JP7205417B2 - 固定子の製造方法、固定子の製造装置 - Google Patents

Description

本開示は、回転電機に適用される固定子の製造方法および固定子の製造装置に関する。

従来、回転電機の巻線の製造方法として、固定子鉄心上に電気導体を曲げるための曲げ部材を配置した後、当該曲げ部材に沿って電気導体を曲げる曲げ工程を実施するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、電気導体の曲げ工程において、固定子鉄心のスロットの開口部に形成された第１のならい面および固定子鉄心に配置される曲げ部材に形成された第２のならい面それぞれに電気導体を当接させて曲げることが記載されている。

特許第３９７５９４７号

ところで、特許文献１には、曲げ工程において、固定子鉄心のならい面および曲げ部材のならい面それぞれに沿って電気導体を曲げる旨が記載されているが、製造上、各部材の相対的な位置関係が狙いの位置関係に対してずれてしまうことがある。この場合、各部材のならい面がずれるので、曲げ工程で得られる固定子コイルの形状のバラツキが生じてしまう。このことは本発明者らの検討の末に見出されたものである。

本開示は、固定子コイルの形状のバラツキを抑制可能な固定子の製造方法および固定子の製造装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、
回転電機（１０）に適用され、複数のスロット（２１０）を形成するティース（２１）が周方向に並んで設けられた筒状の固定子コア（２０）、および複数のスロットのそれぞれに挿入される固定子コイル（３０）を含む固定子の製造方法であって、
固定子コイルの一部がコイルエンド（３３）として固定子コアの軸心方向の端部に位置するコア端面（２０ｂ）から突き出るようにスロットに対して固定子コイルを挿入することと、
コイルエンドを構成する複数の突出端部（３３０）を曲げるための曲げ治具（５１）をコア端面に配置した配置状態において曲げ治具を用いて周方向に突出端部を曲げることと、を含み、
固定子コイルは、電気導体（３１ａ）および電気導体を被覆する絶縁皮膜（３１ｂ）を含んで構成されており、
突出端部を曲げることでは、ティースの軸心方向の端面の少なくとも一部が曲げ治具によって覆われるようにコア端面に曲げ治具を配置し、
曲げ治具は、突出端部を曲げる際に突出端部が押し当てられる押当面（５１２）を有し、配置状態における押当面の周方向の幅がティースのうち周方向に曲げ治具と対向する対向部位（２１１）における周方向の幅よりも大きくなるように構成されている。

曲げ治具は、押当面の周方向の幅がティースにおける対向部位の周方向の幅より大きくなっている。これによると、固定子コイルの突出端部を曲げる際に、固定子コイルを固定子コアの端面に接触させることなく、曲げ治具の押当面に沿って曲げることができる。すなわち、本開示の固定子の製造方法は、従来技術の如く、固定子コアの端面と曲げ治具の押当面に沿って突出端部を曲げるのではなく、曲げ治具の押当面に沿って突出端部を曲げることができる。

仮に、固定子コアの端面と曲げ治具の押当面との相対的な位置関係が狙いの位置関係に対してずれていたとしても、曲げ治具の押当面に応じた安定した曲り形状を有するコイルエンドを得ることができる。したがって、本開示の固定子の製造方法によれば、固定子コイルの形状のバラツキの発生を抑制することができる。

請求項９に記載の発明は、
回転電機（１０）に適用され、複数のスロット（２１０）を形成するティース（２１）が周方向に並んで設けられた筒状の固定子コア（２０）、および複数のスロットのそれぞれに挿入される固定子コイル（３０）を含む固定子の製造装置であって、
固定子コイルのうち固定子コアの端面から突き出るコイルエンド（３３）を構成する複数の突出端部（３３０）を周方向に曲げるための曲げ治具（５１）と、
固定子コアの端面に曲げ治具を配置した配置状態で曲げ治具を用いて周方向に突出端部を曲げる加工機器（５２）と、を備え、
曲げ治具は、突出端部を曲げる際に突出端部が押し当てられる押当面（５１２）を有し、配置状態における押当面の周方向の幅がティースのうち曲げ治具と対向する対向部位（２１１）における周方向の幅よりも大きくなるように構成されている。

曲げ治具は、押当面の周方向の幅がティースにおける対向部位の周方向の幅より大きくなっている。これにより、本開示の固定子の製造装置は、従来技術の如く、固定子コアの端面と曲げ治具の押当面に沿って突出端部を曲げるのではなく、曲げ治具の押当面に沿って突出端部を曲げることができる。したがって、本開示の固定子の製造装置によれば、固定子コイルの形状のバラツキの発生を抑制することができる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係る固定子を搭載した回転電機の模式的な断面図である。 第１実施形態に係る固定子の一部分の模式的な断面図である。 固定子コアのスロットに挿入する導体セグメントの模式的な斜視図である。 スロットに挿入された状態の導体セグメントを示す模式的な斜視図である。 絶縁シートの模式的な断面図である。 固定子の固定子コア、絶縁シート、導体セグメントを示す模式的な分解斜視図である。 固定子の製造方法の概要を説明するための説明図である。 第１実施形態に係る固定子の製造装置の一部を示す模式図である。 隣り合う突出端部の間に配置される曲げ治具の模式的な斜視図である。 隣り合う突出端部の間に配置される曲げ治具の模式的な上面図である。 第１実施形態に係る固定子と曲げ治具との関係を説明するための説明図である。 第１実施形態に係る固定子の突出端部の折り曲げ工程を説明するための説明図である。 第２実施形態に係る固定子と曲げ治具との関係を説明するための説明図である。 第２実施形態に係る固定子の突出端部の折り曲げ工程を説明するための説明図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

（第１実施形態）
本実施形態について図１～図１２を参照して説明する。本実施形態に係る回転電機１０は、車両用交流発電機として用いられる。車両用交流発電機は、図示しないエンジンに搭載され、車載バッテリの充電、電気負荷への電力供給を行う。車両用交流発電機は、例えば、三相同期発電機で構成される。

図１に示すように、回転電機１０は、ハウジング１１と、シャフト１２と、シャフト１２に固定された回転子１３と、回転子１３を包囲する位置に設けられる固定子１４と、を備える。

ここで、図１等では、シャフト１２、回転子１３、および固定子１４の軸心方向を「ＤＲａ」で示し、径方向を「ＤＲｒ」で示し、周方向を「ＤＲｃ」で示している。なお、径方向ＤＲｒは、軸心方向ＤＲａに直交する方向である。

ハウジング１１は、回転子１３および固定子１４を収容する筐体である。ハウジング１１は、有底筒状の一対のハウジング部材１１１、１１２を有している。一対のハウジング部材１１１、１１２は、それぞれの開口縁が接するように組み付けられた状態でボルト１１３等の締結手段によって一体に連結されている。

ハウジング１１の内側には、一対の軸受１１４、１１５が配置されている。ハウジング１１の内側では、一対の軸受１１４、１１５によってシャフト１２および回転子１３が回転自在に支持されている。

回転子１３は、固定子１４の内周側に位置する。回転子１３はランデル型ロータとして構成されている。回転子１３は、図示しないが、固定子１４の内側に対向する外周側に周方向ＤＲｃに所定間隔をあけて配置された複数の磁極を有する。複数の磁極は、周方向ＤＲｃにおいて極性が交互に異なるように配置されている。複数の磁極は、例えば、回転子１３に埋設された永久磁石により構成される。回転子１３の極数は、Ｎ極が４つ、Ｓ極が４つの８極になっている。なお、回転子１３の極数は８極に限定されず、他の極数になっていてもよい。

固定子１４は、回転子１３の外周側に位置する。固定子１４は回転子１３の磁束を受けて発電する三相巻線を含んで構成されている。固定子１４は、筒状の固定子コア２０、および複数のスロット２１０のそれぞれに挿入される固定子コイル３０を含んで構成されている。

固定子コア２０は、円環状の複数の電磁鋼板２０ａを軸心方向ＤＲａに積層して形成される一体の積層体で構成されている。

図２に示すように、固定子コア２０は、外周部分を構成する円環状のバックコア部２２と、バックコア部２２から固定子コア２０の軸心に向けて突き出る複数のティース２１とを有する。複数のティース２１は、周方向ＤＲｃに所定間隔をあけて並んで設けられている。複数のティース２１との間にスロット２１０が形成されている。

複数のティース２１は、固定子コイル３０が巻回される本体部２１１と、本体部２１１の先端側に設けられて周方向ＤＲｃに向けて突き出るフランジ２１２とを有する。本体部２１１は、ティース２１のうち後述の曲げ治具５１と周方向ＤＲｃに対向する対向部位を構成する。フランジ２１２は、固定子コイル３０の径方向ＤＲｒの位置を規定するために設けられている。

固定子コア２０に形成されるスロット２１０の数は、例えば、回転子１３の磁極数（すなわち、８極）に対し、固定子コイル３０の１相あたり２個の割合で形成されている。固定子コア２０には、例えば、４８個のスロット２１０が形成されている。４８個のスロット２１０は、周方向ＤＲｃに繰り返し２個ずつ配置されたＵ相スロット、Ｖ相スロット、Ｗ相スロットで構成されている。

スロット２１０は、固定子コア２０の径方向ＤＲｒに後述の複数の導体セグメント３１を並べて配置可能なように、固定子コア２０の径方向ＤＲｒを長手として延びる開口形状になっている。

スロット２１０は、周方向ＤＲｃに隣り合うフランジ２１２同士が離間していることで、その一部が開放されている。すなわち、本実施形態のスロット２１０はセミクローズドスロットとして構成されている。なお、スロット２１０はクローズドスロットとして構成されていてもよい。

固定子コイル３０は、複数の導体セグメント３１を用いて構成されている。導体セグメント３１は、断面が略矩形となる線状材からなる銅製の電気導体３１ａ、電気導体３１ａの外周を被覆する絶縁皮膜３１ｂを含む平角状の被覆導線で構成されている。

図３に示すように、複数の導体セグメント３１は、略Ｕ字状に形成されている。導体セグメント３１は、一対の直線部３１１、３１２と、一対の直線部３１１、３１２の端部同士を連結するターン部３１３とを有する。一対の直線部３１１、３１２は、固定子コア２０の軸心方向ＤＲａの厚みよりも大きい長さを有している。

ターン部３１３は、略中央部に固定子コア２０のコア端面２０ｂに沿って延びる頭頂部３１３ａが設けられ、頭頂部３１３ａの両側にコア端面２０ｂに対して傾斜する一対の傾斜部３１３ｂ、３１３ｃが設けられている。

一対の直線部３１１、３１２には、ターン部３１３に接続される端部の反対側の端部に、電気導体３１ａを外部に露出させる露出部３１１ａ、３１２ａが設けられている。この露出部３１１ａ、３１２ａは、例えば、絶縁皮膜３１ｂが切除されることで形成される。導体セグメント３１は、スロット２１０に挿入可能なように、周方向ＤＲｃにおける幅寸法が周方向ＤＲｃにおけるスロット２１０の開口寸法よりも小さくなっている。

固定子コア２０には、スロット２１０に対して複数の導体セグメント３１が径方向ＤＲｒに一列に並ぶように挿入されている。具体的には、固定子コア２０には、周方向ＤＲｃに隣接して同一相のスロット２１０Ａ、２１０Ｂが設けられ、そのスロット２１０Ａ、２１０Ｂに２個で１組の導体セグメント３１Ａ、３１Ｂが挿入配置される。

一組の導体セグメント３１Ａ、３１Ｂは、それぞれの直線部３１１、３１２が、同一のスロット２１０Ａ、２１０Ｂではなく、隣接した２個のスロット２１０Ａ、２１０Ｂに対して別々に挿入される。

このようにして、全スロット２１０に対して複数の導体セグメント３１の直線部３１１、３１２が挿入配置される。固定子コア２０には、各スロット２１０内に、合計８本の直線部３１１、３１２が径方向ＤＲｒに１列に整列した状態で収容されている。

スロット２１０内には、固定子コア２０と固定子コイル３０との間を電気絶縁する絶縁シート４０が設けられている。絶縁シート４０は、スロット２１０内に挿入される複数の導体セグメント３１の形状および大きさに応じて折り曲げられ、これら複数の導体セグメント３１をまとめて囲むように設けられている。これにより、絶縁シート４０は、スロット２１０内において固定子コア２０の内周面と導体セグメント３１との間に挟まれた状態で設けられている。絶縁シート４０は、固定子コア２０のコア端面２０ｂよりも外側に突出して設けられている。

導体セグメント３１は、一対の直線部３１１、３１２のうち、ターン部３１３に接続される端部の反対側に位置する部位が、コア端面２０ｂよりも外側に突き出ている。すなわち、導体セグメント３１には、図４に示すように、コア端面２０ｂよりも外側に突き出る突出端部３３０が設けられている。この突出端部３３０は、後述の第２コイルエンド３３を構成する。

突出端部３３０は、後述の折り曲げ工程において、コア端面２０ｂに対して所定の角度をもって斜めに折り曲げられる。隣り合う突出端部３３０は、周方向ＤＲｃにおいて互いに離れるように反対方向に曲げられる。各導体セグメント３１は、突出端部３３０の先端部同士が溶接等により接合されることで直列に接続される。

固定子コイル３０が固定子コア２０に巻装された状態では、固定子コア２０の軸心方向ＤＲａの一方側に、コア端面２０ｂからスロット２１０の外部に複数のターン部３１３が突出し、これにより全体としてリング状の第１コイルエンド３２が形成される。

また、固定子コア２０の軸心方向ＤＲａの他方側には、コア端面２０ｂからスロット２１０の外部に複数の突出端部３３０が突出し、これにより第２コイルエンド３３が形成される。

ここで、図５は、絶縁シート４０の断面図である。絶縁シート４０は、シート状の基材４１と、基材４１の両面に設けられ、外部刺激により発泡および硬化する硬化性発泡樹脂よりなる樹脂層４２とを有している。基材４１は、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂やポリエチレンナフタレート樹脂からなる所定強度を有する電気絶縁性を有するシート材である。また、樹脂層４２は、例えば熱硬化樹脂であるエポキシ樹脂に、熱刺激により発泡するビーズが分散されることで、熱硬化性発泡樹脂として構成されている。樹脂層４２は、基材４１の両面に塗布されることで設けられており、その厚さは例えば数１０μｍ～１ｍ程度である。樹脂層４２は、スロット２１０の内周側に対して接着されるとともに、固定子コイル３０に対して接着される。なお、基材４１は、樹脂材に代えて不織布を用いることも可能である。また、樹脂層４２は、発泡材として、ビーズ以外にアクリルやウレタンを用いることも可能である。さらに、樹脂層４２は、熱硬化樹脂に代えて、紫外線の照射（すなわち、紫外線刺激）により硬化する紫外線硬化樹脂や、嫌気により硬化する嫌気性硬化樹脂を用いることも可能である。

固定子１４は、図６に示す状態で、固定子コア２０に対して絶縁シート４０と固定子コイル３０とが組み付けられる。この場合、固定子コイル３０を構成する複数の導体セグメント３１は、一列に接合された状態で組み合わされている。また、絶縁シート４０は、導体セグメント３１を囲むことができるように、４カ所で折り曲げ成形されている。本実施形態では絶縁シート４０が固定子コア２０と固定子コイル３０との絶縁性を確保する絶縁部材を構成する。また、本実施形態では、絶縁シート４０の樹脂層４２が固定子コイル３０を固定子コア２０に固定する接着部材を構成する。

このように構成される回転電機１０は、動作時に発熱して昇温する。回転電機１０の温度が過度に高くなることは、回転電機１０の各部位の損傷を招く要因となることから好ましくない。

このため、回転電機１０には、図１に示すように、回転電機１０における発熱部位の温度が所定の基準温度を上回ると回転電機１０の出力を制限する保護機器６０が設けられている。保護機器６０は、例えば、発熱部位の温度を検出する温度センサ、温度センサからの出力に応じて回転電機１０の出力を変更する制限回路等によって構成される。

次に、固定子１４の製造工程の概要について図７を参照して説明する。図７に示すように、固定子１４の製造方法は、挿入工程、折り曲げ工程、接合工程等を含んでいる。

［挿入工程］
挿入工程は、固定子コア２０に導体セグメント３１を挿入する工程である。挿入工程では、固定子コイル３０の一部が第２コイルエンド３３として固定子コア２０のコア端面２０ｂから突き出るようにスロット２１０に対して固定子コイル３０が挿入される。

本実施形態の挿入工程では、固定子コア２０と固定子コイル３０との間に絶縁シート４０が介在するように、固定子コイル３０および絶縁シート４０がスロット２１０に挿入される。具体的には、挿入工程では、図４に示すように、絶縁シート４０の一部が突出端部３３０とともにコア端面２０ｂから突き出るようにスロット２１０に挿入される。挿入工程は、絶縁シート４０をスロット２１０に挿入し、その後に固定子コイル３０の各導体セグメント３１をスロット２１０に挿入する。なお、挿入工程は、例えば、絶縁シート４０が巻き付けられた導体セグメント３１をスロット２１０に挿入するようになっていてもよい。

［折り曲げ工程］
折り曲げ工程は、導体セグメント３１の突出端部３３０を周方向ＤＲｃに捩じって折り曲げる工程である。折り曲げ工程は、固定子コア２０のコア端面２０ｂに曲げ治具５１を配置した後、当該配置状態で曲げ治具５１を用いて周方向ＤＲｃに突出端部３３０を曲げる。

導体セグメント３１の突出端部３３０は、例えば、図８に示すように、曲げ治具５１、加工機器５２を含む固定子１４の製造装置５０によって折り曲げられる。曲げ治具５１は、固定子コイル３０の第２コイルエンド３３を構成する突出端部３３０を周方向ＤＲｃに曲げるための治具である。曲げ治具５１は、隣り合う突出端部３３０の間に配置される。

加工機器５２は、固定子コア２０のコア端面２０ｂに曲げ治具５１を配置した配置状態において曲げ治具５１を用いて周方向ＤＲｃに突出端部３３０を捻じ曲げる機器である。加工機器５２は、突出端部３３０の先端を受け入れる受入溝５３１が形成された成形板５３、成形板５３を周方向ＤＲｃに回転させつつ昇降させる図示しないリフト部等を有する。

折り曲げ工程は、受入溝５３１に突出端部３３０の先端を挿入した状態で成形板５３を周方向ＤＲｃに回転させつつ昇降させることで、突出端部３３０を曲げ治具５１の表面に沿って周方向ＤＲｃに曲げる。

［接合工程］
接合工程は、導体セグメント３１同士の接合や固定子コア２０および固定子コイル３０の接合を実施する工程である。すなわち、接合工程は、導体セグメント３１の突出端部３３０同士を溶接等により接続する導体接続作業と、絶縁シート４０の樹脂層４２を発泡および硬化させる樹脂硬化作業とが行われる。

樹脂硬化作業では、例えば、固定子コア２０および導体セグメント３１に対して同時に熱的な刺激が付与され、スロット２１０の内側に位置する絶縁シート４０の樹脂層４２が発泡および硬化される。樹脂硬化作業は、導体接続作業後に行われる。なお、樹脂硬化作業は、導体接続作業前に行われてもよい。

以下、本実施形態の折り曲げ工程で用いる曲げ治具５１および当該曲げ治具５１を用いた折り曲げ工程の詳細について図９～図１２を参照して説明する。

図９および図１０に示すように、曲げ治具５１は、折り曲げ工程において、ティース２１の軸心方向ＤＲａの端面の一部を覆うようにコア端面２０ｂに配置される。具体的には、曲げ治具５１は、折り曲げ工程において、ティース２１の本体部２１１の全体と軸心方向ＤＲａに重なり合うようにコア端面２０ｂに配置される。

曲げ治具５１は、コア端面２０ｂに配置した際にコア端面２０ｂに対向する下端面５１１と、上端面を形成するとともに折り曲げ工程において突出端部３３０が押し当てられる押当面５１２とを有している。

下端面５１１は、曲げ治具５１をコア端面２０ｂに配置した際にコア端面２０ｂと略平行となるように平坦面になっている。なお、下端面５１１は、一部に曲面が含まれていてもよい。

押当面５１２は、曲げ治具５１をコア端面２０ｂに配置した際、周方向ＤＲｃにおいて突出端部３３０に対向する。押当面５１２は、突出端部３３０に対向する部位が半円弧状に湾曲した形状になっている。なお、押当面５１２は、半円弧状に湾曲した形状に限定されず、少なくとも１つの曲率半径を有する曲面形状になっていればよい。

ここで、ティース２１は、固定子コア２０の径方向ＤＲｒの内側から外側に向けて周方向ＤＲｃの幅寸法が大きくなっている。これに対応するように、曲げ治具５１は、固定子コア２０の径方向ＤＲｒの内側から外側に向けて周方向ＤＲｃの幅寸法が大きくなっている。

具体的には、曲げ治具５１は、図１１に示すように、曲げ治具５１をコア端面２０ｂに配置した配置状態において、押当面５１２の周方向ＤＲｃの幅がティース２１の本体部２１１における周方向ＤＲｃの幅よりも大きくなるように構成されている。すなわち、曲げ治具５１は、周方向ＤＲｃの断面形状において押当面５１２の周方向ＤＲｃの幅寸法Ｗｊがティース２１の本体部２１１における周方向ＤＲｃの幅寸法Ｗｔよりも大きくなっている。これにより、折り曲げ工程では、突出端部３３０とスロット２１０の開口とが離間した状態で突出端部３３０を曲げ治具５１の押当面５１２に当接させることができる。

ここで、押当面５１２の周方向ＤＲｃの幅寸法Ｗｊとティース２１の本体部２１１における周方向ＤＲｃの幅寸法Ｗｔとの大小関係は、固定子コア２０の軸心からの距離が等しい位置で比較した際のものである。上記の大小関係はティース２１の本体部２１１における周方向ＤＲｃの幅寸法Ｗｔの最大値が、押当面５１２の周方向ＤＲｃの幅寸法Ｗｊの最小値よりも小さいことを意味するわけではない。

曲げ治具５１は、固定子コア２０の第２コイルエンド３３を所望の形状に成形するものであり、剛性が高い材料および降伏点が高い材料で構成されていることが望ましい。本実施形態の曲げ治具５１は、導体セグメント３１の絶縁皮膜３１ｂよりもヤング率が大きく、且つ、絶縁皮膜３１ｂよりも降伏点が高い材料（例えば、鉄鋼）で構成されている。

次に、折り曲げ工程の詳細について説明すると、折り曲げ工程では、まず、突出端部３３０とスロット２１０の開口とが離間した状態で突出端部３３０を曲げることが可能なように曲げ治具５１をコア端面２０ｂに配置する。具体的には、折り曲げ工程は、図９の矢印Ａで示すように、周方向ＤＲｃに隣り合う突出端部３３０の間に径方向ＤＲｒから曲げ治具５１を挿入する。

続いて、加工機器５２によって突出端部３３０が曲げ治具５１の押当面５１２に沿って曲げられる。具体的には、成形板５３の受入溝５３１に突出端部３３０の先端を挿入し、この状態で成形板５３を周方向ＤＲｃに回転させつつ昇降させることで、突出端部３３０が曲げ治具５１の押当面５１２に沿って曲げられる。

ここで、挿入工程では、絶縁シート４０の一部が突出端部３３０とともにコア端面２０ｂから突き出るようにスロット２１０に挿入される。このため、挿入工程に続く折り曲げ工程では、図１２に示すように、突出端部３３０と曲げ治具５１との間に介在する絶縁シート４０が突出端部３３０とともに押当面５１２に沿ってなだらかに曲げられる。

その後、折り曲げ工程では、曲げ治具５１が径方向ＤＲｒの外側に引き抜かれるとともに、成形板５３の昇降によって突出端部３３０の先端が成形板５３の受入溝５３１から抜かれる。これにより、接合工程前の状態の固定子１４が得られる。

以上説明した固定子１４の製造方法および固定子１４の製造装置５０によれば、曲げ治具５１が、押当面５１２の周方向ＤＲｃの幅がティース２１の本体部２１１の周方向ＤＲｃの幅より大きくなっている。これにより、固定子コイル３０の突出端部３３０を曲げる際には、固定子コイル３０の突出端部３３０を固定子コア２０のコア端面２０ｂに接触させることなく、曲げ治具５１の押当面５１２に沿って曲げることができる。すなわち、本実施形態の固定子１４の製造方法および製造装置５０によれば、固定子コア２０のコア端面２０ｂと曲げ治具５１の押当面５１２に沿って突出端部３３０を曲げるのではなく、曲げ治具５１の押当面５１２に沿って突出端部３３０を曲げることができる。これによると、製品基準ではなく、製造設備基準で突出端部３３０を曲げることになり、折り曲げ工程後の固定子コイル３０の寸法および形状の精度を充分に確保することができる。

また、仮に、固定子コア２０のコア端面２０ｂと曲げ治具５１の押当面５１２との相対的な位置関係が狙いの位置関係に対してずれたとしても、曲げ治具５１の押当面５１２に応じた安定した曲り形状を有する第２コイルエンド３３を得ることができる。

したがって、本実施形態の固定子１４の製造方法および固定子１４の製造装置５０によれば、固定子コイル３０の形状のバラツキの発生を抑制することができる。

さらに、上述の固定子１４の製造方法は、固定子コイル３０を曲げる際に、固定子コイル３０がコア端面２０ｂに接しないので、固定子コイル３０がコア端面２０ｂに接することに起因する固定子コイル３０の絶縁皮膜３１ｂの損傷を防止することができる。例えば、固定子コア２０の加工時にコア端面２０ｂ付近にバリが形成されたとしても、当該バリによる固定子コイル３０の絶縁皮膜３１ｂの損傷を防止することができる。

具体的には、固定子１４の製造方法は、突出端部３３０の折り曲げ工程にて、固定子コア２０の軸心方向ＤＲａに直交する径方向ＤＲｒから周方向ＤＲｃに隣り合う突出端部３３０の間に曲げ治具５１を挿入する。これによると、曲げ治具５１をコア端面２０ｂに配置する際に、固定子コイル３０の突出端部３３０との干渉を抑えることができる。また、隣り合う突出端部３３０で曲げ治具５１を共用することが可能となる。このことは、固定子１４の製造方法の簡易化に大きく寄与する。

また、曲げ治具５１は、押当面５１２が少なくとも１つの曲率半径を有する曲面形状になっている。そして、突出端部３３０を曲げる折り曲げ工程では、突出端部３３０とスロット２１０の開口とが離間した状態で突出端部３３０を曲げることが可能なように曲げ治具５１がコア端面２０ｂに配置される。

このように、曲げ治具５１が曲面形状になっていれば、突出端部３３０を曲げる際に固定子コイル３０の絶縁皮膜３１ｂに加わる応力を緩和させて絶縁皮膜３１ｂを保護することができる。また、突出端部３３０とスロット２１０の開口とが離間した状態で突出端部３３０を曲げることが可能なように曲げ治具５１がコア端面２０ｂに配置されている。このため、固定子コイル３０がコア端面２０ｂに接することに起因する絶縁皮膜３１ｂの損傷も防止することができる。

さらに、固定子１４は、固定子コイル３０とティース２１との間に固定子コイル３０と固定子コア２０との絶縁性を確保するための絶縁シート４０が介在されている。そして、絶縁シート４０は、突出端部３３０の折り曲げ工程にて、突出端部３３０とともに周方向ＤＲｃに曲げられる。

本実施形態の固定子１４の製造方法によれば、固定子コイル３０を曲げる際に、固定子コイル３０がコア端面２０ｂに接しない。このため、固定子コイル３０とティース２１との間に絶縁シート４０を介在する場合でも、固定子コイル３０を曲げる際に絶縁シート４０がコア端面２０ｂに接し難くなる。このため、コア端面２０ｂに接することに起因する絶縁シート４０の損傷を防止することができる。

ここで、従来技術の如く、コア端面２０ｂと曲げ治具５１の押当面５１２に沿って突出端部３３０を曲げる場合、固定子コイル３０と固定子コア２０とが密着する。このため、固定子コア２０と固定子コイル３０との間に接着部材を配置するスペースを確保することが難しい。

これに対して、本実施形態の固定子１４の製造方法によれば、固定子コイル３０を曲げる際に、固定子コイル３０がコア端面２０ｂに接しない。このため、固定子コイル３０と固定子コア２０との間に接着部材を構成する絶縁シート４０の樹脂層４２を配置するスペースを確保することができる。つまり、本製造方法によって得られる固定子１４は、固定子コイル３０と固定子コア２０の間に接着部材を適切に介在させることができる。この結果、固定子コイル３０を固定子コア２０に対して強固に固定することができる。

これによると、回転電機１０の動作時に固定子コイル３０に生ずるローレンツ力に起因する微振動が抑制される。すなわち、本実施形態の固定子１４の製造方法は、回転電機１０の低振動化および低騒音化にも大きく寄与する。

加えて、固定子コイル３０と固定子コア２０の間に接着部材が適切に充填されることで、固定子コイル３０と固定子コア２０との熱伝達率が向上し、固定子コイル３０の発熱を固定子コア２０側に逃がし易くすることができる。これよると、固定子コイル３０の温度上昇が抑制され、温度上昇に伴う電気抵抗の上昇が生じ難くなるので、回転電機１０のエネルギ効率を向上させることができる。さらに、固定子コイル３０の耐熱温度に対して余裕代が増えるので、より多くの電流を流すことが可能となり、回転電機１０の出力も向上させることができる。

曲げ治具５１は、固定子コイル３０の絶縁皮膜３１ｂよりもヤング率が大きい材料で構成されている。このように、曲げ治具５１の剛性が高くなっていれば、曲げ治具５１の押当面５１２に沿って突出端部３３０を曲げる際に曲げ治具５１が変形し難いので、固定子コイル３０の形状のバラツキの発生を抑制することができる。

また、曲げ治具５１は、絶縁皮膜３１ｂよりも降伏点が高い材料で構成されている。このように、曲げ治具５１を降伏点が高い材料で構成すれば、曲げ治具５１の押当面５１２に沿って突出端部３３０を曲げる際に曲げ治具５１が変形し難いので、固定子コイル３０の形状のバラツキの発生を抑制することができる。

ところで、固定子コイル３０の形状にバラツキが生ずると、回転電機１０における発熱部位の放熱性が悪化して発熱部位の一部が過度に昇温してしまうことがある。固定子コイル３０の形状のバラツキのある回転電機１０は、発熱部位の昇温を抑えるために回転電機１０の出力を制限する保護機器６０が頻繁に作動してしまう虞がある。

これに対して、本実施形態の固定子１４の製造方法によれば、固定子コイル３０の形状のバラツキが抑制されるので、前述した保護機器６０が頻繁に作動してしまうことを抑制することができる。

（第１実施形態の変形例）
上述の第１実施形態の固定子１４は、絶縁シート４０の一部が突出端部３３０とともにコア端面２０ｂから突き出ているが、これに限定されない。固定子１４は、例えば、突出端部３３０だけがコア端面２０ｂから突き出るように構成されていてもよい。

上述の第１実施形態の絶縁シート４０は、絶縁部材および接着部材それぞれを兼ねるように、基材４１および樹脂層４２が一体に構成されているが、これに限定されない。絶縁シート４０は、電気絶縁性を有する基材４１で構成されていてもよい。この場合は、絶縁シート４０と固定子コア２０との間および絶縁シート４０と固定子コイル３０との間に接着部材を介在させればよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図１３および図１４を参照して説明する。本実施形態は、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。

図１３に示すように、本実施形態の固定子１４は、絶縁シート４０が省略されている。固定子コア２０のスロット２１０内には、固定子コア２０に固定子コイル３０を接合する接着部材として接着材７０が配置されている。この接着材７０は、スロット２１０内において固定子コア２０の内周面と導体セグメント３１との間に挟まれた状態で設けられている。接着材７０は、固定子コア２０の内周面と導体セグメント３１との間に充填される２液混合型のエポキシ樹脂等の高粘度接着剤で構成される。なお、接着材７０は、室温にて固定状態であるが加熱によって流動化するタブレット型の接着剤や布状のチューブに低粘度接着剤を含浸させた含浸材等が採用されていてもよい。

本実施形態の固定子１４の製造方法では、折り曲げ工程において、図１４に示すように、突出端部３３０が曲げ治具５１の押当面５１２に沿ってなだらかに曲げられる。曲げ治具５１は、第１実施形態と同様に、押当面５１２の周方向ＤＲｃの幅がティース２１の本体部２１１における周方向ＤＲｃの幅よりも大きくなっている。このため、折り曲げ工程では、固定子コイル３０の突出端部３３０を固定子コア２０のコア端面２０ｂに接触させることなく、曲げ治具５１の押当面５１２に沿って曲げることができる。

また、固定子コア２０の内周面と導体セグメント３１との間に充填される接着材７０は、所定の硬化時間が経過すると固化する。これにより、固定子コイル３０が固定子コア２０に固定される。

その他の構成は第１実施形態と同様である。本実施形態の固定子１４の製造方法および固定子１４の製造装置５０は、第１実施形態の共通の構成または均等な構成から奏される作用効果を第１実施形態と同様に得られる。

本実施形態の固定子コア２０のスロット２１０には、絶縁シート４０の代わりに接着材７０が配置されている。この接着材７０は、スロット２１０内において固定子コア２０の固定子コア２０の内周面と導体セグメント３１との間に充填される。

本実施形態の固定子１４の製造方法は、固定子コイル３０の突出端部３３０を曲げる際に、固定子コイル３０がコア端面２０ｂに接しないので、固定子コイル３０と固定子コア２０との間に接着材７０を配置するスペースを確保し易い。したがって、固定子コイル３０を固定子コア２０に対して強固に固定することができ、回転電機１０の低振動化および低騒音化に大きく寄与する。

（他の実施形態）
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

上述の実施形態の曲げ治具５１は、押当面５１２の周方向ＤＲｃの幅がティース２１の本体部２１１における周方向ＤＲｃの幅よりも大きくなるように構成されているが、これに限定されない。曲げ治具５１は、例えば、径方向ＤＲｒにおいて、押当面５１２の周方向ＤＲｃの幅がティース２１の本体部２１１における周方向ＤＲｃの幅よりも小さくなる部位が含まれていてもよい。

上述の実施形態の曲げ治具５１は、少なくとも１つの曲率半径を有する曲面形状になっているが、これに限定されない。曲げ治具５１は、例えば、連続した曲面ではなく、一部に平坦面が含まれる形状になっていてもよい。

上述の曲げ治具５１は、絶縁皮膜３１ｂよりもヤング率が大きく、且つ、絶縁皮膜３１ｂよりも降伏点が高い材料で構成されていることが望ましいが、これに限定されない。曲げ治具５１は、絶縁皮膜３１ｂと同等のヤング率を有する材料で構成されていたり、絶縁皮膜３１ｂと同等の降伏点となる材料で構成されていたりしてもよい。

上述の実施形態の折り曲げ工程は、軸心方向ＤＲａに直交する径方向ＤＲｒから周方向ＤＲｃに隣り合う突出端部３３０の間に曲げ治具５１を挿入しているが、これに限定されない。折り曲げ工程は、例えば、軸心方向ＤＲａから隣り合う突出端部３３０の間に曲げ治具５１が挿入される工程になっていてもよい。

上述の実施形態の固定子コイル３０は、平角状の被覆導線で構成されているが、これに限定されない。固定子コイル３０は、複数の丸線を束ねたものを絶縁皮膜で被覆したもので構成されていてもよい。

上述の固定子１４は、保護機器６０を備える回転電機１０に適用しているが、これに限定さない。固定子１４は、例えば、保護機器６０を備えていない回転電機１０に適用することができる。

上述の回転電機１０は、車両用交流発電機として用いられるものを例示したが、これに限定さない。回転電機１０は、例えば、交流モータとして用いられるものであってもよい。また、回転電機１０は、車両以外の機器に用いられるものであってもよい。

上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、固定子の製造方法は、スロットに固定子コイルを挿入することと、曲げ治具を用いて周方向に突出端部を曲げることと、を含む。突出端部を曲げることでは、ティースの軸心方向の端面の少なくとも一部が曲げ治具によって覆われるようにコア端面に曲げ治具を配置する。曲げ治具は、突出端部を曲げる際に突出端部が押し当てられる押当面を有し、配置状態における押当面の周方向の幅がティースのうち周方向に曲げ治具と対向する対向部位における周方向の幅よりも大きくなるように構成されている。

第２の観点によれば、突出端部を曲げることでは、軸心方向に直交する径方向から周方向に隣り合う突出端部の間に曲げ治具を挿入する。これによると、曲げ治具を固定子コアの端面に配置する際に、固定子コイルの突出端部との干渉を抑えることができる。また、隣り合う突出端部で曲げ治具を共用することが可能となる。このことは、固定子の製造方法の簡易化に大きく寄与する。

第３の観点によれば、曲げ治具は、押当面が少なくとも１つの曲率半径を有する曲面形状になっている。突出端部を曲げることでは、突出端部とスロットの開口とが離間した状態で突出端部を曲げることが可能なように曲げ治具がコア端面に配置される。

このように、曲げ治具が曲面形状になっていれば、突出端部を曲げる際に絶縁皮膜に加わる応力を緩和させて絶縁皮膜を保護することができる。また、突出端部とスロットの開口とが離間した状態で突出端部を曲げることが可能なように曲げ治具が固定子コアの端面に配置されているので、固定子コアの端面に接することに起因する固定子コイルの絶縁皮膜の損傷も防止することができる。

第４の観点によれば、固定子コイルとティースとの間には、固定子コイルと固定子コアとの絶縁性を確保するための絶縁部材が配置されている。突出端部を曲げることでは、突出端部と曲げ治具との間に介在する絶縁部材を突出端部とともに周方向に曲げる。

本開示の固定子の製造方法によれば、固定子コイルを曲げる際に、固定子コイルが固定子コアの端面に接しない。このため、固定子コイルとティースとの間に絶縁部材を介在する場合でも、固定子コイルを曲げる際に絶縁部材が固定子コアの端面に接し難くなる。このため、固定子コアの端面に接することに起因する絶縁部材の損傷を防止することができる。

第５の観点によれば、曲げ治具は、絶縁皮膜よりもヤング率が大きい材料で構成されている。このように、曲げ治具の剛性が高くなっていれば、曲げ治具の押当面に沿って突出端部を曲げる際に曲げ治具が変形し難いので、固定子コイルの形状のバラツキの発生を抑制することができる。

第６の観点によれば、曲げ治具は、絶縁皮膜よりも降伏点が高い材料で構成されている。このように、曲げ治具を降伏点が高い材料で構成すれば、曲げ治具の押当面に沿って突出端部を曲げる際に曲げ治具が変形し難いので、固定子コイルの形状のバラツキの発生を抑制することができる。

第７の観点によれば、回転電機は、回転電機における発熱部位の温度が所定の基準温度を上回ると回転電機の出力を制限する保護機器を有する。

固定子コイルの形状にバラツキが生ずると、回転電機における発熱部位の放熱性が悪化して発熱部位の一部が過度に昇温してしまうことがある。固定子コイルの形状のバラツキのある回転電機は、発熱部位の昇温を抑えるために回転電機の出力を制限する保護機器が頻繁に作動してしまう虞がある。

これに対して、本開示の固定子の製造方法によれば、固定子コイルの形状のバラツキが抑制されるので、前述した保護機器が頻繁に作動してしまうことを抑制することができる。

第８の観点によれば、固定子の製造方法は、曲げ治具を用いて突出端部を曲げた後、所定の接着部材によって固定子コイルを固定子コアに固定することを含む。

従来技術の如く、コア端面と曲げ治具の押当面に沿って突出端部を曲げる場合、固定子コイルと固定子コアとが密着することで、固定子コイルと固定子コアとの間に接着部材を配置するスペースを確保することが難しい。

これに対して、本開示の固定子の製造方法によれば、固定子コイルを曲げる際に、固定子コイルが固定子コアの端面に接しない。このため、固定子コイルと固定子コアとの間に接着部材を配置するスペースを確保することができる。すなわち、本開示の製造方法によって得られる固定子は、固定子コイルと固定子コアの間に接着部材を適切に介在させることができる。この結果、固定子コイルを固定子コアに対して強固に固定することができる。このことは、回転電機の低振動化および低騒音化に大きく寄与する。

第９の観点によれば、固定子の製造装置は、固定子コイルのうちコイルエンドを構成する複数の突出端部を周方向に曲げるための曲げ治具と、固定子コアの端面に曲げ治具を配置した配置状態で曲げ治具を用いて周方向に突出端部を曲げる加工機器と、を備える。曲げ治具は、突出端部を曲げる際に突出端部が押し当てられる押当面を有し、配置状態における押当面の周方向の幅がティースのうち曲げ治具と対向する対向部位における周方向の幅よりも大きくなるように構成されている。

曲げ治具は、押当面の周方向の幅がティースにおける対向部位の周方向の幅より大きくなっている。これにより、本開示の固定子の製造装置は、従来技術の如く、固定子コアの端面と曲げ治具の押当面に沿って突出端部を曲げるのではなく、曲げ治具の押当面に沿って突出端部を曲げることができる。したがって、本開示の固定子の製造装置によれば、固定子コイルの形状のバラツキの発生を抑制することができる。

１４ 固定子
２０ 固定子コア
２０ｂ コア端面
２１ ティース
２１１ 本体部（曲げ治具と対向する対向部位）
３０ 固定子コイル
３３ 第２コイルエンド
３３０ 突出端部
５１ 曲げ治具
５１２ 押当面

Claims (9)

1. 回転電機（１０）に適用され、複数のスロット（２１０）を形成するティース（２１）が周方向に並んで設けられた筒状の固定子コア（２０）、および複数の前記スロットのそれぞれに挿入される固定子コイル（３０）を含む固定子の製造方法であって、
   前記固定子コイルの一部がコイルエンド（３３）として前記固定子コアの軸心方向の端部に位置するコア端面（２０ｂ）から突き出るように前記スロットに対して前記固定子コイルを挿入することと、
   前記コイルエンドを構成する複数の突出端部（３３０）を曲げるための曲げ治具（５１）を前記コア端面に配置した配置状態において前記曲げ治具を用いて前記周方向に前記突出端部を曲げることと、を含み、
   前記固定子コイルは、電気導体（３１ａ）および前記電気導体を被覆する絶縁皮膜（３１ｂ）を含んで構成されており、
   前記突出端部を曲げることでは、前記ティースの前記軸心方向の端面の少なくとも一部が前記曲げ治具によって覆われるように前記コア端面に前記曲げ治具を配置し、
   前記曲げ治具は、前記突出端部を曲げる際に前記突出端部が押し当てられる押当面（５１２）を有し、前記配置状態における前記押当面の前記周方向の幅が前記ティースのうち前記周方向に前記曲げ治具と対向する対向部位（２１１）における前記周方向の幅よりも大きくなるように構成されている、固定子の製造方法。
2. 前記突出端部を曲げることでは、前記軸心方向に直交する径方向から前記周方向に隣り合う前記突出端部の間に前記曲げ治具を挿入する、請求項１に記載の固定子の製造方法。
3. 前記曲げ治具は、前記押当面が少なくとも１つの曲率半径を有する曲面形状になっており、
   前記突出端部を曲げることでは、前記突出端部と前記スロットの開口とが離間した状態で前記突出端部を曲げることが可能なように前記曲げ治具が前記コア端面に配置される、請求項１または２に記載の固定子の製造方法。
4. 前記固定子コイルと前記ティースとの間には、前記固定子コイルと前記固定子コアとの絶縁性を確保するための絶縁部材（４０）が配置されており、
   前記突出端部を曲げることでは、前記突出端部と前記曲げ治具との間に介在する前記絶縁部材を前記突出端部とともに前記周方向に曲げる、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の固定子の製造方法。
5. 前記曲げ治具は、前記絶縁皮膜よりもヤング率が大きい材料で構成されている、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の固定子の製造方法。
6. 前記曲げ治具は、前記絶縁皮膜よりも降伏点が高い材料で構成されている、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の固定子の製造方法。
7. 前記回転電機は、前記回転電機における発熱部位の温度が所定の基準温度を上回ると前記回転電機の出力を制限する保護機器（６０）を有する、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の固定子の製造方法。
8. 前記曲げ治具を用いて前記突出端部を曲げた後、所定の接着部材（４２、７０）によって前記固定子コイルを前記固定子コアに固定することを含む、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の固定子の製造方法。
9. 回転電機（１０）に適用され、複数のスロット（２１０）を形成するティース（２１）が周方向に並んで設けられた筒状の固定子コア（２０）、および複数の前記スロットのそれぞれに挿入される固定子コイル（３０）を含む固定子の製造装置であって、
   前記固定子コイルのうち前記固定子コアの端面から突き出るコイルエンド（３３）を構成する複数の突出端部（３３０）を前記周方向に曲げるための曲げ治具（５１）と、
   前記固定子コアの端面に前記曲げ治具を配置した配置状態で前記曲げ治具を用いて前記周方向に前記突出端部を曲げる加工機器（５２）と、を備え、
   前記曲げ治具は、前記突出端部を曲げる際に前記突出端部が押し当てられる押当面（５１２）を有し、前記配置状態における前記押当面の前記周方向の幅が前記ティースのうち前記曲げ治具と対向する対向部位（２１１）における前記周方向の幅よりも大きくなるように構成されている、固定子の製造装置。

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