JP7468340B2 - 電機子の製造方法及び電機子 - Google Patents

Description

本発明は、電機子の製造方法及び電機子に関する。

特許文献１には、電機子としてのステータの製造方法が開示されている。ステータは、交流発電機の一部を構成する。ステータは、複数のスロットが形成された鉄心と、該鉄心のスロットに組付けられたステータコイルとを備えている。特許文献１に記載のステータの製造方法は、ステータコイルを構成する導体を予め所定の形状に曲げ変形させた状態でその一部を鉄心のスロット内に配置し、スロット内において導体をプレス加工することで断面形状を塑性変形させる。これにより、導体とスロットとの隙間を小さくして、ステータコイルのスロット内における占積率を高めている。

特開２００２－１２５３３８号公報

特許文献１に記載のステータの製造方法のように、鉄心のスロット内で導体をプレス加工した場合、導体の断面形状の変形に伴って導体が鉄心の軸方向に延伸する場合がある。こうした場合、ステータコイルのコイルエンドにおける鉄心からの突出量が大きくなり、ステータが大型化する虞がある。特許文献１に記載の電機子の製造方法では、この点については考慮されておらず改善の余地がある。

本発明の目的は、コイルの占積率を向上させつつも大型化を抑制できる電機子の製造方法及び電機子を提供することにある。

上記課題を解決するための電機子の製造方法は、複数のスロットが形成された鉄心と、該鉄心のスロットに組付けられたコイルとを備える電機子の製造方法であって、前記コイルを構成する導体を前記スロット内において押圧して塑性変形させるプレス工程と、前記導体において前記スロットの外部に位置する突出部を曲げ変形させる曲げ工程とを備え、前記プレス工程では、前記導体を押圧して前記鉄心の軸方向に延伸させることで、前記導体において押圧していない部分よりも断面積の小さい小断面部を前記突出部に形成し、前記曲げ工程では、前記小断面部を曲げ変形させることで前記突出部を曲げ変形させる。

上記構成では、プレス工程において導体を軸方向に延伸させることで、突出部に小断面部を形成している。小断面部は、断面積が小さいことから、突出部において他の部分よりも曲げ変形し易い。曲げ工程では、この小断面部を曲げ変形させているため、突出部を曲げ変形させたときの曲率を大きくすることができ、突出部の鉄心からの突出高さを小さくできる。これにより、導体の突出部によって構成されるコイルエンドにおける鉄心からの突出高さを小さくすることが可能になる。したがって、上記構成によれば、コイルの占積率を向上させつつも大型化を抑制できる電機子の製造方法を実現できる。

また、上記課題を解決するための電機子は、複数のスロットが形成された鉄心と、該鉄心のスロットに組付けられたコイルとを備える電機子であって、前記コイルは、前記スロット内に配置された配置部と、前記スロット外に配置されたコイルエンドとを有し、前記配置部の外周面は、前記スロットの内周面に密着しており、前記コイルエンドは、前記配置部側の端部に他の部分に比して断面積の小さい小断面部が形成されており、前記小断面部は湾曲形状に形成されている。

上記構成では、コイルの配置部がスロットの内周面に密着しており、コイルとスロットとの隙間が小さいことからコイルの占積率を向上させることができる。また、コイルのコイルエンドには小断面部を形成し、該小断面部を湾曲させている。小断面部は断面積が小さいことから、コイルエンドにおいて他の部分よりも曲げ変形し易く曲率を大きくすることができる。そのため、コイルエンドの小断面部を湾曲形状とすることで、コイルエンドの鉄心からの突出高さを小さくすることが可能になる。したがって、上記構成によれば、コイルの占積率を向上させつつも大型化を抑制できる電機子を実現できる。

ステータの斜視図。 ステータの一部の構成を拡大して示す断面図。 ステータコアに導体を組付けた状態を示す斜視図。 第１工程において押圧される導体をスロット内に配置した状態を示す断面図。 スロット内に第１治具を配置した状態を示す断面図。 第１治具によって導体をプレス加工したときの断面図。 第１治具によって導体を曲げ加工したときの断面図。 第２工程において押圧される導体をスロット内に配置した状態を示す断面図。 スロット内に第２治具を配置した状態を示す断面図。 第２治具によって導体をプレス加工したときの断面図。 第３工程において押圧される導体をスロット内に配置した状態を示す断面図。 スロット内に第３治具を配置した状態を示す断面図。 第３治具によって導体をプレス加工したときの断面図。 第３治具によって導体を曲げ加工したときの断面図。

電機子の製造方法及び電機子の一実施形態について、図１～図１４を参照して説明する。なお、本実施形態では、電機子の一例としてステータを例に説明する。
図１に示すように、ステータ１０は、鉄心としてのステータコア２０と、ステータコア２０に組付けられたステータコイル３０とを備えている。ステータコア２０は、略円筒状に形成されている。ステータコア２０は、例えば薄板円環形状の電磁鋼板を複数積層して構成されている。

図２に示すように、ステータコア２０には、複数のスロット２１が形成されている。スロット２１は、バックヨーク２２と、ティース２３とによって構成されている。バックヨーク２２は、円環状に形成されている。ティース２３は、バックヨーク２２の内周面からステータコア２０の径方向（以下、単に「径方向」という。）における内側に突出した形状に形成されている。ティース２３は、周方向に間隔を隔てて複数設けられている。本実施形態では、ティース２３は、平面視においてＴ字状に形成されている。すなわち、ティース２３の先端部（内周部）は、周方向における長さが部分的に長くなっている。バックヨーク２２の内周面と、ティース２３の側面とによってスロット２１の内周面が構成されている。

スロット２１は、径方向に延びていて、ステータコア２０の内周面において開口している。スロット２１は、開口を構成する開口部２１Ａと、開口部２１Ａよりも径方向外側に配置された主部２１Ｂとを有する。主部２１Ｂの幅Ｗ１ｂは、径方向において一定であり、開口部２１Ａの幅Ｗ１ａよりも広い。

図１及び図２に示すように、ステータコイル３０は、スロット２１内に配置された配置部３１と、スロット２１外に配置されたコイルエンド３２とを有している。ステータコイル３０は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、及びＷ相コイルに対応する三本のステータコイル３０を含む。なお、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、及びＷ相コイルの構成は略同一のため、以下では区別せずに単にステータコイル３０として説明する。

図３に示すように、ステータコイル３０は、導体４０によって構成されている。本実施形態では、導体４０として断面矩形状の角線を採用している。なお、導体４０としては、断面が矩形以外の多角形状の角線を採用してもよいし、断面丸形状の丸線を採用してもよい。導体４０は、例えばアルミニウム等の金属によって形成されている。導体４０の表面には、絶縁性の被覆層を設けてもよい。導体４０は、平行に延びる２本の直線部４１と、各直線部４１の基端（図３の下端）同士を繋ぐように湾曲して延びる湾曲部４２とを有している。直線部４１は、ステータコア２０の軸方向（以下、単に「軸方向」という。）に沿って先端（図３の上端）側からスロット２１に挿通される。直線部４１は、基端部がスロット２１内に配置され、先端部がスロット２１の外部へ配置される。導体４０において、スロット２１内に配置されている部分を内置部５０といい、スロット２１の外部に位置する部分を外置部５１という。すなわち、内置部５０は、直線部４１の上記基端部によって構成されており、外置部５１は、直線部４１の上記先端部または湾曲部４２によって構成されている。

図２に示すように、スロット２１には、導体４０の直線部４１が径方向に８本並んで配置される。なお、１つの導体４０における２本の直線部４１は、それぞれ異なるスロット２１に挿通される。導体４０は、ステータコア２０に組付けられた後、プレス工程及び曲げ工程等を経て所望の形状に成形される。その後、導体４０における直線部４１の先端は、他の導体４０における直線部４１の先端と接合される。これにより、複数の導体４０が一続きとなり、ステータコア２０に巻回されたステータコイル３０が構成される。

次に、ステータ１０の製造方法について詳細を説明する。
図４に示すように、まずスロット２１内、より詳細にはスロット２１の主部２１Ｂに複数の導体４０の直線部４１を最大数配置する。本実施形態では、導体４０を５本並べたときの径方向における長さＬ１が、スロット２１の主部２１Ｂにおける径方向の長さＬ２よりも短い（Ｌ１＜Ｌ２）。また、図示を省略しているが、導体４０を６本並べたときの径方向における長さは、スロット２１の主部２１Ｂにおける径方向の長さＬ２よりも長い。そのため、本実施形態では、スロット２１内において導体４０を配置可能な数の最大数は「５」となる。なお、以下では、各導体４０のうちバックヨーク２２側から順に、第１導体４０Ａ、第２導体４０Ｂ、第３導体４０Ｃ、第４導体４０Ｄ、及び第５導体４０Ｅという。

図５に示すように、スロット２１内に導体４０を５本並べた後、第５導体４０Ｅと開口部２１Ａとの間に第１治具６０を挿通する。第１治具６０の先端部の幅Ｗ２は、スロット２１の主部２１Ｂの幅Ｗ１ｂよりも若干狭い幅に設計されている。また、第１治具６０は、軸方向における長さ（紙面奥行き方向における長さ）がスロット２１における軸方向の長さ、すなわちステータコア２０の軸方向における長さよりも長い。そのため、第１治具６０は、ステータコア２０に対して、軸方向における両端に突出した状態で配置される。

図６に示すように、この状態から第１治具６０を径方向外側に向けて移動させることでプレス工程における第１工程を行う。第１工程では、各導体４０の内置部５０が第１治具６０によってバックヨーク２２側に押圧されることで、内置部５０が塑性変形する。このとき、内置部５０は、その断面の幅がスロット２１の主部２１Ｂの幅と同じになるまで潰されて薄板状に変形する。これにより、内置部５０の外周面とスロット２１の内周面とが密着した状態となる。より詳しくは、第１導体４０Ａでは、バックヨーク２２に対向する対向面（図６の左側面）、一方のティース２３に対向する対向面（図６の上面）、及び他方のティース２３に対向する対向面（図６の下面）が、スロット２１の内周面に密着した状態となる。また、第１導体４０Ａを除く他の導体４０、すなわち第２導体４０Ｂから第５導体４０Ｅでは、一方のティース２３に対向する対向面（図６の上面）と、他方のティース２３に対向する対向面（図６の下面）とがスロット２１の内周面に密着した状態となる。

第１工程では、こうして各導体４０の内置部５０における断面形状を変形させた後、さらにプレス加工を続けて各導体４０を押圧する。これにより、各導体４０を纏めてステータコア２０の軸方向に延伸させる。

すなわち、図７に示すように、第１工程において各導体４０を軸方向に延伸させると、各導体４０において押圧していない部分である外置部５１よりも断面積の小さい小断面部５２が形成される。小断面部５２は、スロット２１内から軸方向の両端側に突出して延びた部分に相当する。小断面部５２は、導体４０における直線部４１の基端側及び先端側に形成される。なお、図７では、導体４０の直線部４１における先端部側の構成を示している。導体４０の直線部４１における基端部側、すなわち導体４０の湾曲部４２側の構成は、導体４０の直線部４１における先端部側の構成と同様である。そのため、導体４０の湾曲部４２側の構成については、説明を省略する。

小断面部５２の断面積は、第１治具６０によるプレス加工が進行するほど小さくなる。そのため、軸方向に延伸して形成された小断面部５２では、スロット２１内から大きく突出した外置部５１側ほど断面積が大きく、スロット２１に近い側ほど断面積が小さい。小断面部５２及び外置部５１は、導体４０においてスロット２１の外部に位置する突出部５５を構成する。

第１工程において導体４０をプレス加工することで、スロット２１内に配置された内置部５０における各導体４０の厚さの総和Ｔ１は、スロット２１外に配置された外置部５１における各導体４０の厚さの総和Ｔ２よりも小さくなる（Ｔ１＜Ｔ２）。そのため、第１治具６０は、導体４０を軸方向に延伸させつつも、外置部５１を径方向外側（図７の左側）に押圧することとなる。小断面部５２は、断面積が小さく、それに対応して厚さが薄いことから、第１治具６０によって押圧されたときの曲げ剛性が他の部分に比して小さい。そのため、第１治具６０によって外置部５１を押圧する荷重によって、各小断面部５２が曲げ変形して曲げ工程が行われることとなる。すなわち、この曲げ工程では、第１工程において導体４０を延伸させているときに、第１治具６０によって小断面部５２を纏めて曲げ変形させることで突出部５５を曲げ変形させる。なお、曲げ工程において小断面部５２を曲げ変形させる際には、第１治具６０から最も遠い位置にある第１導体４０Ａの曲げ変形量が最も大きくなり、第１治具６０から最も近い位置にある第５導体４０Ｅの曲げ変形量が最も小さくなる。このように、第１治具６０からの距離が遠い位置にある小断面部５２ほど曲げ変形量が大きくなる。

図８に示すように、第１工程によって複数の導体４０を押圧して変形させると、スロット２１内に隙間が生じる。そのため、次に、スロット２１内に生じた隙間に新たに導体４０を挿通する。本実施形態では、導体４０を２本並べたときの径方向における長さＬ３が、スロット２１内の主部２１Ｂに生じた上記隙間における径方向の長さＬ４よりも短い。また、図示を省略しているが、導体４０を３本並べたときの径方向における長さは、上記隙間における径方向の長さＬ４よりも長い。そのため、上記隙間において導体４０を配置可能な数の最大数は「２」となる。このようにして、スロット２１の主部２１Ｂに新たに生じた隙間に、配置可能な最大数（２本）の導体４０の直線部４１を配置する。以下では、新たに配置した２本の導体４０のうちバックヨーク２２側から順に、第６導体４０Ｆ、及び第７導体４０Ｇという。

図９に示すように、スロット２１内に導体４０を２本並べた後、第７導体４０Ｇと開口部２１Ａとの間に第２治具６１を挿通する。第２治具６１の先端部の幅Ｗ３は、スロット２１の主部２１Ｂの幅Ｗ１ｂよりも若干狭い幅に設計されている。また、第２治具６１は、軸方向における長さ（紙面奥行き方向における長さ）が、スロット２１における軸方向の長さ、すなわちステータコア２０の軸方向における長さよりも長い。そのため、第２治具６１は、ステータコア２０に対して、軸方向における両端に突出した状態で配置される。

図１０に示すように、この状態から第２治具６１を径方向外側に向けて移動させることでプレス工程における第２工程を行う。第２工程では、各導体４０の内置部５０を第２治具６１によってバックヨーク２２側に押圧する。第１工程において既に塑性変形させた第１導体４０Ａから第５導体４０Ｅは加工硬化のために変形が生じ難いことから、新たに配置した第６導体４０Ｆ及び第７導体４０Ｇの内置部５０が塑性変形する。このとき、第６導体４０Ｆ及び第７導体４０Ｇの内置部５０は、その断面の幅がスロット２１の主部２１Ｂの幅と同じになるまで潰されて薄板状に変形する。これにより、第６導体４０Ｆ及び第７導体４０Ｇの内置部５０の外周面とスロット２１の内周面とが密着した状態となる。より詳しくは、第６導体４０Ｆ及び第７導体４０Ｇは、一方のティース２３に対向する対向面（図１０の上面）と、他方のティース２３に対向する対向面（図１０の下面）とがスロット２１の内周面に密着した状態となる。

第２工程では、こうして第６導体４０Ｆ及び第７導体４０Ｇの内置部５０における断面形状を変形させた後、さらにプレス加工を続けて各導体４０を押圧する。これにより、第６導体４０Ｆ及び第７導体４０Ｇを纏めてステータコア２０の軸方向に延伸させて、第６導体４０Ｆ及び第７導体４０Ｇに小断面部５２を形成する。なお、第６導体４０Ｆ及び第７導体４０Ｇは、小断面部５２と外置部５１とによって突出部５５が構成されている。

第２工程で用いられた第２治具６１は、第１工程と同様に、第６導体４０Ｆ及び第７導体４０Ｇの小断面部５２を曲げ変形させて曲げ工程を行う。すなわち、この曲げ工程では、第２工程において第６導体４０Ｆ及び第７導体４０Ｇを延伸させているときに各小断面部５２を纏めて曲げ変形させる。なお、第６導体４０Ｆ及び第７導体４０Ｇの小断面部５２の曲げ変形に伴って、第１導体４０Ａから第５導体４０Ｅの小断面部５２も更に曲げ変形される。なお、第２治具６１と第１治具６０とを共通化して、第１工程及び第２工程を同一の治具を用いて行うようにしてもよい。

図１１に示すように、第２工程によって複数の導体４０を押圧して変形させると、スロット２１内に隙間が生じる。そのため、次に、スロット２１内に生じた隙間に新たに導体４０を挿通する。本実施形態では、導体４０を１本配置したときの径方向における長さＬ５が、スロット２１内の主部２１Ｂに生じた上記隙間における径方向の長さＬ６よりも短い。また、図示を省略しているが、導体４０を２本並べたときの径方向における長さは、上記隙間における径方向の長さＬ６よりも長い。そのため、上記隙間において導体４０を配置可能な数の最大数は「１」となる。このようにして、スロット２１の主部２１Ｂに新たに生じた隙間に、配置可能な最大数（１本）の導体４０の直線部４１を配置する。以下では、新たに配置した１本の導体４０を第８導体４０Ｈという。

図１２に示すように、スロット２１内に第８導体４０Ｈを配置した後、スロット２１の開口部２１Ａに第３治具６２を挿通する。第３治具６２の幅Ｗ４は、スロット２１の開口部２１Ａの幅Ｗ１ａよりも若干狭い幅に設計されている。そのため、第３治具６２は、スロット２１の開口部２１Ａに対して径方向内側から挿通される。第３治具６２は、軸方向における長さ（紙面奥行き方向における長さ）が、スロット２１における軸方向の長さ、すなわちステータコア２０の軸方向における長さよりも長い。そのため、第３治具６２は、ステータコア２０に対して、軸方向における両端に突出した状態で配置される。

図１３に示すように、この状態から第３治具６２を径方向外側に向けて移動させることでプレス工程における第３工程を行う。第３工程では、各導体４０の内置部５０を第３治具６２によってバックヨーク２２側に押圧する。第１工程及び第２工程において既に塑性変形させた第１導体４０Ａから第７導体４０Ｇは加工硬化のために変形が生じ難いことから、新たに配置した第８導体４０Ｈの内置部５０が塑性変形する。このとき、第８導体４０Ｈの内置部５０は、その断面の幅がスロット２１の主部２１Ｂの幅と同じになるまで潰されて薄板状に変形する。これにより、第８導体４０Ｈの内置部５０の外周面とスロット２１の内周面とが密着した状態となる。より詳しくは、第８導体４０Ｈは、一方のティース２３に対向する対向面（図１３の上面）と、他方のティース２３に対向する対向面（図１３の下面）とがスロット２１の内周面に密着した状態となる。

第３工程では、こうして第８導体４０Ｈの内置部５０における断面形状を変形させた後、さらにプレス加工を続けて各導体４０を押圧する。これにより、第８導体４０Ｈをステータコア２０の軸方向に延伸させる。

すなわち、図１４に示すように、第３工程において第８導体４０Ｈを軸方向に延伸させると、第８導体４０Ｈにおいて押圧していない部分である外置部５１よりも断面積の小さい小断面部５２が形成される。第８導体４０Ｈは、小断面部５２と外置部５１とによって突出部５５が構成されている。

第３工程において第８導体４０Ｈをプレス加工することで、第８導体４０Ｈにおける内置部５０の厚さＴ３が、外置部５１における厚さＴ４よりも小さくなる（Ｔ３＜Ｔ４）。そのため、第３治具６２は、第８導体４０Ｈを軸方向に延伸させつつも、第８導体４０Ｈの外置部５１を径方向外側（図１４の左側）に押圧することとなる。第８導体４０Ｈの外置部５１は、第１導体４０Ａから第７導体４０Ｇの外置部５１に重ねて配置されていることから、第３治具６２の押圧力は第１導体４０Ａから第８導体４０Ｈの各外置部５１へ作用する。小断面部５２は、断面積が小さく、それに対応して厚さが薄いことから、第３治具６２によって押圧されたときの曲げ剛性が他の部分に比して小さい。そのため、第３治具６２によって第８導体４０Ｈの外置部５１を押圧する荷重によって、第１導体４０Ａから第８導体４０Ｈまでの各小断面部５２が曲げ変形して曲げ工程が行われることとなる。すなわち、この曲げ工程では、第３工程において第８導体４０Ｈを延伸させているときに第１導体４０Ａから第８導体４０Ｈにおける各小断面部５２を纏めて曲げ変形させることで各突出部５５を曲げ変形させる。こうした各導体４０へのプレス工程及び曲げ工程により、第３治具６２から最も遠い位置にあるバックヨーク２２側の第１導体４０Ａの曲げ変形量が最も大きくなり、第３治具６２から最も近い位置にある内周側の第８導体４０Ｈの曲げ変形量が最も小さくなる。このように、第１導体４０Ａ側ほど小断面部５２の曲げ変形量が大きくなっている。

こうして各導体４０の小断面部５２を径方向外側に湾曲させる曲げ工程を行った後、各導体４０の直線部４１を周方向に折り曲げて他の導体４０の直線部４１と接合する。これにより、複数の導体４０を一続きとしてステータコア２０に巻回されたステータコイル３０を構成する。

このようにして構成されたステータコイル３０では、各導体４０の内置部５０においてスロット２１内に配置されている部分が配置部３１を構成し、各導体４０における突出部５５がスロット２１外に配置されたコイルエンド３２を構成する。内置部５０の外周面はスロット２１の内周面に密着しているため、ステータコア２０の配置部３１の外周面はスロット２１の内周面に密着している。また、突出部５５は、小断面部５２及び外置部５１によって構成されている。突出部５５では、小断面部５２はスロット２１側に位置する。そのため、コイルエンド３２には、配置部３１側の端部に他の部分に比して断面積の小さい小断面部５２が形成されている。そして、コイルエンド３２において、小断面部５２は径方向外側に曲げ変形されており、湾曲形状に形成されている。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）本実施形態では、プレス工程において、ステータコイル３０を構成する各導体４０を押圧してステータコア２０の軸方向に延伸させることで、導体４０において押圧していない部分である外置部５１よりも断面積の小さい小断面部５２を突出部５５に形成している。小断面部５２は、断面積が小さいことから、突出部５５において他の部分よりも曲げ変形し易い。そして、曲げ工程において、この小断面部５２を曲げ変形させることで突出部５５を曲げ変形させている。そのため、突出部５５を曲げ変形させたときの曲率を大きくすることができ、突出部５５のステータコア２０からの突出高さを小さくできる。これにより、ステータコイル３０のコイルエンド３２におけるステータコア２０からの突出高さを小さくすることが可能になる。したがって、ステータコイル３０の占積率を向上させつつも大型化を抑制できるステータ１０の製造方法を実現できる。

（２）曲げ工程では、プレス工程において導体４０を延伸させているときに小断面部５２を曲げ変形させている。このように、プレス工程の後に曲げ工程を行うのではなく、プレス工程と曲げ工程とを同時に行うことで、ステータ１０の製造時間の短縮を図ることが可能になる。

（３）本実施形態では、プレス工程において、スロット２１内に複数の導体４０を配置した状態で押圧することにより、複数の導体４０を纏めて延伸させている。また、曲げ工程において、各導体４０における小断面部５２を纏めて曲げ変形させている。そのため、プレス工程において複数の導体４０へのプレス加工を一度に行うことができるとともに、曲げ工程において複数の導体４０への曲げ加工を一度に行うことが可能になる。したがって、ステータ１０の製造時間の一層の短縮を図ることが可能になる。

（４）本実施形態では、プレス工程として、第１工程と第２工程とを備えた。第１工程では、スロット２１内に配置可能な最大数の導体４０として第１導体４０Ａから第５導体４０Ｅを配置した状態で押圧することにより、各導体４０を延伸させた。また、第２工程では、第１工程によって第１導体４０Ａから第５導体４０Ｅを押圧することで生じたスロット２１内の隙間に、該隙間に配置可能な最大数の導体４０として新たに第６導体４０Ｆ及び第７導体４０Ｇを配置した状態で押圧し、第６導体４０Ｆ及び第７導体４０Ｇを延伸させた。そのため、第１工程では、スロット２１内において一度にプレス加工できる最大数の導体４０が纏めて押圧されることとなる。また、第２工程において、第１工程によってスロット２１内に生じた隙間に再度最大数の導体４０が配置されてプレス加工が行われる。したがって、プレス工程におけるプレス加工の回数の最小化に貢献できる。

（５）本実施形態では、ステータコイル３０は、スロット２１内に配置された配置部３１と、スロット２１外に配置されたコイルエンド３２とを有し、配置部３１の外周面は、スロット２１の内周面に密着している。そのため、ステータコイル３０とスロット２１との隙間が小さく、ステータコイル３０の占積率を向上させることができる。また、コイルエンド３２には、配置部３１側の端部に他の部分に比して断面積の小さい小断面部５２が形成されており、小断面部５２は湾曲形状に形成されている。小断面部５２は断面積が小さいことから、コイルエンド３２において他の部分よりも曲げ変形し易く曲率を大きくすることができる。そのため、コイルエンド３２のステータコア２０からの突出高さを小さくすることが可能になる。したがって、ステータコイル３０の占積率を向上させつつも大型化を抑制できる電機子を実現できる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、プレス工程において、スロット２１内に最大数の導体４０を配置した状態で各導体４０を延伸させるようにした。こうした構成に代えて、スロット２１内に最大数よりも少ない数の導体４０を配置した状態で各導体４０を延伸させるようにしてもよい。例えば、上記実施形態において、まずスロット２１内に２本の導体４０を配置してこれらの導体４０を延伸させた後、スロット２１内に２本の導体４０を新たに配置してこれらの導体４０を延伸させる。その後、さらに２本の導体４０をスロット２１内に配置してこれらの導体４０を延伸させた後、最後に２本の導体４０をスロット２１内に配置してこれらの導体４０を延伸させる。こうした構成であっても、スロット２１内に導体４０を８本組付けることは可能である。

・プレス工程では、スロット２１内に複数の導体４０を配置した状態で押圧することで複数の導体４０を纏めて延伸させるようにした。こうした構成に代えて、１本の導体４０をスロット２１内に配置した状態で押圧する等して導体４０を１本ずつ延伸させるようにしてもよい。

・曲げ工程では、第１治具６０、第２治具６１、及び第３治具６２の各々を用いて複数の導体４０における各小断面部５２を纏めて曲げ変形させる構成を例示した。こうした構成に代えて、各導体４０の小断面部５２を個別に曲げ変形させるようにしてもよい。例えば、１本の導体４０をスロット２１内に配置した状態で押圧する場合には、上述した各治具を用いることで、導体４０を１本ずつ曲げ変形させることができる。

・各治具の軸方向における長さをステータコア２０の軸方向における長さよりも長くして、各治具をステータコア２０よりも軸方向に突出させた。そして、プレス工程において導体４０を延伸させているときに、各治具においてステータコア２０よりも軸方向に突出している部分によって押圧することで各小断面部５２を曲げ変形させるようにした。こうした構成に代えて、プレス工程において導体４０を延伸させた後に、小断面部５２を曲げ変形させるようにしてもよい。こうした構成は、例えば、プレス工程を行うプレス治具と、曲げ工程を行う曲げ治具とを別々に設けることなどで実現できる。すなわち、プレス治具によって導体４０を延伸させて小断面部５２を形成した後、曲げ治具によって小断面部５２を曲げ変形させるといった方法を採用することも可能である。

・上記実施形態では、ティース２３の形状として、平面視がＴ字状のものを例示したが、ティース２３の形状はこうしたものに限らない。例えば、径方向において幅が一定のＩ字状のティースを採用することも可能である。

・電機子としてステータコア２０とステータコイル３０とを備えるステータ１０を例に説明した。電機子としてはステータ１０に限らない。例えば、複数のスロット２１が形成されたロータコアと、該ロータコアのスロット２１に組付けられたロータコイルとを備えるロータを電機子として、上記実施形態の構成と同様の構成を適用することも可能である。

１０…ステータ（電機子）
２０…ステータコア（鉄心）
２１…スロット
２１Ａ…開口部
２１Ｂ…主部
２２…バックヨーク
２３…ティース
３０…ステータコイル
３１…配置部
３２…コイルエンド
４０…導体
４０Ａ…第１導体
４０Ｂ…第２導体
４０Ｃ…第３導体
４０Ｄ…第４導体
４０Ｅ…第５導体
４０Ｆ…第６導体
４０Ｇ…第７導体
４０Ｈ…第８導体
４１…直線部
４２…湾曲部
５０…内置部
５１…外置部
５２…小断面部
５５…突出部
６０…第１治具
６１…第２治具
６２…第３治具

Claims (5)

1. 複数のスロットが形成された鉄心と、前記鉄心の径方向に並んで配置された複数の導体により構成され、該鉄心のスロットに組付けられたコイルとを備える電機子の製造方法であって、
   前記導体を前記スロット内において押圧して塑性変形させるプレス工程と、
   前記導体において前記スロットの外部に位置する突出部を曲げ変形させる曲げ工程とを備え、
   前記プレス工程では、前記導体を押圧して前記鉄心の軸方向に延伸させることで、前記導体において押圧していない部分よりも断面積の小さい小断面部を前記突出部に形成し、
   前記曲げ工程では、前記スロット内に配置された前記複数の導体のうち、前記径方向の外側に位置する前記導体ほど、前記径方向の外側への曲げ変形量が大きくなるように前記小断面部を曲げ変形させることで前記突出部を曲げ変形させる電機子の製造方法。
2. 前記曲げ工程では、前記プレス工程において前記導体を延伸させているときに前記小断面部を曲げ変形させる
   請求項１に記載の電機子の製造方法。
3. 前記プレス工程では、前記スロット内に複数の導体を配置した状態で押圧することにより、前記複数の導体を纏めて延伸させるとともに、
   前記曲げ工程では、各導体における前記小断面部を纏めて曲げ変形させる
   請求項１または２に記載の電機子の製造方法。
4. 前記プレス工程は、
   前記スロット内に配置可能な最大数の前記導体を該スロット内に配置した状態で押圧することにより、前記導体を延伸させる第１工程と、
   前記第１工程によって前記導体が押圧されることで生じた前記スロット内の隙間に、該隙間に配置可能な最大数の前記導体を配置した状態で押圧することにより、前記隙間に配置した前記導体を延伸させる第２工程とを有する
   請求項１～３のいずれか一項に記載の電機子の製造方法。
5. 複数のスロットが形成された鉄心と、前記鉄心の径方向に並んで配置された複数の導体により構成され、該鉄心のスロットに組付けられたコイルとを備える電機子であって、
   前記導体は、前記スロット内に配置された配置部と、前記スロット外に配置されたコイルエンドとを有し、
   前記配置部の外周面は、前記スロットの内周面に密着しており、
   前記コイルエンドは、前記配置部側の端部に他の部分に比して断面積の小さい小断面部が形成されており、
   前記小断面部は前記径方向の外側に湾曲した湾曲形状に形成されており、
   前記スロット内に配置された前記複数の導体のうち、前記径方向の外側に位置する前記導体ほど、前記小断面部の曲率が大きい電機子。