ステータコア１０のスロット１２内を通過するスロット内通過部１７（図５（ａ）参照）に対応する部分であり、第１副線部Ｐ２ａとは、ステータコア１０の上端面上を通過する渡り部１８ａ（第１渡り部１８ａという／図５（ａ）参照）に対応する部分であり、第２副線部Ｐ２ｂとは、ステータコア１０の下端面上を通過する渡り部１８ｂ（第２渡り部１８ｂという／図５（ａ）参照）に対応する部分である。なお、第１渡り部１８ａと第２渡り部１８ｂを総称して渡り部１８とする。

プレス加工機４１は、図１４〜図１８に示すように、渦巻き状の成形溝５０を有する下型４４（本発明の第１型に相当する）と、成形溝５０に沿って配置される上型４５（本発明の第２型に相当する）とからなる金型４３と、この金型４３を開閉する駆動装置と、この金型４３により成形された素線１（初期線状体ｒ）を取り出すためのリフト装置５７と、駆動装置およびリフト装置５７を制御するプレス制御装置とを備えている。

下型４４には、成形溝５０の渦巻きの外側、つまり外周側の端部から当該成形溝５０内に素線１を挿入するための挿入部４４ａが設けられるとともに、成形溝５０に挿入された素線１の端部を保持するためのクランプ機構４８が備えられている。クランプ機構４８は、挿入部４４ａに隣接する位置に設けられている。

図１７に示すように、下型４４の成形溝５０には、素線１の長手方向に水平に延びる上記主線部Ｐ１を形成するための水平部５１と、やや上方に膨らみながら前記長手方向に延びる上記第１副線部Ｐ２ａを形成するための凸部５２ａと、やや下方に膨らみながら前記長手方向に延びる上記第２副線部Ｐ２ｂを形成するための凹部５２ｂとが所定の配列で、すなわち、凸部５２ａと凹部５２ｂとが水平部５１を挟んで周方向に交互に並ぶように繰り返し設けられている。

上型４５は、下型４４の成形溝５０に沿って並ぶ複数の分割型から構成されている。詳しくは、下型４４の前記凹部５２ｂに対応する位置にそれぞれ設けられ、かつ当該凹部５２ｂに対応する形状を有する複数の凸部型５４と、下型４４の前記凸部５２ａに対応する位置にそれぞれ設けられ、かつ当該凸部５２ａに対応する形状を有する複数の凹部型５５とから構成されている。各凸部型５４は、成形溝５０の長手方向に並ぶ一対の単位型５４ａ、５４ｂにより構成されており、各凹部型５５も同様に、前記長手方向に並ぶ一対の単位型５５ａ、５５ｂにより構成されている。

上型４５は可動型である。当該上型４５を構成する前記各型５４、５５は、上記単位型毎にロッド５６を介して図外の上記駆動装置に連結されている。駆動装置は、油圧シリンダ等のアクチュエータを駆動源として上型４５を上下動させることにより、金型４３を開閉するように構成されている。

上記リフト装置５７は、図１５に示すように、成形溝５０の内底部に出没自在に配置される複数のリフトピン５８（図１７では図示省略）と、これらリフトピン５８を昇降させる油圧シリンダ等の図外のアクチュエータとを備えている。各リフトピン５８は、成形溝５０に沿って所定間隔で配列されており、前記アクチュエータは、これらリフトピン５８を一体的に昇降させる。

プレス加工機４１による素線１（初期線状体ｒ）の加工は次のようにして行われる。まず、金型４３が開放された状態で、下型４４の挿入部４４ａから前記成形溝５０に素線１が挿入される。この挿入は、オペレータによる手動、又は送り装置による自動送りによって行われる。

なお、図８及び図１０に示したように、正巻線群２２ａを構成する巻線ｒ１は、スロット１２の出入り部分で１８０°捩られているため、当該巻線ｒ１に対応する部分については、予め第１、第２の副線部Ｐ２ａ、Ｐ２ｂが１８０°捩られた状態で素線１が成形溝５０に挿入される。このような素線１の捩り作業は、事前に図外のフォーミング加工装置などによって行われる。

素線１が成形溝５０に挿入されると、当該素線１の外周側の端部がクランプ機構４８によりクランプされ、これにより下型４４への素線１のセットが完了する。この状態では、素線１は、成形溝５０に沿って渦巻き状に配置され、中心側の端部（先端部）と成形溝５０の末端部との間には所定の隙間が形成されている。

下型４４に素線１がセットされると、上記駆動装置による上型４５の駆動によって金型４３が型閉じされ、これにより素線１がプレス加工される。この際、上型４５を構成する凸部型５４および凹部型５５のうち、成形溝５０の外周側の端部に近いもの、つまり、挿入部４４ａに近いものから順次タイミングをずらして凸部型５４および凹部型５５が駆動される。これにより、素線１は、その一端側（挿入部４４ａの側）から順にプレス加工されることとなる。

このように素線１がプレス加工されることにより、第１副線部Ｐ２ａと第２副線部Ｐ２ｂとが主線部Ｐ１を挟んで周方向に交互に並んだ渦巻き状の初期線状体ｒ（図１９、図２０参照）が成形される。なお、当該初期線状体ｒの成形に際しては、上記の通り、主線部Ｐ１に対して第１、第２の副線部Ｐ２ａ、Ｐ２ｂが上下にオフセットされていることで、主線部Ｐ１の両端には、図２０に示すように、上下方向に延びる垂直部ａ（本発明の把持部に相当する）がそれぞれ形成される。

プレス加工機４１により初期線状体ｒが成形されると、駆動装置による上型４５の駆動によって金型４３が型開きされ、さらに、リフト装置５７が作動して各リフトピン５８が上昇することにより、初期線状体ｒが成形溝５０から持ち上げられる。これにより、プレス加工機４１から初期線状体ｒが取り外される。プレス加工機４１からの初期線状体ｒの取り外しは、オペレータによる手動であってもよいし、取り出し装置により自動的に行われてもよい。

なお、渦巻き状に形成された初期線状体ｒは、後述する通り、外周側の端部から一旦引き出され、フォーミング加工が施されながら巻き取られることにより正巻線群２２ａが形成する。そのため、上記金型４３については、成形溝５０の渦巻きに沿ってその外周側の端部から順に巻線ｒ３，巻線ｒ２，巻線ｒ１に対応する金型が配置されている。つまり、正巻線群２２ａを構成する巻線ｒ１〜ｒ３のうち、ステータコア１０の内周側に位置する巻線ほど、成形溝５０の外周側の端部に近い位置に配置されている。

次に、フォーミング加工機４２について説明する。

フォーミング加工機４２は、渦巻き状の前記初期線状体ｒをその外周端から引き出しながら、前記主線部Ｐ１を第１、第２の副線部Ｐ２ａ、ｐ２ｂに対して折り曲げることにより、当該初期線状体ｒを矩形波状に変形させ、さらにこれを円筒状に巻き取ることにより正巻線群２２ａを形成するものである。なお、図２５は、このようにして形成された正巻線群２２ａを展開した状態を模式的に示しており、同図では、便宜上、各渡り部１８（１８ａ、１８ｂ）を等しい長さで図示している。図中のＵ１〜Ｕ１６は、スロット内通過部１７が挿入されるスロット１２の位置を示している。

フォーミング加工機４２は、図２１に示すように、基台６０と、その上面に支持される繰り出しテーブル６２および巻取りテーブル６４と、これらテーブル６２，６４を駆動するテーブル駆動装置と、これらテーブル６２，６４の間に配置される加工機本体６６と、この加工機本体６６の両側にそれぞれ配置される送りローラ対６８と、テーブル駆動装置および加工機本体６６を制御するフォーミング制御装置とを備えている。

繰り出しテーブル６２は、初期線状体ｒを保持するものである。この繰り出しテーブル６２は、円板状のテーブル本体６２ａの上面にそれよりも小径の円筒柱状の保持部６２ｂが一体に備られたターンテーブルであり、初期線状体ｒを、保持部６２ｂの外周面上に配置した状態でテーブル本体６２ａにより支持するように構成されている。

巻取りテーブル６４は、加工機本体６６による加工後の初期線状体ｒを巻取るものである。巻取りテーブル６４も、円板状のテーブル本体６４ａの上面にそれよりも小径の円筒状の巻取部６４ｂを一体に備えたターンテーブルであり、加工機本体６６による加工後の初期線状体ｒを巻取部６４ｂの外周面上に巻取るように構成されている。

加工機本体６６は、図２２（ａ）に示すように、初期線状体ｒが通過する空間を形成するベース部７０および天井部７４と、ベース部７０上に配備される一対の下部アーム７２と、天井部７４に配備される一対の上部アーム７６とを備えている。

各下部アーム７２は、ベース部７０上に立設された状態で配備されている。各下部アーム７２は、互いに接近した接近位置（例えば図２２（ｂ）に示す位置）と、この位置から互いに離間した離間位置（例えば図２２（ａ）に示す位置）とに亘って左右方向（図２２で左右方向／初期線状体ｒの送り方向と平行な方向）に連動して移動可能に設けられるとともに、初期線状体ｒに近接する作動位置と、この位置から後方に退避した退避位置とに亘って前後方向（図２２では紙面に直交する方向／初期線状体ｒの送り方向と直交する方向）に一体的に移動可能に構成されている。

各下部アーム７２は、例えばサーボモータを駆動源とするねじ送り機構等によってそれぞれの方向へ駆動され、接近時の各下部アーム７２の間隔、および離間時の各下部アーム７２の間隔は、前記サーボモータの駆動によって調整可能となっている。また、各下部アーム７２には、その先端部（上端部）に、初期線状体ｒを掴むためのエア（エアシリンダ）駆動式のチャック７３が設けられている。

上記各上部アーム７６は、天井部７４に垂下する状態で設けられている。各上部アーム７６は、ベース部７０に接近した下降位置（図２２（ａ）に示す位置）と、この位置から天井部７４に近接した上昇位置（図２２（ｂ）に示す位置）とに亘って一体的に昇降可能に設けられるとともに、初期線状体ｒに近接する作動位置と、この位置から後方に退避した退避位置とに亘って前後方向に一体的に移動可能に構成されている。さらに、各上部アーム７６は、それらの間隔（左右方向の間隔）が変更可能に設けられている。各上部アーム７６は、例えばサーボモータを駆動源とするねじ送り機構等によってそれぞれの方向に駆動され、各上部アーム７６の間隔は、前記サーボモータの駆動によって調整可能となっている。また、各上部アーム７６には、その先端部（下端部）に、初期線状体ｒを掴むためのエア（エアシリンダ）駆動式のチャック７７が設けられている。

上記各送りローラ対６８は、初期線状体ｒに搬送力を与える駆動ロータの状態と、初期線状体ｒを単にガイドする従動ローラの状態とに切り替え可能に構成されており、例えば電磁クラッチ等により上記の作動状態が切り替えられるように構成されている。

フォーミング加工機４２による初期線状体ｒ（正巻線群２２ａ）のフォーミング加工は次のようにして行われる。

まず、プレス加工機４１から取り外された初期線状体ｒが繰り出しテーブル６２にセットされる。具体的には、初期線状体ｒが保持部６２ｂの外周面上に配置された状態でテーブル本体６２ａ上に載置される。そしてこの状態で、初期線状体ｒの先端、すなわち、外周側の端部が引き出され、送りローラ対６８を介して加工機本体６６に挿入される。この際、初期線状体ｒのうち、先端の主線部Ｐ１は、例えば第２副線部Ｐ２ｂに対して垂直に折り曲げられた状態で加工機本体６６に挿入される（図２２（ａ）参照）。なお、フォーミング加工機４２への初期線状体ｒのセット時には、各アーム７２，７６は初期位置にセットされている。具体的には、各下部アーム７２は、離間位置であってかつ退避位置に、各上部アーム７６は、下降位置であってかつ退避位置にそれぞれ配置されている。

フォーミング加工機４２への初期線状体ｒのセットが完了すると、初期線状体ｒのフォーミング加工が開始される。まず、送りローラ対６８の駆動により初期線状体ｒが送り出され、図２２（ａ）に示すように、両上部アーム７６に対応する位置に第１副線部Ｐ２ａが配置される。この際、各上部アーム７６は第１副線部Ｐ２ａの両端に対応するように、換言すれば、第１副線部Ｐ２ａの両側に位置する主線部Ｐ１の垂直部ａ（第１副線部Ｐ２ａに近い側の垂直部ａ）に対応するように、予め間隔調整されている。一方、各下部アーム７２は、前記主線部Ｐ１のうち、第２副線部Ｐ２ａに近い側の垂直部ａに対応するように、予め間隔調整されている。

両上部アーム７６に対応する位置に第１副線部Ｐ２ａが配置されると、各アーム７２、７６が退避位置から作動位置に移動し、各チャック７３、７７により初期線状体ｒが把持される。詳しくは、各チャック７３、７７により垂直部ａが把持される（図２２ａ参照）。

その後、各上部アーム７６が下降位置から上昇位置に移動するとともに、これに同期して各下部アーム７２が離間位置から接近位置に移動する。このように、各アーム７２、７６が移動すると、図２２（ｂ）に示すように、第１副線部Ｐ２ａを中心としてその両側の第２副線部Ｐ２ｂが内側に引き寄せされ、これにより、第１副線部Ｐ２ａの両側に位置する主線部Ｐ１が、上下方向に真っ直ぐに延びるように各々両端の位置で折り曲げられる。この際、送りローラ対６８が従動ローラの状態に切り替えられることにより、各アーム７２、７６の移動に伴う初期線状体ｒの変位が許容される。

このようにして第１副線部Ｐ２ａの両側の主線部Ｐ１が折り曲げられると、図２３（ａ）、（ｂ）に示すように、各チャック７３、７７が開放されて、各アーム７２、７６が初期位置にそれぞれリセットされるとともに、送りローラ対６８が従動ローラ状態から駆動ローラ状態に切換えられて、当該送りローラ対６８の駆動により、初期線状体ｒが一定量だけ送り出される。つまり、次の第１副線部Ｐ２ａが両上部アーム７６に対応する位置に配置されるように、初期線状体ｒが送り出される。

そして、上記同様に各アーム７３、７６が作動することにより（図２２参照）、第１副線部Ｐ２ａの両側の主線部Ｐ１が上下方向に真っ直ぐに延びるように折り曲げられることとなる。こうして、以降、初期線状体ｒが一定量だけ送り出されながら、第１副線部Ｐ２ａとこれを中心としてその両側に位置する主線部Ｐ１を一組（図１９中に符号Ｅで示す領域）として、当該各主線部Ｐ１が折り曲げられる。

他方、上記フォーミング加工に伴う初期線状体ｒの送り出し動作に同期して、巻取りテーブル６４が当該送り出し量に対応した回転角度だけ回転駆動される。つまり、初期線状体ｒは、加工機本体６６によって図２５に示すような矩形波状に変形されながら、順次巻取りテーブル６４に巻き取られる。そして、最終的に、初期線状体ｒが三重に巻き取られることで、主線部Ｐ１、第１副線部Ｐ２ａおよび第２副線部Ｐ２ｂによりそれぞれ、スロット内通過部１７、第１渡り部１８ａおよび第２渡り部１８ｂが形成された正巻線群２２ａが形成されることとなる。

以上、巻線製造装置４０の構成について説明したが、この巻線製造装置４０を用いた上記正巻線群２２ａの製造方法（巻線製造方法）をまとめると以下の通りである。

すなわち、当該巻線製造方法は、素線１を渦巻き状に配置して当該素線１を金型４３でプレス加工することにより、素線１の長手方向に延びる主線部Ｐ１と、当該主線部Ｐ１に対して互いに上下反対方向にオフセットされた位置でそれぞれ前記長手方向に延びる第１副線部Ｐ２ａおよび第２副線部Ｐ２ｂとを含み、かつ第１副線部Ｐ２ａと第２副線部Ｐ２ｂとが主線部Ｐ１を挟んで周方向に交互に並んだ渦巻き状の初期線状体ｒを成形する工程（成型工程）と、この初期線状体ｒをその外周端から引き出しながら、主線部Ｐ１を第１、第２の副線部Ｐ２ａ、ｐ２ｂに対して折り曲げることにより、当該初期線状体ｒを矩形波状に変形させる工程（フォーミング加工工程）と、矩形波状に変形された初期線状体ｒを円筒状に巻き取ることにより、主線部Ｐ１、第１副線部Ｐ２ａおよび第２副線部Ｐ２ｂによりそれぞれ、スロット内通過部１７、第１渡り部１８ａおよび第２渡り部１８ｂが形成された正巻線群２２ａを形成する工程（巻取り工程）とを含む。

なお、ここでは、第１Ｕ相巻線群２０Ｕａの正巻線群２２ａを製造する方法について説明したが、逆巻線群２２ｂや第２Ｕ相巻線群２０Ｕｂの各巻線群２４ａ、２４ｂについても同様の製造方法で製造することができる。また、Ｖ相巻線群２０Ｖａ、２０ＶｂおよびＷ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂの各巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂについても同様である。その場合、同一相に属する４つの巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂは、各々展開した状態の形状（副線部Ｐ２ａ、Ｐ２ｂの寸法）が互いに異なるため、各巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂの製造に際しては、互いに異なる金型４３を用いて素線１のプレス加工を行う必要がある。

但し、フォーミング加工については、加工機本体６６の各下部アーム７２の間隔および各上部アーム７６の間隔を調整することにより、共通のフォーミング加工機４２を用いて初期線状体ｒを加工することが可能となる。

また、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの各巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂと、これらに各々対応するＶ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂの各巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂとは同一形状であり、同様に、Ｕ相巻線群２０Ｕａ、２０Ｕｂの各巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂと、これらに各々対応するＷ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂの各巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂとは同一形状である。そのため、Ｖ相巻線群２０Ｖａ、２０ＶｂおよびＷ相巻線群２０Ｗａ、２０Ｗｂの各巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂは、Ｕ相巻線群２０Ｖａ、２０Ｖｂの各巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂを製造するための上記の巻線製造装置４０を用いて製造することができる。

以上のような巻線群２２ａ（２２ｂ、２４ａ、２４ｂ）の製造方法によれば、溶接等の接合作業を伴うことなく３つの巻線ｒ１〜ｒ３からなる正巻線群２２ａを製造することが可能である。そのため、一巻毎に素線同士を接合する必要がある従来のこの種の巻線群の製造方法（特許文献１に記載された製造方法）と比べると、巻線群２２ａの製造に要する時間と手間を削減することができ、これにより、巻線群２２ａを効率的に製造することができる。しかも、この製造方法によれば、素線１を渦巻き状に配置し、プレス加工により渦巻き状の初期線状体ｒを形成した後、この初期線状体ｒを、その外周端から引き出し、矩形波状に加工しながら巻取ることで巻線群２２ａを製造するので、比較的少ないスペースで巻線群２２ａを製造することができる。

従って、上記の製造方法によれば、溶接等による素線同士の接合作業を伴うことなく、比較的少ないスペースで巻線群２２ａを製造することができるという利点がある。

また、上記製造方法によれば、プレス加工機４１による素線１の加工の際には、上記の通り、金型４３を成形溝５０の外周側の端部から順次型閉じすることにより、渦巻き状に配置された素線１をその外周側の端部から内周側の端部に向かって一定の範囲毎に順次プレス加工するので、プレス加工時における素線１の弛みや引張りを軽減することができる。そのため、当該弛みや引張りに起因する初期線状体ｒの変形や、素線１の絶縁被膜の損傷等を有効に防止することができるという利点もある。

また、上記製造方法によれば、フォーミング加工機４２（加工機本体６６）による初期線状体ｒの加工の際には、第１副線部Ｐ２ａの両側に位置する主線部Ｐ１を一組として当該一組の主線部Ｐ１を同時に折り曲げるので、初期線状体ｒを効率良く矩形波状に変形させることができる。特に、上記製造方法では、各主線部Ｐ１のうち、第１副線部Ｐ２ａ側の端部を上部アーム７６で把持するとともに、各主線部Ｐ１のうち、第２副線部Ｐ２ｂの端部を下部アーム７２で把持し、この状態で、各上部アーム７６をそれらの間隔を保った状態で上昇させながら、各下部アーム７２を互いに接近させることにより主線部Ｐ１を折り曲げている。このように、１副線部Ｐ２ａを中心とする左右対称なアーム動作で各主線部Ｐ１を折り曲げる方法によれば、複雑なアーム動作を伴うことなく効率良く主線部Ｐ１を折り曲げることができるという利点もある。

しかも、素線１のプレス加工時に、主線部Ｐ１の両端にそれぞれ、上下方向に延びる垂直部ａを形成しておき、当該垂直部ａを各下部アーム７２、７６で把持するようにしているので、上記製造方法によれば、フォーミング加工機４２による加工後の主線部Ｐ１を上下方向により真っ直ぐに形成することができるという利点もある。

ところで、以上説明した巻線群２２ａ（２２ｂ、２４ａ、２４ｂ）の製造方法や巻線製造装置４０は、本発明にかかる巻線群の製造方法および巻線群の製造装置の好ましい実施形態の例示であって、その具体的な方法や構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記の通り、同一相に属する４つの巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂは、各々展開した状態の形状（副線部Ｐ２ａ、Ｐ２ｂの寸法）が互いに異なるため、各巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂの製造に際しては、互いに異なる金型４３を用いて素線１のプレス加工を行う必要があるが、その場合、次のような構成を適用してもよい。すなわち、下型４４を、ベース型と、当該ベース型に着脱可能な交換型（凸部５２ａ、凹部５２ｂの交換型）であって各巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂに各々対応する複数種類の交換型とから構成し、当該複数種類の交換型から選択される所定の交換型をベース型に固定できるように構成する。また、上型４５については、各凸部型５４の各単位型５４ａ、５４ｂの間隔を相手側、すなわち交換型に応じて調整可能に構成する。凹部型５５についても同様に構成する。このような構成によれば、各巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂの製造に際して、上型４５を共通化できる。そのため、プレス加工機４１の製造コスト、ひいては巻線製造装置４０の製造コストを抑えることが可能になる。

なお、上記実施形態中では言及していないが、上記ステータＳを構成する同一のコイル部材１４Ａ（又はコイル部材１４Ｂ）の同一相に属する４つの巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂは、各々展開した状態の形状（副線部Ｐ２ａ、Ｐ２ｂの寸法）が互いに異なるが、円筒状にした場合には、同一相に属する第１巻線群の正巻線群２２ａと第２巻線群の逆巻線群２４ｂとはほぼ同一形状となり、同一相に属する第１巻線群の逆巻線群２２ｂと第２巻線群の正巻線群２４ａとはほぼ同一形状となる。よって、同一のコイル部材１４Ａ（又はコイル部材１４Ｂ）の同一相に属する４つの巻線群２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂのうち、第１巻線群の正巻線群２２ａと第２巻線群の逆巻線群２４ｂとを共通の巻線群で構成し、同じく第１巻線群の逆巻線群２２ｂと第２巻線群の正巻線群２４ａとを共通の巻線群で構成するようにしてもよい。

１ 素線
１０ ステータコア
１２ スロット
１４Ａ 第１コイル部材
１４Ｂ 第２コイル部材
１７ スロット内通過部
１８ａ 第１渡り部
１８ｂ 第２渡り部
２０Ｕａ 第１Ｕ相巻線群
２０Ｕｂ 第２Ｕ相巻線群
２０Ｖａ 第１Ｖ相巻線群
２０Ｖｂ 第２Ｖ相巻線群
２０Ｗａ 第１Ｗ相巻線群
２０Ｗｂ 第２Ｗ相巻線群
２２ａ、２４ａ 正巻線群
２２ｂ、２４ｂ 逆巻線群
４０ 巻線群の製造装置
４１ プレス加工機
４２ フォーミング加工機
４３ 金型
４４ 下型（第１型）
４５ 上型（第２型）
５０ 成形溝
６２ 繰り出しテーブル
６４ 巻取りテーブル
６６ 加工機本体
ｒ 初期線状体
ｒ１〜ｒ３、ｒ１′〜ｒ３′ 巻線
ｒ４〜ｒ６、ｒ４′〜ｒ６′ 巻線
Ｐ１ 主線部
Ｐ２ａ 第１副線部
Ｐ２ｂ 第２副線部

Claims (11)

1. 周方向に一定間隔で並び、各々内向きに開口する複数のスロットを有するステータコアに組み付けられる円筒状の巻線群であってかつステータコアの一方側の端面上を通過する第１渡り部と他方側の端面上を通過する第２渡り部とが前記スロット内を通過するスロット内通過部を介して周方向に交互に並んだ波巻型の巻線群の製造方法であって、
   素線を渦巻き状に配置して当該素線を金型でプレス加工することにより、前記素線の長手方向に延びる主線部と、渦巻きの中心線と平行な方向であって前記主線部に対して互いに反対方向にオフセットされた位置でそれぞれ前記長手方向に延びる第１副線部および第２副線部とを含み、かつ第１副線部と第２副線部とが主線部を挟んで周方向に交互に並んだ渦巻き状の初期線状体を成形する成型工程と、
   前記初期線状体をその外周端から引き出しながら前記主線部を前記第１、第２副線部に対して折り曲げることにより、当該初期線状体を矩形波状に変形させるフォーミング加工工程と、を含むことを特徴とする巻線製造方法。
2. 請求項１に記載の巻線製造方法において、
   フォーミング加工工程後の前記初期線状体を円筒状に巻き取ることにより、前記主線部、前記第１副線部および前記第２副線部によりそれぞれ、前記スロット内通過部、前記第１渡り部および前記第２渡り部が形成された前記巻線群を形成する巻き取り工程をさらに含むことを特徴とする巻線製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の巻線製造方法において、
   前記フォーミング加工工程では、前記主線部が前記初期線状体の長手方向に対して直交方向に延びるように、前記第１副線部の両側に位置する主線部を一組として当該一組の主線部を同時に折り曲げることを特徴とする巻線製造方法。
4. 請求項３に記載の巻線製造方法において、
   前記第１副線部とその両側にそれぞれ位置する前記主線部を一組として、各主線部のうち、第１副線部側の端部である第１端部を把持するとともに、前記各主線部のうち、前記第２副線部側の端部である第２端部を把持し、各第１端部をそれらの間隔を保った状態で前記直交方向に一体的に移動させるとともに、各第２端部を前記長手方向に沿って互いに接近する方向に移動させることにより、前記第１、第２副線部に対して前記主線部を折り曲げることを特徴とする巻線製造方法。
5. 請求項４に記載の巻線製造方法において、
   前記成型工程において、前記主線部の両端にそれぞれ、前記直交方向に延びる把持部を形成しておき、前記フォーミング加工工程では、前記把持部を把持することを特徴とする巻線製造方法。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の巻線製造方法において、
   前記成型工程では、渦巻き状に配置した前記素線の一方側の端部から他方側の端部に向かって一定の範囲毎に順次プレス加工することを特徴とする巻線製造方法。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載の巻線製造方法において、
   前記巻線群は、当該巻線群に含まれる巻線の一部が捩られたものであって、
   前記成形工程では、前記一部に対応する箇所を予め捩った前記素線をプレス加工する、ことを特徴とする巻線製造方法。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載の成形工程に用いられる装置であって、
   前記素線が挿入される渦巻き状の成形溝を有する第１型および前記成形溝に沿って配置される第２型とを有する金型と、前記第１型と前記第２型とを相対的に移動させることにより前記金型を開閉する駆動装置とを備えることを特徴とする巻線製造装置。
9. 請求項８に記載の巻線製造装置において、
   前記第１型および前記第２型の一方は可動型であってかつ前記成形溝の長手方向に並ぶ複数の分割型から構成されており、
   前記駆動装置は、前記複数の分割型のうち、前記成形溝の一方側の端部に近いものから順番に移動させることにより、前記金型を前記一方側の端部から順次型閉じすることを特徴とする巻線製造装置。
10. 請求項９に記載の巻線製造装置において、
    前記金型は、前記第１型が固定型で、前記第２型が可動型であり、
    前記第１型は、ベース型と、当該ベース型に着脱可能な交換型であって前記第１、第２副線状部を成形するための複数種類の交換型とを含み、かつ当該複数種類の交換型から選択される所定の交換型がベース型に固定されるものであって、
    前記各分割型は、前記成型溝の長手方向に並びかつ間隔を変更することが可能な一対の単位型であってそれぞれ第１型の前記交換型に対応する形状を有する、ことを特徴とする巻線製造装置。
11. 請求項２乃至７の何れか一項に記載のフォーミング加工工程および巻き取り工程に用いられる装置であって、
    前記初期線状体を引き出し可能に保持する繰り出しテーブルと、前記初期線状体をその外周端から引き出しながら前記主線部を前記第１、第２副線部に対して折り曲げる、フォーミング加工を実施する加工機本体と、前記フォーミング加工が施された初期線状体を巻き取る巻取りテーブルとを含む、ことを特徴とする巻線製造装置。

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