JP7369891B1

JP7369891B1 - 電機子の製造方法

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Publication number: JP7369891B1
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Inventors: 大小林; 雄史廣田
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Abstract

セグメントコイル脚部の端末がコアの径方向に曲げられる際にセグメントコイルがコアの軸方向に位置ずれすることを効果的に抑制する。本製造方法では、ステータコアの各スロットに両脚部（４２Ａ、４２Ｂ）が挿入され、ステータコアの径方向に複数層（４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ）に重ねられて円環状に整列された複数のセグメントコイル（４０）を備えたステータが製造される。この製造方法では、歯（７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃ）を有するツール（７４）がロボットマニピュレータで移動されることにより、各層（４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ）の脚部（４２）の端末間に歯（７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃ）が挿入される。そして、クランプ（７８）による脚部（４２）の挟持部分を回転中心Ｋ１としてツール（７４）がロボットマニピュレータ（７２）によりステータコアの径方向外側へ回転されて歯（７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃ）が傾斜される。

Description

本開示は、電機子の製造方法に関する。

国際公開第２０１９／０９３５１５号には、回転電機の電機子におけるコアの端面から突出したセグメントコイルの脚部の端末にツイスト加工を施すセグメントコイルの加工方法が開示されている。ツイスト加工が施された複数のセグメントコイル脚部の端末は、溶接等により互いに電気的に接合される。この加工方法では、複数のセグメントコイルがコアの径方向に複数の層状に重ねられて円環状に整列される。そして、コア端面から突出したセグメントコイル脚部の端末にツイスト加工が施される。このツイスト加工の前には捌き処理（層間拡げ処理）が実施される。この捌き処理では、層間拡げ部材が有する捌き部材がコアの径方向及び軸方向に移動され、各層のセグメントコイル脚部の端末を径方向に離間させることにより、各層のセグメントコイル脚部の端末間の隙間が拡大される。これにより、ツイスト治具に対するセグメントコイル脚部の端末の位置合わせの煩雑さや面倒さを低減し、ツイスト工程における作業能率の向上を図るようにしている。

上記の先行技術では、捌き部材がコアの径方向に移動されてセグメントコイル脚部の端末が曲げられる際に、セグメントコイルに対してコアの軸方向に力が作用し、セグメントコイルがコアの軸方向に位置ずれする可能性がある。この位置ずれにより、例えば以下のような問題が生じる。すなわち、（１）次工程以降の寸法形状に影響する。（２）もう一方のセグメントコイル脚部の端末が軸方向移動して、層間へのツールの挿入が困難になる。（３）セグメントコイルの曲げ部側でのセグメントコイル同士の接触によって近くのスロットに挿入されたセグメントコイル脚部の端末がコアの軸方向へ移動して、層間へのツールの挿入が困難になる。

本開示は上記事実を考慮し、セグメントコイル脚部の端末がコアの径方向に曲げられる際にセグメントコイルがコアの軸方向に位置ずれすることを効果的に抑制できる電機子の製造方法を得ることを目的とする。

第１の態様の電機子の製造方法は、複数のスロットが形成されたコアと、前記コアの各スロットに両脚部が挿入され、前記コアの径方向に複数の層状に重ねられて円環状に整列された複数のセグメントコイルとを備えた電機子の製造方法であって、前記複数のセグメントコイルの両脚部を前記コアの各スロットに対して前記コアの軸方向一方側からそれぞれ挿入し、各前記層の前記端末における前記端面からの突出部分の根元をクランプによって前記径方向に挟持し、少なくとも一つの歯を有するツールをロボットマニピュレータで移動させて各前記層の前記端末間に前記少なくとも一つの歯を挿入し、前記クランプによる前記根元の挟持部分を回転中心として前記ツールを前記ロボットマニピュレータにより前記径方向の外側へ回転させて前記少なくとも一つの歯を前記軸方向に対して傾斜させる。

第１の態様の電機子の製造方法では、複数のスロットが形成されたコアと、コアの各スロットに両脚部が挿入され、コアの径方向に複数の層状に重ねられて円環状に整列された複数のセグメントコイルとを備えた電機子が製造される。この製造方法では、複数のセグメントコイルの両脚部がコアの各スロットに対してコアの軸方向一方側からそれぞれ挿入される。各層のセグメントコイル脚部の端末における上記端面からの突出部分の根元は、クランプによってコアの径方向に挟持される。

そして、少なくとも一つの歯を有するツールがロボットマニピュレータで移動され、各層のセグメントコイル脚部の端末間に少なくとも一つの歯が挿入されると共に、クランプによる上記根元の挟持部分を回転中心としてツールがロボットマニピュレータによりコアの径方向の外側へ回転される。これにより、ツールの少なくとも一つの歯がコアの軸方向に対して傾斜され、ツールの少なくとも一つの歯に係合したセグメントコイル脚部の端末が上記回転中心を曲げ起点として曲げられる。この曲げ起点とツールの回転中心とが一致することで、セグメントコイルに加わるコアの軸方向の力が低減する。これにより、セグメントコイルがコアの軸方向に位置ずれすることを効果的に抑制できる。

第２の態様の電機子の製造方法は、第１の態様において、前記少なくとも一つの歯を傾斜させた後、前記クランプによる前記根元の挟持部分よりも前記軸方向他方側に設定した戻し中心を回転中心として前記ツールを前記ロボットマニピュレータにより前記径方向の内側へ回転させて前記少なくとも一つの歯を前記軸方向に沿わせる。

第２の態様の電機子の製造方法では、ツールの少なくとも一つの歯がコアの軸方向に対して傾斜された後、上記の戻し中心を回転中心としてツールがロボットマニピュレータによりコアの径方向の内側へ回転され、ツールの少なくとも一つの歯がコアの軸方向に沿う。これにより、ツールの少なくとも一つの歯に係合したセグメントコイル脚部の端末が上記の戻し中心を曲げ起点としてコアの軸方向に沿うように曲げられ、所定の形状となる。上記の曲げ起点とツールの回転中心とが一致することで、セグメントコイルに加わるコアの軸方向の力が低減する。これにより、セグメントコイルがコアの軸方向に位置ずれすることを効果的に抑制できる。

第３の態様の電機子の製造方法は、第１の態様において、前記少なくとも一つの歯を傾斜させた後、当該傾斜状態のままで前記ツールを前記ロボットマニピュレータにより前記径方向の内側かつ前記軸方向他方側へ移動させ、その後に前記ツールを前記ロボットマニピュレータの手首曲げ軸回りに前記軸方向一方側へ回転させて前記少なくとも一つの歯を前記軸方向に沿わせる。

第３の態様の電機子の製造方法では、ツールの少なくとも一つの歯がコアの軸方向に対して傾斜された後、当該傾斜状態のままでツールがロボットマニピュレータによりコアの径方向の内側かつ軸方向他方側へ移動される。その後、ツールがロボットマニピュレータの第５軸回りにコアの軸方向一方側へ回転され、少なくとも一つの歯がコアの軸方向に沿う。これにより、ツールの少なくとも一つの歯に係合したセグメントコイル脚部の端末がコアの軸方向に沿うように曲げられ、所定の形状となる。上記のようにツールがコアの径方向の内側かつ軸方向他方側へ移動されるので、その後にツールがロボットマニピュレータの手首曲げ軸回りにコアの軸方向一方側へ回転される構成でも、セグメントコイルがコアの軸方向に位置ずれすることを効果的に抑制できる。

第４の態様の電機子の製造方法は、第１の態様において、前記少なくとも一つの歯を傾斜させた後、当該傾斜状態のままで前記ツールを前記ロボットマニピュレータにより前記軸方向他方側へ移動させ、その後に前記ツールを前記ロボットマニピュレータの手首曲げ軸回りに前記軸方向一方側へ回転させて前記少なくとも一つの歯を前記軸方向に沿わせ、その後に前記ツールを前記ロボットマニピュレータにより前記径方向の内側へ移動させる。

第４の態様の電機子の製造方法では、ツールの少なくとも一つの歯がコアの軸方向に対して傾斜された後、当該傾斜状態のままでツールがロボットマニピュレータによりコアの軸方向他方側へ移動される。その後、ツールがロボットマニピュレータの第５軸回りにコアの軸方向一方側へ回転され、少なくとも一つの歯がコアの軸方向に沿う。その後、ツールがロボットマニピュレータによりコアの径方向の内側へ移動される。これにより、ツールの少なくとも一つの歯に係合したセグメントコイル脚部の端末がコアの軸方向に沿うように曲げられ、所定の形状となる。上記のように少なくとも一つの歯の傾斜状態のままでツールがコアの軸方向他方側へ移動されるので、その後にツールがロボットマニピュレータの手首曲げ軸回りにコアの軸方向一方側へ回転される構成でも、セグメントコイルがコアの軸方向に位置ずれすることを効果的に抑制できる。

以上説明したように、本開示に係る電機子の製造方法では、セグメントコイル脚部の端末がコアの径方向に曲げられる際にセグメントコイルがコアの軸方向に位置ずれすることを効果的に抑制できる。

実施形態に係る電機子の製造方法によるステータの製造途中の状態を示す斜視図である。セグメントコイルを示す正面図である。セグメントコイルを示す側面図である。セグメントコイルを示す上面図である。ステータコアの各スロットへのセグメントコイル脚部の挿入方法を説明するための平面図である。セグメントコイルの押込工程について説明するための断面図である。層間拡大装置の主要部を含む周辺の構成を示す側面図である。複数層に重なるセグメントコイルの脚部がクランプによって挟持された状態を示す側面図である。各層のセグメントコイル脚部の端末間にツールの櫛歯の先端が挿入された状態を示す側面図である。図７の一部を拡大して示す拡大側面図である。各層のセグメントコイル脚部の端末間に櫛歯が挿入されたツールがステータコアの径方向外側へ回転された状態を示す側面図である。ツールが戻し中心を回転中心としてステータコアの径方向内側へ回転された状態を示す側面図である。外側の層のセグメントコイル脚部の端末がプッシャによって曲げられた状態を示す側面図である。外側の層のセグメントコイル脚部の端末からプッシャが離間された状態を示す側面図である。各層のセグメントコイル脚部の端末間からツールの櫛歯が引き抜かれた状態を示す拡大側面図である。第１変形例において、ツールが傾斜状態のままでステータコアの径方向の内側かつ軸方向他方側へ移動された状態を示す側面図である。第１変形例において、ツールがロボットマニピュレータの第５軸回りにステータコアの軸方向一方側へ回転された状態を示す側面図である。第２変形例において、ツールが傾斜状態のままでステータコアの軸方向他方側へ移動された状態を示す側面図である。第２変形例において、ツールがロボットマニピュレータの第５軸回りにステータコアの軸方向一方側へ回転された状態を示す側面図である。第２変形例において、ツールがロボットマニピュレータによりステータコアの径方向内側へ移動された状態を示す側面図である。

以下、図１～図１８を参照して本開示の一実施形態に係る電機子の製造方法について説明する。なお各図においては、図面を見易くする関係から一部の符号を省略している場合がある。図１には、本実施形態に係る電機子の製造方法によって製造されるステータ１０の製造途中の状態が斜視図にて示されている。このステータ１０（固定子；電機子）は、多数のスロット１６が形成されたステータコア１４と、ステータコア１４の各スロット１６に両脚部４２Ａ、４２Ｂが挿入され、ステータコア１４の径方向に複数の層状に重ねられて円環状に整列される多数のセグメントコイル（平角線コイル）４０とを備えている。

ステータコア１４は、本開示における「コア」に相当する。このステータコア１４は、多数枚の電磁鋼板が積層されて円筒状に形成されている。ステータコア１４の内周部には、多数のスロット１６が形成されている。多数のスロット１６は、ステータコア１４の軸方向の両側及び径方向の内側が開放されている。なお、図４～図７及び図９～図１８において、矢印Ｙ１、矢印Ｙ２及び矢印Ｘは、ステータコア１４の軸方向一方、軸方向他方及び径方向をそれぞれ示している。以下、ステータコア１４の軸方向を単に「軸方向」と称し、ステータコア１４の径方向を単に「径方向」と称し、ステータコア１４の周方向を単に「周方向」と称する場合がある。

図２Ａ～図２Ｃに示されるように、セグメントコイル４０は、絶縁被膜によって覆われた銅等からなる平角線がＵ字状に成形されて製造されたものであり、互いに平行に延びる一対の脚部４２Ａ、４２Ｂと、一対の脚部４２Ａ、４２Ｂの一端部同士を繋いだ曲げ部（ターン部）４４とによって構成されている。周方向の一方側の脚部４２Ａは、周方向の他方側の脚部４２Ｂよりも軸方向に若干長く形成されている。また、各脚部４２Ａ、４２Ｂの先端部においては、絶縁被膜が除去されている。

曲げ部４４の中央部は、図２Ｃに示されるように、曲げ部４４の一端側が曲げ部４４の他端側に対して径方向にずれて配置されるようにクランク状に屈曲されている。この曲げ部４４が形成されることによって脚部４２Ａと脚部４２Ｂとの径方向の位置関係が変わるように構成されている。これにより、図２Ｃに二点鎖線で示されるように、複数のセグメントコイル４０が径方向に積層される。

図１に示されるように、多数のセグメントコイル４０は、両脚部４２Ａ、４２Ｂがステータコア１４の各スロット１６に対して軸方向の一方側からそれぞれ挿入され、ステータコア１４の径方向に複数層に重ねられて円環状に整列される。図３に示されるように、セグメントコイル４０がスロット１６を周方向に一つずつずらして順次挿入されて一周することにより一つの層が形成される。本実施形態では、図４に示されるように、セグメントコイル４０の３つの層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃが形成される。なお、本実施形態では一例として、各スロット１６における径方向内側の端部に、スロット１６からのセグメントコイル４０の脱落を防止する抜止部１８（図３参照）が形成されている。

図４に示されるように、本実施形態では、３つの層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃにおける内側の層４６Ａから外側の層４６Ｃへ向かうほどセグメントコイル４０の脚部４２Ａ、４２Ｂにおける軸方向の長さが段階的に長くなるように設定されている。また、図３及び図４に示されるように、各スロット１６内においては、各層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ毎に、一のセグメントコイル４０の一方側の脚部４２Ａが、他のセグメントコイル４０の他方側の脚部４２Ｂに対して径方向の外側に重ね合わされる。

なお、ステータコア１４への多数のセグメントコイル４０の挿入は、例えば多数のセグメントコイル４０を円環状の整列治具にセットすることで、円環状に整列されたセグメントコイル４０の組体を形成し、その組体ごとステータコア１４の各スロット１６に挿入する方法を採用することができる。また、例えばステータコア１４の各スロット１６に、セグメントコイル４０を一つずつ挿入していく方法を採用してもよい。何れの方法を採用する場合であっても、多数のセグメントコイル４０は、ステータコア１４の各スロット１６に対して途中までしか挿入されない。このため、ステータコア１４の各スロット１６に多数のセグメントコイル４０を挿入した後で、さらにステータコア１４に対して多数のセグメントコイル４０を押し込む押込工程が実施される。

本実施形態では、図４に示される第１治具５０及び第２治具６０を用いて、多数のセグメントコイル４０の押込工程が行われる。この押込工程により、多数のセグメントコイル４０がステータコア１４に対して設定された位置まで押し込まれる。この押込工程が行われると、複数の層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの内側の層４６Ａから外側の層４６Ｃへ向かうほどステータコア１４の軸方向他方側の端面１４Ａからの脚部４２Ａ、４２Ｂの端末の突出量が段階的に長くなる。なお、以下の説明では、セグメントコイル４０の脚部４２Ａ、４２Ｂを、単に「脚部４２」と称する場合がある。

上記の押込工程が完了すると、次の工程である層間拡大工程に移行する。層間拡大工程では、図５に示されるように、押込工程後のステータ１０が複数のセグメントコイル４０の脚部４２の端末を上方に向ける姿勢で図示しないターンテーブル上に載置される。なお、図５では複数のセグメントコイル４０の曲げ部４４を概略的に図示している。上記のターンテーブルは、図５に示される層間拡大装置７０の一部を構成している。

層間拡大工程では、上記の層間拡大装置７０を用いて各層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの脚部４２の端末間の径方向の隙間（以下、単に「端末間の隙間」と称する）が拡大される。この隙間拡大は、一例として１つのスロット１６毎に順次行われる。この隙間拡大により、同じスロット１６に挿入された複数（ここでは６つ）の脚部４２が各層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃのペア４２Ａ、４２Ｂ毎に互いに離間される。これにより、層間拡大工程の後で実施されるツイスト工程において、ツイスト治具に対する脚部４２の端末の位置合わせが容易になり、ツイスト工程における作業能率が向上する。なお、図５において４８は、セグメントコイル４０の脚部４２をステータコア１４に対して絶縁するための絶縁紙（図１、図３及び図４では図示省略）である。

上記の層間拡大装置７０は、ロボットマニピュレータ７２と、ツール７４と、クランプ７８と、プッシャ８４とを含んで構成されている。ロボットマニピュレータ７２は、例えば６軸の垂直多関節型ロボットの本体部を構成しており、図示しないコントローラによって動作を制御される。なお、図５においてθは、ロボットマニピュレータ７２の第５軸回りの回転角を示している。この第５軸は、本開示における「手首曲げ軸」に相当する。

ツール７４は、ロボットマニピュレータ７２の先端に取り付けられたエンドエフェクタであり、例えば金属によって構成されている。このツール７４は、櫛の歯状に形成された櫛歯７６を有している。櫛歯７６は、ロボットマニピュレータ７２の第６軸の軸方向に間隔をあけて並ぶ複数（ここでは３つ）の歯７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃを有している。３つの歯７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃは、上記第６軸の軸方向を板厚方向とし且つ上記第６軸の径方向を長手方向とする板状に形成されており、先端が片刃状に尖っている。このツール７４は、３つの歯７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃが下方へ向けて延び且つ３つの歯７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃの歯並び方向が径方向と同じ方向となる姿勢でステータ１０の上方に配置される。この状態では、３つの歯７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃは、片刃状に傾斜した面が径方向外側を向く姿勢となる。なお、ツール７４には、少なくとも１つの歯を有していればよい。

クランプ７８は、内径側コイル押え８０と外径側コイル押え８２とを有している。内径側コイル押え８０及び外径側コイル押え８２は、例えば金属によって板状に形成されている。内径側コイル押え８０は、内側の層４６Ａの脚部４２Ａの端末におけるステータコア１４の端面１４Ａからの突出部分の根元に対してステータコア１４の径方向の内側に配置される。外径側コイル押え８２は、外側の層４６Ｃの脚部４２Ｂの端末におけるステータコア１４の端面１４Ａからの突出部分の根元に対してステータコア１４の径方向の外側に配置される。これらの内径側コイル押え８０及び外径側コイル押え８２は、図示しないアクチュエータよってステータコア１４の径方向に移動される（図５の矢印Ａ及び矢印Ｂ参照）。これらの内径側コイル押え８０及び外径側コイル押え８２によって、各層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの脚部４２の端末における端面１４Ａからの突出部分の根元を径方向に挟持可能とされている。

プッシャ８４は、例えば樹脂によってブロック状に形成されており、外側の層４６Ｃの脚部４２Ｂの端末におけるステータコア１４の端面１４Ａからの突出部分の先端部に対してステータコア１４の径方向の外側に配置される。このプッシャ８４は、図示しないアクチュエータによって径方向に移動される（図５の矢印Ｃ参照）。このプッシャ８４によって、外側の層４６Ｃの脚部４２の端末を径方向の内側へ押圧可能とされている。

上記構成の層間拡大装置７０は、上述したロボットマニピュレータ７２、ターンテーブル及び各アクチュエータが図示しないコントローラによって動作を制御されることにより、層間拡大工程を実施する。この層間拡大工程では、先ず図６に示されるように、各層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの脚部４２の端末におけるステータコア１４の端面１４Ａからの突出部分の根元がクランプ７８によって径方向に挟持される（図６の矢印Ａ１及び矢印Ｂ１参照）。これにより、各層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの脚部４２の端末が径方向に位置決めされ、絶縁紙４８が保護され、各層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの脚部４２の曲げ起点が生成され、各層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの脚部４２の軸方向移動が規制される。

次いで、図７に示されるように、ツール７４がロボットマニピュレータ７２によって軸方向及び径方向に移動される（図７の矢印Ｄ１、矢印Ｅ１及び矢印Ｄ２参照）。これにより、図７及び図８に示されるように、ツール７４の櫛歯７６の先端が各層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの脚部４２の端末間に挿入される。具体的には、櫛歯７６の歯７６Ｂの先端が層４６Ａと層４６Ｂとの間に挿入され、櫛歯７６の歯７６Ｃの先端が層４６Ｂと層４６Ｃとの間に挿入される。その状態で、ツール７４がロボットマニピュレータ７２によって軸方向一方側（下方側）へ移動されることにより、櫛歯７６の歯７６Ｂ、７６Ｃが各層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの脚部４２の端末間に挿入される。

次いで、図９に示されるように、各層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの脚部４２におけるクランプ７８による挟持部分（すなわち各層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの脚部４２の端末におけるステータコア端面１４Ａからの突出部分の根元；図９において符号Ｋ１を付した箇所参照）を回転中心としてツール７４がロボットマニピュレータ７２によって径方向の外側へ回転される（図９の矢印Ｆ１参照）。これにより、櫛歯７６が軸方向に対して傾斜される。これにより、櫛歯７４が軸方向に対して傾斜され、櫛歯７６の歯７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃに係合した各層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの脚部４２の端末が上記回転中心Ｋ１を曲げ起点として径方向の外側へ曲げられる。

次いで、図１０に示されるように、クランプ７８による上記根元の挟持部分よりも軸方向他方側（上方側）に設定された戻し中心Ｋ２を回転中心としてツール７４がロボットマニピュレータ７２によって径方向の内側へ回転され（図１０の矢印Ｆ２参照）、櫛歯７６が軸方向に沿う。これにより、櫛歯７６の歯７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃに係合した層４６Ａ、４６Ｂの脚部４２の端末が上記の戻し中心Ｋ２を曲げ起点として軸方向に沿うように曲げられ、所定の形状（略クランク形状）となる。

次いで、図１１に示されるように、プッシャ８４が径方向の内側へ移動される（図１１の矢印Ｃ１参照）。このプッシャ８４によって、外側の層４６Ｃの脚部４２の端末が径方向の内側へ押圧され、層４６Ａ、４６Ｂの脚部４２の端末と同様の形状（略クランク形状）となる。次いで、図１２に示されるように、プッシャ８４が径方向の外側へ移動され（図１２の矢印Ｃ２参照）、外側の層４６Ｃの脚部４２の端末から離間される。次いで、図１３に示されるように、ツール７４がロボットマニピュレータ７２によって軸方向の他方側（上方側）へ移動され（図１３の矢印Ｄ３参照）、櫛歯７６が各層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの脚部４２の端末間から引き抜かれる。これにより、層間拡大工程が完了する。なお、本実施形態では、一例として１つのスロット１６毎に層間拡大の処理が行われる構成にしたが、これに限るものではない。ロボットマニピュレータ７２等の層間拡大装置７０の構成部材が複数設けられることにより、複数のスロット１６毎に層間拡大の処理が行われるようにしてもよい。

また、図１０に示される動作に代えて、図１４及び図１５に示される動作をロボットマニピュレータ７２に行わせてもよい。図１４及び図１５に示される第１変形例では、図９に示されるようにツール７４の櫛歯７６が軸方向に対して傾斜された後、図１４に示されるように、ツール７４が傾斜状態のままでロボットマニピュレータ７２により径方向の内側かつ軸方向他方側へ移動される（図１４の矢印Ｇ１参照）。その後、図１５に示されるように、ツール７４がロボットマニピュレータ７２の第５軸回りに軸方向一方側へ回転され（図１５の矢印Ｆ３参照）、櫛歯７６が軸方向に沿う。これにより、櫛歯７６の歯７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃに係合した層４６Ａ、４６Ｂの脚部４２の端末が略クランク形状に曲げられる。その後、図１２及び図１３に示される動作が行われ、層間拡大工程が完了する。

また、図１０に示される動作に代えて、図１６～図１８に示される動作をロボットマニピュレータ７２に行わせてもよい。図１６～図１８に示される第２変形例では、図９に示されるようにツール７４の櫛歯７６が軸方向に対して傾斜された後、図１６に示されるように、ツール７４が傾斜状態のままでロボットマニピュレータ７２により軸方向他方側へ移動される（図１６の矢印Ｇ２参照）。その後、図１７に示されるように、ツール７４がロボットマニピュレータ７２の第５軸回りに軸方向一方側へ回転され（図１７の矢印Ｆ４参照）、櫛歯７６が軸方向に沿う。その後、図１８に示されるように、ツール７４がロボットマニピュレータ７２により径方向の内側へ移動される（図１８の矢印Ｅ２参照）。これにより、櫛歯７６の歯７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃに係合した層４６Ａ、４６Ｂの脚部４２の端末が略クランク形状に曲げられる。その後、図１２及び図１３に示される動作が行われ、層間拡大工程が完了する。

（実施形態のまとめ）
本実施形態に係るステータの製造方法では、複数のスロット１６が形成されたステータコア１４と、ステータコア１４の各スロット１６に両脚部４２Ａ、４２Ｂが挿入され、ステータコア１４の径方向に複数層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃに重ねられて円環状に整列された複数のセグメントコイル４０とを備えたステータ１０が製造される。この製造方法では、複数のセグメントコイル４０の両脚部４２Ａ、４２Ｂがステータコア１４の各スロット１６に対してステータコア１４の軸方向一方側からそれぞれ挿入される。ステータコア１４の軸方向他方側の端面１４Ａからの脚部４２の端末の突出量は、上記複数の層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの内側の層４６Ａから外側の層４６Ｃへ向かうほど段階的に長くなるように設定される。各層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの脚部４２の端末における端面１４Ａからの突出部分の根元は、クランプ７８によってコアの径方向に挟持される。

そして、櫛歯７６を有するツール７４がロボットマニピュレータ７２で移動され、各層のセグメントコイル脚部の端末間に櫛歯７６が挿入されると共に、クランプ７８による上記根元の挟持部分を回転中心Ｋ１としてツール７４がロボットマニピュレータ７２により径方向の外側へ回転される（図９参照）。これにより、ツール７４の櫛歯７６が軸方向に対して傾斜され、櫛歯７６の歯７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃに係合した各層４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの脚部４２の端末が回転中心Ｋ１を曲げ起点として径方向の外側へ曲げられる。この曲げ起点とツール７４の回転中心Ｋ１とが一致することで、セグメントコイル４０に加わる軸方向の力が低減する。これにより、セグメントコイル４０が軸方向に位置ずれすることを効果的に抑制できる。

また、本実施形態では、ツール７４の櫛歯７６が上記のように軸方向に対して傾斜された後、クランプ７８による上記根元の挟持部分よりも軸方向他方側に設定された戻し中心Ｋ２を回転中心としてツール７４がロボットマニピュレータ７２により径方向の内側へ回転され、櫛歯７６が軸方向に沿う。これにより、櫛歯７６の歯７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃに係合した層４６Ａ、４６Ｂの脚部４２の端末が戻し中心Ｋ２を曲げ起点として軸方向に沿うように曲げられ、略クランク形状となる。上記の曲げ起点とツール７４の戻し中心Ｋ２（回転中心）とが一致することで、セグメントコイル４０に加わる軸方向の力が低減する。これにより、セグメントコイル４０が軸方向に位置ずれすることを効果的に抑制できる。なお、図１４及び図１５に示される第１変形例や図１６～図１８に示される第２変形例においても同様の効果が得られる。

すなわち、第１変形例では、図１４に矢印Ｇ１で示されるようにツール７４がコアの径方向の内側かつ軸方向他方側へ移動されるので、その後にツール７４がロボットマニピュレータ７２の第５軸回りに軸方向一方側へ回転される構成（図１５の矢印Ｆ３参照）でも、セグメントコイル４０が軸方向に位置ずれすることを効果的に抑制できる。また、第２変形例では、図１６に矢印Ｇ２で示されるように、櫛歯７６の傾斜状態のままでツール７４が軸方向他方側へ移動されるので、その後にツール７４がロボットマニピュレータ７２の第５軸回りに軸方向一方側へ回転される構成（図１７の矢印Ｆ４参照）でも、セグメントコイル４０が軸方向に位置ずれすることを効果的に抑制できる。

なお、上記実施形態では、固定子であるステータが製造される場合について説明したが、回転子であるロータの製造に対しても本開示を適用可能である。

その他、本開示は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本開示の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは勿論である。

また、２０２２年１月２５日に出願された日本国特許出願２０２２－００９７２５号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個別に記載された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims

複数のスロットが形成されたコアと、前記コアの各スロットに両脚部が挿入され、前記コアの径方向に複数の層状に重ねられて円環状に整列された複数のセグメントコイルとを備えた電機子の製造方法であって、前記複数のセグメントコイルの両脚部にツイスト加工を施すツイスト工程の前において、
前記複数のセグメントコイルの両脚部を前記コアの各スロットに対して前記コアの軸方向一方側からそれぞれ挿入し、
各前記層の前記端末における前記端面からの突出部分の根元をクランプによって前記径方向に挟持し、
少なくとも一つの歯を有するツールをロボットマニピュレータで移動させて各前記層の前記端末間に前記少なくとも一つの歯を挿入し、
前記クランプによる前記根元の挟持部分を回転中心として前記ツールを前記ロボットマニピュレータにより前記径方向の外側へ回転させて前記少なくとも一つの歯を前記軸方向に対して傾斜させる電機子の製造方法。
前記少なくとも一つの歯を傾斜させた後、前記クランプによる前記根元の挟持部分よりも前記軸方向他方側に設定した戻し中心を回転中心として前記ツールを前記ロボットマニピュレータにより前記径方向の内側へ回転させて前記少なくとも一つの歯を前記軸方向に沿わせる請求項１に記載の電機子の製造方法。
前記少なくとも一つの歯を傾斜させた後、当該傾斜状態のままで前記ツールを前記ロボットマニピュレータにより前記径方向の内側かつ前記軸方向他方側へ移動させ、その後に前記ツールを前記ロボットマニピュレータの手首曲げ軸回りに前記軸方向一方側へ回転させて前記少なくとも一つの歯を前記軸方向に沿わせる請求項１に記載の電機子の製造方法。
前記少なくとも一つの歯を傾斜させた後、当該傾斜状態のままで前記ツールを前記ロボットマニピュレータにより前記軸方向他方側へ移動させ、その後に前記ツールを前記ロボットマニピュレータの手首曲げ軸回りに前記軸方向一方側へ回転させて前記少なくとも一つの歯を前記軸方向に沿わせ、その後に前記ツールを前記ロボットマニピュレータにより前記径方向の内側へ移動させる請求項１に記載の電機子の製造方法。