JP7040394B2

JP7040394B2 - ステータコイルの製造方法

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Publication number: JP7040394B2
Application number: JP2018190152A
Authority: JP
Inventors: 靖西隈; 大介水島; 泰之平尾
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-10-05
Filing date: 2018-10-05
Publication date: 2022-03-23
Anticipated expiration: 2038-10-05
Also published as: CN111010006B; JP2020061816A; US20200112238A1; CN111010006A; US11081945B2; DE102019214855A1

Description

本発明は、ステータコイルの製造方法、特に、ステータコアのスロット内で導体セグメントの端部を接続してステータコイルを製造する方法に関する。

回転電機のステータは、一般的に、ステータコアに、ステータコイルが巻回されている。ステータコイルとしては、複数の導体セグメントを連結して成るものが知られている。特許文献１では、略Ｕ字状の導体セグメントをステータコア軸方向両端側からスロットに挿入し、スロットの中で導体セグメント同士を接合してステータコイルを製造する方法が提案されている。

特許文献１に記載された製造方法では、まず、導体セグメントの先端面に導電粒子を含む結合材を塗布する。そして、複数のスロットに一方側から複数の導体セグメントを挿入し、他方側からも複数のスロットに複数の導体セグメントを挿入する。そして、各導体セグメントの先端面を互いに押し付けて加熱し、結合材を硬化させて複数の導体セグメントを一括して接続する。

このように、複数の導体セグメントの端部を一括して組み付ける場合には、一方側の導体セグメントの端部と他方側の導体セグメントの端部とがぶつかってしまい、組み付け不良を起こす場合があった。

特開２０１５－２３７７１号公報

本発明は、ステータコアのスロット内で導体セグメントの端部を接続するステータコイルの製造方法において、導体セグメントの組み付け不良を低減することを目的とする。

本発明のステータコイルの製造方法は、複数のスロットを有するステータコアの軸方向一端側から前記スロットに挿入される一方側導体セグメントの端部と前記ステータコアの軸方向他端側から前記スロットに挿入される他方側導体セグメントの端部とを、カップリング部材を介して前記スロット内で接続するステータコイルの製造方法であって、前記カップリング部材は前記一方側導体セグメントの端部又は前記他方側導体セグメントの端部のいずれか一方に取り付けられて、前記一方側導体セグメントの端部又は前記他方側導体セグメントの端部と共に前記スロットに挿入され、前記一方側導体セグメントの一部分または前記他方側導体セグメントの一部分を前記スロットに挿入する挿入工程と、前記挿入工程の後、前記一方側導体セグメントの端部又は前記他方側導体セグメントの端部、或いは、前記カップリング部材の端部を前記ステータコアの内周側に移動させた状態で、前記一方側導体セグメントまたは前記他方側導体セグメントを挿入方向に押し込む押し込み工程と、前記押し込み工程の後、前記一方側導体セグメントの端部と前記他方側導体セグメントの端部とをカップリング部材を介して接続する接続工程と、を含み、前記押し込み工程と前記接続工程とが、前記ステータコアの外周側から順番に実行されること、を特徴とする。

このように、先端にカップリング部材を取り付けた導体セグメントを内周側に移動させた状態でスロットに押し込むので、押し込みの際に、組み付けの終了している外周側の導体セグメント又はカップリング部材と、その内周側に組み付ける導体セグメントの先端に取り付けられているカップリング部材とがぶつかることを抑制でき、導体セグメントの組み付け不良を低減することができる。

本発明のステータコイルの製造方法において、前記押し込み工程は、前記一方側導体セグメントまたは前記他方側導体セグメントを所定の位置まで挿入方向に押し込むものであり、前記接続工程は、前記押し込み工程の後、前記一方側導体セグメントの端部又は前記他方側導体セグメントの端部、或いは、前記カップリング部材を治具で軸方向にガイドした状態で、前記一方側導体セグメントまたは前記他方側導体セグメントを挿入方向に移動させて前記一方側導体セグメントの端部又は前記他方側導体セグメントの端部を前記カップリング部材の中に差し込んで、前記カップリング部材を介して前記一方側導体セグメントの端部と前記他方側導体セグメントの端部とを接続すること、としてもよい。

この構成により、組み付けの終了している外周側の導体セグメント又はカップリング部材の表面或いはスロットの内面と押し込み治具とで、後で組み付ける内周側の導体セグメントの端部又はカップリング部材を軸方向にガイドして導体セグメントの端部をカップリング部材に差し込むことができる。これにより、差し込みの際にカップリング部材又は導体セグメントの端部が座屈することを抑制できる。これにより、導体セグメントの組み付け不良を低減することができる。

本発明のステータコイルの製造方法において、前記接続工程は、前記カップリング部材と半径方向に隣接する他の前記カップリング部材との軸方向の位置をずらして前記一方側導体セグメントの端部と前記他方側導体セグメントの端部とを接続すること、としてもよい。

これにより、接続対象の導体セグメントの端部とその後に接続する内周側の導体セグメントの端部とが同時にスロット内に押し込まれた場合であっても、後で接続する内周側の導体セグメントの端部の位置が接続対象の導体セグメントの端部の位置とずれた位置となる。このため、接続対象の導体セグメントの端部が内周側の導体セグメントによって覆われず内周側から常にアクセスできるので、導体セグメントの組み付け不良を低減することができる。

本発明のステータコイルの製造方法において、前記接続工程は、前記カップリング部材を前記ステータコアの内周側から外周側に向かって押圧して前記一方側導体セグメントの端部または前記他方側導体セグメントの端部にカシメ接続すること、としてもよい。

このように、カシメによって導体セグメントとカップリング部材とを接続するので、導体セグメントの接合信頼性を向上させる、導体セグメントの組み付け不良を低減することができる。

本発明のステータコイルの製造方法において、前記一方側導体セグメントの端部および前記他方側導体セグメントの端部はカシメ接続用の溝を有し、前記挿入工程は、前記溝が前記ステータコアの内周側となるように、前記一方側導体セグメントの端部又は前記他方側導体セグメントの端部を前記スロットに挿入するものであり、前記接続工程は、前記一方側導体セグメントの端部又は前記他方側導体セグメントの端部を前記カップリング部材に差し込み、前記溝の位置に対応する前記カップリング部材の部分を前記ステータコアの内周側から外周側に向かって押圧して前記溝に嵌合させてカシメ接続すること、としてもよい。

この構成により、組み付けの終了している外周側の導体セグメント又はカップリング部材の表面に、後で組み付ける内周側のカップリング部材を押し付けて、外周側に向かって押圧してカシメ接続できるので、導体セグメントの接合信頼性をより向上させることができ、導体セグメントの組み付け不良を低減することができる。

本発明は、ステータコアのスロット内で導体セグメントの端部を接続するステータコイルの製造方法において、導体セグメントの組み付け不良を低減できる。

ステータコアのスロットに導体セグメントを挿入する工程を示す斜視図である。上導体セグメントの斜視図である。下導体セグメントの斜視図である。上導体セグメントと下導体セグメントとの接続部の断面図である。カシメ加工前の導体セグメントとカップリング部材との断面図で、図５のＡ－Ａ断面を示す図である。カシメ加工後の導体セグメントとカップリング部材との断面図で、図５のＡ－Ａ断面を示す図である。導体セグメントの接続状態を示す斜視図である。ステータコイルの製造工程を示す図であって、下導体セグメントと上導体セグメントとの一部をスロットに挿入した状態を示す図である。ステータコイルの製造工程を示す図であって、第２ターンの下導体セグメントの端部に取り付けられたカップリング部材の先端を治具で引っ掛けて第２ターンから第８ターンの下導体セグメントを内周側に移動させる工程を示す図である。ステータコイルの製造工程を示す図であって、第１ターンの下導体セグメントを上方向に押し込む工程を示す図である。ステータコイルの製造工程を示す図であって、第１ターンの下導体セグメントを所定の位置まで押し込む工程を示す図である。ステータコイルの製造工程を示す図であって、第１ターンの上導体セグメントの端部をカップリング部材に差し込む工程を示す図である。ステータコイルの製造工程を示す図であって、第１ターンのカップリング部材をカシメ加工治具でカシメ加工する工程を示す図である。ステータコイルの製造工程を示す図であって、第２ターンの下導体セグメントの端部に取り付けられたカップリング部材の先端を治具で引っ掛けて内周側に移動させながら第２ターンの下導体セグメントを押し込む工程を示す図である。ステータコイルの製造工程を示す図であって、第２ターンの下導体セグメントの先端を第１ターンのカップリング部材の上端より上まで差し込んだ状態を示す図である。ステータコイルの製造工程を示す図であって、第２ターンの上導体セグメントの端部をカップリング部材に差し込む工程を示す図である。ステータコイルの製造工程を示す図であって、第２ターンのカップリング部材をカシメ加工治具でカシメ加工する工程を示す図である。ステータコイルの製造工程を示す図であって、第３ターンの上導体セグメントの端部を治具で引っ掛けて第３ターンから第８ターンの上導体セグメントを内周側に移動させる工程を示す図である。ステータコイルの製造工程を示す図であって、治具で第３ターンの上導体セグメントの端部を治具で引っ掛けて内周側に移動させながら第３ターンの下導体セグメントを押し込む工程を示す図である。ステータコイルの製造工程を示す図であって、第３ターンの上導体セグメントの端部を第２ターンのカップリング部材の上端より下まで差し込んだ状態を示す図である。ステータコイルの製造工程を示す図であって、第３ターンの上導体セグメントの端部をカップリング部材に差し込む工程を示す図である。ステータコイルの製造工程を示す図であって、第３ターンのカップリング部材をカシメ加工治具でカシメ加工する工程を示す図である。ステータコイルの製造工程を示す図であって、第４ターンのカップリング部材をカシメ加工治具でカシメ加工する工程を示す図である。ステータコイルの製造工程を示す図であって、第５ターンのカップリング部材をカシメ加工治具でカシメ加工する工程を示す図である。ステータコイルの製造工程を示す図であって、第８ターンのカップリング部材をカシメ加工治具でカシメ加工する工程を示す図である。

以下、図面を参照しながら実施形態のステータコイル２０の製造方法について説明する。図１に示すように、本実施形態のステータコイル２０の製造方法は、ステータコア１１の上端面１２の側からスロット１８に挿入される上導体セグメント４０の先端４５と、ステータコア１１の下端面１３の側からスロット１８に挿入される下導体セグメント３０の先端３５とを、カップリング部材５０を介してスロット１８の中で接続するものである。なお、実際のステータ１０は、多数の上導体セグメント４０、下導体セグメント３０を有しているが、図１では、見易さのために、ごく一部の上導体セグメント４０、下導体セグメント３０のみを図示している。ここで、上端面１２の側、下端面１３の側、上導体セグメント４０、下導体セグメント３０は、それぞれ請求項１に記載の軸方向一端側、軸方向他端側、一方側導体セグメント、他方側導体セグメントに対応する。

ステータコア１１は、略円環状のヨーク１４と、ヨーク１４の内周面から径方向内側に突出する複数のティース１６とで構成される。周方向に隣接するティース１６間には、ステータコイル２０の一部が収容される空間であるスロット１８が形成されている。ステータコア１１は、例えば、複数の電磁鋼板（例えばケイ素鋼板）を厚み方向に積層して作成される積層鋼板であってもよいし、絶縁被覆された磁性粒子をプレス成形してなる圧粉磁芯であってもよい。

ステータコイル２０は、上導体セグメント４０、下導体セグメント３０をステータコア１１のティース１６に巻回するように接続して構成される。ステータコイル２０の結線態様および巻回態様は、回転電機の仕様に応じて、適宜、選択されればよく、分布巻で巻回されてもよいし、集中巻で巻回されてもよい。以下、本実施形態では、ステータコイル２０は分布巻でティース１６に巻回するものとして説明する。

図１に示すように、上導体セグメント４０は、略Ｕ字状に成形された複数の上導体セグメント４１で構成されている。

図２に示すように、上導体セグメント４１は、銅などの導電性材料からなる平角線の表面を絶縁被覆して、略Ｕ字状に曲げ成形したものである。上導体セグメント４１は、互いに平行な長脚部４３と、長脚部４３よりも短い短脚部４４と、各脚部４３、４４を接続する山形の接続部４２とで構成される。長脚部４３、短脚部４４の各端部の各先端４５は絶縁被覆が剥離され、カップリング部材５０に差し込まれるように外形寸法が他の部分よりも小さくなっている。各先端４５の一方の面には、カシメ接続用の溝４６が形成されている。

下導体セグメント３０は、図３に示すように、上導体セグメント４１と同様、略Ｕ形に折り曲げ成形され、長脚部３３と短脚部３４と接続部３２とを含む複数の下導体セグメント３１と、図１に示すように、スロット１８の最外周側に差し込まれる２つの短脚部３７を有する下導体セグメント３９と、スロット１８の最内周に差し込まれる２つの長脚部３３を有する下導体セグメント（図示せず）で構成される。

上導体セグメント４１と同様、長脚部３３、短脚部３４，３７の各端部の各先端３５は、絶縁被覆が剥離され外形寸法が他の部分よりも小さくなっている。各先端３５の一方の面には、カシメ接続用の溝３６が形成されている。各先端３５には、カップリング部材５０が取り付けられている。

上導体セグメント４１の長脚部４３と短脚部４４とは上側からスロット１８に挿入されて下側からスロット１８に挿入される下導体セグメント３１，３９の短脚部３４，３７、長脚部３３とカップリング部材５０を介して接続される。また、各接続部４２，３２は、ステータコア１１の上端面１２、下端面１３より突出してコイルエンドを形成する。したがって、長脚部３３，４３と短脚部３４，４４の長さは、合計がスロット１８の軸方向長さと略同様となるような長さとなっている。また、長脚部３３，４３の長さは短脚部３４，４４の長さよりもカップリング部材５０の長さ分だけ長くなっている。このため、図１に示すように半径方向に隣接するカップリング部材５０は軸方向の位置がずれて配置される。

図４に示すように、カップリング部材５０は銅などの導電性材料の四角筒状部材である。外表面は、各導体セグメント３０，４０と同様、絶縁被覆されている。カップリング部材５０の内径寸法は、各導体セグメント３０，４０の各先端３５，４５の外形寸法よりもわずかに小さくなっている。このため、各先端３５，４５をカップリング部材５０に差し込むとカップリング部材５０は各先端に嵌合する。また、カップリング部材５０の外形寸法は、各導体セグメント３０，４０の外形寸法と略同一となっている。このため、各先端３５，４５をカップリング部材５０に差し込むとカップリング部材５０の外表面と各導体セグメント３０，４０の各脚部３３，３４，３７，４３，４４の外表面とは略同一面となる。

図５に示すように、カップリング部材５０を各先端３５，４５に差し込んだ状態では、各先端３５，４５に形成されたカシメ接続用の溝３６，４６とカップリング部材５０の内面との間には隙間が開いた状態となっている。カシメ接続用の溝３６，４６の幅はＷ１であり、深さはＤとなっている。溝３６，４６の位置に対応するカップリング部材５０の外面を図８に示すカシメ加工治具６５の幅Ｗ２のパンチ６７で押圧すると溝３６，４６の位置に対応するカップリング部材５０の部分が溝３６，４６の中に入り込む。これによってカップリング部材５０が各先端３５、４５の外面を締め付け、各先端３５，４５とカップリング部材５０とが強固に接合される。

次に図７を参照しながら、各導体セグメント３０，４０の接続について説明する。図７は、図１に示すように周方向に離れた２つのスロット１８Ａ、１８Ｂに挿入される各導体セグメント３０，４０とその接続状態を示す図である。図７では、２つのスロット１８Ａ，１８Ｂに長脚部３３，４３と短脚部３４，４４とがそれぞれ挿入される導体セグメントには、３０番台、４０番台の符号を付し、スロット１８Ａに長脚部３３，４３または短脚部３４，４４のいずれか一方が挿入される導体セグメントには１３０番台、１４０番台の符号を付し、スロット１８Ｂに長脚部３３，４３または短脚部３４，４４のいずれか一方が挿入される導体セグメントには２３０番台、２４０番台の符号を付して区別する。また、以下の説明では、スロット１８Ａ，１８Ｂの外周側から内周側に向かってステータコイル２０のターン数を数えることとする。したがって、最外周側の導体セグメントは第１ターンを構成する導体セグメントとなり、最内周側の導体セグメントは第８ターンを構成する導体セグメントとなる。更に、各導体セグメントには、外周側から内周側に向かう順番にａ～ｄの符号をして各導体セグメントを区別する。なお、以下に説明する実施形態では、スロット１８Ａ，１８Ｂの最外周に挿入される下導体セグメント３９は２つの短脚部３７を有し、最内周に挿入される下導体セグメント３１ｄは、２つの長脚部３３ｃを有するものとして説明する。

図７に示すように、スロット１８Ａとスロット１８Ｂの最外周には、下側から下導体セグメント３９の短脚部３７が挿入されている。スロット１８Ａの最外周の上側からは上導体セグメント１４１ａの長脚部１４３ａが挿入されており、スロット１８Ａの中で下導体セグメント３９の短脚部３７とカップリング部材５０によって接続されている。

また、スロット１８Ｂの最外周の上側からは上導体セグメント４１ａの長脚部４３ａが挿入されており、スロット１８Ｂの中で下導体セグメント３９の短脚部３７とカップリング部材５０によって接続されている。下導体セグメント３９の短脚部３７と、上導体セグメント１４１ａの長脚部１４３ａと、上導体セグメント４１ａの長脚部４３ａと、はスロット１８Ａ、１８Ｂの第１ターンを構成する。

上導体セグメント４１ａの短脚部４４ａは、上導体セグメント１４１ａの長脚部１４３ａの内周側に隣接するようにスロット１８Ａの上側から挿入される。また、下導体セグメント３９の短脚部３７の内周側には、スロット１８Ａの下側から下導体セグメント３１ａの長脚部３３ａが挿入されてスロット１８Ａの中で上導体セグメント４１ａの短脚部４４ａとカップリング部材５０で接続されている。

また、スロット１８Ｂの外周から二段目には、上側から上導体セグメント２４１ａの短脚部２４４ａが挿入され、下側から下導体セグメント２３１ａの長脚部２３３ａが挿入されてスロット１８Ｂの内部でカップリング部材５０で接続されている。

上導体セグメント４１ａの短脚部４４ａと、下導体セグメント３１ａの長脚部３３ａと、上導体セグメント２４１ａの短脚部２４４ａと、下導体セグメント２３１ａの長脚部２３３ａとは第２ターンを構成する。

下導体セグメント３１ａの短脚部３４ａは、スロット１８Ｂの下導体セグメント２３１ａの長脚部２３３ａの内周側に挿入され、上導体セグメント２４１ａの短脚部２４４ａの内周側に挿入される上導体セグメント４１ｂの長脚部４３ｂとカップリング部材５０で接続される。また、スロット１８Ａの上導体セグメント４１ａの短脚部４４ａの内周側には上側から上導体セグメント１４１ｂの長脚部１４３ｂが挿入され、下導体セグメント３１ａの長脚部３３ａの内周側には、下導体セグメント１３１ａの短脚部１３４ａが挿入されてカップリング部材５０で接続される。下導体セグメント３１ａの短脚部３４ａと、上導体セグメント４１ｂの長脚部４３ｂと、上導体セグメント１４１ｂの長脚部１４３ｂと、下導体セグメント１３１ａの短脚部１３４ａとは第３ターンを構成する。

このように、スロット１８Ａには、上側から上導体セグメント４１ａ～４１ｄの各短脚部４４ａ～４４ｄと、上導体セグメント１４１ａ～１４１ｄの各長脚部１４３ａ～１４３ｄが半径方向に交互に挿入されている。また、スロット１８Ａの下側の最外周には、下側から下導体セグメント３９の短脚部３７が挿入され、その内周側には下側から下導体セグメント３１ａ～３１ｄの各長脚部３３ａ～３３ｄと下導体セグメント１３１ａ～１３１ｃの各短脚部１３４ａ～１３４ｃが半径方向に交互に挿入されている。

また、スロット１８Ｂには、上側から上導体セグメント４１ａ～４１ｄの各長脚部４３ａ～４３ｄと、上導体セグメント２４１ａ～２４１ｄの各短脚部２４４ａ～２４４ｄが半径方向に交互に挿入されている。また、スロット１８Ｂの下側の最外周には、下側から下導体セグメント３９の短脚部３７が挿入され、その内周側には下導体セグメント２３１ａ～２３１ｃの各長脚部２３３ａ～２３３ｃと下導体セグメント３１ａ～３１ｃの各短脚部３４ａ～３４ｃとが半径方向に交互に挿入されている。また、スロット１８Ｂの下側の最内周には、下側から下導体セグメント３１ｄの長脚部３３ｄが挿入されている。

このように、各長脚部と各短脚部とが半径方向に交互に配置され、先に説明したように、長脚部３３，４３の長さは短脚部３４，４４の長さよりもカップリング部材５０の長さ分だけ長くなっているので、図７に示すように半径方向に隣接するカップリング部材５０は全て軸方向の位置がずれて配置される。

次に図８から図２５を参照しながら、図７に示すように導体セグメントを接続して構成されるステータコイル２０の製造工程について説明する。図８から図２５は、先に図７を参照して説明したスロット１８Ａ、１８Ｂに同時に導体セグメントを挿入する状態を示している。

図８に示す押し込み治具６０は、半径方向に出し入れ可能なアーム６１を備えており、ステータコア１１の中心軸１９に沿って上下方向に移動可能である。アーム６１の先端には上下方向に延びる爪６２が設けられている。爪６２は各導体セグメント３０，４０の先端３５，４５或いはカップリング部材５０の先端を引っ掛けて各導体セグメント３０，４０を内周側に移動させることができる。また、押し込み治具６０は、アーム６１の半径方向外側で各導体セグメント３０，４０の軸方向への移動をガイドすることができる。

図８に示すカシメ加工治具６５は、半径方向に出し入れ可能なアーム６６を備えており、ステータコア１１の中心軸１９に沿って上下方向に移動可能である。アーム６６の先端には、カシメ加工を行うパンチ６７が取り付けられている。

以下の説明では、図示しない制御部が各導体セグメント３０，４０の移動や押し込み治具６０、カシメ加工治具６５を動作させるものとして説明する。なお、これに限らず、作業員がマニュアルで各導体セグメント３０，４０の移動や各治具６０、６５を動作させるようにしてもよい。

図８は、上導体セグメント４０、下導体セグメント３０を図７を参照して説明した接続順に並べて各導体セグメント３０，４０の先端３５，４５の側の一部をスロット１８Ａ、１８Ｂに挿入する挿入工程が終了した状態を示している。先に図７を参照して説明したように、スロット１８Ａの上側には、上導体セグメント４１ａ～４１ｄの短脚部４４ａ～４４ｄと上導体セグメント１４１ａ～１４１ｄの長脚部１４３ａ～１４３ｄとが半径方向に交互に配置されている。同様に、スロット１８Ｂの上側には、上導体セグメント４１ａ～４１ｄの長脚部４３ａ～４３ｄと上導体セグメント２４１ａ～２４１ｄの短脚部２４４ａ～２４４ｄとが半径方向に交互に配置されている。また、スロット１８Ａの下側の最外周には、下導体セグメント３９の短脚部３７と、下導体セグメント３１ａ～３１ｄの各長脚部３３ａ～３３ｄと下導体セグメント１３１ａ～１３１ｃの各短脚部１３４ａ～１３４ｃとが半径方向に交互に配置されている。更に、スロット１８Ｂの下側の最外周には下導体セグメント３９の短脚部３７が配置され、その内周側には、下導体セグメント２３１ａ～２３１ｄの各長脚部２３３ａ～２３３ｃと下導体セグメント３１ａ～３１ｃの各短脚部３４ａ～３４ｃとが半径方向に交互に配置され、スロット１８Ｂの下側の最内周には、下導体セグメント３１ｄの長脚部３３ｄが配置されている。また、図８の状態では、各導体セグメント３０，４０の各先端３５，４５に設けられたカシメ接続用の溝３６，４６は内周側に向かうように配置されている。

図８に示すようにスロット１８Ａ、１８Ｂには、上下からそれぞれ８本の導体セグメントが挿入される。各導体セグメントは、外周側から内周側に向かってそれぞれステータコイル２０の第１ターンから第８ターンを構成する。

図９に示すように、制御部は、押し込み治具６０をステータコア１１の内周の中に上昇させると共にアーム６１を半径方向に伸ばし、アーム６１の先端下側の爪６２でスロット１８Ａ、１８Ｂに下側から挿入されている第２ターンの下導体セグメント３１ａ，２３１ａの長脚部３３ａ，２３３ａの先端３５に取り付けられているカップリング部材５０の先端を引っ掛けて、図９中に太黒矢印で示すように、第２ターンから第８ターンを構成する各導体セグメント３０，４０を内周側に移動させる。これにより、スロット１８Ａ、１８Ｂの最外周に下側から挿入されている下導体セグメント３９の短脚部３７との間に僅かに隙間が出来る。

図１０に示すように、制御部はこの状態を保ったまま、第１ターンを構成する下導体セグメント３９を所定の組み付け位置まで挿入方向である上方向に押し込んでいく（押し込み工程）。第２ターンから第８ターンを構成する各導体セグメント３０，４０を内周側に移動しているので、下導体セグメント３９の短脚部３７の先端３５に取り付けられているカップリング部材５０の先端が第２ターンを構成する下導体セグメント３１ａ，２３１ａの各長脚部３３ａ，２３３ａの先端３５に取り付けられている各カップリング部材５０の下側端面にぶつかることない。このため、制御部は、下導体セグメント３９の短脚部３７を所定の組み付け位置までスムーズに押し込んでいくことができる。

この際、下導体セグメント３９の２つの短脚部３７は接続部３２を介してＵ字型に接続されているので、スロット１８Ａ，１８Ｂに挿入されている下導体セグメント３９の２つ短脚部３７は、同時に上方向に移動する。

このように、各導体セグメント３０，４０を押し込む際に、組み付けの終了している外周側の各導体セグメント３０，４０又はカップリング部材５０と、その内周側に組み付ける各導体セグメント３０，４０の先端３５，４５に取り付けられているカップリング部材５０とがぶつかることを抑制でき、各導体セグメント３０，４０の組み付け不良を低減することができる。

図１１に示すように、制御部は所定の組み付け位置まで下導体セグメント３９の短脚部３７を押し込んだら、押し込み治具６０を上方向に移動させて爪６２とカップリング部材５０との係合を開放する。これにより、第２ターンから第８ターンを構成する各導体セグメント３０，４０は半径方向外側に若干移動して当初の位置に戻る。

図１２に示すように、制御部は、押し込み治具６０のアーム６１の上下方向の高さを長脚部４３ａ，１４３ａと短脚部３７とをそれぞれを接続するカップリング部材５０の位置に調整した後、アーム６１を半径方向外側に伸ばしてスロット１８Ａ，１８Ｂの内面とアーム６１の先端との間に上導体セグメント４１ａ，１４１ａの長脚部４３ａ，１４３ａを軸方向にガイドする隙間を形成する。そして、制御部は、上側から上導体セグメント４１ａの長脚部４３ａと上導体セグメント１４１ａの長脚部１４３ａとを下方向に移動させ、各長脚部４３ａ，１４３ａの先端４５をカップリング部材５０の内側に差し込む。

先に説明したように、カップリング部材５０の内側の寸法は先端４５の外形寸法よりも僅かに小さいので、先端４５をカップリング部材５０に差し込むと先端４５とカップリング部材５０とは嵌合する。したがって、差し込みの際の長手方向に反力が掛かり、長脚部４３ａ，１４３ａの先端４５が座屈する可能性がある。しかし、本実施形態の製造方法では、先端４５の差し込みの際にアーム６１の先端とスロット１８Ａ，１８Ｂの内面とで長脚部４３ａ、１４３ａを軸方向にガイドするので、差し込みの際に長脚部４３ａ、１４３ａが座屈することを抑制できる（差し込み工程、接続工程）。

なお、第２ターンを構成する上導体セグメント４１ａの長脚部４３ａを下方向に移動させるとＵ字型に接続されて第３ターンを構成する上導体セグメント４１ａの短脚部４４ａも一緒に下方向に移動する。同様に第３ターンを構成する上導体セグメント２４１ａの短脚部２４４ａも一緒に下方向に移動する。

図１３に示すように、制御部は、カシメ加工治具６５を下降させ、アーム６６を半径方向に伸ばし、先端のパンチ６７で先端４５の溝４６に対応するカップリング部材５０の外面を押圧して先に図６、図７を参照して説明したようにカシメ接続する（接続工程）。この際、カップリング部材５０の外周側の面はスロット１８Ａ，１８Ｂの内面で半径方向に保持される。このように、カシメ加工によりカップリング部材５０で各先端３５，４５を接続するので、各導体セグメント３０，４０の接合信頼性を向上させることができ、各導体セグメント３０，４０の組み付け不良を低減することができる。

図１４に示すように、制御部は、第２ターンを構成する下導体セグメント３１ａ,２３１ａの長脚部３３ａ，２３３ａの先端３５に取り付けられたカップリング部材５０の上側の端部を押し込み治具６０のアーム６１の先端の爪６２で引っ掛けて、内周方向に移動させる。そして、制御部は、この状態を保ったまま下導体セグメント３１ａ,２３１ａと押し込み治具６０を上方向に移動させる。

そして、図１５に示すように、下導体セグメント３１ａ,２３１ａのカップリング部材５０の上端が外周側に隣接する上導体セグメント４１ａ，１４１ａの長脚部４３ａ、１４３ａの側面まで移動したら、押し込み治具６０のアーム６１を半径方向に短縮する。これにより、下導体セグメント３１ａ,２３１ａのカップリング部材５０が上導体セグメント４１ａ，１４１ａのカップリング部材５０の下端面とぶつかることを抑制して組み付け不良の発生することを抑制することができる。

図１６に示すように、制御部は、押し込み治具６０のアーム６１の上下方向の高さを短脚部４４ａ，２４４ａと長脚部３３ａ，２３３ａとをそれぞれを接続するカップリング部材５０の位置に調整した後、アーム６１を半径方向外側に伸ばして先に接続した外周側の長脚部４３ａ，１４３ａの内周側の面とアーム６１の先端との間に上導体セグメント４１ａ，１４１ａの短脚部４４ａ，２４４ａを軸方向にガイドする隙間を形成する。そして、制御部は、上側から上導体セグメント４１ａの短脚部４４ａと上導体セグメント２４１ａの短脚部２４４ａとを下方向に移動させ、各短脚部４４ａ，２４４ａの先端４５をカップリング部材５０の内側に差し込む。これにより、各短脚部４４ａ，２４４ａが座屈することを抑制できる。

図１７に示すように、制御部は、先に説明したのと同様、カシメ加工治具６５でカップリング部材５０の外面を押圧してカシメ接続する（接続工程）。

図１８に示すように、制御部は、第３ターンを構成する上導体セグメント４１ｂ，１４１ｂの長脚部４３ｂ，１４３ｂの各先端４５を押し込み治具６０のアーム６１の先端の爪６２で引っ掛けて内周側に移動させる。

そして、制御部は、図１９に示すように、この状態を保ったまま、押し込み治具６０を下降させると共に、上導体セグメント４１ｂ，１４１ｂを下側に押し込んでいく。なお、この際、第４ターンを構成する上導体セグメント４１ｂ，２４１ｂの短脚部４４ｂ，２４４ｂも一緒に下方向に移動する。

図２０に示すように、制御部は、上導体セグメント４１ｂ，１４１ｂの長脚部４３ｂ，１４３ｂの表面が外周側のカップリング部材５０の上端よりも下に来たら押し込み治具６０のアーム６１を短縮する。これにより、上導体セグメント４１ｂ，１４１ｂの長脚部４３ｂ，１４３ｂがカップリング部材５０の端面にぶつかることを抑制して組み付け不良の発生することを抑制できる。

図２１に示すように、制御部は、先に説明したのと同様、押し込み治具６０のアーム６１で上導体セグメント４１ｂ，１４１ｂの長脚部４３ｂ，１４３ｂを軸方向にガイドしながらカップリング部材５０に差し込み、図２２に示すようにカシメ接続をおこない第３ターンの組み付けを終了する。

以下同様に、図２３～２５に示すように、第２ターンの組み付けと同様の方法で第４ターン、第６ターン、第８ターンを構成する各導体セグメント３０，４０を組み付け、第３と同様の方法で第５ターン、第７ターンを構成する各導体セグメント３０，４０を組み付けると図７に示すようなステータコイル２０が完成する。

以上説明したように、本実施形態によるステータコイル２０の製造方法は、内周側の各導体セグメント３０，４０を内周方向に移動させて外周側の各導体セグメント３０，４０を外周側から順番に接続するので、各導体セグメント３０，４０を押し込む際に、組み付けの終了している外周側の各導体セグメント３０，４０又はカップリング部材５０と、その内周側に組み付ける各導体セグメント３０，４０の先端３５，４５に取り付けられているカップリング部材５０とがぶつかることを抑制でき、各導体セグメント３０，４０の組み付け不良を低減することができる。

また、本実施形態によるステータコイル２０の製造方法は、組み付けの終了している外周側の各導体セグメント３０，４０又はカップリング部材５０の表面或いはスロット１８の内面と押し込み治具６０のアーム６１の先端とで、後で組み付ける内周側の各導体セグメント３０，４０の先端３５，４５又はカップリング部材５０を軸方向にガイドして各導体セグメント３０，４０の先端３５，４５をカップリング部材５０に差し込むことができる。これにより、差し込みの際にカップリング部材５０又は各導体セグメント３０，４０の先端３５，４５が座屈することを抑制でき、各導体セグメント３０，４０の組み付け不良を低減することができる。

更に、本実施形態におけるステータコイル２０の製造方法は、半径方向に隣接するカップリング部材５０は全て軸方向の位置がずれるように組みつけられるので、接続対象の各導体セグメント３０，４０の端部が組み付けの終わった内周側の各導体セグメント３０，４０によって覆われず内周側から接合部に常にアクセスできるので、各導体セグメント３０，４０の組み付け不良を低減することができる。

更に、本実施形態のステータコイル２０の製造方法は、カシメ加工によってカップリング部材５０と各導体セグメント３０，４０の各先端３５，４５を接続するので、接続信頼性が向上し、各導体セグメント３０，４０の組み付け不良を低減することができる。

１０ステータ、１１ステータコア、１２上端面、１３下端面、１４ヨーク
１６、ティース、１８，１８Ａ，１８Ｂスロット、１９中心軸、２０ステータコイル、３０，３１，３９下導体セグメント、３２，４２接続部、３３，４３長脚部、３４，３７，４４短脚部、３５，４５先端、４０，４１上導体セグメント、５０カップリング部材、６０押し込み治具、６１，６６アーム、６２爪、６５カシメ加工治具、６７パンチ。

Claims

複数のスロットを有するステータコアの軸方向一端側から前記スロットに挿入される一方側導体セグメントの端部と前記ステータコアの軸方向他端側から前記スロットに挿入される他方側導体セグメントの端部とを、カップリング部材を介して前記スロット内で接続するステータコイルの製造方法であって、
前記カップリング部材は前記一方側導体セグメントの端部又は前記他方側導体セグメントの端部のいずれか一方に取り付けられて、前記一方側導体セグメントの端部又は前記他方側導体セグメントの端部と共に前記スロットに挿入され、
前記一方側導体セグメントの一部分または前記他方側導体セグメントの一部分を前記スロットに挿入する挿入工程と、
前記挿入工程の後、前記一方側導体セグメントの端部又は前記他方側導体セグメントの端部、或いは、前記カップリング部材の端部を前記ステータコアの内周側に移動させた状態で、前記一方側導体セグメントまたは前記他方側導体セグメントを挿入方向に押し込む押し込み工程と、
前記押し込み工程の後、前記一方側導体セグメントの端部と前記他方側導体セグメントの端部とをカップリング部材を介して接続する接続工程と、を含み、
前記押し込み工程と前記接続工程とが、前記ステータコアの外周側から順番に実行されること、を特徴とするステータコイルの製造方法。
請求項１に記載のステータコイルの製造方法であって、
前記押し込み工程は、
前記一方側導体セグメントまたは前記他方側導体セグメントを所定の位置まで挿入方向に押し込むものであり、
前記接続工程は、
前記押し込み工程の後、前記一方側導体セグメントの端部又は前記他方側導体セグメントの端部、或いは、前記カップリング部材を治具で軸方向にガイドした状態で、前記一方側導体セグメントまたは前記他方側導体セグメントを挿入方向に移動させて前記一方側導体セグメントの端部又は前記他方側導体セグメントの端部を前記カップリング部材の中に差し込んで、前記カップリング部材を介して前記一方側導体セグメントの端部と前記他方側導体セグメントの端部とを接続すること、
を特徴とするステータコイルの製造方法。
請求項１に記載のステータコイルの製造方法であって、
前記接続工程は、
前記カップリング部材と半径方向に隣接する他の前記カップリング部材との軸方向の位置をずらして前記一方側導体セグメントの端部と前記他方側導体セグメントの端部とを接続すること、
を特徴とするステータコイルの製造方法。
請求項１から３のいずれか１項に記載のステータコイルの製造方法であって、
前記接続工程は、
前記カップリング部材を前記ステータコアの内周側から外周側に向かって押圧して前記一方側導体セグメントの端部または前記他方側導体セグメントの端部にカシメ接続すること、
を特徴とするステータコイルの製造方法。
請求項１又は２に記載のステータコイルの製造方法であって、
前記一方側導体セグメントの端部および前記他方側導体セグメントの端部はカシメ接続用の溝を有し、
前記挿入工程は、
前記溝が前記ステータコアの内周側となるように、前記一方側導体セグメントの端部又は前記他方側導体セグメントの端部を前記スロットに挿入するものであり、
前記接続工程は、
前記一方側導体セグメントの端部又は前記他方側導体セグメントの端部を前記カップリング部材に差し込み、前記溝の位置に対応する前記カップリング部材の部分を前記ステータコアの内周側から外周側に向かって押圧して前記溝に嵌合させてカシメ接続すること、
を特徴とするステータコイルの製造方法。