JP7367578B2 - ステータ製造装置およびステータ製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機のステータの製造装置、および、そのステータの製造方法に関するものである。

従来、回転電機の備えるステータにおいて、ステータコアの有する複数のスロットに複数セグメントコイルを配置したものが知られている。この種のステータを製造するための製造装置として、特許文献１に記載のものがある。

特許文献１に記載の装置は、ステータコアのスロットに挿入した複数のセグメントコイルのうちスロットから突出する部位（以下、「コイル突出部」という）をステータコアの周方向に捻るように倒す加工を行うものである。この装置は、８個の筒部材を径方向に重なるように配置している。その８個の筒部材の端部にはそれぞれ、複数のセグメントコイルの端部を係止可能な係止溝が設けられている。ここでは、その８個の筒部材を最も径方向内側に配置されるものから径方向外側に向かって順に、第１筒部材～第８筒部材と呼ぶこととする。なお、筒部材は、特許文献１ではリング状保持部、連結部または回転駆動リングと記載されている。係止溝は、特許文献１では挿入部または凹部と記載されている。

特許文献１に記載の装置は、第１筒部材～第８筒部材に対応して設けられた８個の昇降ユニットにより、第１筒部材～第８筒部材を個別に昇降するように構成されている。また、この装置は、第１筒部材、第３筒部材、第５筒部材、第７筒部材を所定の回転駆動機構により周方向の一方に一括で動かし、第２筒部材、第４筒部材、第６筒部材、第８筒部材を別の回転駆動機構により周方向の他方に一括で動かすように構成されている。

ここで、ステータコアの有する複数のスロットに複数セグメントコイルを挿入した捻り加工前の状態では、複数のスロットから突出するコイル突出部の長さは、ステータの径方向内側のものより、ステータの径方向外側のものの方が長くなっている。その長さの違いに対応するため、特許文献１に記載の装置は、８個の筒部材それぞれに対応する８個の昇降ユニットを備えている。そして、この装置によりコイル突出部の捻り加工を行う際、まず、８個の昇降ユニットにより８個の筒部材をステータコア側に近づけ、８個の筒部材に設けられた係止溝を全てのセグメントコイルの端部に嵌合させる。そして、回転駆動機構により８個の筒部材を周方向へ動かしつつ、８個の昇降ユニットにより８個の筒部材を個別に昇降することでコイル突出部の捻り加工を行っている。

特開２００８－７９４４３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置は、８個の昇降ユニットにより８個の筒部材を個別に昇降する構成となっているので、その８個の昇降ユニットの構成が複雑なものとなっている。具体的には、８個の昇降ユニットは、筒部材の下方に４個の可動プレートを周方向に配置し、且つ、その４個の可動プレートを２段に配置している。そして、昇降ユニットは、その８個の可動プレートを個別に昇降させるためのねじ軸、ナット、およびモータなどを有している。なお、ねじ軸とナットは、ボールねじを構成している。

昇降ユニットが有する各可動プレートは対応する筒部材の下端部のうち周方向の一部のみに接続されている。そのため、可動プレートには、筒部材の下端部の一部が接続される部位とボールねじのナットとの間にオフセット荷重が作用する。そのオフセット荷重により可動プレートが撓むと、その可動プレートに接続される筒部材が傾くおそれがある。したがって、特許文献１に記載の装置は、可動プレートがオフセット荷重によって撓むことを防ぐため、可動プレートなどを含む各部材の剛性を大きくしなければならず、体格が大型化し、設備コストが増加するといった問題がある。

さらに、特許文献１に記載の装置の構成では、ステータコアの有するスロットの径方向に配置されるセグメントコイルの本数を増やした場合、そのセグメントコイルの本数に対応する筒部材の数の増加に伴って昇降ユニットの数も増加することになる。そのため、装置の体格がより大型化すると共に、設備コストもより増加することが考えられる。

本発明は上記点に鑑みて、体格を小型化し、設備コストを低減することの可能なステータ製造装置およびステータ製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明におけるステータ製造装置は、ステータコア（２）の有する複数のスロット（３）に挿入された複数のセグメントコイル（４）のうちスロットから突出する部位（８）をステータコアの周方向に捻るように倒す加工を行うものであり、次の構成を備える。ステータ設置部（２０）は、複数のセグメントコイルが挿入されたステータコアを設置可能である。複数の係止溝（３０）は、ステータコアのスロットから突出する複数のセグメントコイルの端部（５）を係止可能である。可動筒部（５０）は、複数の係止溝に接続される複数の筒部材（５２）同士がその径方向に重なるように配置され、複数の筒部材がそれぞれ周方向に相対移動可能に構成されたものである。周方向駆動部（７０）は、複数の筒部材を個別に周方向に移動することが可能である。軸方向駆動部（６０）は、複数の前記筒部材を周方向に亘り一括に支持しつつ、複数の筒部材を一括に軸方向に移動することが可能である。そして、ステータ製造装置は、軸方向駆動部が複数の筒部材を一括にステータコア側へ移動する途中でセグメントコイルの端部を複数の前記係止溝のうち所定の係止溝が係止すると、複数の筒部材のうち前記セグメントコイルの端部を係止した所定の係止溝に接続されている所定の筒部材を周方向駆動部が周方向に移動するように構成されている。

これによれば、本発明のステータ製造装置が備える軸方向駆動部は、複数の筒部材を一括に軸方向に移動する構成であることから、複数の筒部材を周方向に亘り一括に支持することが可能である。そのため、本発明のステータ製造装置は、特許文献１のような各筒部材の周方向の一部を個別に支持しつつ軸方向に移動するものに比べて、軸方向駆動部の構成を簡素化し、その部材の剛性も小さくすることが可能である。したがって、このステータ製造装置は、特許文献１に比べて体格を小型化し、設備コストを低減することができる。

請求項５に係る発明は、ステータの製造方法に関する。このステータの製造方法は、ステータコア（２）の有する複数のスロット（３）に挿入された複数のセグメントコイル（４）のうちスロットから突出する部位（８）をステータコアの周方向に捻るように倒す加工を行うものであり、次の工程を含む。すなわち、請求項１に記載したステータ製造装置（１０）を用意する（Ｓ１０）。複数のスロットに複数のセグメントコイルが挿入された状態のステータコアをステータ設置部に設置する（Ｓ２０）。軸方向駆動部により複数の筒部材を一括に軸方向に移動し、係止溝をステータコア側へ近づける（Ｓ３０）。軸方向駆動部により複数の筒部材をステータコア側へ移動する途中でセグメントコイルの端部を複数の前記係止溝のうち所定の係止溝が係止すると、複数の筒部材のうち前記セグメントコイルの端部を係止した所定の係止溝に接続されている所定の筒部材を周方向駆動部により周方向に移動する（Ｓ４０）。

これによれば、請求項５に係る発明によるステータの製造方法も、上記請求項１に係る発明と同様の作用効果を奏することができる。

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実施形態に係るステータの製造装置および製造方法により製造されたステータの中間製品の斜視図である。 ステータコアと１本のセグメントコイルを示す斜視図である。 ステータコアのスロットにセグメントコイルが挿入された状態を示す図である。 図３のＩＶ－ＩＶ線の断面図である。 コイル突出部同士の間に隙間が形成された状態を示す図である。 コイル突出部の捻り加工がされた状態を説明するための説明図である。 図６のＶＩＩ方向の矢視図である。 第１実施形態に係るステータの製造装置の断面図である。 図８のＩＸ－ＩＸ線の断面図である。 図９のＸ部分の拡大図である。 ステータ設置部の設置台と上壁でステータコアを固定した状態を示した図である。 図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線の断面図である。 捻り治具と複数の係止溝の一部を示す平面図である。 捻り治具を示す斜視図である。 可動筒部の上部の嵌合突起を示す斜視図である。 捻り治具の一例を示す断面図である。 捻り治具の別の例を示す断面図である。 捻り治具のさらに別の例を示す断面図である。 周方向駆動部の一部を示す説明図である。 ステータの製造方法を説明するためのフローチャートである。 ステータの製造装置において可動筒部をステータコア側に移動した状態を示す断面図である。 図２１のＸＸＩＩ－ＸＸＩＩ線の断面図である。 捻り加工開始時における係止溝、筒治具および筒部材などの動作を説明するための説明図である。 捻り加工における係止溝、筒治具および筒部材などの動作を説明するための説明図である。 捻り加工における係止溝、筒治具および筒部材などの動作を説明するためのグラフである。 比較例のステータ製造装置が備える軸方向駆動部の平面図である。 図２６のＸＸＶＩＩ－ＸＸＶＩＩ線の断面図である。 図２６のＸＸＶＩＩＩ－ＸＸＶＩＩＩ線の断面図である。 比較例のステータ製造装置による捻り加工における係止溝、筒治具および筒部材などの動作を説明するためのグラフである。 第２実施形態のステータ製造装置が備える周方向駆動部の一部を示す説明図である。 第３実施形態のステータ製造装置が備える周方向駆動部の一部を示す説明図である。

以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

（第１実施形態）
まず、本実施形態のステータ製造装置により製造されるステータ１について説明する。図１に示すように、ステータ１は、円環状のステータコア２の有する複数のスロット３の内側に、複数のセグメントコイル４およびインシュレータが挿入され、複数のセグメントコイル４の端部５同士が溶接されたものである。なお、インシュレータについては図示を省略している。

ステータ１の製造工程について簡単に説明する。
図２は、ステータコア２と１本のセグメントコイル４のみを示している。図２に示すように、ステータコア２は、環状のバックコア６から径方向内側に延びる複数のティース７と、その複数のティース７同士の間に形成される複数のスロット３を有している。なお、ステータコア２は、磁性体から形成される複数の積層鋼板が軸方向に積層されて構成されたものである。

複数のセグメントコイル４は、略Ｕ字形に形成され、ステータコア２の有するスロット３に挿入される。複数のセグメントコイル４は、導体の表面にエナメルなどの絶縁体による被膜で被覆された平角線により構成されたものである。なお、複数のセグメントコイル４の端部５は、被膜が剥がされた導体露出部とされている。

図３および図４に示すように、本実施形態では、ステータコア２のスロット３の径方向に８本のセグメントコイル４が挿入されるものを例示している。ただし、ステータコア２のスロット３の径方向に挿入されるセグメントコイル４の本数はそれに限るものでなく、ステータ１に要求される性能、体格など応じて適宜設定される。すなわち、ステータコア２のスロット３の径方向に挿入されるセグメントコイル４の本数は、８本以上または８本以下であってもよい。

図５に示すように、ステータコア２のスロット３に複数のセグメントコイル４が挿入された後、セグメントコイル４のうちスロット３から突出した部位（以下、「コイル突出部８」という）は、ステータコア２の径方向に並ぶコイル突出部８同士の間に隙間Ｓがあくように曲げられる。なお、この状態で、コイル突出部８の長さは、ステータ１の径方向内側のものより、ステータ１の径方向外側のものの方が長くなっている。

次に、図６および図７に示すように、複数のセグメントコイル４のコイル突出部８は、ステータ１の周方向に捻るようにして倒される。なお、図６および図７では、説明のため、ステータコア２のスロット３に挿入されている複数のセグメントコイル４のうち、２本のセグメントコイル４の一部のみを示している。

続いて、複数のコイル突出部８は、ステータコア２の径方向に接する端部５（すなわち、導体露出部）同士が溶接により接合される。それにより、複数のセグメントコイル４は、Ｙ結線またはΔ結線などの三相交流回路を構成する。その後、複数のセグメントコイル４の端部５とその近傍の部位は、図示しない絶縁体によって封止される。

このようにして完成したステータ１の内側に、図示しないロータが回転可能に設置されることで回転電機が形成される。その回転電機は、例えば、車両の走行駆動源としてのモータ、および、電力を発生させるジェネレータの少なくとも一方の機能を有するものとして用いることが可能である。なお、回転電機の用途については、それに限るものでなく、種々の用途に用いることが可能である。

次に、本実施形態のステータ製造装置１０について説明する。この製造装置は、ステータ１の製造工程のうち、ステータコア２のスロット３に挿入された複数のセグメントコイル４のコイル突出部８をステータコア２の周方向に捻るように倒す加工を行うものである。

図８～図１０に示すように、このステータ製造装置１０は、ステータ設置部２０、複数の係止溝３０、捻り治具４０、可動筒部５０、軸方向駆動部６０、周方向駆動部７０、コントローラ８０などを備えている。それらの構成は、台座１１の上に設けられている。台座１１には、門型のフレーム１２が設けられている。フレーム１２は、左右の側壁１３および上壁１４を有している。

ステータ設置部２０は、フレーム１２の左右の側壁１３および上壁１４に設けられるシリンダー２１、およびそのシリンダー２１により昇降可能な設置台２２を有している。設置台２２には、ステータコア２のスロット３に複数のセグメントコイル４が挿入された状態のステータコア２を設置することが可能である。図１１および図１２に示すように、ステータ設置部２０の設置台２２にステータコア２を設置した状態で、シリンダー２１の駆動により設置台２２を上壁１４側に近づけると、上壁１４と設置台２２との間にステータコア２が挟まれた状態でステータコア２が固定される。設置台２２と上壁１４によって固定されたステータコア２の軸方向台座１１側に、複数の係止溝３０を有する捻り治具４０および可動筒部５０が同軸に配置される。

図１０の左上の拡大図、および図１３に示すように、複数の係止溝３０は、捻り治具４０を構成する複数の筒治具４１のステータコア２側の端部に設けられる。複数の係止溝３０は、複数のコイル突出部８の端部５を係止するための溝である。複数の係止溝３０は、可動筒部５０の軸方向における高さが揃っている。

図１０、図１３および図１４に示すように、捻り治具４０は、円筒状に形成された複数の筒治具４１同士がその径方向に重なるように配置されたものである。複数の筒治具４１はそれぞれ周方向に相対移動可能に構成されている。

図１４および図１５に示すように、捻り治具４０は、可動筒部５０に対して着脱可能に構成されている。具体的には、図１４に示すように、捻り治具４０のうち可動筒部５０側の端部には嵌合溝４２が設けられている。一方、図１５に示すように、可動筒部５０のうち捻り治具４０側の端部には、捻り治具４０の嵌合溝４２に対応する嵌合突起５１が設けられている。捻り治具４０に設けられた嵌合溝４２と、可動筒部５０に設けられた嵌合突起５１とは嵌合可能である。そのため、捻り治具４０は、可動筒部５０に対して着脱可能に構成されている。そして、捻り治具４０を構成する複数の筒治具４１は、それに対応する可動筒部５０を構成する複数の筒部材５２と共に周方向へ移動可能となっている。

なお、図１６～図１８に示したように、捻り治具４０は、体格が異なる複数の種類のステータコア２、または線材の厚みが異なる複数の種類のセグメントコイル４に対応するように複数の種類を用意しておくことが可能である。図１６～図１８に示した捻り治具４０のステータコア２側の外径Ｄ１および内径Ｄ２は、捻り加工を行うステータ１の体格に対応したものである。また、捻り治具４０のステータコア２側の端部に設けられる複数の係止溝３０も、捻り加工を行うステータ１に挿入される複数のセグメントコイル４の線材の大きさに対応したものである。一方、捻り治具４０の可動筒部５０側の外径Ｄ３および内径Ｄ４は、可動筒部５０に対応したものである。これにより、ステータ製造装置１０は、捻り治具４０を交換することで、体格が異なる複数の種類のステータコア２のコイル突出部８の捻り加工、または、線材の厚みが異なる複数の種類のセグメントコイル４の捻り加工を行うことができる。

再び、図８～図１０に示すように、可動筒部５０は、円筒状に形成された複数の筒部材５２同士がその径方向に重なるように配置されたものである。複数の筒部材５２はそれぞれ周方向に相対移動可能に構成されている。複数の筒部材５２はそれぞれ、円筒状の胴部５３と、その胴部５３の上端部に接続される円盤状の肩部５４と、その肩部５４の内縁側に接続される円筒状の首部５５とを有している。その首部５５に対して、上述した捻り治具４０が接続される。したがって、複数の筒部材５２は、捻り治具４０を介して複数の係止溝３０に接続されている。

図８に示すように、軸方向駆動部６０は、移動機構部６１および支持盤６２を備えている。移動機構部６１は、昇降モータ６３、ねじ軸６４、ベルト６５、ナット６６などを備えており、支持盤６２を可動筒部５０の軸方向に往復移動することが可能である。本実施形態の移動機構部６１は、昇降モータ６３、ねじ軸６４、ベルト６５、ナット６６、外側支持盤６７をそれぞれ２個ずつ備えているが、それに限らず、移動機構部６１が備える各部材の個数は１個または２個以上でもよく、任意に設定可能である。

２個の昇降モータ６３はそれぞれ、左右の側壁１３の外側に設けられており、同期して駆動する。ねじ軸６４は、台座１１に対して軸周りに回転可能に設けられる。ねじ軸６４の回転軸と可動筒部５０の軸とは平行に設けられている。昇降モータ６３のシャフトとねじ軸６４との間にベルト６５が巻き掛けられている。ベルト６５は、昇降モータ６３のトルクをねじ軸６４に伝達する。ねじ軸６４の外側にナット６６が設けられている。ねじ軸６４とナット６６とは、ボールねじを構成している。ナット６６は、ねじ軸６４が軸周りに回転すると、そのねじ軸６４の回転軸方向に往復移動する。

図８および図９に示すように、支持盤６２は、外側支持盤６７と中央支持盤６８を備えている。ナット６６に外側支持盤６７が固定され、その外側支持盤６７に中央支持盤６８が固定されている。なお、ナット６６と外側支持盤６７と中央支持盤６８は、一体に構成されていてもよい。外側支持盤６７には、周方向駆動部７０が備える複数の回転モータ７１が取り付けられる。

中央支持盤６８には、可動筒部５０が取り付けられる。具体的には、中央支持盤６８は、可動筒部５０を構成する複数の筒部材５２のうち係止溝３０とは反対側の端部（以下、「筒部材５２の下端部」という）を周方向に亘り一括に支持している。なお、「複数の筒部材５２の下端部を周方向に亘り支持する」とは、複数の筒部材５２の下端部を周方向に亘り、連続的または断続的に支持することを含むものである。また、中央支持盤６８は、複数の筒部材５２がそれぞれ軸回りに相対回転可能となるように支持している。この構成により、軸方向駆動部６０は、可動筒部５０を構成する複数の筒部材５２を一括に軸方向に移動することが可能である。

図８、図９および図１９に示すように、周方向駆動部７０は、複数の回転モータ７１、複数の嵌合凹部７２、複数のアーム７３などを備えている。複数の回転モータ７１は、軸方向駆動部６０が備える外側支持盤６７に取り付けられている。図１９の矢印Ｍに示すように、嵌合凹部７２は、回転モータ７１の駆動により可動筒部５０の接線方向に往復移動するように構成されている。アーム７３は、その一端が可動筒部５０を構成する筒部材５２に固定され、他端が嵌合凹部７２に嵌合している。回転モータ７１の駆動により嵌合凹部７２が可動筒部５０の接線方向に移動すると、その動力がアーム７３を介して筒部材５２に伝わり、筒部材５２は可動筒部５０の中心軸周りに回転する。なお、図１９では、周方向駆動部７０が備える複数の嵌合凹部７２および複数のアーム７３のうち、所定の回転モータ７１に接続する１個の嵌合凹部７２と、所定の筒部材５２に設けられる１個のアーム７３のみを示している。周方向駆動部７０は、各回転モータ７１に対応して嵌合凹部７２が設けられ、各筒部材５２に対応してアーム７３が設けられている。この構成により、周方向駆動部７０は、可動筒部５０を構成する複数の筒部材５２を個別に周方向に移動することが可能である。

コントローラ８０は、制御処理や演算処理を行うプロセッサ、プログラムやデータ等を記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部を含むマイクロコンピュータ、およびその周辺回路で構成されている。コントローラ８０は、ステータ設置部２０が有するシリンダー２１、軸方向駆動部６０が有する昇降モータ６３、周方向駆動部７０が有する回転モータ７１などの駆動を制御する。

続いて、上述したステータ製造装置１０を用いたステータ１の製造方法について、図２０のフローチャートおよび説明図を参照して説明する。この製造方法は、ステータコア２の複数のスロット３に挿入された複数のセグメントコイル４のコイル突出部８を、ステータコア２の周方向に捻るように倒す加工を行うものである。

まず、図２０のステップＳ１０で、上述した構成のステータ製造装置１０を用意する。

次に、ステップＳ２０で、ステータコア２をステータ設置部２０に設置する。具体的には、図８および図９に示したように、ステータコア２のスロット３に複数のセグメントコイル４が挿入された状態のステータコア２を、ステータ設置部２０の有する設置台２２に設置する。そして、図１１および図１２に示したように、シリンダー２１の駆動により設置台２２を上壁１４側に近づけると、上壁１４と設置台２２との間にステータコア２が挟まれた状態でステータコア２が固定される。この状態で、ステータコア２は、可動筒部５０の軸方向の一方に配置される。

続いて、図２０のステップＳ３０で、軸方向駆動部６０の駆動により、可動筒部５０を構成する複数の筒部材５２を一括に軸方向ステータコア２側に移動する。図２１および図２２に示すように、軸方向駆動部６０が備えるナット６６と外側支持盤６７と中央支持盤６８とがステータコア２側に移動する。そのため、中央支持盤６８に支持されている複数の筒部材５２と、外側支持盤６７に設けられている複数の回転モータ７１もステータコア２側に移動する。

ここで、図５を参照して説明したように、複数のセグメントコイル４のコイル突出部８の長さは、ステータ１の径方向内側のものより、ステータ１の径方向外側のものの方が長くなっている。一方、図１０に示したように、複数の係止溝３０は、可動筒部５０の軸方向における高さが揃っている。そのため、可動筒部５０を構成する複数の筒部材５２を一括に軸方向ステータコア２側に近づけると、図２３（Ａ）に示すように、最初に、ステータ１の最も径方向外側に配置されるコイル突出部８の端部５と、ステータ１の最も径方向外側に配置される係止溝３０とが嵌合する。

次に、図２０のステップＳ４０で、周方向駆動部７０の駆動により、コイル突出部８の端部５を係止した係止溝３０に接続する筒治具４１および筒部材５２を周方向に移動する。すなわち、図２３（Ｂ）に示すように、最初に、ステータ１の最も径方向外側に配置される係止溝３０に接続する筒治具４１および筒部材５２を周方向に移動する。なお、図２３（Ｂ）～（Ｈ）では、周方向に移動を開始したコイル突出部８、係止溝３０および筒治具４１を破線で示している。

その後も続いて、軸方向駆動部６０の駆動により、可動筒部５０を構成する複数の筒部材５２を一括に軸方向ステータコア２側に移動してゆく。そして、図２３（Ｂ）～（Ｈ）に示すように、その軸方向駆動部６０が複数の筒部材５２を軸方向ステータコア２側に移動する途中でコイル突出部８の端部５を係止溝３０が係止すると、その係止溝３０に接続されている筒治具４１および筒部材５２を周方向駆動部７０が周方向に移動する。図２３（Ｈ）に示すように、全ての係止溝３０にコイル突出部８の端部５が嵌合した状態で、全てのコイル突出部８の高さ（すなわち、ステータコア２の軸方向の面とコイル突出部８の端部５との距離）は揃っている。この状態でさらに全ての係止溝３０、筒治具４１および筒部材５２を軸方向ステータコア２側に移動しつつ、周方向に回転することで、捻り加工が行われる。なお、図２４の矢印に示すように、捻り加工において、周方向駆動部７０は、径方向に隣り合う筒治具４１同士および筒部材５２同士を互いに逆方向に移動する。

次に、図２０のステップＳ５０で、全てのコイル突出部８がステータ１の周方向に捻るようにして倒されると、軸方向駆動部６０と周方向駆動部７０は駆動を停止する。この状態で、図１に示したように、全てのコイル突出部８の端部５同士が溶接可能な状態となる。

上述したステップＳ３０～Ｓ５０の動作を、図２５のグラフを参照して説明する。
図２５のグラフでは、捻り加工において、ステータコア２の径方向に配置される複数（例えば８本）のコイル突出部８の端部５が移動する軌跡を示している。図２５のグラフにおいて、横軸は捻り加工における時間経過を示し、縦軸はコイル突出部８の端部５の位置（すなわち、ステータコア２の軸方向の面からの距離）を示している。

図２５のグラフに示されるように、ステータコア２の径方向に配置される複数のコイル突出部８は、時刻Ｔ１よりステータコア２の最も径方向外側に配置されるものから順次移動を開始し、時刻Ｔ８で最も径方向内側に配置されるものが最後に移動を開始する。そして、時刻Ｔendで全てのコイル突出部８の捻り加工が終了する。

その後、図２０のステップＳ６０で、軸方向駆動部６０の駆動により、可動筒部５０を構成する複数の筒部材５２を一括にステータコア２から離れる方向へ移動する。
そして、ステップＳ７０で、ステータ設置部２０の有するシリンダー２１の駆動により、設置台２２を上壁１４から離れる方向へ移動し、ステータ１を設置台２２から取り外す。これにより、捻り加工は終了する。

その後、図示しない溶接設備で複数のコイル突出部８の端部５同士が溶接により接合される。そして、その溶接部が絶縁体によって封止されるなどして、ステータ１が完成する。

ここで、上述した第１実施形態のステータ製造装置１０と比較するため、比較例のステータ製造装置について説明する。比較例のステータ製造装置は、上述した特許文献１に記載されているものと実質的に同一の構成である。

比較例のステータ製造装置は、軸方向駆動部６０と周方向駆動部７０の構成が、第１実施形態のステータ製造装置１０の構成と異なっている。比較例では、軸方向駆動部６０は、可動筒部５０を構成する８個の筒部材５２を個別に軸方向へ動かすことの可能な構成である。また、図示は省略するが、周方向駆動部７０は、可動筒部５０を構成する８個の筒部材５２のうち４個の筒部材５２を一括で周方向の一方へ動かし、別の４個の筒部材５２を一括で周方向の他方へ動かすことの可能な構成である。

図２６～図２８は、比較例のステータ製造装置が備える軸方向駆動部６０を示したものである。軸方向駆動部６０は、可動筒部５０の下方、すなわち、可動筒部５０と台座１１との間に配置されている。軸方向駆動部６０は、可動筒部５０を構成する８個の筒部材５２を個別に軸方向へ動かすために、可動筒部５０の下方に設けられた８個の可動プレート６０１と、その８個の可動プレート６０１を個別に移動するためのねじ軸６０２、ナット６０５およびモータ６０３などを有している。ねじ軸６０２とナット６０５は、ボールねじを構成している。８個の可動プレート６０１は、可動筒部５０の軸周りに４個の可動プレート６０１が並び、且つ、その４個の可動プレート６０１が２段に配置されている。そして、各可動プレート６０１はそれぞれ、対応する筒部材５２の下端部のうち周方向の一部５６のみに接続されている。

このような構成により、比較例のステータ製造装置が備える軸方向駆動部６０の構成では、可動プレート６０１において、筒部材５２の下端部の一部５６が接続される部位と、ボールねじのナット５０５との間にオフセット荷重が作用する。そのオフセット荷重により可動プレート６０１が撓むと、可動プレート６０１に接続される筒部材５２が傾くおそれがある。したがって、比較例のステータ製造装置は、可動プレート６０１がオフセット荷重によって撓むことを防ぐため、可動プレート６０１を含む各部材の剛性を大きくしなければならず、体格が大型化し、設備コストが増加するといった問題がある。

さらに、比較例の構成では、ステータコア２の有するスロット３の径方向に配置されるセグメントコイル４の本数を増やした場合、そのセグメントコイル４に対応する筒部材５２の数の増加に伴って可動プレート６０１などの数も増加する。そのため、装置の体格がより大型化すると共に、設備コストもより増加することが考えられる。

比較例のステータ製造装置の捻り加工における動作を、図２９のグラフを参照して説明する。

図２９のグラフに示されるように、比較例では、捻り加工の開始時に軸方向駆動部６０が８個の筒部材５２を個別に軸方向へ動かすことで、時刻Ｔ１で全てのコイル突出部８の端部５が係止溝３０に係止される。そして、時刻Ｔ１以降、軸方向駆動部６０が８個の筒部材５２を個別に軸方向へ動かしつつ、周方向駆動部７０が径方向に隣り合う筒治具４１同士および筒部材５２同士を互いに逆方向に移動する。そして、時刻Ｔendで全てのコイル突出部８の端部５の高さが揃った状態で捻り加工が終了する。このように、比較例では、時刻Ｔ１で複数の係止溝３０の高さが異なっており、さらに、時刻Ｔ１から時刻Ｔendの間で、複数の係止溝３０が軸方向に移動する距離も異なっている。したがって、比較例では、捻り加工時に、軸方向駆動部６０が備える８個の可動プレート６０１の動作が異なるものとなる。

このような比較例のステータ製造装置に対し、本実施形態のステータ製造装置１０は、次の作用効果を奏するものである。
（１）本実施形態のステータ製造装置１０は、周方向駆動部７０が複数の筒部材５２を個別に周方向に移動することが可能であり、軸方向駆動部６０が複数の筒部材５２を一括に軸方向に移動することが可能である。そして、ステータ製造装置１０は、軸方向駆動部６０が複数の筒部材５２を一括にステータコア２側へ移動する途中でセグメントコイル４の端部５を係止溝３０が係止すると、その係止溝３０に接続される筒部材５２を周方向駆動部７０が周方向に移動するように構成されている。
これによれば、本実施形態のステータ製造装置１０が備える軸方向駆動部６０は、複数の筒部材５２を一括に軸方向に移動する構成であることから、複数の筒部材５２の下端部などを周方向に亘り一括に支持することが可能である。そのため、本実施形態のステータ製造装置１０は、比較例のステータ製造装置に比べて、軸方向駆動部６０の構成を簡素化し、その部材の剛性も小さくすることが可能である。したがって、本実施形態のステータ製造装置１０は、比較例のステータ製造装置に比べて体格を小型化し、設備コストを低減することができる。

（２）本実施形態では、軸方向駆動部６０は、複数の筒部材５２を周方向に亘り一括に支持する支持盤６２と、その支持盤６２を筒部材５２の軸方向に移動する移動機構部６１とを有する。
これにより、支持盤６２が複数の筒部材５２を周方向に亘り一括に支持する構成とすることで、支持盤６２の撓みを防止でき、複数の筒部材５２の傾きを防止できる。また、ステータ１のスロット３の径方向に８個以上のセグメントコイル４を配置したステータ１に対してコイル突出部８の捻り加工を行う場合でも、軸方向駆動部６０の構成が複雑化すること無く、その構成を簡素なものにすることができる。

（３）本実施形態のステータ製造装置１０は、可動筒部５０に対して着脱可能に構成された捻り治具４０を備えている。
これにより、ステータ製造装置１０は、捻り治具４０を交換することで、体格などが異なる複数の種類のステータコア２、または線材の厚みなどが異なる複数の種類のセグメントコイル４に対応することができる。

（４）本実施形態では、捻り治具４０は、体格が異なる複数の種類のステータコア２または線材の厚みが異なる複数の種類のセグメントコイル４に対応するように複数の種類が用意されている。
これにより、ステータ製造装置１０は、捻り治具４０の種類を交換することで、複数の種類のステータコア２または複数の種類のセグメントコイル４に対応することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して周方向駆動部７０の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図３０に示すように、第２実施形態のステータ製造装置１０が備える周方向駆動部７０は、回転モータ７１、ねじ軸７４、ナット７５１、７５２、アーム７３１、７３２などを備えている。回転モータ７１に接続されるねじ軸７４には、右ねじと左ねじが設けられている。右ねじと左ねじにはそれぞれ第１ナット７５１と第２ナット７５２が設けられている。第１ナット７５１に設けられた第１嵌合凹部７２１に第１アーム７３１が嵌合している。第２ナット７５２に設けられた第２嵌合凹部７２２に第２アーム７３２が嵌合している。第１アーム７３１に接続される筒部材５２ａと、第２アーム７３２に接続される筒部材５２ｂとは、径方向に隣り合って配置されている。

第２実施形態では、回転モータ７１が例えば図３０の矢印Ｒの方向に回転すると、第１ナット７５１がねじ軸７４の軸方向の一方へ移動し、第２ナット７５２がねじ軸７４の軸方向の他方へ移動する。そのため、第１アーム７３１に接続される筒部材５２ａと、第２アーム７３２に接続される筒部材５２ｂとは、互いに逆方向へ回転移動する。したがって、第２実施形態では、周方向駆動部７０が備える回転モータ７１の数を少なくし、その構成をより簡素なものとして、設備コストをより低減することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。第３実施形態も、第１実施形態に対して周方向駆動部７０の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図３１に示すように、第３実施形態のステータ製造装置１０が備える周方向駆動部７０も、回転モータ７１、ねじ軸７４、ナット７５、アーム７３１、７３２などを備えている。回転モータ７１に接続されるねじ軸７４には、ナット７５が設けられている。ナット７５には、第１嵌合凹部７２１と第２嵌合凹部７２２が設けられている。第１嵌合凹部７２１に第１アーム７３１が嵌合し、第２嵌合凹部７２２に第２アーム７３２が嵌合している。第１アーム７３１に接続される筒部材５２ａと、第２アーム７３２に接続される筒部材５２ｃとは、径方向に１個の筒部材５２ｂを挟んで配置されている。

第３実施形態では、第１嵌合凹部７２１を構成する両側の壁の間隔Ａと、第２嵌合凹部７２２を構成する両側の壁の間隔Ｂとが異なっている。そのため、回転モータ７１が例えば図３１の矢印Ｒの方向に回転すると、第１アーム７３１がねじ軸７４の軸方向の一方へ所定距離移動した後、第２アーム７３２がねじ軸７４の軸方向の一方へ移動を開始する。その所定距離は、スロット３の径方向に隣り合う複数のコイル突出部８の端部５同士の高さの違いに対応している。したがって、第３実施形態においても、周方向駆動部７０が備える回転モータ７１の数を少なくし、その構成をより簡素なものとして、設備コストをより低減することができる。

（他の実施形態）
上記各実施形態では、可動筒部５０の軸方向の端部に捻り治具４０を設置し、その捻り治具４０の軸方向の端部に複数の係止溝３０を設ける構成としたが、これに限るものではない。例えば、捻り治具４０を廃止し、可動筒部５０の軸方向の端部に複数の係止溝３０を設ける構成としてもよい。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、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。また、上記各実施形態において、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るものではない。また、上記各実施形態において、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るものではない。

２ ステータコア
３ スロット
４ セグメントコイル
１０ ステータ製造装置
２０ ステータ設置部
３０ 係止溝
５０ 可動筒部
５２ 筒部材
６０ 軸方向駆動部
７０ 周方向駆動部

Claims (5)

1. ステータコア（２）の有する複数のスロット（３）に挿入された複数のセグメントコイル（４）のうち前記スロットから突出する部位（８）を前記ステータコアの周方向に捻るように倒す加工を行うステータ製造装置であって、
   複数の前記セグメントコイルが挿入された前記ステータコアを設置可能なステータ設置部（２０）と、
   前記ステータコアの前記スロットから突出する複数の前記セグメントコイルの端部（５）を係止可能な複数の係止溝（３０）と、
   複数の前記係止溝に接続される複数の筒部材（５２）同士がその径方向に重なるように配置され、複数の前記筒部材がそれぞれ周方向に相対移動可能に構成された可動筒部（５０）と、
   複数の前記筒部材を個別に周方向に移動することの可能な周方向駆動部（７０）と、
   複数の前記筒部材を周方向に亘り一括に支持しつつ、複数の前記筒部材を一括に軸方向に移動することの可能な軸方向駆動部（６０）と、を備え、
   前記軸方向駆動部が複数の前記筒部材を一括に前記ステータコア側へ移動する途中で前記セグメントコイルの端部を複数の前記係止溝のうち所定の前記係止溝が係止すると、複数の筒部材のうち前記セグメントコイルの端部を係止した所定の前記係止溝に接続されている所定の前記筒部材を前記周方向駆動部が周方向に移動するように構成されているステータ製造装置。
2. 前記軸方向駆動部は、複数の前記筒部材を周方向に亘り一括に支持する支持盤（６２）と、前記支持盤を前記筒部材の軸方向に移動する移動機構部（６１）とを有する、請求項１に記載のステータ製造装置。
3. 複数の前記係止溝を有する複数の筒治具同士がその径方向に重なるように配置された捻り治具（４０）をさらに備え、
   前記捻り治具は、前記可動筒部に対して着脱可能に構成されている、請求項１または２に記載のステータ製造装置。
4. 前記捻り治具は、体格が異なる複数の種類の前記ステータコア、または線材の厚みが異なる複数の種類の前記セグメントコイルに対応するように複数の種類が用意されている、請求項３に記載のステータ製造装置。
5. ステータコア（２）の有する複数のスロット（３）に挿入された複数のセグメントコイル（４）のうち前記スロットから突出する部位（８）を前記ステータコアの周方向に捻るように倒す加工を行うステータの製造方法であって、
   前記ステータコアを設置可能なステータ設置部（２０）と、複数の前記セグメントコイルの端部（５）を係止可能な複数の係止溝（３０）と、複数の前記係止溝に接続される複数の筒部材（５２）同士がその径方向に重なるように配置され、複数の前記筒部材がそれぞれ周方向に相対移動可能に構成された可動筒部（５０）と、複数の前記筒部材を個別に周方向に移動することの可能な周方向駆動部（７０）と、複数の前記筒部材を周方向に亘り一括に支持しつつ、複数の前記筒部材を一括に軸方向に移動することの可能な軸方向駆動部（６０）とを備えるステータ製造装置（１０）を用意すること（Ｓ１０）と、
   複数の前記スロットに複数の前記セグメントコイルが挿入された状態の前記ステータコアを前記ステータ設置部に設置すること（Ｓ２０）と、
   前記軸方向駆動部により複数の前記筒部材を一括に軸方向に移動し、前記係止溝を前記ステータコア側へ近づけること（Ｓ３０）と、
   前記軸方向駆動部により複数の前記筒部材を前記ステータコア側へ移動する途中で前記セグメントコイルの端部を複数の前記係止溝のうち所定の前記係止溝が係止すると、複数の筒部材のうち前記セグメントコイルの端部を係止した所定の前記係止溝に接続されている所定の前記筒部材を前記周方向駆動部により周方向に移動すること（Ｓ４０）を含むステータの製造方法。

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