JP7474816B2 - ステータ製造装置及びステータ製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ステータ製造装置及びステータ製造方法に関する。

従来、ステータコアの複数のスロットに装着されたセグメントコイル群を有するステータを製造するステータ製造装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

セグメントコイル群は、それぞれ一対の直線部を有する略Ｕ字形状の複数のセグメントコイルによって構成される。セグメントコイルの直線部は、ステータコアの径方向に複数層に配列するようにスロット内にそれぞれ挿入され、ステータコアの一方端面から突出する。ステータ製造装置は、ステータコアの一方端面から突出する複数の直線部を、治具を用いてそれぞれステータコアの周方向に折り曲げ成形する。折り曲げられた後の同相のセグメントコイルの先端同士は揃えられ、ＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接等の適宜の接合手段によって電気的に接合される。

特許第６４２３５４８号公報

一般に、ステータコアの径方向に沿うスロットの長さは、複数の直線部を挿入し易くするために、スロット内に挿入される全ての直線部をステータコアの径方向に束ねて配列したときの長さよりも長く形成される。スロット内に全ての直線部が挿入されても、スロット内には僅かに隙間が形成されるため、セグメントコイルの直線部を折り曲げ成形する際、スロット内の直線部の直立姿勢が乱れ、直線部が径方向に倒れ込む場合がある。直線部の直立姿勢が乱れると、折り曲げ成形後のセグメントコイルの端部の姿勢が、基準姿勢に対してばらつくおそれがあり、その後の接合作業に影響を及ぼすおそれがある。また、倒れ込んだ直線部の角部が他の直線部に当たることによって、セグメントコイルの表面を覆う絶縁被膜を損傷するおそれもある。

本発明は、ステータコアのスロットに装着されたセグメントコイル群の複数の直線部を直立姿勢の乱れなく折り曲げることができ、ステータの精度を向上させることができるステータ製造装置及びステータ製造方法を提供することを目的とする。

（１） 本発明に係るステータ製造装置は、ステータコア（例えば、後述のステータコア２）の複数のスロット（例えば、後述のスロット２２）内に前記ステータコアの径方向（例えば、後述のＹ方向）に配列するように挿入されるセグメントコイル群（例えば、後述のセグメントコイル群３）の複数の直線部（例えば、後述の直線部３１）を、それぞれ前記ステータコアの周方向（例えば、後述のＸ方向）に折り曲げ成形することによってステータ（例えば、後述のステータ１）を製造するステータ製造装置（例えば、後述のステータ製造装置４）であって、前記セグメントコイル群の前記複数の直線部を、前記ステータコアの径方向に沿って、少なくとも外方側の第１配列層（例えば、後述の第１配列層３Ａ）と内方側の第２配列層（例えば、後述の第２配列層３Ｂ）との２つに区分し、前記第１配列層の前記複数の直線部を折り曲げ成形する第１折り曲げ装置（例えば、後述の第１折り曲げ装置５）と、前記第２配列層の前記複数の直線部を折り曲げ成形する第２折り曲げ装置（例えば、後述の第２折り曲げ装置６）と、前記第１折り曲げ装置及び前記第２折り曲げ装置のうちの少なくともいずれか一方に設けられ、前記ステータコアの一方端面（例えば、後述の端面２ｂ）から突出する前記第１配列層と前記第２配列層との間に挿入可能に構成され、前記第１配列層と前記第２配列層との間に挿入されることによって前記複数の直線部の前記ステータコアの径方向位置変化を抑制するスペーサ部材（例えば、後述の第１スペーサ部材５３、第２スペーサ部材６３）と、を備える、ステータ製造装置である。

（２） 上記（１）に記載のステータ製造装置において、前記第１折り曲げ装置及び前記第２折り曲げ装置は、前記第１配列層及び前記第２配列層の前記複数の直線部の先端部（例えば、後述の先端部３１ａ）を把持して折り曲げる折り曲げ治具（例えば、後述の折り曲げ治具５１，６１）をそれぞれ有し、前記スペーサ部材は、前記第１配列層と前記第２配列層との間に挿入された状態で、前記折り曲げ治具による前記複数の直線部の把持部位よりも、前記ステータコアに近接して配置されてもよい。

（３） 上記（１）又は（２）に記載のステータ製造装置において、前記第１折り曲げ装置は、前記第１配列層の前記複数の直線部の外径側に配置されて前記第１配列層を外径側から支持する外径ガイド部材（例えば、後述の第１外径ガイド部材５２）をさらに備えてもよい。

（４） 上記（１）～（３）のいずれかに記載のステータ製造装置において、前記第２配列層の前記複数の直線部の内径側に配置されて前記第２配列層を内径側から支持する内径ガイド部材（例えば、後述の内径ガイド部材６２）をさらに備えてもよい。

（５） 本発明に係るステータ製造方法は、ステータコア（例えば、後述のステータコア２）の複数のスロット（例えば、後述のスロット２２）内に前記ステータコアの径方向（例えば、後述のＹ方向）に配列するように挿入されるセグメントコイル群（例えば、後述のセグメントコイル群３）の複数の直線部（例えば、後述の直線部３１）を、それぞれ前記ステータコアの周方向（例えば、後述のＸ方向）に折り曲げ成形することによってステータ（例えば、後述のステータ１）を製造するステータ製造方法であって、前記セグメントコイル群の前記複数の直線部を、前記ステータコアの径方向に沿って、少なくとも外方側の第１配列層（例えば、後述の第１配列層３Ａ）と内方側の第２配列層（例えば、後述の第２配列層３Ｂ）との２つに区分し、前記ステータコアの一方端面（例えば、後述の端面２ｂ）から突出する前記第１配列層の前記複数の直線部と前記第２配列層の前記複数の直線部とを個別に折り曲げ成形するとともに、前記第１配列層及び前記第２配列層のうちの少なくともいずれか一方の前記複数の直線部の折り曲げ成形時に、前記第１配列層と前記第２配列層との間にスペーサ部材（例えば、後述の第１スペーサ部材５３、第２スペーサ部材６３）を挿入することによって、前記複数の直線部の前記ステータコアの径方向位置変化を抑制する、ステータ製造方法である。

（６） 上記（５）に記載のステータ製造方法において、折り曲げ成形時に、前記第１配列層及び前記第２配列層の前記複数の直線部を、先端部（例えば、後述の先端部３１ａ）を把持する折り曲げ治具（例えば、後述の折り曲げ治具５１，６１）によって折り曲げるとともに、前記スペーサ部材を、前記折り曲げ治具による前記複数の直線部の把持部位よりも、前記ステータコアに近接するように前記第１配列層と前記第２配列層との間に挿入してもよい。

（７） 上記（５）又は（６）に記載のステータ製造方法において、前記第１配列層の前記複数の直線部の折り曲げ成形時に、前記第１配列層の外径側に外径ガイド部材（例えば、後述の第１外径ガイド部材５２）を配置させて前記第１配列層を外径側から支持してもよい。

（８） 上記（５）～（７）のいずれかに記載のステータ製造方法において、前記第２配列層の前記複数の直線部の折り曲げ成形時に、前記第２配列層の内径側に内径ガイド部材（例えば、内径ガイド部材６２）を配置させて前記第２配列層を内径側から支持してもよい。

本発明によれば、ステータコアのスロットに装着されたセグメントコイル群の複数の直線部を直立姿勢の乱れなく折り曲げることができ、ステータの精度を向上させることができるステータ製造装置及びステータ製造方法を提供することができる。

本実施形態のステータを示す斜視図である。 本実施形態のステータを分解して示す斜視図である。 本実施形態のステータコアのスロットに束ねられたセグメントコイルが挿入される様子を示す斜視図である。 本実施形態のステータコアのスロットに全てのセグメントコイルが挿入された状態を示す斜視図である。 本実施形態のステータにおける第１配列層及び第２配列層を説明する図である。 本実施形態のステータ製造装置を示す図である。 本実施形態の第１折り曲げ装置における図６中のＡ部を拡大して示す断面図である。 本実施形態の折り曲げ治具を示す図である。 本実施形態の折り曲げ治具によって直線部の先端部を把持した状態を示す図である。 本実施形態の折り曲げ治具の一部分を下面側から見た図である。 本実施形態の第２折り曲げ装置における図６中のＢ部を拡大して示す断面図である。 本実施形態の第１折り曲げ装置によって第１配列層の直線部を折り曲げる様子を説明する図である。 本実施形態の第２折り曲げ装置によって第２配列層の直線部を折り曲げる様子を説明する図である。 本実施形態のステータ製造装置によってセグメントコイルの直線部が折り曲げ成形された状態を示す斜視図である。

以下、本実施形態のステータ製造装置及びステータ製造方法について図面を参照して詳細に説明する。まず、図１～図５を参照してステータ１について説明する。ステータ１は、例えば、回転電機のステータであり、ステータコア２と、ステータコア２に装着されるセグメントコイル群３と、を含んで構成される。

ステータコア２は、薄肉のコアプレートが複数積層された積層体からなる円環部２１を有する。円環部２１は、中心を軸方向に貫通する軸孔２０と、軸孔２０の周囲に配置され、ステータコア２の軸方向に貫通する複数のスロット２２と、を有する。スロット２２は、円環部２１の周方向に沿って一定の間隔で放射状に配列され、軸孔２０に向けて細幅に開口する開口部２２ａを有する。

ステータ１及びステータコア２において、図中の矢印で示すように、周方向は、スロット２２が配列されるＸ方向であり、径方向は、放射方向に沿うＹ方向であり、軸方向は、軸孔２０を貫通するＺ方向である。径方向において、Ｙ１方向は径方向の内方を示し、Ｙ２方向は径方向の外方を示す。

セグメントコイル群３は、複数のセグメントコイル３０の集合体である。セグメントコイル３０は、例えば、断面矩形状の平角線からなる導体を略Ｕ字形状に成形することによって構成される。セグメントコイル３０は、図２及び図３に示すように、一対の平行な直線部３１と、その一対の直線部３１の一方端部同士を連結する連結部３２と、をそれぞれ有する。本実施形態では、図３に示すように、４本のセグメントコイル３０がステータコア２の径方向に積層されて束ねられている。束ねられた４本のセグメントコイル３０は、一方の直線部３１と他方の直線部３１とを、２つのスロット２２，２２にそれぞれ軸方向に沿って挿入することによって、ステータコア２に装着される。スロット２２に挿入された各セグメントコイル３０の直線部３１，３１は、図４に示すように、ステータコア２の挿入側の端面２ａとは反対側の端面（一方端面）２ｂから直立するように突出する。

本実施形態では、図５に示すように、１つのスロット２２に、束ねられた４本のセグメントコイル３０の直線部３１と、別に束ねられた４本のセグメントコイル３０の直線部３１とが、ステータコア２の径方向に配列するように挿入される。これによって、スロット２２内には、それぞれ８本の直線部３１が径方向に配列される。ステータコア２の径方向に沿うスロット２２の長さは、８本の直線部３１をステータコア２の径方向に束ねて配列したときの長さよりも長い。そのため、スロット２２内に８本の直線部３１が径方向に配列するように挿入されても、スロット２２内には直線部３１が僅かながらも移動し得る隙間が存在する。なお、ステータコア２のスロット２２内にはそれぞれ絶縁部材が挿入されるが、各図において絶縁部材は省略されている。

全てのセグメントコイル３０の直線部３１がステータコア２の全てのスロット２２に挿入された状態のステータ１は、図６に示すステータ製造装置４に移送される。ステータコア２の端面２ｂから直立するように突出する複数の直線部２１は、ステータ製造装置４においてステータコア２の周方向に折り曲げ成形される。ステータ製造装置４は、ステータ保持具４１を搭載する搬送装置４２の上方に、複数の直線部３１を２つのステージに分けて折り曲げ成形するための第１折り曲げ装置５と第２折り曲げ装置６とを備える。

ステータ保持具４１は、ステータコア２にセグメントコイル群３が装着された状態のステータ１を、ステータコア２の端面２ｂから突出する直線部３１が上方を向くように保持する。搬送装置４２は、ステータ保持具４１に保持されたステータ１を、第１折り曲げ装置５及び第２折り曲げ装置６の下方に順次移送する。第１折り曲げ装置５及び第２折り曲げ装置６は、搬送装置４２の上方に、搬送装置４２の搬送方向に沿って配置される。第１のステージでは、第１折り曲げ装置５が、ステータコア２の径方向の外方側の複数の直線部３１を折り曲げ成形し、第２のステージでは、第２折り曲げ装置６が、ステータコア２の径方向の内方側の複数の直線部３１を折り曲げ成形する。

詳しくは、各スロット２２内において径方向の同一位置に配置される直線部３１は、ステータコア２の周方向に亘って１つの層を形成する。本実施形態では、図５に示すように、スロット２２内にそれぞれ８本の直線部３１が挿入されるため、セグメントコイル群３は、ステータコア２の径方向の内方側から外方側に向けて、１Ｔ～８Ｔの８つの層を有する。本実施形態のステータ製造装置４は、折り曲げ対象である直線部３１の８つの層を、第１折り曲げ装置５と第２折り曲げ装置６とに対応して、径方向の外方側に配置される１以上の層で構成される第１配列層３Ａと、径方向の内方側に配置される１以上の層で構成される第２配列層３Ｂとの２つに区分する。本実施形態では、８つの層のうち、径方向の外方側に配置される５Ｔ～８Ｔの４つの層が第１配列層３Ａとされ、径方向の内方側に配置される１Ｔ～４Ｔの４つの層が第２配列層３Ｂとされている。したがって、第１ステージでは、第１折り曲げ装置５によって５Ｔ～８Ｔの複数の直線部３１が折り曲げ成形され、第２ステージでは、第２折り曲げ装置６によって１Ｔ～４Ｔの複数の直線部３１が折り曲げ成形される。

第１折り曲げ装置５の下端部には、図７に示すように、第１配列層３Ａの４Ｔ～８Ｔの４つの層に対応する４つの折り曲げ治具５１と、第１外径ガイド部材５２と、第１スペーサ部材５３と、が配置される。

４つの折り曲げ治具５１は、それぞれ円筒状に形成されて同芯状に配置されている。４つの折り曲げ治具５１の下端側は、外径が異なる以外は実質的に同一の構成を有する。折り曲げ治具５１は、第１配列層３Ａの４Ｔ～８Ｔの各層の直線部３１の先端部３１ａ（図９参照）をそれぞれ１本ずつ収容して把持する複数の把持溝５１１を有する。

把持溝５１１は、図８及び図９に示すように、側面視で縦長矩形状に形成され、折り曲げ治具５１の下面５１ａ及び外側面５１ｂにそれぞれ開放している。把持溝５１１の長手方向は、折り曲げ治具５１の下面５１ａに対して垂直方向に配置され、折り曲げ治具５１の軸方向に沿って延びている。４つの折り曲げ治具５１の下面５１ａの位置は揃えられ、ステータ保持具４１に保持されるステータコア２の端面２ｂに対して平行に配置される。なお、図９に示すように、セグメントコイル３０の全体は絶縁被膜３１１によって覆われている。把持溝５１１に把持される直線部３１の先端部３１ａは、絶縁被膜３１１が剥離された被膜剥離部３１２によって形成されている。

４つの折り曲げ治具５１の上端側は、図示しない駆動部に連結される。４つの折り曲げ治具５１は、図示しない駆動部の駆動によって周方向に回転移動するとともに、上下方向に一体的に直線移動する。図１０中の黒塗りの矢印で示すように、４つの折り曲げ治具５１は、それぞれの回転方向が時計方向及び反時計方向に交互に反対になるように独立して回転移動し、把持溝５１１によって把持した各層の直線部３１を、ステータコア２の周方向に沿う時計方向又は反時計方向に斜め折り曲げる。

第１外径ガイド部材５２は、円筒状に形成され、４つの折り曲げ治具５１の外径側に４つの折り曲げ治具５１と同芯状に配置される。第１外径ガイド部材５２の内側面５２ａは、最も外径側に配置される折り曲げ治具５１の外側面５１ｂに近接して配置される。第１外径ガイド部材５２は、図示しない駆動部の駆動によって、４つの折り曲げ治具５１に対して独立して上下方向に直線移動し、４つの折り曲げ治具５１による第１配列層３Ａの直線部３１の折り曲げ成形時に、８Ｔの外径側に当接もしくは近接して配置される。

第１スペーサ部材５３は、円筒状に形成され、４つの折り曲げ治具５１の内径側に４つの折り曲げ治具５１と同芯状に配置される。第１スペーサ部材５３の外側面５３ａは、最も内径側に配置される折り曲げ治具５１の内側面５１ｃに近接して配置される。第１スペーサ部材５３は、図示しない駆動部の駆動によって、４つの折り曲げ治具５１に対して独立して上下方向に直線移動し、４つの折り曲げ治具５１による第１配列層３Ａの直線部３１の折り曲げ成形時に、第１配列層３Ａと第２配列層３Ｂとの間に挿入される。

第２折り曲げ装置６の下端には、図１１に示すように、第２配列層３Ｂの１Ｔ～４Ｔの４つの層に対応する４つの折り曲げ治具６１と、内径ガイド部材６２と、第２スペーサ部材６３と、第２外径ガイド部材６４と、が配置される。

４つの折り曲げ治具６１は、下端側の外径が折り曲げ治具５１よりも小径である点及び回転方向が折り曲げ治具５１と異なる点以外は、第１折り曲げ装置５の折り曲げ治具５１と実質的に同一の構成を有する。そのため、図８～図１０中に符号を併記して説明する。折り曲げ治具６１は、第２配列層３Ｂの１Ｔ～４Ｔの各層の直線部３１の先端部３１ａをそれぞれ１本ずつ収容して把持する複数の把持溝６１１を有する。把持溝６１１は、側面視で縦長矩形状に形成され、折り曲げ治具６１の下面６１ａ及び外側面６１ｂにそれぞれ開放している。把持溝６１１の長手方向は、折り曲げ治具６１の下面６１ａに対して垂直方向に配置され、折り曲げ治具６１の軸方向に沿って延びている。折り曲げ治具６１の把持溝６１１は、被膜剥離部３１２からなる先端部３１ａを収容して把持する。４つの折り曲げ治具６１の下面６１ａの位置は揃えられ、ステータコア２の端面２ｂに対して平行に配置される。

４つの折り曲げ治具６１は、図示しない駆動部の駆動によって周方向に回転移動するとともに、上下方向に一体的に直線移動する。４つの折り曲げ治具６１も、折り曲げ治具５１と同様に、図１０中の白塗りの矢印で示すように、それぞれの回転方向が時計方向及び反時計方向に交互に反対になるように独立して回転移動し、把持した各層の直線部３１をステータコア２の周方向に沿って時計方向又は反時計方向に斜めに折り曲げる。第２折り曲げ装置６の４つの折り曲げ治具６１の回転方向は、白塗りの矢印で示すように、第１折り曲げ装置５の４つの折り曲げ治具５１の黒塗りの矢印で示す回転方向と反対方向である。したがって、第１折り曲げ装置５の４つの折り曲げ治具５１のうちの最も内径側の折り曲げ治具５１の回転方向は、第２折り曲げ装置６の４つの折り曲げ治具６１のうちの最も外径側の折り曲げ治具６１の回転方向と同じ方向になる。

内径ガイド部材６２は、円筒状に形成され、４つの折り曲げ治具６１の内径側に４つの折り曲げ治具６１と同芯状に配置される。内径ガイド部材６２の外側面６２ａは、最も内径側に配置される折り曲げ治具６１の内側面６１ｃに近接して配置される。内径ガイド部材６２は、図示しない駆動部の駆動によって、４つの折り曲げ治具６１に対して独立して上下方向に直線移動し、４つの折り曲げ治具６１による第２配列層３Ｂの直線部３１の折り曲げ成形時に、１Ｔの内径側に当接もしくは近接するように配置される。

第２スペーサ部材６３は、円筒状に形成され、４つの折り曲げ治具６１の外径側に４つの折り曲げ治具６１と同芯状に配置される。第２スペーサ部材６３の内側面６３ａは、最も外径側に配置される折り曲げ治具６１の外側面６１ｂに近接して配置される。第２スペーサ部材６３は、図示しない駆動部の駆動によって、４つの折り曲げ治具６１に対して独立して上下方向に一体的に直線移動し、４つの折り曲げ治具６１による第２配列層３Ｂの直線部３１の折り曲げ成形時に、第１配列層３Ａと第２配列層３Ｂとの間に挿入される。

第２外径ガイド部材６４は、円筒状に形成され、第２スペーサ部材６３の外径側に第２スペーサ部材６３と同芯状に配置される。第２外径ガイド部材６４と第２スペーサ部材６３とは、互いの上端部において一体に連結されている。第２外径ガイド部材６４と第２スペーサ部材６３との間には、第１配列層３Ａを収容可能な幅及び深さを有する環状凹部６５が形成されている。第２外径ガイド部材６４は、図示しない駆動部の駆動によって、第２スペーサ部材６３と一体に上下方向に直線移動し、４つの折り曲げ治具６１による第２配列層３Ｂの直線部３１の折り曲げ成形時に、第１配列層３Ａの８Ｔの外径側に当接もしくは近接するように配置される。

次に、第１折り曲げ装置５及び第２折り曲げ装置６による第１配列層３Ａ及び第２配列層３Ｂの直線部３１の折り曲げ動作について、図１２及び図１３を参照して説明する。

ステータ保持具４１に保持されたステータ１は、搬送装置４２の駆動によって第１折り曲げ装置５に向けて搬送され、第１折り曲げ装置５の直下の位置で停止する。その後、図示しない駆動部の駆動によって、最初に第１外径ガイド部材５２及び第１スペーサ部材５３がステータコア２の端面２ｂに近接する位置まで下動する。第１外径ガイド部材５２は、第１配列層３Ａの８Ｔの外径側に配置されるとともに、第１スペーサ部材５３は、第１配列層３Ａと第２配列層３Ｂとの間、すなわち、５Ｔと４Ｔとの間に挿入される。第１外径ガイド部材５２及び第１スペーサ部材５３は、把持溝５１１によって複数の直線部３１を把持する折り曲げ治具５１の把持部位よりも、ステータコア２の端面２ｂに近接して配置される。

第１スペーサ部材５３が第１配列層３Ａと第２配列層３Ｂとの間に挿入されることによって、第１配列層３Ａの複数の直線部３１は、第２配列層３Ｂに対して、スロット２２内の外径側に向けて押し広げられる。これによって、第１配列層３Ａの複数の直線部３１は、外径側に配置される第１外径ガイド部材５２に当接して支持されるとともに、第１スペーサ部材５３との間に挟持されて保持される。一方、第２配列層３Ｂの複数の直線部３１は、スロット２２内の内径側に向けて押し広げられる。

その後、４つの折り曲げ治具５１が、図示しない駆動部の駆動によって、第１外径ガイド部材５２と第１スペーサ部材５３との間に挟持される第１配列層３Ａの４つの層の直線部３１に向けて下動する。各層の直線部３１の先端部３１ａは、それぞれ対応する折り曲げ治具５１の把持溝５１１内に挿入されて把持される。第１配列層３Ａの複数の直線部３１は、第１外径ガイド部材５２と第１スペーサ部材５３とに案内されて、対応する折り曲げ治具５１の把持溝５１１内に円滑に誘い込まれる。

直線部３１の先端部３１ａをそれぞれ把持した４つの折り曲げ治具５１は、図示しない駆動部の駆動によって、時計方向及び反時計方向に交互に反対になるように回転移動しながらさらに下動し、ステータコア２の端面２ｂから突出する第１配列層３Ａの複数の直線部３１を、周方向に斜めに折り曲げる。このとき、第１配列層３Ａの複数の直線部３１は、第１外径ガイド部材５２と第１スペーサ部材５３との間に挟持されるため、直立姿勢を維持したまま斜めに折り曲げ成形される。

一方、第２配列層３Ｂの複数の直線部３１は、第１スペーサ部材５３が挿入されることによって、ステータコア２の径方向位置変化が抑制される。そのため、第１配列層３Ａの折り曲げ成形時に、第２配列層３Ｂの複数の直線部３１の直立姿勢がスロット２２内でずれて乱れることはない。第２配列層３Ｂの複数の直線部３１は、図１２に示すように、径方向に密に重なった配列状態を維持するため、直立姿勢の乱れた直線部３１の角部（例えば、絶縁被膜３１１と被膜剥離部３１２との境界部）が他の直線部３１の表面に当たって絶縁被膜３１１を損傷するおそれはなく、径方向に隣接する直線部３１．３１間の絶縁距離を確保することができる。

図１２に示すように、最も下動した第１外径ガイド部材５２の下端５２ｂの位置は、折り曲げ治具５１の把持部位（直線部３１の先端部３１ａの位置）よりもステータコア２の端面２ｂに近接して配置される。第１外径ガイド部材５２は、下端５２ｂが配置される位置から把持溝５１１に把持される直線部３１の先端部３１ａの外径側に亘って、第１配列層３Ａを外径側から支持する。そのため、折り曲げ治具５１による折り曲げ成形時の第１配列層３Ａの複数の直線部３１の外径側への過度の膨らみを効果的に抑制することができる。

また、図１２に示すように、最も下動した第１スペーサ部材５３の下端５３ｂの位置も、折り曲げ治具５１の把持部位（直線部３１の先端部３１ａの位置）よりもステータコア２の端面２ｂに近接して配置される。第１スペーサ部材５３は、下端５３ｂが配置される位置から第２配列層３Ｂの複数の直線部３１の先端部３１ａの外径側に亘って、第２配列層３Ｂを内径側に向けて押し付ける。そのため、折り曲げ治具５１による折り曲げ成形時の第２配列層３Ｂの複数の直線部３１の直立姿勢を効果的に維持することができる。

第１折り曲げ装置５における第１配列層３Ａの複数の直線部３１の折り曲げ成形が終了すると、ステータ保持具４１に保持されたステータ１は、搬送装置４２の駆動によって第２折り曲げ装置６に向けて搬送され、第２折り曲げ装置６の直下の位置で停止する。その後、図示しない駆動部の駆動によって、最初に内径ガイド部材６２、第２スペーサ部材６３及び第２外径ガイド部材６４がステータコア２の端面２ｂに近接する位置まで下動する。内径ガイド部材６２は、第２配列層３Ｂの１Ｔの内径側に配置され、第２スペーサ部材６３は、第１配列層３Ａと第２配列層３Ｂとの間、すなわち、５Ｔと４Ｔとの間に挿入され、第２外径ガイド部材６４は、第１配列層３Ａの８Ｔの外径側に配置される。折り曲げ成形された第１配列層３Ａの複数の直線部３１は、第２スペーサ部材６３と第２外径ガイド部材６４との間の環状凹部６５内に収容されて支持される。

第２スペーサ部材６３が第１配列層３Ａと第２配列層３Ｂとの間に挿入されることによって、第２配列層３Ｂの複数の直線部３１は、スロット２２内の内径側に向けて押し広げられる。これによって、第２配列層３Ｂの複数の直線部３１は、内径側に配置される内径ガイド部材６２に当接して支持されるとともに、第２スペーサ部材６３との間に挟持されて保持される。一方、折り曲げ成形済みの第１配列層３Ａの複数の直線部３１は、スロット２２内の外径側に向けて押し広げられるとともに、環状凹部６５内において、第２スペーサ部材６３と第２外径ガイド部材６４との間に挟持されて保持される。

その後、４つの折り曲げ治具６１が、図示しない駆動部の駆動によって、内径ガイド部材６２と第２スペーサ部材６３との間に挟持される第２配列層３Ｂの４つの層の直線部３１に向けて下動する。各層の直線部３１の先端部３１ａは、それぞれ対応する折り曲げ治具６１の把持溝６１１内に挿入されて把持される。第２配列層３Ｂの複数の直線部３１は、内径ガイド部材６２と第２スペーサ部材６３とに案内されて、対応する折り曲げ治具６１の把持溝６１１内に円滑に誘い込まれる。

直線部３１の先端部３１ａをそれぞれ把持した４つの折り曲げ治具６１は、図示しない駆動部の駆動によって、時計方向及び反時計方向に交互に反対になるように回転移動しながらさらに下動し、ステータコア２の端面２ｂから突出する第２配列層３Ｂの複数の直線部３１を、周方向に斜めに折り曲げる。第２配列層３Ｂの４Ｔの直線部３１を折り曲げる最も外径側の折り曲げ治具６１の回転方向は、第１折り曲げ装置５において第１配列装置３Ａの５Ｔの直線部３１を折り曲げる最も内径側の折り曲げ治具５１の回転方向と同じであるため、４Ｔの直線部３１は５Ｔの直線部３１と周方向の同一方向に折り曲げられる。このとき、折り曲げられる４Ｔと５Ｔの直線部３１，３１同士が互いに干渉するおそれがあるが、第２配列層３Ｂの複数の直線部３１は、内径ガイド部材６２と第２スペーサ部材６３との間に挟持されてステータコア２の径方向位置変化が抑制されているため、スロット２２内で径方向に位置ズレすることなく、直立姿勢を維持したまま斜めに折り曲げ成形される。

図１３に示すように、最も下動した内径ガイド部材６２の下端６２ｂの位置は、折り曲げ治具６１の把持部位（直線部３１の先端部３１ａの位置）よりもステータコア２の端面２ｂに近接して配置される。内径ガイド部材６２は、下端６２ｂが配置される位置から把持溝５１１に把持される直線部３１の先端部３１ａの内径側に亘って、第２配列層３Ｂを内径側から支持する。そのため、折り曲げ治具６１による折り曲げ成形時の第２配列層３Ｂの複数の直線部３１の内径側への過度の膨らみを効果的に抑制することができる。

また、図１３に示すように、最も下動した第２スペーサ部材６３の下端６３ｂの位置も、折り曲げ治具６１の把持部位（直線部３１の先端部３１ａの位置）よりもステータコア２の端面２ｂに近接して配置される。第２スペーサ部材６３は、下端６３ｂが配置される位置から第２配列層３Ｂの複数の直線部３１の先端部３１ａの外径側に亘って、第２配列層３Ｂの外径側を支持するため、折り曲げ治具６１による折り曲げ成形時の第２配列層３Ｂの複数の直線部３１の直立姿勢を効果的に維持することができる。

以上のように、第１折り曲げ装置５及び第２折り曲げ装置６によって、ステータコア２の端面２ｂから突出する全ての直線部３１が、図１４に示すように、周方向に斜めに折り曲げられる。折り曲げ治具５１，６１の把持溝５１１，６１１に把持された先端部３１ａは、ステータコア２の軸方向に立上がるように配置され、ステータコア２の径方向に配列されたステータ１が製造される。

本実施形態では、第１折り曲げ装置５と第２折り曲げ装置６との両方に、それぞれ第１スペーサ部材５３と第２スペーサ部材６３とを設けたが、スペーサ部材は、第１折り曲げ装置５と第２折り曲げ装置６との少なくともいずれか一方のみに設けられてもよい。折り曲げ成形時の直線部３１の直立姿勢の乱れを効果的に防止する観点からは、スペーサ部材は、第１折り曲げ装置５の第１スペーサ部材５３のように、第１折り曲げ装置５と第２折り曲げ装置６とのうち、少なくとも先に折り曲げ成形動作を行う装置に設けられることが望ましい。

本実施形態では、セグメントコイル群３を、それぞれ４つずつの層によって構成される第１配列層３Ａと第２配列層３Ｂとに区分したが、各配列層を構成する層は必ずしも同一の数でなくてもよい。

セグメントコイル群３は、第１配列層３Ａと第２配列層３Ｂとの２つに区分されるものに限らない。セグメントコイル群３は、スロット２２内の径方向に配列される直線部３１の数に応じて、３つ以上の配列層に区分されてもよい。その場合、ステータ製造装置４には、セグメントコイル群３の区分数に応じた数の折り曲げ装置が配置される。各折り曲げ装置には、それぞれ上記同様に、配列層の層間に挿入されるスペーサ部材及び各配列層の外径側もしくは内径側を支持するガイド部材を設けることができる。

本実施形態のステータ製造装置４及びステータ製造方法によれば、以下の効果を奏する。

本実施形態に係るステータ製造装置４は、ステータコア２の複数のスロット２２内にステータコア２の径方向に配列するように挿入されるセグメントコイル群３の複数の直線部３１を、それぞれステータコア２の周方向に折り曲げ成形することによってステータ１を製造するステータ製造装置４であって、セグメントコイル群３の複数の直線部３１を、ステータコア２の径方向に沿って、少なくとも外方側の第１配列層３Ａと内方側の第２配列層３Ｂとの２つに区分し、第１配列層３Ａの複数の直線部３１を折り曲げ成形する第１折り曲げ装置５と、第２配列層３Ｂの複数の直線部３１を折り曲げ成形する第２折り曲げ装置６と、第１折り曲げ装置５及び第２折り曲げ装置６のうちの少なくともいずれか一方に設けられ、ステータコア２の一方端面２ｂから突出する第１配列層３Ａと第２配列層３Ｂとの間に挿入可能に構成され、第１配列層３Ａと第２配列層３Ｂとの間に挿入されることによって複数の直線部３１のステータコアの径方向位置変化を抑制するスペーサ部材（第１スペーサ部材５３，第２スペーサ部材６３）と、を備える。

これによれば、第１配列層３Ａと第２配列層３Ｂとの少なくとも２つに区分されたセグメントコイル群３のそれぞれの複数の直線部３１を、第１折り曲げ装置５及び第２折り曲げ装置６によって、第１配列層３Ａと第２配列層３Ｂとの間にスペーサ部材（第１スペーサ部材５３，第２スペーサ部材６３）を挿入して径方向に押し広げて径方向位置変化を抑制した状態で個別に折り曲げ成形するため、複数の直線部３１がスロット２２内でずれて倒れ込むようなことはなく、直立姿勢を維持したまま折り曲げ成形することができる。そのため、直立姿勢の乱れた直線部３１の角部が他の直線部３１の表面に当たって絶縁被膜３１１を損傷するおそれはなく、隣接する直線部３１，３１間の絶縁距離を確保できてステータ１の精度を向上させることができる。

本実施形態に係るステータ製造装置４において、第１折り曲げ装置５及び第２折り曲げ装置６は、第１配列層３Ａ及び第２配列層３Ｂの複数の直線部３１の先端部３１ａを把持して折り曲げる折り曲げ治具５１，６１をそれぞれ有し、スペーサ部材（第１スペーサ部材５３、第２スペーサ部材６３）は、第１配列層３Ａと第２配列層３Ｂとの間に挿入された状態で、折り曲げ治具５１，６１による複数の直線部３１の把持部位よりも、ステータコア２に近接して配置される。

これによれば、折り曲げ治具５１，６１による折り曲げ成形時の第１配列層３Ａ及び第２配列層３Ｂの複数の直線部３１の直立姿勢を効果的に維持することができる。

本実施形態に係るステータ製造装置４において、第１折り曲げ装置５は、第１配列層３Ａの複数の直線部３１の外径側に当接して支持する第１外径ガイド部材５２をさらに備える。

これによれば、第１外径ガイド部材５２によって、折り曲げ成形時の第１配列層３Ａの複数の直線部３１の外径側への過度の膨らみを効果的に抑制することができる。

本実施形態に係るステータ製造装置４において、第２折り曲げ装置６は、第２配列層３Ｂの複数の直線部３１の内径側に当接して支持する内径ガイド部材６２をさらに備える。

これによれば、内径ガイド部材６２によって、折り曲げ成形時の第２配列層３Ｂの複数の直線部３１の内径側への倒れ込みを効果的に抑制することができる。

本実施形態に係るステータ製造方法は、ステータコア２の複数のスロット２２内にステータコア２の径方向に配列するように挿入されるセグメントコイル群３の複数の直線部３１を、それぞれステータコア２の周方向に折り曲げ成形することによってステータ１を製造するステータ製造方法であって、セグメントコイル群３の複数の直線部３１を、ステータコア２の径方向に沿って、少なくとも外方側の第１配列層Ａと内方側の第２配列層３Ｂとの２つに区分し、ステータコア２の一方端面２ｂから突出する第１配列層３Ａの複数の直線部３１と第２配列層３Ｂの複数の直線部３１とを個別に折り曲げ成形するとともに、折り曲げ成形時に、第１配列層３Ａと第２配列層３Ｂとの間にスペーサ部材（第１スペーサ部材５３，第２スペーサ部材６３）を挿入することによって、複数の直線部３１のステータコア２の径方向位置変化を抑制する。

これによれば、第１配列層３Ａと第２配列層３Ｂとの少なくとも２つに区分されたセグメントコイル群３のそれぞれの複数の直線部３１を、第１配列層３Ａと第２配列層３Ｂとの間にスペーサ部材（第１スペーサ部材５３，第２スペーサ部材６３）を挿入して径方向に押し広げて径方向位置変化を抑制した状態で個別に折り曲げ成形するため、複数の直線部３１がスロット２２内でずれて倒れ込むようなことはなく、直立姿勢を維持したまま折り曲げ成形することができる。そのため、直立姿勢の乱れた直線部３１の角部が他の直線部３１の表面に当たって絶縁被膜３１１を損傷するおそれはなく、隣接する直線部３１，３１間の絶縁距離を確保できてステータ１の精度を向上させることができる。

本実施形態に係るステータ製造方法において、折り曲げ成形時に、第１配列層３Ａ及び第２配列層３Ｂの複数の直線部３１を、先端部３１ａを把持する折り曲げ治具５１，６１によって折り曲げるとともに、スペーサ部材（第１スペーサ部材５３，第２スペーサ部材６３）を、折り曲げ治具５１，６１による複数の直線部３１の把持部位よりも、ステータコア２に近接するように第１配列層３Ａと第２配列層３Ｂとの間に挿入する。

これによれば、折り曲げ治具５１，６１による折り曲げ成形時の第１配列層３Ａ及び第２配列層３Ｂの複数の直線部３１の直立姿勢を効果的に維持することができる。

本実施形態に係るステータ製造方法において、第１配列層３Ａの複数の直線部３１の折り曲げ成形時に、第１配列層３Ａの外径側に第１外径ガイド部材５２を当接させて支持する。

これによれば、第１外径ガイド部材５２によって、折り曲げ成形時の第１配列層３Ａの複数の直線部３１の外径側への過度の膨らみを効果的に抑制することができる。

本実施形態に係るステータ製造方法において、第２配列層３Ｂの複数の直線部３１の折り曲げ成形時に、第２配列層３Ｂの内径側に内径ガイド部材６２を当接させて支持する。

これによれば、内径ガイド部材６２によって、折り曲げ成形時の第２配列層３Ｂの複数の直線部３１の内径側への倒れ込みを効果的に抑制することができる。

１ ステータ
２ ステータコア
２ｂ 端面（一方端面）
２２ スロット
３ セグメントコイル群
３Ａ 第１配列層
３Ｂ 第２配列層
３１ 直線部
３１ａ 先端部
４ ステータ製造装置
５ 第１折り曲げ装置
５１ 折り曲げ治具
５２ 第１外径ガイド部材
５３ 第１スペーサ部材
６ 第２折り曲げ装置
６１ 折り曲げ治具
６２ 内径ガイド部材
６３ 第２スペーサ部材

Claims (8)

1. ステータコアの複数のスロット内に前記ステータコアの径方向に配列するように挿入されるセグメントコイル群の複数の直線部を、それぞれ前記ステータコアの周方向に折り曲げ成形することによってステータを製造するステータ製造装置であって、
   前記セグメントコイル群の前記複数の直線部を、前記ステータコアの径方向に沿って、少なくとも外方側の第１配列層と内方側の第２配列層と２つに区分し、
   前記第１配列層の前記複数の直線部を折り曲げ成形する第１折り曲げ装置と、
   前記第２配列層の前記複数の直線部を折り曲げ成形する第２折り曲げ装置と、
   前記第１折り曲げ装置及び前記第２折り曲げ装置のうちの少なくともいずれか一方に設けられ、前記ステータコアの一方端面から突出する前記第１配列層と前記第２配列層との間に挿入可能に構成され、前記第１配列層と前記第２配列層との間に挿入されることによって前記複数の直線部の前記ステータコアの径方向位置変化を抑制するスペーサ部材と、を備える、ステータ製造装置。
2. 前記第１折り曲げ装置及び前記第２折り曲げ装置は、前記第１配列層及び前記第２配列層の前記複数の直線部の先端部を把持して折り曲げる折り曲げ治具をそれぞれ有し、
   前記スペーサ部材は、前記第１配列層と前記第２配列層との間に挿入された状態で、前記折り曲げ治具による前記複数の直線部の把持部位よりも、前記ステータコアに近接して配置される、請求項１に記載のステータ製造装置。
3. 前記第１折り曲げ装置は、前記第１配列層の前記複数の直線部の外径側に配置されて前記第１配列層を外径側から支持する外径ガイド部材をさらに備える、請求項１又は２に記載のステータ製造装置。
4. 前記第２折り曲げ装置は、前記第２配列層の前記複数の直線部を内径側に配置されて前記第２配列層を内径側から支持する内径ガイド部材をさらに備える、請求項１又は２に記載のステータ製造装置。
5. ステータコアの複数のスロット内に前記ステータコアの径方向に配列するように挿入されるセグメントコイル群の複数の直線部を、それぞれ前記ステータコアの周方向に折り曲げ成形することによってステータを製造するステータ製造方法であって、
   前記セグメントコイル群の前記複数の直線部を、前記ステータコアの径方向に沿って、少なくとも外方側の第１配列層と内方側の第２配列層との２つに区分し、前記ステータコアの一方端面から突出する前記第１配列層の前記複数の直線部と前記第２配列層の前記複数の直線部とを個別に折り曲げ成形するとともに、
   前記第１配列層及び前記第２配列層のうちの少なくともいずれか一方の前記複数の直線部の折り曲げ成形時に、前記第１配列層と前記第２配列層との間にスペーサ部材を挿入することによって、前記複数の直線部の前記ステータコアの径方向位置変化を抑制する、ステータ製造方法。
6. 折り曲げ成形時に、前記第１配列層及び前記第２配列層の前記複数の直線部を、先端部を把持する折り曲げ治具によって折り曲げるとともに、前記スペーサ部材を、前記折り曲げ治具による前記複数の直線部の把持部位よりも、前記ステータコアに近接するように前記第１配列層と前記第２配列層との間に挿入する、請求項５に記載のステータ製造方法。
7. 前記第１配列層の前記複数の直線部の折り曲げ成形時に、前記第１配列層の外径側に外径ガイド部材を配置させて前記第１配列層を外径側から支持するとともに、前記第２配列層の前記複数の直線部の折り曲げ成形時に、前記第２配列層の内径側に内径ガイド部材を配置させて前記第２配列層を内径側から支持する、請求項５又は６に記載のステータ製造方法。
8. 前記第２配列層の前記複数の直線部の折り曲げ成形時に、前記第２配列層の内径側に内径ガイド部材を配置させて前記第２配列層を内径側から支持する、請求項５又は６に記載のステータ製造方法。
   

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