JP7160650B2 - クランプ装置および当該クランプ装置を用いたステータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、クランプ装置および当該クランプ装置を用いたステータの製造方法に関する。

従来、この種のクランプ装置としては、ステータコア（固定子コア）と、複数のセグメントコイル（コイルセグメント）と、を備えるステータの製造に用いられるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ステータコアは、それぞれ径方向に延在すると共に周方向に間隔をおいて形成された複数のスロットを備える。複数のセグメントコイルは、互いに異なるスロットに差し込まれる一対の脚部を有すると共に対応す脚部の先端部同士が溶接されて複数のステータコイルを形成している。このクランプ装置は、クランプ本体と、位置決め突起と、を備える。クランプ本体は、互いに異なるスロットから突出して隣合う２つのセグメントコイルの先端部同士をクランプする。位置決め突起は、接合される２つのセグメントコイルの先端部より中心側の間に進入する。位置決め突起により、セグメントコイルの端部が位置決めされるから、互いに異なるスロットから突出して隣合う２つのセグメントコイルの端部より中心側同士が干渉することが抑制されている。

特開２０１６－１８９６５７号公報

しかしながら、上述のクランプ装置では、各セグメントコイルの先端部のステータコアの径方向の厚さにばらつきが生じる場合がある。こうした厚さのばらつきが生じると、クランプ装置で２つのセグメントコイルの先端部同士をステータコアの径方向の外側と内側からクランプしたときに、クランプ位置が変化して、先端部同士の合わせ面の位置が所望の位置からずれることがある。こうした合わせ面の位置ずれは、その後の加工工程に影響を与えるため、抑制されることが望まれている。

本発明のクランプ装置および当該クランプ装置を用いたステータの製造方法は、２つの脚部の先端部をクランプしたときにおいて、合わせ面の位置ずれを抑制することを主目的とする。

本発明のクランプ装置および当該クランプ装置を用いたステータの製造方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のクランプ装置は、
それぞれ径方向に延在すると共に周方向に間隔をおいて形成された複数のスロットを含むステータコアと、互いに異なる前記スロットに差し込まれる一対の脚部を有すると共に対応する前記脚部の先端部同士の電気的接合により複数のステータコイルを形成する複数のセグメントコイルと、を備えるステータの製造に用いられ、互いに異なる前記スロットから突出して隣合う２つの前記脚部の前記先端部をクランプするクランプ装置であって、
互いに異なる前記スロットから突出して前記径方向に隣合うように倒された２つの前記脚部のうち径方向外側に位置する外側脚部であって前記外側脚部の前記先端部の基端部より先端側の中間部の径方向外側の外側面に前記先端へ向かって先細るように傾斜する第１斜面が形成された前記外側脚部の前記基端部の前記外側面と前記第１斜面とを押さえる第１押さえ部と、
２つの前記脚部のうち径方向内側に位置する内側脚部であって前記内側脚部の前記先端部の基端部より先端側の中間部の前記径方向内側の内側面に前記先端へ向かって先細るように傾斜する第２斜面が形成された前記内側脚部の前記基端部の前記内側面と前記第２斜面とを押さえる第２押さえ部と、
を備えることを要旨とする。

この本発明のクランプ装置では、互いに異なるスロットから突出して隣合う２つの脚部の先端部をクランプする。２つの脚部の先端部をクランプに先立って、互いに異なるスロットから突出して径方向に隣合うように倒された２つの脚部のうち径方向外側に位置する外側脚部には、先端部の基端部より先端側の中間部の径方向外側の外側面に径方向内側の内側面に対して値０より大きな第１角度をもって先端へ向かって先細るように傾斜する第１斜面が形成されている。２つの脚部のうち径方向内側に位置する内側脚部には、先端部の基端部より先端側の中間部の径方向内側の内側面に先端へ向かって先細るように傾斜する第２斜面が形成されている。本発明のクランプ装置は、第１押さえ部で、外側脚部の基端部の外側面と第１斜面とを押さえ、第２押さえ部で、内側脚部の基端部の内側面と第２斜面とを押さえる。これにより、複数のセグメントコイルの脚部の先端部に径方向での厚さのばらつきがあるときにおいて、クランプ装置で２つの脚部の先端部を精度良くクランプでき、先端部同士の合わせ面の位置ずれを抑制することができる。

本発明のステータの製造方法は、
上述した態様の本発明のクランプ装置、即ち、基本的には、それぞれ径方向に延在すると共に周方向に間隔をおいて形成された複数のスロットを含むステータコアと、互いに異なる前記スロットに差し込まれる一対の脚部を有すると共に対応する前記脚部の先端部同士の電気的接合により複数のステータコイルを形成する複数のセグメントコイルと、を備えるステータの製造に用いられ、互いに異なる前記スロットから突出して隣合う２つの前記脚部の先端部をクランプするクランプ装置であって、互いに異なる前記スロットから突出して前記径方向に隣合うように倒された２つの脚部のうち径方向外側に位置する外側脚部であって前記先端部の基端部より先端側の中間部の径方向外側の外側面に前記先端へ向かって先細るように傾斜する第１斜面が形成された前記外側脚部の前記基端部の前記外側面と前記第１斜面とを押さえる第１押さえ部と、２つの前記脚部のうち径方向内側に位置する内側脚部であって前記先端部の基端部より先端側の中間部の前記径方向内側の内側面に前記先端へ向かって先細るように傾斜する第２斜面が形成された前記内側脚部の前記基端部の前記内側面と前記第２斜面とを押さえる第２押さえ部と、を備えるクランプ装置を用いて前記ステータを製造するステータの製造方法であって、
２つの前記脚部のうち前記外側脚部の前記中間部の前記外側面に前記第１斜面を形成し、２つの前記脚部のうち前記内側脚部の前記中間部の前記内側面に前記第２斜面を形成する第１工程と、
前記外側脚部の前記基端部の前記外側面と前記第１斜面とを前記第１押さえ部で押さえると共に、前記内側脚部の前記基端部の前記内側面と前記第２斜面とを前記第２押さえ部で押さえることにより、前記外側脚部の前記先端部と前記内側脚部の前記先端部とをクランプする第２工程と、
を備えることを要旨とする。

この本発明のステータの製造方法では、上述したいずれかの態様の本発明のクランプ装置を用いてステータを製造することから、本発明のクランプ装置が奏する効果と同一の効果、即ち、先端部同士の合わせ面の位置ずれを抑制することができる効果などを奏する。

こうした本発明のステータの製造方法において、前記第２工程は、前記外側脚部の前記先端部と前記内側脚部の前記先端部とをクランプした状態で、前記先端部同士の合わせ面に対してレーザー溶接を実行することで前記先端部同士を接合してもよい。先端部同士の合わせ面の位置ずれを抑制した状態でレーザー溶接を実行することができるから、より適正に、先端部同士を接合することができる。

本発明の一実施例のクランプ装置５０ａを用いて製造されるステータ１を含む回転電機Ｍを示す概略構成図である。 回転電機Ｍを示す平面図である。 ステータコイル３ｕ、３ｖ、３ｗの結線の概略を説明するための等価回路図である。 ２つの脚部４０の先端部Ｔ同士が接合されている様子の一例を示す概略図である。 ステータ１の製造工程の一例を示すフローチャートである。 ダレＳａが除去されたセグメントコイル４の先端部Ｔの形状の一例を示す概略図である。 ステップＳ１５０を実行した後の外側脚部４０ｏの先端部Ｔの形状を説明するための説明図である。 ステップＳ１５０を実行した後の内側脚部４０ｉの先端部Ｔの形状を説明するための説明図である。 ステップＳ１５０で、外側脚部４０ｏの先端部Ｔをステータコア２の外周側に曲げている様子を説明するための説明図である。 クランプ装置５０ａ～５０ｃにより先端部Ｔ同士が接合される２つの脚部４０の先端部Ｔ同士がクランプされている様子の概略を示す平面概略図である。 クランプ装置５０ａで径方向に隣合う２つの脚部４０をクランプしている様子の概略を示す概略図である。 クランプ装置５０ａの要部の拡大図である。 クランプ装置５０ａで２つの脚部４０の先端部Ｔ同士をクランプしている様子を説明するための説明図である 先端部Ｔ同士が接合される２つの脚部４０のそれぞれの先端部Ｔを１面でクランプしている比較例のクランプ装置の第１、第２押さえ部１５６，１５７の一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例のクランプ装置５０ａを用いて製造されるステータ１を含む回転電機Ｍを示す概略構成図である。図２は、回転電機Ｍを示す平面図である。図３は、ステータコイル３ｕ、３ｖ、３ｗの結線の概略を説明するための等価回路図である。図４は、２つの脚部４０の先端部Ｔ同士が接合されている様子の一例を示す概略図である。回転電機Ｍは、例えば電気自動車やハイブリッド車両の走行駆動源あるいは発電機として用いられる三相交流電動機である。図示するように、回転電機Ｍは、ステータ１と、エアギャップを介してステータ１内に回転自在に配置されるロータ１０と、を備える。

ステータ１は、図１，図２に示すように、ステータコア２と、ステータコイル３ｕ、３ｖ、３ｗと、を備える。ステータコア２は、例えばプレス加工により円環状に形成された電磁鋼板２ｐを複数積層することにより形成され、全体として円環状を呈する。また、ステータコア２は、環状の外周部（ヨーク）から周方向に間隔をおいて径方向内側に突出する複数のティース部２ｔと、それぞれ互いに隣合うティース部２ｔの間に形成された複数のスロット２ｓとを備える。複数のスロット２ｓは、それぞれステータコア２の径方向に延在すると共に一定の間隔をおいて周方向に並び、各スロット２ｓ内には、図示しないインシュレータ（絶縁紙）が配置される。

ステータコイル３ｕ、３ｖ、３ｗは、図３に示すように、シングルスター結線（１Ｙ結線）により結線される。本実施形態において、Ｕ相のステータコイル３ｕは、第１コイルＵ１および第２コイルＵ２を備える。同様に、Ｖ相のステータコイル３ｖは、第１コイルＶ１および第２コイルＶ２を備え、Ｗ相のステータコイル３ｗは、第１コイルＷ１および第２コイルＷ２を備える。また、第１コイルＵ１、Ｖ１、Ｗ１は、それぞれ引出線Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗを備え、各第２コイルＵ２、Ｖ２、Ｗ２は、それぞれ中性線Ｎを備える。

各ステータコイル３ｕ、３ｖ、３ｗは、図１に示すように、ステータコア２の複数のスロット２ｓに差し込まれる複数のセグメントコイル４を電気的に接合することにより形成される。セグメントコイル４は、例えばエナメル樹脂等からなる絶縁被膜Ｉｃが表面に成膜された平角線（導電体）を略Ｕ字状に曲げ加工することにより形成され、それぞれ絶縁被膜Ｉｃが除去された先端部Ｔを有する一対の脚部４０を備える。各セグメントコイル４の一対の脚部４０は、それぞれステータコア２の互いに異なるスロット２ｓに挿通され、各脚部４０のステータコア２の一端面（図１における上端面）から突出した部分には、図示しない倒し加工装置を用いた倒し加工が施される。

より詳細には、複数のセグメントコイル４は、脚部４０の長辺側の側面が互いに当接するように重ね合わされた状態で複数のスロット２ｓの各々から同数かつ偶数個（例えば、６個、８個、１０個まど）の脚部４０が突出するようにステータコア２に組み付けられる。また、各スロット２ｓから突出した複数の脚部４０は、拡張治具を用いてステータコア２の径方向に拡張される。更に、ステータコア２の軸心側から奇数番目（奇数層上）の脚部４０は、ステータコア２の軸心周りに捻られながら周方向における一側に倒され、偶数番目（偶数層上）の脚部４０は、ステータコア２の軸心周りに捻られながら周方向における他側に倒される。これにより、径方向に隣合う任意の２つの脚部４０の先端部Ｔは、それぞれステータコア２の軸心に対して傾斜すると共に周方向に沿って互いに逆向きに延在する。径方向に隣合う対応する２つの脚部４０の先端部Ｔ同士をレーザー溶接により接合することで、ステータコア２に巻回される複数のステータコイル３ｕ、３ｖ、３ｗが形成される。

ステータコイル３ｕの引出線Ｌｕは、図２に示すように、Ｕ相の端子６ｕに電気的に接合された動力線５ｕの先端部に溶接により電気的に接合される。また、ステータコイル３ｖの引出線Ｌｖは、Ｖ相の端子６ｖに電気的に接合された動力線５ｖの先端部に溶接により電気的に接合される。更に、ステータコイル３ｗの引出線Ｌｗは、Ｗ相の端子６ｗに電気的に接合された動力線５ｗの先端部に溶接により電気的に接合される。動力線５ｕ、５ｖ、５ｗは、それぞれ樹脂製の保持部材７に固定される。端子６ｕ、６ｖ、６ｗは、回転電機Ｍのハウジングにステータ１が組み付けられた際に当該ハウジングに設置（固定）された図示しない端子台に固定され、図示しない電力線を介してインバータ（図示省略）に接続される。

上述のようにしてステータコア２に巻回される複数のステータコイル３ｕ、３ｖ、３ｗにおいて、多数の先端部Ｔ同士の接合部は、所定数ずつ径方向に並んでステータコア２の軸方向における図１中上側の端面から外側に突出する環状のコイルエンド部３ａを形成する。

更に、図４に示すように、ステータ１において、先端部Ｔ同士が接合される２つの脚部４０のうち、径方向外側（図中上側）に位置する外側脚部４０ｏの一方の先端部Ｔは、ステータコア２の内周側（図中下側）に曲げられ、ステータコア２の軸心側（図中下側）に位置する内側脚部４０ｉの他方の先端部Ｔは、ステータコア２の径方向の外側（図中上側）に曲げられている。そして、外側脚部４０ｏの先端部Ｔの内側面Ｔｓｉと、内側脚部４０ｉの外側面Ｔｓｏとは、レーザー溶接部ＷＬを介して互いに接合されている。

また、ステータコア２には、図１中上側のコイルエンド部３ａ側から図１中下側のコイルエンド部３ｂ側に向けてワニス等の樹脂が塗布される。これにより、当該樹脂により各セグメントコイル４や図示しないインシュレータがステータコア２に固定される。また、本実施形態のステータ１は、コイルエンド部３ａを覆う環状のモールド部８を備える。モールド部８は、樹脂により形成されており、当該樹脂が隣合うセグメントコイル４同士の隙間に入り込むことで、先端部Ｔ同士の接合部や、引出線Ｌｕ－Ｌｗと動力線５ｕ－５ｗとの接合部といった導電体の露出部が良好に絶縁される。

回転電機Ｍのロータ１０は、図２に示すように、図示しない回転シャフトに固定されるロータコア１１に、複数の永久磁石１５が埋設されて構成されている。

次に、こうして構成された回転電機Ｍのステータ１の製造方法について説明する。図５は、ステータ１の製造工程の一例を示すフローチャートである。

ステータ１の製造工程では、最初に、エナメル樹脂等からなる絶縁被膜Ｉｃが表面に成膜された平角線（導電体）をセグメントコイル４に対応する長さ毎に切断刃を用いて切断して複数のセグメントコイル４を形成する（ステップＳ１００）。このとき、セグメントコイル４の切断面付近、即ち、先端付近は、切断刃を受ける位置で湾曲して、ダレＳａが発生する場合がある。

次に、セグメントコイル４の先端部Ｔの表面の絶縁被膜Ｉｃを剥離する（ステップＳ１１０）。これにより、各セグメントコイル４の先端部Ｔの平角線が露出する。剥離される絶縁被膜Ｉｃは、セグメントコイル４全体の長さのわずかな範囲であり、例えば、５ｍｍ、７ｍｍ、９ｍｍ程度である。

次に、先端部ＴのダレＳａを、ダレＳａが発生しない場合の平角線に対応する形状の型を用いた打ち抜き加工により切除する（ステップＳ１２０）。図６は、ダレＳａが除去されたセグメントコイル４の先端部Ｔの形状の一例を示す概略図である。図中、破線は、ステップＳ１００の切断の際に、ダレＳａが発生しない場合の平角線の形状を示している。図中、一点鎖線は、ステップＳ１００の切断の際に形成されたダレＳａを示している。ステップＳ１１０でダレＳａは、切除されるが、セグメントコイル４は、先端部Ｔの端部Ｅｄが先端へ向かって先細る形状となっている。

続いて、各セグメントコイル４を略Ｕ字状に曲げ加工して複数のセグメントコイル４を形成し、ステータコア２の径方向に隣合わせにした複数のセグメントコイル４を複数のスロット２ｓの各々から同数かつ偶数個の脚部４０が突出するようにステータコア２へ挿入する（ステップＳ１３０）。

続いて、各スロット２ｓから突出した複数の脚部４０を成形する（ステップＳ１４０）。脚部４０の成形は、最初に、各スロット２ｓから突出した複数の脚部４０をステータコア２の径方向に拡張し、次に、図示しない倒し加工装置を用いて、ステータコア２の軸心側から奇数番目（奇数層上）の脚部４０をステータコア２の軸心周りに捻りながら周方向における一側に倒すと共に、偶数番目（偶数層上）の脚部４０をステータコア２の軸心周りに捻りながら周方向における他側に倒すことで行なわれる。

続いて、複数の脚部４０をステータコア２の外周側または軸心側に曲げる曲げ加工を実行する（ステップＳ１５０）。図７は、ステップＳ１５０を実行した後の外側脚部４０ｏの先端部Ｔの形状を説明するための説明図である。図８は、ステップＳ１５０を実行した後の内側脚部４０ｉの先端部Ｔの形状を説明するための説明図である。図９は、ステップＳ１５０で、外側脚部４０ｏの先端部Ｔをステータコア２の外周側（図中下側）に曲げている様子を説明するための説明図である。

曲げ加工では、図７に示すように、図示しない治具により外側脚部４０ｏの先端部Ｔの基端部Ｔｅｂより先端側の中間部Ｔｃの外側面Ｔｓｏをステータコア２の内周側（図中下側）へ押圧することにより、中間部Ｔｃの外側面Ｔｓｏを変形させて、斜面Ｔｓｌｏを形成すると共に、図９に示すように、先端部Ｔをステータ１の内周側（図中下側）に曲げる。ここで、中間部Ｔｃは、ダレＳａの量が多少変化しても変形が小さい部分として予め決められた部分としている。したがって、斜面Ｔｓｌｏは、ダレＳａの量が多少変化しても同じ位置に形成される、このとき、外側脚部４０ｏの先端部Ｔの内側面Ｔｓｉと、外側面Ｔｓｏとステータコア２の周方向を示す仮想的な曲線Ｌｃｄ（図中、一点鎖線）との交点Ｃｉにおいて曲線Ｌｃｄに接する接線Ｌｔ（図中、二点鎖線）と、がなす角θａの角度を所定値θｃｉとする。所定値θｃｉは、先端部Ｔ同士を接合する２つの脚部４０（内側脚部４０ｉ，外側脚部４０ｏ）と、当該２つの脚部４０の径方向隣に位置する２つの脚部４０と、が接触しない角度より若干大きい角度であり、例えば、６°、７°、８°などに設定される。斜面Ｔｓｌｏと内側面Ｔｓｉに平行な直線Ｌｓｏとがなす角θ１、即ち、斜面Ｔｓｌｏと内側面Ｔｓｉとがなす角の角度を所定値θｒｅｆとする。所定値θｒｅｆは、例えば、２°、３°、４°などすればよい。

また、図８に示すように、図示しない治具により内側脚部４０ｉの先端部Ｔの基端部Ｔｅｂより先端側の中間部Ｔｃの内側面Ｔｓｉをステータコア２の外周側（図中上側）へ押圧することによって、中間部Ｔｃの内側面Ｔｓｉを変形させて斜面Ｔｓｌｉを形成すると共に、先端部Ｔをステータコア２の外周側（図中上側）に曲げる。ここで、中間部Ｔｃは、ダレＳａの量が多少変化してもダレＳａによる変形が小さいとして予め決められた部位としている。したがって、斜面Ｔｓｌｉは、ダレＳａの量が多少変化しても同じ位置に形成される、このとき、内側脚部４０ｉの先端部Ｔの外側面Ｔｓｏと、外側面Ｔｓｏとステータコア２の周方向を示す仮想的な曲線Ｌｃｄ（図中、一点鎖線）との交点Ｃｉにおける曲線Ｌｃｄに接する接線Ｌｔ（図中、二点鎖線）と、がなす角θｂの角度を所定値θｃｉとする。斜面Ｔｓｌｉと外側面Ｔｓｏに平行な直線Ｌｓｏとがなす角θ２、即ち、斜面Ｔｓｌｉと外側面Ｔｓｏとがなす角の角度を所定値θｒｅｆとする。

このように、外側脚部４０ｏ、内側脚部４０ｉにおける角θａ、θｂの角度を所定値θｃｉとすることにより、外側脚部４０ｏの先端部Ｔの内側面Ｔｓｉと内側脚部４０ｉの先端部Ｔの外側面Ｔｓｏとを平行にすることができる。角θ１、θ２の角度については後述する。

次に、先端部Ｔ同士が接合される２つの脚部４０のうち内側脚部４０ｉの先端部Ｔの外側面Ｔｓｏと、当該内側脚部４０ｉに対応する外側脚部４０ｏの先端部Ｔの内側面Ｔｓｉとをレーザー溶接により接合したり、引出線Ｌｕ－Ｌｗと動力線５ｕ－５ｗとをレーザー溶接により接合する（ステップＳ１６０）。内側脚部４０ｉの先端部Ｔと対応する外側脚部４０ｏの先端部Ｔとの接合は、内側脚部４０ｉの先端部Ｔの外側面Ｔｓｏと内側脚部４０ｉに対応する外側脚部４０ｏの先端部Ｔの内側面Ｔｓｉとがクランプ装置５０ａ～５０ｃのいずれかでクランプされて合わせられた状態で、合わせ面周辺をレーザーにより溶接することで行なわれる。

図１０は、クランプ装置５０ａ～５０ｃにより先端部Ｔ同士が接合される２つの脚部４０の先端部Ｔ同士がクランプされている様子の概略を示す平面概略図である。クランプ装置５０ａ～５０ｃは、この順で、径方向内側（図中下側）に位置する２つの脚部４０の先端部Ｔ同士、径方向外側（図中上側）に位置する２つの脚部４０の先端部Ｔ同士、径方向内側と径方向外側との間の径方向中間に位置する２つの脚部４０の先端部Ｔ同士をクランプするように配置されている。

図１１は、クランプ装置５０ａで径方向に隣合う２つの脚部４０をクランプしている様子の概略を示す概略図である。図１２は、クランプ装置５０ａの要部の拡大図である。クランプ装置５０ａは、図１１、図１２に示すように、支持部５２と、クランク部５４と、駆動装置（図示せず）と、を備える。なお、クランプ装置５０ｂ、５０ｃは、クランプ装置５０ａと同様の構成であるから、その説明を省略する。

支持部５２は、ステータコア２の径方向外側でステータコア２の軸心方向上側（図１１の上側）へ延在してから略直角にステータコア２の径方向内側へ屈曲して延在する、屈曲した板状を呈する。支持部５２のステータコア２の径方向内側の先端部は、クランク部５４を支持している。支持部５２は、図示しない駆動装置により、ステータコア２の周方向および軸方向へ移動可能に構成されている。

クランク部５４には、貫通孔５５と、第１、第２押さえ部５６，５７と、が形成されている。貫通孔５５は、クランク部５４をステータコア２へ配置したときに、先端部Ｔ同士が接合される２つの脚部４０のレーザー溶接部ＷＬ（図４）に整合する位置で、ステータコア２の軸方向（図１１の上下方向）に貫通するよう形成されている。貫通孔５５の直径は、例えば、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ程度である。貫通孔５５は、２つの脚部４０の先端部Ｔ同士を接合する際のレーザーの通り道となる。

第１、第２押さえ部５６、５７は、クランク部５４をステータコア２へ配置したときに、先端部Ｔ同士が接合される２つの脚部４０（外側脚部４０ｏ，内側脚部４０ｉ）をステータコア２の径方向内側と径方向外側とから挟持可能に配置されている。第１、第２押さえ部５６、５７は、ステータコア２の軸方向下側へ向けて先細る形状に形成されている。

第２押さえ部５７は、図１２に示すように、ステータコア２の径方向外側の外面に、押さえ面５８ｃ，５８ｄを、備える。押さえ面５８ｃは、ステップＳ１５０の曲げ加工後の内側脚部４０ｉの先端部Ｔの基端部Ｔｅｂの内側面Ｔｓｉと平行となるように形成されている。押さえ面５８ｄは、当該内側脚部４０ｉの先端部Ｔの中間部Ｔｃの斜面Ｔｓｌｉと平行になるように形成されている。したがって、押さえ面５８ｃ，５８ｄがなす角は、内側脚部４０ｉの先端部Ｔの基端部Ｔｅｂの内側面Ｔｓｉと斜面Ｔｓｌｉとがなす角θ２（図８）の角度と略同一の角度となっている。第１押さえ部５６は、図示はしないが、ステータコア２の径方向内側の内面に、押さえ面５８ａ，５８ｂを、備える。押さえ面５８ａは、外側脚部４０ｏの先端部Ｔの基端部Ｔｅｂの外側面Ｔｓｏと平行となるように形成されている。押さえ面５８ｂは、当該外側脚部４０ｏの先端部Ｔの中間部Ｔｃの斜面Ｔｓｌｏと平行になるように形成されている。したがって、押さえ面５８ａ，５８ｂがなす角は、外側脚部４０ｏの先端部Ｔの基端部Ｔｅｂの外側面Ｔｓｏと斜面Ｔｓｌｏとがなす角θ１（図７）の角度と略同一の角度となっている。第１押さえ部５６は、クランク部５４に固定されている。第２押さえ部５７は、図示しない駆動装置によりステータコア２の径方向に移動可能に構成されている。

クランプ装置５０ａの支持部５２は、図示しない駆動装置により、ステータコア２に対して昇降する。これにより、ステータコア２に組み付けられた複数のセグメントコイル４の脚部４０に第１、第２押さえ部５６、５７を接近させたり離間させたりすることができる。先端部Ｔ同士が接合される２つの脚部４０の先端部Ｔ同士をクランプする際には、最初に、第２押さえ部５７を十分に径方向内側に配置した状態でクランプ装置５０ａ～５０ｃの支持部５２をステータコア２に対して接近させる。そして、第１押さえ部５６の押さえ面５８ａ，５８ｂが接合される２つの脚部４０のうち外側脚部４０ｏの先端部Ｔの外側面Ｔｓｏと斜面Ｔｓｌｏに当接すると共に第１押さえ部５６と第２押さえ部５７との間に接合される２つの脚部４０の先端部Ｔが配置されるように、クランプ装置５０ａ全体を下降させる。そして、第２押さえ部５７を径方向外側へ移動させて、第２押さえ部５７の押さえ面５８ｃ，５８ｄを接合される２つの脚部４０のうち内側脚部４０ｉの先端部Ｔの内側面Ｔｓｉと斜面Ｔｓｌｉとを定圧で押圧することにより、クランプ装置５０ａで、２つの脚部４０の先端部Ｔ同士をクランプする。こうしたクランプの解除は、第２押さえ部５７を径方向内側へ移動させることにより行なわれる。

図１３は、クランプ装置５０ａで２つの脚部４０の先端部Ｔ同士をクランプしている様子を説明するための説明図である。クランプ装置５０ａで先端部Ｔ同士が接合される２つの脚部４０の先端部Ｔ同士をクランプすると、第１押さえ部５６の押さえ面５８ａ，５８ｂの境界の屈曲部が外側脚部４０ｏの先端部Ｔの基端部Ｔｅｂの外側面Ｔｓｏと中間部Ｔｃの斜面Ｔｓｌｏとの境界の屈曲部に嵌合する。そして、第１押さえ部５６の押さえ面５８ａは、外側脚部４０ｏの先端部Ｔの基端部Ｔｅｂの外側面Ｔｓｏを押さえ、押さえ面５８ｂは、外側脚部４０ｏの先端部Ｔの中間部Ｔｃの斜面Ｔｓｌｏを押さえる。このとき、斜面Ｔｓｌｏは、ダレＳａの量が多少変化しても同じ位置に形成されるから、第１押さえ部５６は、外側脚部４０ｏの先端部Ｔの予め決められた位置に当接することになる。第２押さえ部５７の押さえ面５８ｃ，５８ｄの境界の屈曲部は、内側脚部４０ｉの先端部Ｔの基端部Ｔｅｂの内側面Ｔｓｉと中間部Ｔｃの斜面Ｔｓｌｉとの境界の屈曲部に嵌合する。第２押さえ部５７の押さえ面５８ｃは、内側脚部４０ｉの先端部Ｔの基端部Ｔｅｂの内側面Ｔｓｉを押さえ、押さえ面５８ｄは、内側脚部４０ｉの先端部Ｔの中間部Ｔｃの斜面Ｔｓｌｉを押さえる。このとき、斜面Ｔｓｌｉは、ダレＳａの量が多少変化しても同じ位置に形成されるから、第１押さえ部５６は、内側脚部４０ｉの先端部Ｔの予め決められた位置に当接することになる。このように、第１，第２押さえ部５６、５７は、先端部Ｔ同士が接合される２つの脚部４０の先端部Ｔを予め決められた位置でそれぞれ２面でクランプする。第１，第２押さえ部５６、５７で先端部Ｔ同士が接合される２つの脚部４０の先端部Ｔをそれぞれ２面でクランプするのは、次の理由に基づく。

図１４は、先端部Ｔ同士が接合される２つの脚部４０のそれぞれの先端部Ｔを１面でクランプしている比較例のクランプ装置の第１、第２押さえ部１５６，１５７の一例を示す説明図である。図中、破線は、比較として、実線よりダレＳａの量が大きい脚部４０の先端部Ｔを第１、第２押さえ部１５６，１５７でクランプしている様子を示している。比較例では、ステップＳ１５０で複数の脚部４０をステータコア２の外周側または軸心側に曲げる曲げ加工を実行する際に、２つの脚部４０の先端部Ｔに斜面Ｔｓｌｏ，斜面Ｔｓｌｉを形成していない。比較例のクランプ装置では、固定されている第１押さえ部１５６に向かって第２押さえ部１５７を移動させて第２押さえ部１５７でステータコア２の径方向内側から外側へ２つの脚部４０の先端部Ｔを押圧してクランプする。ダレＳａが大きくなると、破線に示すように、第２押さえ部１５７でステータコア２の径方向内側から外側へ２つの脚部４０の先端部Ｔを押圧する際に、外側脚部４０ｏ、内側脚部４０ｉの先端部Ｔが若干回転して、第１、第２押さえ部１５６、１５７で２つの先端部Ｔをクランプする位置がずれて、先端部Ｔの合わせ面の位置がずれてしまう。実施例では、２つの脚部４０の先端部Ｔの決められた位置に斜面Ｔｓｌｏ，斜面Ｔｓｌｉを形成しており、第１押さえ部５６の押さえ面５８ａ，５８ｂの境界の屈曲部が外側脚部４０ｏの先端部Ｔの基端部Ｔｅｂの外側面Ｔｓｏと中間部Ｔｃの斜面Ｔｓｌｏとの境界の屈曲部に嵌合すると共に、第２押さえ部５７の押さえ面５８ｃ，５８ｄの境界の屈曲部が内側脚部４０ｉの先端部Ｔの基端部Ｔｅｂの内側面Ｔｓｉと中間部Ｔｃの斜面Ｔｓｌｉとの境界の屈曲部に嵌合する。そして、クランプ装置の第１押さえ部１５６で外側脚部４０ｏの先端部Ｔの基端部Ｔｅｂの外側面Ｔｓｏと中間部Ｔｃの斜面Ｔｓｌｏの２面を押さえると共に、第２押さえ部１５７で内側脚部４０ｉの先端部Ｔの基端部Ｔｅｂの内側面Ｔｓｉと中間部Ｔｃの斜面Ｔｓｌｉとを押さえるから，ダレＳａの量が多少変化しても決められた位置で２つの先端部Ｔをクランプすることができる。こうすれば、２つの脚部４０の先端部Ｔ同士の合わせ面の位置ずれを抑制することができる。

こうして、２つの脚部４０の先端部Ｔをクランプしたら、ステータコア２の上方からクランプ装置５０ａのクランク部５４の貫通孔５５へレーザーを照射して２つの脚部４０（外側脚部４０ｏ、内側脚部４０ｉ）の先端部Ｔ同士の合わせ面を溶接して接合する。その後、クランプ装置５０ａによるクランプを解除する。先端部Ｔ同士のクランプ装置５０ａによるクランプを解除すると、クランプ装置５０ａの第２押さえ部１５７で押圧していた方向と反対方向へ戻るスプリングバックが発生する。実施例では、外側脚部４０ｏ、内側脚部４０ｉにおける角θａ、θｂの角度を所定値θｃｉとして２つの脚部４０の径方向隣に位置する２つの脚部４０とが接触しない角度より若干大きめの角度とする。これにより、スプリングバックが発生したときに、角θａ、θｂの角度を先端部Ｔ同士が接続される２つの脚部４０と、当該２つの脚部４０の径方向隣に位置する２つの脚部４０と、が接触しない角度とすることができる。これにより、接合される２つの脚部４０（内側脚部４０ｉ，外側脚部４０ｏ）と、当該２つの脚部４０での径方向で隣に位置する２つの脚部４０と、の接触を抑制できる。

こうしてクランプ装置５０ａによるクランプを解除すると、ワニス等の樹脂を用いて複数のセグメントコイル４等をステータコア２に固定して（ステップＳ１７０）、本製造工程を終了する。

以上説明した実施例のクランプ装置５０ａによれば、外側脚部４０ｏの基端部Ｔｅｂの外側面Ｔｓｏと斜面Ｔｓｌｏとを押さえる第１押さえ部５６と、内側脚部４０ｉの基端部Ｔｅｂの内側面Ｔｓｉと斜面Ｔｓｌｉとを押さえる第２押さえ部５７と、を備えるから、先端部Ｔ同士が接合される２つの脚部４０（外側脚部４０ｏ、内側脚部４０ｉ）の先端部Ｔ同士の合わせ面の位置ずれを抑制することができる。

実施例のクランプ装置５０ａでは、第１押さえ部５６を移動させずに、第２押さえ部５７を径方向内側へ移動させて、外側脚部４０ｏ、内側脚部４０ｉの先端部Ｔ同士をクランプしている。しかしながら、第２押さえ部５７を移動させずに、第１押さえ部５６を径方向外側へ移動させて、外側脚部４０ｏ、内側脚部４０ｉの先端部Ｔ同士をクランプしてもよい。また、第１押さえ部５６を径方向外側へ移動させると共に第２押さえ部５７を径方向内側へ移動させて、外側脚部４０ｏ、内側脚部４０ｉの先端部Ｔ同士をクランプしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。本発明のクランプ装置に対しては、実施例では、第１押さえ部５６が「第１押さえ部」に相当し、第２押さえ部５７が「第２押さえ部」に相当する。本発明のステータの製造方法に対しては、ステップＳ１５０の工程が「第１工程」に相当し、ステップＳ１６０の工程が「第２工程」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ステータの製造産業などに利用可能である。

１ ステータ、２ ステータコア、２ｐ 電磁鋼板、２ｓ スロット、２ｔ ティース部、３ａ，３ｂ コイルエンド部、３ｕ，３ｖ，３ｗ ステータコイル、４ セグメントコイル、５ｕ，５ｖ，５ｗ 動力線、６ｕ，６ｖ，６ｗ 端子、７ 保持部材、８ モールド部、１０ ロータ、１１ ロータコア、１５ 永久磁石、２０ クランプ装置、４０ 脚部、４０ｉ 内側脚部、４０ｏ 外側脚部、５０ａ，５０ｂ，５０ｃ クランプ装置、５２ 支持部、５４ クランク部、５５ 貫通孔、５６，１５６ 第１押さえ部、５７，１５７ 第２押さえ部、５８ａ～５８ｄ 押さえ面、Ｃｉ 交点、Ｅｄ 端部、Ｉｃ 絶縁被膜、Ｌｃｄ 曲線、Ｌｔ 接線、Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗ 引出線、Ｍ 回転電機、Ｓａ ダレ、Ｔ 先端部、Ｔｃ 中間部、Ｔｅｂ 基端部、Ｔｓｉ 内側面、Ｔｓｌｏ，Ｔｓｌｉ 斜面、Ｔｓｏ 外側面、Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１ 第１コイル、Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２ 第２コイル、ＷＬ レーザー溶接部、

Claims (3)

1. それぞれ径方向に延在すると共に周方向に間隔をおいて形成された複数のスロットを含むステータコアと、平角線を切断することで形成され互いに異なる前記スロットに差し込まれる一対の脚部を有すると共に対応する前記脚部の先端部同士の電気的接合により複数のステータコイルを形成する複数のセグメントコイルと、を備えるステータの製造に用いられ、互いに異なる前記スロットから突出して隣合う２つの前記脚部の前記先端部をクランプするクランプ装置であって、
   互いに異なる前記スロットから突出して前記径方向に隣合うように倒された２つの前記脚部のうち径方向外側に位置する外側脚部であって前記外側脚部の前記先端部の基端部より先端側の中間部の径方向外側の外側面に前記先端へ向かって先細るように傾斜する第１斜面が形成されると共に前記外側脚部の前記先端部の前記中間部より先端側の端部が前記先端へ向かって先細る形状となっている前記外側脚部の前記基端部の前記外側面と前記第１斜面とを押さえる第１押さえ部と、
   ２つの前記脚部のうち径方向内側に位置する内側脚部であって前記内側脚部の前記先端部の基端部より先端側の中間部の前記径方向内側の内側面に前記先端へ向かって先細るように傾斜する第２斜面が形成されると共に前記内側脚部の前記先端部の前記中間部より先端側の端部が前記先端へ向かって先細る形状となっている前記内側脚部の前記基端部の前記内側面と前記第２斜面とを押さえる第２押さえ部と、
   を備えるクランプ装置。
2. 請求項１記載のクランプ装置を用いて前記ステータを製造するステータの製造方法であって、
   ２つの前記脚部のうち前記外側脚部の前記中間部の前記外側面に前記第１斜面を形成し、２つの前記脚部のうち前記内側脚部の前記中間部の前記内側面に前記第２斜面を形成する第１工程と、
   前記外側脚部の前記基端部の前記外側面と前記第１斜面とを前記第１押さえ部で押さえると共に、前記内側脚部の前記基端部の前記内側面と前記第２斜面とを前記第２押さえ部で押さえることにより、前記外側脚部の前記先端部と前記内側脚部の前記先端部とをクランプする第２工程と、
   を備えるステータの製造方法。
3. 請求項２記載のステータの製造方法であって、
   前記第２工程は、前記外側脚部の前記先端部と前記内側脚部の前記先端部とをクランプした状態で、前記先端部同士の合わせ面に対してレーザー溶接を実行することで前記先端部同士を接合する、
   ステータの製造方法。
   
   

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