WO2016024554A1 - ステータ製造方法及びステータ - Google Patents

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WO2016024554A1
WO2016024554A1 PCT/JP2015/072566 JP2015072566W WO2016024554A1 WO 2016024554 A1 WO2016024554 A1 WO 2016024554A1 JP 2015072566 W JP2015072566 W JP 2015072566W WO 2016024554 A1 WO2016024554 A1 WO 2016024554A1
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lead wire
bending
coil
stator
stator core
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PCT/JP2015/072566
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橋本 伸吾
正樹 斉藤
佐藤 真吾
清隆 古賀
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アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a stator manufacturing method and a stator.
  • a stator manufacturing method and a stator manufacturing apparatus for manufacturing a stator including a stator core and a coil are known (see, for example, Patent Document 1).
  • a lead wire portion that protrudes in the axial direction from an end surface of a stator core of a coil made of a flat conductor is bent.
  • the lead wire portion of each coil is connected by welding or the like to the lead wire portion of the coil that is separated from the coil by a predetermined distance in the circumferential direction.
  • the axial dimension of the entire stator can be shortened (for example, see Patent Document 2).
  • the lead wire part on the inner diameter side across the coil end part and extending radially outward (flatwise bending) after the coil is mounted on the stator core the top of the coil end part and the lead wire It is necessary to place a bending fulcrum jig between the bending portion and the bending portion of the portion, and bend the coil at a position away from the stator core in the axial direction from the top.
  • an object of the present disclosure is to provide a stator manufacturing method and a stator that can shorten the axial dimension of the stator.
  • a rectangular conductor is formed by winding a plurality of rectangular conductors around a slot formed between two adjacent teeth extending radially inward from an annular back yoke of the stator core.
  • a lead wire bending step in which a plurality of concentric winding coils are inserted and a lead wire portion protruding in an axial direction from an end surface of the stator core of the inserted concentric winding coil is bent.
  • the lead wire portion extends in the circumferential direction while extending in the axial direction before the bending in the lead wire bending step, and the lead wire bending step With a predetermined portion between a lead wire portion and a connection portion between the slot accommodating portion accommodated in the slot of the concentric winding coil and the tip of the lead wire portion as a fulcrum, the tip portion is closer to the tip side than the predetermined portion.
  • an annular stator core having a plurality of slots, and a coil assembly including a plurality of coils inserted into the plurality of slots
  • the coil assembly includes: A coil end portion protruding from an end surface in the rotation axis direction of the stator core, wherein the coil end portion protrudes outward in the rotation axis direction and is provided adjacent to the circumferential direction; A plurality of lead wire portions for supplying the stator core, each of the plurality of lead wire portions bent from the radially inner side to the radially outer side of the stator core, and from the bent portion to the distal end side. And a bending start point of the bent portion is arranged so as to overlap the top of the head when viewed from the radial direction, Side is arranged so as to be parallel to the end surface of the stator core, wherein the stator is provided.
  • a stator manufacturing method capable of shortening the axial dimension of the stator is obtained.
  • a stator with a reduced axial dimension can be obtained.
  • FIG. 1 It is a perspective view of the stator manufactured using the stator manufacturing method and stator manufacturing apparatus which are one Example of this invention. It is a figure showing an example of the procedure which bends the lead wire part of a concentric winding coil before the stator manufacture by the stator manufacturing method and stator manufacturing apparatus of a present Example. It is the figure showing the positional relationship of the two concentric winding coils adjacent to the circumferential direction in a present Example. It is the figure showing the positional relationship of the two concentric winding coils adjacent to the circumferential direction in a present Example. It is a figure showing an example of the procedure which forms an annular
  • FIG. 1 is a perspective view of a stator manufactured using a stator manufacturing method and a stator manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a procedure for bending the lead wire portion of the concentric coil before the stator is manufactured by the stator manufacturing method and the stator manufacturing apparatus of the present embodiment.
  • 3A and 3B are views showing the positional relationship between two concentric winding coils adjacent in the circumferential direction in the present embodiment.
  • 3A shows a view seen from the axial center side
  • FIG. 3B shows a view seen from the axial direction side.
  • FIG. 4 shows the figure showing an example of the procedure which forms a toroidal coil-shaped coil assembly from several concentric winding coils in a present Example.
  • the stator manufacturing apparatus 20 of the present embodiment is an apparatus that manufactures a stator 22 that is a stator used in a rotating electrical machine such as a three-phase AC motor.
  • the stator 22 is a member that generates a magnetic field that rotates the rotor when energized, and is disposed radially outside the rotor as a rotor via a predetermined air gap.
  • the stator 22 includes a stator core 24 and a stator coil 26.
  • the stator core 24 is a member formed in a hollow cylindrical shape.
  • a space (inner diameter side space) 28 for accommodating the rotor is formed on the inner diameter side of the stator core 24.
  • the stator core 24 may be formed by laminating a plurality of insulating coated steel sheets in the axial direction.
  • a cylindrical yoke formed of a material obtained by compression-molding an insulating-coated soft magnetic powder may be attached to the radially outer end face of the stator core 24.
  • the stator core 24 has a back yoke 30 formed in an annular shape, and teeth 32 extending from the radially inner end face of the back yoke 30 toward the radially inner side (axial center side).
  • a plurality of teeth 32 (for example, 48 pieces) are provided in the circumferential direction with respect to the back yoke 30, and are provided at equal intervals along the circumferential direction.
  • a slot 34 for holding the stator coil 26 is formed between two teeth 32 adjacent in the circumferential direction.
  • the stator core 24 is provided with ears 36 for attaching and fixing the stator 22 to the motor case.
  • the ear 36 is formed in a mountain shape that protrudes radially outward from the radially outer end surface (outer circumferential surface) of the stator core 24 body (specifically, the back yoke 30).
  • the ear portion 36 is provided at a plurality of locations (for example, three locations) apart in the circumferential direction.
  • Each ear portion 36 is provided with a through hole 38 penetrating in the axial direction.
  • the stator 22 is fixed to the motor case by a bolt that penetrates the through hole 38 of the ear portion 36 being nut-fastened via the motor case.
  • stator coil 26 is composed of a rectangular conducting wire having a rectangular cross section (specifically, a rectangular shape).
  • This flat conducting wire is made of a highly conductive metal such as copper or aluminum.
  • angular part of this flat conducting wire may be R processed.
  • a plurality of (for example, 48) stator coils 26 are arranged in the circumferential direction with respect to the stator core 24.
  • Each stator coil 26 is a concentric coil (cassette coil) formed by bending a rectangular conductor wire wound around a predetermined number of rounds (for example, 5 rounds).
  • each stator coil 26 is referred to as a concentric coil 26.
  • Each of the concentric winding coils 26 is bent into a substantially hexagonal shape or a substantially octagonal shape by a forming device after a single straight rectangular wire is wound in a predetermined plurality of turns while being formed into an elliptical shape by a winding forming device. To be molded.
  • Each concentric coil 26 has slot accommodating portions 40 and 42 and coil end portions 44 and 46.
  • Each of the slot accommodating portions 40 and 42 is a portion that is accommodated in the slot 34 of the stator core 24 and extends substantially linearly so as to penetrate the slot 34 in the axial direction.
  • the slot accommodating portion 40 and the slot accommodating portion 42 are accommodated in different slots 34 that are separated by a predetermined distance in the circumferential direction of the stator core 24.
  • the coil end portions 44 and 46 are portions that protrude from the axial end face of the stator core 24 toward the outside in the axial direction and are curved so as to connect the two slot accommodating portions 40 and 42 that are separated in the circumferential direction.
  • Each concentric coil 26 is configured such that a plurality of flat conductors are stacked in the short side direction of the flat conductor, and a predetermined interval is provided between the flat conductors adjacent to each other in the stacking direction in which the flat conductors are stacked. A gap is formed.
  • Each concentric coil 26 is formed in a trapezoidal cross section so that the separation distance (interval) between the two slot accommodating portions 40 and 42 changes according to the position in the stacking direction. The formation of the trapezoidal cross section is performed in order to properly accommodate the slot accommodating portions 40 and 42 of the concentric winding coil 26 in the slot 34, respectively.
  • Each of the concentric winding coils 26 is assembled to the stator core 24 so that the lamination direction of the flat conductors coincides with the radial direction orthogonal to the axial direction of the stator core 24.
  • each concentric coil 26 is formed in a plurality of different non-linear shapes. Specifically, each of the coil end portions 44 and 46 is formed into, for example, three types of non-linear shapes, and is formed into a crank shape that is bent stepwise toward the radial direction of the stator core 24.
  • the circular stator core 24 is formed into an arc shape that is curved in accordance with the arc shape of the annular stator core 24, and is also edgewise formed into a bent shape that is bent in the longitudinal direction of the cross section of the flat wire.
  • Crank forming is a bending process performed for lane change between conductors in the stacking direction of flat conductors.
  • Arc forming is a bending process performed to efficiently accommodate the concentric coil 26 in the slot 34.
  • edgewise molding is a bending process performed in order to arrange
  • Each concentric winding coil 26 has lead wire portions 50 and 52 provided at both ends of a flat wire.
  • the lead wire portion 50 is a portion connected to the distal end side of the slot accommodating portion 40 accommodated in the slot 34.
  • the lead wire portion 52 is a portion connected to the distal end side of the slot accommodating portion 42 accommodated in the slot 34.
  • the lead wire portions 50 and 52 are portions that protrude in the axial direction from the axial end surface of the stator core 24 when the slot accommodating portions 40 and 42 are accommodated in the slots 34 of the stator core 24, respectively. Both the lead wire portions 50 and 52 are projected in the axial direction on the coil end portion 46 side.
  • the lead wire portion 50 is a tip portion located on the inner diameter side of the concentric winding coil 26 in which a rectangular wire is wound a predetermined number of times.
  • the lead wire portion 52 is a tip portion located on the outer diameter side of the concentric winding coil 26.
  • the lead wire portion 50 will be appropriately referred to as the inner diameter side lead wire portion 50
  • the lead wire portion 52 will be referred to as the outer diameter side lead wire portion 52, respectively.
  • the lead wire portions 50 and 52 are formed so as to extend in a substantially straight line immediately after the concentric winding coil 26 is bent into a substantially hexagonal shape or a substantially octagonal shape by a molding device. If the slot accommodating portions 40 and 42 are attached to the stator core 24 and accommodated in the slots 34 of the stator core 24, they are formed so as to extend substantially linearly in the axial direction.
  • the lead wire portions 50 and 52 are formed after the concentric winding coil 26 is bent into a substantially hexagonal shape or a substantially octagonal shape by a molding apparatus, and before the coil assembly 54 is constituted by the plurality of concentric winding coils 26 as described later. In FIG. 3, the material is bent and deformed. The lead wire portions 50 and 52 are bent and bent as described later even after the coil assembly 54 is formed and the concentric coils 26 are inserted into the slots 34 of the stator core 24.
  • the inner diameter side lead wire portion 50 is first arranged in the circumferential direction in the edgewise direction of the flat wire at the connection portion 50 a with the slot accommodating portion 40. Bently deformed outward (counterclockwise in FIG. 2), and then circumferentially inward in the edgewise direction of the rectangular conductor at a portion 50b located on the tip side of the bent portion 50a (clockwise in FIG. 2) And then bent outwardly in the edgewise direction of the flat conductor (counterclockwise in FIG. 2) at the portion 50c located on the tip side of the bent portion 50b. Finally, the bent portion Bending deformation to the inner side in the edgewise direction of the flat wire (clockwise in FIG.
  • the bending portion 50a is bent at a predetermined angle smaller than the final desired angle with respect to the axial direction so that the inner diameter side lead wire portion 50 is previously along the circumferential direction.
  • the outer diameter side lead wire portion 52 is first bent and deformed in the edgewise direction of the rectangular conducting wire in the vicinity 52a of the connection portion with the slot accommodating portion 42 (clockwise direction in FIG. 2).
  • the portion 52b located on the tip side of the bent portion 52a is bent and deformed inward in the edgewise direction of the flat wire (counterclockwise direction in FIG. 2), and finally, on the tip side of the bent portion 52b.
  • the portion 52c is bent and deformed radially outward in the flatwise direction of the flat wire.
  • each bending part 50a, 50b, 50c, 50d of the inner diameter side lead wire part 50 is set according to the final desired shape of the concentric winding coil 26 and the like. Further, the positions of the bent portions 52 a, 52 b, 52 c of the outer diameter side lead wire portion 52 and the degree of bending deformation are set to match the final desired shape of the concentric winding coil 26.
  • an extended portion 50e extending from the bent portion 50a to the bent portion 50b
  • an extended portion 50f extending from the bent portion 50b to the bent portion 50c
  • the bent portion 50c an extended portion 50g extending from the bending portion 50d to the bending portion 50d and an extending portion 50h extending from the bending portion 50d to the tip end are provided.
  • an extended portion 52d extending from the bent portion 52a to the bent portion 52b, an extended portion 52e extending from the bent portion 52b to the bent portion 52c, And an extending portion 52f extending from the bent portion 52c to the tip.
  • the extending portion 50 e of the inner diameter side lead wire portion 50 is formed on the stator 22. It extends toward the outer side in the circumferential direction while extending in the axial direction.
  • the extending portion 50f extends in the substantially axial direction of the stator 22
  • the extending portion 50g extends in the circumferential direction while extending in the axial direction of the stator 22
  • the extending portion 50h extends in the stator 22. It extends toward the substantially axial direction (which may be slightly inclined in the circumferential direction). Since the bending deformation described above is performed in the edgewise direction of the flat wire, the extended portions 50e, 50f, 50g, and 50h are all formed substantially concentrically after the bending deformation.
  • the extended portion 52d of the outer diameter side lead wire portion 52 is While extending in the axial direction of the stator 22, the stator 22 extends outward in the circumferential direction. Further, the extending portion 52e extends toward the substantially axial direction of the stator 22, and the extending portion 52f extends toward the radially outer side.
  • a plurality of the concentric winding coils 26 are arranged in the circumferential direction to constitute a ring-shaped coil assembly 54.
  • the plurality of concentric coils 26 are arranged in an annular shape along the circumferential direction. Is formed into a ring shape.
  • the coil assembly 54 is formed so that the following contents (i) to (iii) are realized.
  • Each of the plurality of concentric coils 26 is arranged while shifting the slots 34 accommodated in the stator core 24 one by one in the circumferential direction (see FIG. 3A).
  • the two concentric coils 26 arranged adjacent to each other in the circumferential direction are assembled so that the flat conductors at each stage are alternately overlapped in the stacking direction (that is, the radial direction) (see FIG. 3B). .
  • Two concentric coils 26 arranged at a predetermined distance from each other in the circumferential direction are connected to each other between the rectangular conductive wire at each stage of the slot accommodating portion 40 of one coil 26 and the slot accommodating portion 42 of the other coil 26.
  • the flat conductors of each stage are assembled so as to be alternately arranged in the stacking direction (that is, the radial direction) in the same slot 34.
  • the stator core 24 is placed between the slot accommodating portions 40 and 42 of the two concentric winding coils 26 arranged adjacent to each other in the circumferential direction of the coil assembly 54.
  • a tooth hole 56 into which the tooth 32 is inserted is arranged.
  • Each of the concentric winding coils 26 constitutes a U-phase coil, a V-phase coil, or a W-phase coil when the stator 22 is applied to, for example, a three-phase AC motor.
  • the coil assembly 54 is arranged in the circumferential direction by arranging two in-phase coils of the U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil that are the concentric winding coils 26 side by side in the circumferential direction.
  • a single pole is formed by six concentric coils 26.
  • the stator 22 also includes an insulating member 58 for ensuring electrical insulation between the stator core 24 and each concentric coil 26.
  • the insulating member 58 is a slot cell that has a shape that matches the shape of the slot 34 of the stator core 24 and is formed in a U-shaped cross section that is attached to each slot 34.
  • the insulating member 58 is a member formed in a thin film shape made of paper or resin (for example, a thermosetting resin or a thermoplastic resin). As shown in FIG. 4, the insulating member 58 is formed with a coil assembly 54 including a plurality of concentric winding coils 26, and then the slot accommodating portions 40, 42 of the concentric winding coils 26 are provided in the slot accommodating portions 40. 42 are inserted into the coil assembly 54 by being inserted from the outer diameter side toward the inner diameter side.
  • the stator 22 has the concentric coil 26 of the coil assembly 54 mounted on the stator core 24, that is, the slot accommodating portions 40, 42 of the concentric coil 26 with respect to the slots 34 of the stator core 24. It is assembled by inserting.
  • the coil assembly 54 accommodates two slots of each concentric coil 26 before and after the slot accommodating portions 40 and 42 of each concentric coil 26 are inserted into the slots 34 of the stator core 24. Since the separation distance (interval) between the portions 40 and 42 is small, the axial length (specifically, the distance between the axial tip of the coil end portion 44 and the axial tip of the coil end portion 46) is large. In addition, the outer diameter is small (specifically, the outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the teeth 32 of the stator core 24).
  • the coil assembly 54 before the slot accommodating portions 40 and 42 are inserted into the slots 34 of the stator core 24 is inserted into the initial coil assembly 54, and the slot accommodating portions 40 and 42 are inserted into the slots 34 of the stator core 24.
  • the coil assembly 54 after the insertion is referred to as a post-insertion coil assembly 54, respectively.
  • a plurality of concentric coils 26 in which the extending portions 50e, 50f, 50g, and 50h are all formed in a substantially concentric circle are arranged in an annular shape, and the slot accommodating portions 40, 42 of the concentric coil 26 are arranged.
  • An initial coil assembly 54 having an insulating member 58 attached thereto and a stator core 24 are prepared.
  • the initial coil assembly 54 is configured such that its outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the teeth 32 of the stator core 24. Therefore, first, with respect to the initial coil assembly 54, the initial coil assembly is placed in the inner diameter side space 28 from the axial direction side of the coil end portion 44 side where the lead wire portions 50 and 52 of the concentric winding coil 26 are not provided.
  • the stator core 24 is assembled so that 54 is inserted. When such assembly is performed, the initial coil assembly 54 is disposed in the inner diameter side space 28 of the stator core 24.
  • the initial coil assembly 54 and the stator core 24 are inserted and arranged, the initial coil assembly 54 and the stator core 24 are positioned in the circumferential direction, and the concentric coils 26 constituting the initial coil assembly 54 are arranged.
  • a jig is pressed against the coil end portions 44 and 46 to press the coil end portions 44 and 46 radially outward.
  • the slot accommodating portions 40 which follow the pressing of the coil end portions 44, 46 and are connected to the coil end portions 44, 46, Since 42 is pulled from the inner diameter side to the outer diameter side, the slot accommodating portions 40 and 42 are inserted into the slot 34.
  • each concentric coil 26 has the circumferential distance (interval) between the slot accommodating portion 40 and the slot accommodating portion 42 gradually increased, and the coil end portion.
  • the axial distance between the axial tip of 44 and the axial tip of the coil end 46 is deformed so as to gradually decrease.
  • the assembly of two concentric winding coils 26 arranged at different circumferential positions is alternately performed in the radial direction in the slot 34 where the rectangular conductors of the slot accommodating portions 40 and 42 are the same.
  • an initial coil assembly 54 is formed in which a plurality of concentric coils 26 are arranged in an annular shape
  • the initial coil assembly 54 is arranged in the inner diameter side space 28 of the hollow cylindrical stator core 24.
  • the slot accommodating portions 40 and 42 of the plurality of concentric winding coils 26 constituting the coil assembly 54 can be inserted into the slots 34 of the stator core 24, and the concentric winding coils constituting the coil assembly 54 are provided. 26 can be assembled to the stator core 24.
  • FIG. 5 is a diagram showing a process of bending the lead wire portions 50 and 52 of the concentric winding coil 26 in the stator manufacturing method and the stator manufacturing apparatus 20 of the present embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a pre-process jig provided in the stator manufacturing apparatus 20 of the present embodiment and a process of bending the lead wire portion 50 of the concentric winding coil 26 using the pre-process jig. .
  • FIG. 7 is a diagram showing a post-process jig provided in the stator manufacturing apparatus 20 of the present embodiment and a process of bending the lead wire portion 50 of the concentric winding coil 26 using the post-process jig. 6A and 7A show a state before bending.
  • 8A and 8B are views showing a state before the lead wire portion 50 of the concentric winding coil 26 is bent in the stator manufacturing method and the stator manufacturing apparatus 20 of this embodiment.
  • 9A and 9B are views showing a state after the lead wire portion 50 of the concentric winding coil 26 is bent using a pre-process jig in the stator manufacturing method and the stator manufacturing apparatus 20 of the present embodiment.
  • 10A and 10B are views showing a state in the middle of bending the lead wire portion 50 of the concentric winding coil 26 using a post-process jig in the stator manufacturing method and the stator manufacturing apparatus 20 of the present embodiment.
  • Indicates. 11A to 11C are views showing a state after the lead wire portion 50 of the concentric winding coil 26 is bent using a post-process jig in the stator manufacturing method and the stator manufacturing apparatus 20 of the present embodiment.
  • 8A, 9A, 10A, and 11A are perspective views.
  • 8B, FIG. 9B, and FIG. 10B show a three-view diagram of a front view, a side view, and another side view from the axial direction side where the lead wire portions 50 and 52 are present.
  • FIG. 11B shows a front view, a side view, and a III-III sectional view from the axial direction side where the lead wire portions 50 and 52 exist.
  • FIG. 11C shows a schematic diagram enlarging the X part of FIG. 11B.
  • FIG. 12 shows the positional relationship in the axial direction between the post-process jig provided in the stator manufacturing apparatus 20 of the present embodiment and the lead wire portion 50 of the concentric winding coil 26 bent using the post-process jig. The figure is shown. In addition, in FIG. 12, sectional drawing of the stator 22 is shown. Moreover, FIG. 13 shows the figure for demonstrating the effect at the time of bending the lead wire part 50 of the concentric winding coil 26 in the stator manufacturing method and the stator manufacturing apparatus 20 of a present Example.
  • the inner diameter side lead wire portion 50 is formed to have extension portions 50e, 50f, 50g, and 50h formed in substantially concentric circles before bending by the stator manufacturing apparatus 20 (FIG. 5). (A)).
  • the inner diameter side lead wire portion 50 is firstly extended by the stator manufacturing apparatus 20 from the extension portion 50f with an extension portion 50f (a portion surrounded by a broken line in FIG. 5B) extending substantially in the axial direction as a fulcrum. Is also flatwise bent so that the portion located on the tip side (specifically, the extended portions 50g and 50h, hereinafter also simply referred to as “tip side portions 50g and 50h”) falls down radially outward ( FIG. 5 (B)).
  • the portions (specifically, the extended portions 50e, 50f, 50g) located on the tip side of the bent portion 50a. , 50h, that is, the entire inner diameter lead wire portion 50) is edgewise bent so as to approach the axial end surface of the stator core 24 along the circumferential direction of the stator core 24 (counterclockwise in FIG. 5) (FIG. 5 ( C)).
  • the stator manufacturing apparatus 20 includes a flatwise (FW) jig 60 for flatwise bending the inner diameter side lead wire portion 50.
  • the FW jig 60 includes a fulcrum jig 62 that supports the inner diameter side lead wire portion 50 when the inner diameter side lead wire portion 50 is flatwise bent, and an inner diameter side lead wire when the inner diameter side lead wire portion 50 is flatwise bent.
  • the fulcrum jig 62 is a member extending in a rod shape, and has a support portion 66 cut out in a U-shape at the tip so that one inner diameter side lead wire portion 50 can be fitted. At the same time, it has a notch 68 cut out at a portion where the surface of the inner diameter side lead wire portion 50 contacts when the inner diameter side lead wire portion 50 is flatwise bent.
  • the fulcrum jig 62 is supported by a moving mechanism (not shown) so as to be movable in the radial direction of the stator 22.
  • the fulcrum jig 62 is movable in the radial direction along the top of the top of the coil end 46.
  • the fulcrum jig 62 extends from the radially outer side of the stator 22 to the radially inner side of the stator 22 immediately before the inner diameter side lead wire portion 50 is flatwise bent. Is moved to fit.
  • the bending jig 64 has a pressing portion 70 that can come into contact with the surface on the long side of the cross section of the flat lead wire of the inner diameter side lead wire portion 50.
  • the pressing unit 70 is constituted by a rotatable roller, for example.
  • the bending jig 64 is supported by a moving mechanism (not shown) so as to be movable in the radial direction of the stator 22.
  • the bending jig 64 is moved from the radially inner side to the radially outer side of the stator 22 when the inner diameter side lead wire portion 50 is flatwise bent, and the inner diameter side lead wire portion 50 is moved by the pressing portion 70.
  • the inner diameter side lead wire portion 50 is pressed radially outward while in contact with the distal end side of the extending portion 50f.
  • the stator manufacturing apparatus 20 also includes an edgewise (EW) jig 80 for edgewise bending the inner diameter side lead wire portion 50.
  • the EW jig 80 includes a fulcrum jig 82 that supports the inner diameter side lead wire portion 50 when the inner diameter side lead wire portion 50 is edgewise bent, and an inner diameter side lead wire when the inner diameter side lead wire portion 50 is edgewise bent.
  • a bending jig 84 for bending the portion 50.
  • the fulcrum jig 82 is a member extending in a round bar shape, and is formed so as to fit between the inner diameter side lead wire portions 50 of two concentric winding coils 26 adjacent in the circumferential direction.
  • the diameter of the fulcrum jig 82 is set to about the circumferential width of the teeth 32.
  • the fulcrum jig 82 is supported by a moving mechanism (not shown) so as to be movable in the radial direction of the stator 22.
  • the fulcrum jig 82 is provided on the inner diameter side of two concentric coils 26 adjacent to each other in the circumferential direction from the radially inner side to the radially outer side of the stator 22 immediately before the inner diameter side lead wire portion 50 is edgewise bent. It moves so that it may fit between the lead wire parts 50.
  • the moving position of the fulcrum jig 82 is a position adjacent to the root portion of the inner diameter side lead wire portion 50, that is, a position adjacent to the bent portion 50 a in the vicinity of the connection portion of the inner diameter side lead wire portion 50 with the slot accommodating portion 40. .
  • the bending jig 84 has a pressing portion 86 that can contact the surface on the short side of the cross section of the flat lead wire of the inner diameter side lead wire portion 50.
  • the pressing portion 86 is a member formed in a round bar shape, for example, and is formed to fit between the inner diameter side lead wire portions 50 of two concentric winding coils 26 adjacent in the circumferential direction.
  • the diameter of the pressing part 86 is the extension part 50e of the inner diameter side lead wire part 50 of the two concentric winding coils 26 adjacent in the circumferential direction or the front end side of the extension part 50e. It is set to be smaller than the distance.
  • the bending jig 84 is supported so as to be movable in the radial direction and the circumferential direction of the stator 22 by a moving mechanism (not shown).
  • the bending jig 84 is moved in the circumferential direction of the stator 22 when the inner diameter side lead wire portion 50 is edgewise bent, and the extending portion 50e of the inner diameter side lead wire portion 50 or its extension is pressed by the pressing portion 86.
  • the inner diameter side lead wire portion 50 is pressed in the circumferential direction while being in contact with the leading end side of the protruding portion 50e.
  • the fulcrum healing of the FW jig 60 is performed.
  • the tool 62 is moved from the radially outer side of the stator 22 toward the radially inner side so that the extending portion 50f of the inner diameter side lead wire portion 50 is fitted to the support portion 66 (FIG. 6B).
  • the inner diameter-side lead wire portion 50 has the extension portion 50f as a fulcrum from the state shown in FIG. 8A and FIG. 8B.
  • the tip side portions 50g and 50h are bent so as to fall outward in the radial direction (see FIGS. 9A and 9B).
  • the bending process of the inner diameter side lead wire portion 50 is performed until the surface on the long side of the cross section of the flat lead wire of the inner diameter side lead wire portion 50 contacts the notch portion 68 of the fulcrum jig 62.
  • the tip side portions 50g and 50h on the tip side of the extending portion 50f of the inner diameter side lead wire portion 50 do not extend in parallel to the axial end surface of the stator core 24, It may be formed so as to extend not only in the direction and the radial direction but also slightly outward in the axial direction.
  • the FW jig 60 is returned to the standby position by the moving mechanism.
  • the fulcrum jig 82 of the EW jig 80 is moved in the circumferential direction from the radially inner side to the radially outer side of the stator 22. It moves so that it may fit between the inner diameter side lead wire parts 50 of two adjacent concentric winding coils 26 (FIG. 7 (B)).
  • the fulcrum jig 82 is bent and deformed by bending the inner diameter side lead wire portion 50 of the two concentric winding coils 26 adjacent to the circumferential direction in which the fulcrum jig 82 is fitted.
  • a concentric winding coil 26 in which the fulcrum jig 82 is present in the circumferential direction (counterclockwise direction in FIG. 7) (right concentric winding coil 26 in FIG. 7; hereinafter referred to as a bending target concentric winding coil 26). Is located adjacent to the root portion of the inner diameter side lead wire portion 50 (specifically, the bent portion 50a in the vicinity of the connection portion with the slot accommodating portion 40) in the circumferential direction.
  • the bending jig 84 is pressed from the radially inner side of the stator 22 toward the radially outer side. Is moved so as to fit between the inner diameter side lead wire portions 50 of two concentric winding coils 26 adjacent in the circumferential direction (FIG. 7B).
  • the bending jig 84 is bent and deformed by bending the inner diameter side lead wire portion 50 of the two concentric winding coils 26 adjacent to the circumferential direction in which the bending jig 84 is fitted.
  • Inner diameter side lead wire portion of the bending target concentric winding coil 26 (the left concentric winding coil 26 in FIG. 7) in which the bending jig 84 exists in the circumferential direction opposite to the circumferential direction (clockwise direction in FIG. 7). 50 is located adjacent to the middle portion (specifically, the extended portion 50e or the distal end side of the extended portion 50e) in the circumferential direction.
  • the bending portion 50 a of the inner diameter side lead wire portion 50 of the concentric winding coil 26 to be bent is supported by the fulcrum jig 82.
  • the bending jig 84 is moved toward the circumferential direction of the stator 22 (counterclockwise direction in FIG. 7) while being in contact with the middle portion of the inner diameter side lead wire portion 50 of the concentric winding coil 26 to be bent. (FIG. 7C).
  • the EW jig 80 When the EW jig 80 is moved as described above, a portion of the inner diameter side lead wire portion 50 located on the distal end side of the bent portion 50a along the circumferential direction of the stator core 24 with the bent portion 50a serving as a fulcrum. Then, it is bent in a direction approaching the axial end surface of the stator core 24 (edgewise direction in the bent portion 50a) (see FIGS. 10A, 10B, 11A, and 11B). The bending process of the inner diameter side lead wire portion 50 is performed until just before the surface on the long side of the cross section of the flat lead wire of the inner diameter side lead wire portion 50 contacts the top of the coil end portion 46 of the other concentric winding coil 26. Is called. In this bending process, the inner diameter side lead wire portion 50 is bent so that the bending angle of the bending portion 50a becomes a desired angle from a predetermined angle smaller than the final desired angle.
  • the front end side portions 50g and 50h of the inner diameter side lead wire portion 50 may extend in parallel to the axial end surface of the stator core 24.
  • the long side surfaces of the flat rectangular conductors of the tip side portions 50g and 50h are formed so as to be parallel to the axial end surface of the stator core 24.
  • the EW jig 80 When the movement of the EW jig 80 is completed and the bending process is completed, the EW jig 80 is returned to the standby position by the moving mechanism.
  • the bending process by the movement of the EW jig 80 is performed within the range in which interference with the concentric coil 26 adjacent in the circumferential direction can be prevented. It may be performed simultaneously with respect to the core winding coil 26 (see FIGS. 14A and 14B), or the bending process may be repeated one by one for each concentric winding coil 26.
  • the tip of the inner diameter side lead wire portion 50 of the concentric winding coil 26 subjected to the bending process on the inner diameter side lead wire portion 50 is disposed at a predetermined distance in the circumferential direction.
  • the core winding coil 26 is connected to the tip of the outer diameter side lead wire portion 52 by welding or the like. These tips are connected in a state where both are directed radially outward.
  • the inner diameter side lead wire portion 50 of each concentric coil 26 can be bent over the coil end portion 46 of the other concentric winding coil 26 so as to extend outward in the radial direction.
  • the inner diameter side lead wire portion 50 formed entirely on a substantially concentric circle as shown in FIG. 13 (A), with the extended portion 50 f as a fulcrum, A step of flatwise bending is performed so that the tip side portions 50g and 50h on the tip side of the extending portion 50f are inclined radially outward (see FIG. 13B).
  • the flatwise bent part 501f (refer FIG. 11C) is formed in the front end side in the extension part 50f.
  • the inner diameter side lead wire portion 50 is located at the distal end side of the bent portion 50a with the bent portion 50a as the fulcrum as a fulcrum (specifically, A step of edgewise bending is performed so that the entire inner diameter side lead wire portion 50) approaches the axial end surface of the stator core 24 along the circumferential direction of the stator core 24 (see FIG. 13C).
  • the FW jig 60 is used to position the inner diameter side lead wire portion 50 at the distal end side of the extended portion 50f with the extended portion 50f as a fulcrum. Can be bent flatwise so that it falls radially outward.
  • the fulcrum jig 62 is provided between the top of the coil end portion 46 and the flat-side bent portion 501f (FIG. 11C) on the distal end side of the extended portion 50f serving as a fulcrum for the flat-wise bend. After such flatwise bending, a gap corresponding to the thickness dimension of the support portion 66 of the fulcrum jig 62 is formed between the top of the coil end portion 46 and the flatwise bending portion. Is done.
  • the EW jig 80 is used.
  • the inner diameter side lead wire portion 50 as a fulcrum of the bent portion 50a which is the root portion, a portion located on the tip side of the bent portion 50a approaches the axial end surface of the stator core 24 along the circumferential direction of the stator core 24. Can be edgewise bent.
  • the axial end position of the inner diameter side lead wire portion 50 approaches the axial end surface of the stator core 24, so that the axial dimension of the concentric winding coil 26 is shortened. Is done.
  • edgewise bending is performed to such an extent that the position of the tip end in the axial direction of the inner diameter side lead wire portion 50 approaches the axial end surface of the stator core 24 by the thickness dimension of the support portion 66 of the fulcrum jig 62,
  • a gap corresponding to the thickness dimension of the support portion 66 of the fulcrum jig 62 formed between the top of the coil end portion 46 and the flatwise bending portion can be shortened.
  • the axial dimension of the concentric winding coil 26 can be further reduced (see FIG. 12).
  • the flatwise bending with the extended portion 50f as a fulcrum is performed on the inner diameter side lead wire portion 50 of the concentric winding coil 26.
  • the axial dimension of the entire stator 22 can be shortened (FIG. 13). 13 (C)).
  • the bending start point Pb of the flatwise bent portion 501f in the extending portion 50f is the same as the top portion 46a of the coil end portion 46 when viewed from the radial direction.
  • the extended portion 50g and the extended portion 50h (hereinafter simply referred to as “front end side portions 50g, 50h”) of the lead wire portion 50, which are arranged so as to overlap with each other, are end surfaces of the stator core 24. Are arranged in parallel with each other.
  • the bending start point Pb is a position where the lead wire portion 50 is bent by 90 ° with respect to the tip side portions 50g and 50h of the lead wire portion 50, and the axis is more than the top portion 46a of the coil end portion 46. When considered in terms of direction, it is located on the stator core 24 side.
  • the coil end length H is the sum of the height H1 up to the bending start point Pb and the height H2 from the bending start point Pb to the ends of the tip side portions 50g and 50h.
  • the height H1 can be reduced as compared with the case where the bending start point Pb is positioned on the outer side in the axial direction than the top portion 46a of the coil end portion 46.
  • the height H2 can be reduced as compared with the case where the front end side portions 50g, 50h are not parallel to the end face of the stator core 24 but extend outwardly in the axial direction. Therefore, according to the present embodiment, as shown in FIG.
  • the axial distance ⁇ (gap) between the crown portion 46a and the tip side portions 50g, 50h can be reduced.
  • the axial dimension of the stator 22 can be reduced as compared with the case where the bending start point Pb is positioned on the outer side in the axial direction than the top part 46a of the coil end part 46.
  • the inner diameter side lead wire portion 50 is bent at the “lead wire portion” described in the claims, and the extended portion 50f is bent at the “predetermined portion” described in the claims.
  • 50a corresponds to the “connection part” described in the claims.
  • the lead wire portions 50 and 52 of the concentric winding coil 26 are bent and deformed as shown in FIG. 2 before the coil assembly 54 is formed.
  • the present invention is not limited to this, and the lead wire portions 50 and 52 may be bent and deformed into shapes other than those shown in FIG.
  • the inner diameter side lead wire portion 50 has at least a portion extending in the axial direction before the flatwise bending so that the flatwise bending to the outer side in the radial direction is possible, and the outer side in the radial direction. It is an essential configuration to have a portion that falls radially outward by flatwise bending and crosses over the coil end portion 46.
  • the inner lead wire portion 50 is bent at a predetermined angle smaller than a desired angle in advance along the circumferential direction before the coil assembly 54 is formed and the concentric coil 26 is inserted into the slot 34. Anything can be used.
  • FIG. 14A is a flatwise process using the extended portion 50f as a fulcrum in the preprocess jig provided in the stator manufacturing apparatus and the process of bending the lead wire portion of the concentric winding coil using the preprocess jig. It is a figure showing other examples of a bending process.
  • FIG. 14B shows the edgewise bending using the bending portion 50a as a fulcrum in the pre-process jig provided in the stator manufacturing apparatus and the process of bending the lead wire portion of the concentric winding coil using the pre-process jig. It is the figure showing other Examples.
  • flat-wise bending may be performed by bending a plurality of lead wire portions 50 at the same time or at the same time around the entire circumference (simultaneous numbers at the same time).
  • a FW jig 60B is used instead of the FW jig 60 in the above-described embodiment.
  • the FW jig 60B includes a pressing portion 700 and a fulcrum jig 620 over the entire circumference.
  • the pressing portion 700 is in the form of a roller, like the pressing portion 70 of the FW jig 60 in the above embodiment.
  • the fulcrum jig 620 is moved from the outer diameter side so that the extension part 50f of the inner diameter side lead wire part 50 fits in the same manner as the fulcrum jig 62 of the FW jig 60 in the above embodiment. It becomes a fulcrum when the part 50 is flatwise bent.
  • each pressing portion 700 is simultaneously moved from the inner side in the radial direction of the stator 22 toward the outer side in the radial direction, thereby extending the extension portion 50f of the inner diameter side lead wire portion 50.
  • the inner diameter side lead wire portion 50 is pressed radially outward while in contact with the tip end side.
  • the edgewise bending may be performed by bending a plurality of lead wire portions 50 at the same time or all at the same time (all at the same time).
  • an EW jig 80B is used instead of the EW jig 80 in the above embodiment.
  • the EW jig 80B includes a fulcrum jig 820 and a bending jig 840 over the entire circumference.
  • the fulcrum jig 820 fits between the inner diameter side lead wire portions 50 of two concentric winding coils 26 adjacent in the circumferential direction.
  • each bending jig 840 is simultaneously moved in the circumferential direction of the stator 22 to extend the extension portion 50e of the inner diameter side lead wire portion 50 or its extension portion 50e.
  • the inner diameter side lead wire portion 50 is pressed in the circumferential direction (refer to the direction R2 in FIG. 14B) while being in contact with the tip side.
  • a plurality of rectangular conductors are provided for a slot (34) formed between two adjacent teeth (32) extending radially inward from the annular back yoke (30) of the stator core (24).
  • a plurality of concentric winding coils (26) formed by circumferential winding are inserted, and lead wire portions projecting in the axial direction from the end face of the stator core (24) of the inserted concentric winding coils (26)
  • a lead wire bending process for bending (50) wherein the lead wire portion (50) extends in the axial direction before bending in the lead wire bending process. In the lead wire bending step, the lead wire portion (50) is accommodated in the slot (34) of the lead wire portion (50) and the concentric winding coil (26).
  • the portion located on the tip side from the predetermined portion (50f) is radially outward.
  • the lead wire portion (50) is bent with the predetermined portion (50f) serving as a fulcrum so that the portion located on the tip side from the predetermined portion (50f) falls down radially outward. Then, with the connection portion (50a) as a fulcrum, the lead wire portion is bent along the stator core (24) so as to approach the end face of the stator core (24). If the lead wire portion (50) is bent so as to approach the end face of the stator core (24) along the circumferential direction of the stator core (24), the axial dimension of the concentric winding coil (26) is shortened. As a result, the axial dimension of the entire stator (22) is shortened.
  • the first bending step is a step of flatwise bending the lead wire portion (50), and the second bending step is the lead wire portion.
  • the stator manufacturing method which is a process of edgewise bending (50).
  • connection portion (50a) is previously wound before the concentric coil (26) is inserted into the slot (34).
  • the lead wire portion (50) is bent at a greater angle from the first angle than the first angle.
  • the lead wire bending step includes the step of bending the concentric coil (26) inserted into the slot (34).
  • a stator manufacturing method which is a step of bending the lead wire portion (50) on the inner diameter side.
  • the coil assembly (54) includes coil end portions (44, 46) protruding from the end surface in the rotation axis direction of the stator core (24), The coil end portions (44, 46) A plurality of crowns (46a) provided so as to protrude outward in the rotational axis direction and to be adjacent to each other in the circumferential direction;
  • the plurality of lead wire portions (50, 52) are respectively a bent portion (501f) bent from the radially inner side to the radially outer side of the stator core (24), and a distal end extending from the bent portion (50f) to the distal end side.
  • the bending start point (Pb) of the bent portion (501f) is arranged so as to overlap the top of the head (46a) when viewed from the radial direction, and the tip side portions (50g, 50h) are arranged on the stator core (24).
  • the axial direction of the stator (22) compared to the case where the bending start point (Pb) is positioned on the outer side in the axial direction from the top (46a) of the coil end portion (46). Dimensions can be reduced. Further, the axial dimension of the stator (22) can be reduced as compared with the case where the distal end side portions (50g, 50h) extend not in parallel to the end face of the stator core (24) but inclined outward in the axial direction. As a result, the axial dimension of the entire stator (22) is shortened.
  • Stator Manufacturing Device 22 Stator 24 Stator Core 26 Stator Coil (Concentric Coiled Coil) 28 Inner diameter side space 30 Back yoke 32 Teeth 34 Slot 40, 42 Slot accommodating portion 44, 46 Coil end portion 50 Inner diameter side lead wire portion 52 Outer diameter side lead wire portion 54 Coil assembly 56 Teeth hole 58 Insulating member 60 FW jig 62, 82 fulcrum jig 64, 84 Bending jig 80, EW jig

Landscapes

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Abstract

 ステータコアの円環状のバックヨークから径方向内側へ向けて延びる隣接する2つのティースの間に形成されるスロットに対して、平角導線を複数周巻回して形成される複数の同芯巻きコイルを挿入し、該挿入された同芯巻きコイルのステータコアの端面から軸方向に向けて突出するリード線部を曲げ加工するリード線曲げ工程は、リード線部を、所定部位を支点として、その所定部位より先端側に位置する部位が径方向外側に倒れるように曲げる第1の曲げ工程と、第1の曲げ工程での曲げの後、リード線部を、同芯巻きコイルのスロット収容部側との接続部位を支点として、そのリード線部がステータコアの周方向に沿ってステータコアの端面に接近するように曲げる第2の曲げ工程と、を有する。

Description

ステータ製造方法及びステータ
 本開示は、ステータ製造方法及びステータに関する。
 従来、ステータコアとコイルとを備えるステータを製造するステータ製造方法及び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)。この特許文献1記載の方法及び装置では、平角導体からなるコイルの、ステータコアの端面から軸方向に突出するリード線部が曲げ加工される。各コイルのリード線部は、当該コイルに対して周方向に所定距離離れたコイルのリード線部に溶接などにより接続される。
特開2013-172575号公報 特開2012-125043号公報
 しかしながら、上記した特許文献1記載の方法及び装置では、コイルのリード線部の先端がステータの軸方向に向いている。このため、ステータのコイル同士のリード線部がステータコアの端面から離れた位置で接続されるため、ステータ全体の軸方向寸法が大きくなる。
 一方、コイル同士のリード線部の接続を両者が径方向に向いた状態で行うものとすれば、ステータ全体の軸方向寸法を短くすることは可能である(例えば、特許文献2参照)。しかし、コイルがステータコアに装着された後に内径側のリード線部をコイルエンド部を跨いで径方向外側へ渡るように曲げ加工(フラットワイズ曲げ)するうえでは、コイルエンド部の頭頂部とリード線部の曲げ加工による曲げ部との間に曲げ支点用の治具を配置し、頭頂部よりも軸方向でステータコアから離れる位置でコイルを曲げ加工することが必要である。このため、その曲げ支点用の治具の撤去後すなわちフラットワイズ曲げ後も、コイルエンド部の頭頂部とリード線部の曲げ加工により曲げられる曲げ部との間に治具寸法分の隙間が空いてしまうことになり、その治具寸法分だけステータ全体の軸方向寸法が大きくなってしまう。
 そこで、本開示は、ステータの軸方向寸法を短縮することが可能なステータ製造方法及びステータを提供することを目的とする。
 本開示の一局面によれば、ステータコアの円環状のバックヨークから径方向内側へ向けて延びる隣接する2つのティースの間に形成されるスロットに対して、平角導線を複数周巻回して形成される複数の同芯巻きコイルを挿入し、該挿入された同芯巻きコイルの前記ステータコアの端面から軸方向に向けて突出するリード線部を曲げ加工するリード線曲げ工程を備えるステータ製造方法であって、前記リード線部は、前記リード線曲げ工程での曲げ加工の前において軸方向に向けて延びつつ周方向に向けて延びており、前記リード線曲げ工程は、前記リード線部を、該リード線部と前記同芯巻きコイルの前記スロットに収容されるスロット収容部との接続部位と該リード線部の先端との間の所定部位を支点として、該所定部位より先端側に位置する部位が径方向外側に倒れるように曲げる第1の曲げ工程と、前記第1の曲げ工程での曲げの後、前記リード線部を、前記接続部位を支点として、該リード線部が前記ステータコアの周方向に沿って前記ステータコアの端面に接近するように曲げる第2の曲げ工程と、を有するステータ製造方法が提供される。
 また、本開示の他の一局面によれば、複数のスロットを有する円環状のステータコアと、前記複数のスロットに挿入される複数のコイルから構成されるコイルアッセンブリとを備え、前記コイルアッセンブリは、前記ステータコアの回転軸方向端面から突出するコイルエンド部を含み、前記コイルエンド部は、回転軸方向外側に突出すると共に、周方向に隣接するように設けられる複数の頭頂部と、前記コイルに電力を供給するための複数のリード線部と、を有し、前記複数のリード線部は、それぞれ、前記ステータコアの半径方向内側から半径方向外側に折り曲げられる折り曲げ部と、当該折り曲げ部から先端側に伸びる先端側部と、を有し、前記折り曲げ部の曲げ開始点は、径方向から見て前記頭頂部と重なるように配置され、前記先端側部は、前記ステータコアの端面と平行となるように配置される、ことを特徴とする、ステータが提供される。
 本開示の一局面によれば、ステータの軸方向寸法を短縮することが可能なステータ製造方法が得られる。また、本開示の他の一局面によれば、軸方向寸法が短縮されたステータが得られる。
本発明の一実施例であるステータ製造方法及びステータ製造装置を用いて製造されたステータの斜視図である。 本実施例のステータ製造方法及びステータ製造装置によるステータ製造前に同芯巻きコイルのリード線部を曲げ加工する手順の一例を表した図である。 本実施例における周方向に隣接する2つの同芯巻きコイルの位置関係を表した図である。 本実施例における周方向に隣接する2つの同芯巻きコイルの位置関係を表した図である。 本実施例において複数の同芯巻きコイルから円環籠状のコイルアッセンブリを形成する手順の一例を表した図である。 本実施例のステータ製造方法及びステータ製造装置において同芯巻きコイルのリード線部を曲げ加工する工程を表した図である。 本実施例のステータ製造装置が備える前工程治具、及び、その前工程治具を用いて同芯巻きコイルのリード線部を曲げ加工する工程を表した図である。 本実施例のステータ製造装置が備える後工程治具、及び、その後工程治具を用いて同芯巻きコイルのリード線部を曲げ加工する工程を表した図である。 本実施例のステータ製造方法及びステータ製造装置において同芯巻きコイルのリード線部を曲げ加工する前の状態を表した斜視図である。 本実施例のステータ製造方法及びステータ製造装置において同芯巻きコイルのリード線部を曲げ加工する前の状態を表した3面図である。 本実施例のステータ製造方法及びステータ製造装置において同芯巻きコイルのリード線部を前工程治具を用いて曲げ加工した後の状態を表した斜視図である。 本実施例のステータ製造方法及びステータ製造装置において同芯巻きコイルのリード線部を前工程治具を用いて曲げ加工した後の状態を表した3面図である。 本実施例のステータ製造方法及びステータ製造装置において同芯巻きコイルのリード線部を後工程治具を用いて曲げ加工している途中の状態を表した斜視図である。 本実施例のステータ製造方法及びステータ製造装置において同芯巻きコイルのリード線部を後工程治具を用いて曲げ加工している途中の状態を表した3面図である。 本実施例のステータ製造方法及びステータ製造装置において同芯巻きコイルのリード線部を後工程治具を用いて曲げ加工した後の状態を表した斜視図である。 本実施例のステータ製造方法及びステータ製造装置において同芯巻きコイルのリード線部を後工程治具を用いて曲げ加工した後の状態を表した3面図である。 図11BのX部の概略的な拡大図である。 本実施例のステータ製造装置が備える後工程治具と、その後工程治具を用いて曲げ加工された同芯巻きコイルのリード線部との軸方向位置の関係を表した図である。 本実施例のステータ製造方法及びステータ製造装置において同芯巻きコイルのリード線部を曲げ加工した際の効果を説明するための図である。 他の実施例のステータ製造装置が備える前工程治具、及び、その前工程治具を用いて同芯巻きコイルのリード線部を曲げ加工する工程を表した図である。 他のステータ製造装置が備える前工程治具、及び、その前工程治具を用いて同芯巻きコイルのリード線部を曲げ加工する工程を表した図である。
 以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例であるステータ製造方法及びステータ製造装置を用いて製造されたステータの斜視図を示す。図2は、本実施例のステータ製造方法及びステータ製造装置によるステータ製造前に同芯巻きコイルのリード線部を曲げ加工する手順の一例を表した図を示す。図3A及び図3Bは、本実施例における周方向に隣接する2つの同芯巻きコイルの位置関係を表した図を示す。尚、図3Aには軸中心側から見た図を、図3Bには軸方向側から見た図を、それぞれ示す。また、図4は、本実施例において複数の同芯巻きコイルから円環籠状のコイルアッセンブリを形成する手順の一例を表した図を示す。
 本実施例のステータ製造装置20は、例えば三相交流モータなどの回転電機に用いられる固定子であるステータ22を製造する装置である。ステータ22は、回転子であるロータに対して径方向外側に所定のエアギャップを介して配置され、通電によってロータを回転させる磁界を発生する部材である。ステータ22は、ステータコア24と、ステータコイル26と、を備えている。
 ステータコア24は、中空円筒状に形成された部材である。ステータコア24の内径側には、ロータを収容するための空間(内径側空間)28が形成されている。尚、ステータコア24は、絶縁コーティングされた複数の電磁鋼板を軸方向に積層して形成されていてもよい。また、ステータコア24の径方向外側端面には、絶縁コーティングされた軟磁性体粉末を圧縮成型した材料で形成された円筒状のヨークが取り付けられていてもよい。
 ステータコア24は、円環状に形成されるバックヨーク30と、バックヨーク30の径方向内側端面から径方向内側(軸中心側)へ向けて延びるティース32と、を有している。ティース32は、バックヨーク30に対して周方向に複数(例えば、48個)設けられており、周方向に沿って等間隔で設けられている。周方向に隣接する2つのティース32の間には、ステータコイル26が保持されるスロット34が形成されている。
 ステータコア24には、ステータ22をモータケースに取り付け固定するための耳部36が設けられている。耳部36は、ステータコア24本体(具体的には、バックヨーク30)の径方向外側端面(外周面)から径方向外側へ向けて突出した山型形状に形成されている。耳部36は、周方向に離れて複数箇所(例えば3箇所)設けられている。各耳部36には、軸方向に貫通する貫通穴38が設けられている。ステータ22は、耳部36の貫通穴38を貫通するボルトがモータケースを介してナット締結されることによりモータケースに固定される。
 また、ステータコイル26は、断面が矩形状(具体的には、長方形)に形成された平角導線により構成されている。この平角導線は、導電性の高い例えば銅やアルミニウム等の金属により構成されている。尚、この平角導線の断面角部は、R加工されていてもよい。ステータコイル26は、ステータコア24に対して周方向に複数(例えば、48個)配設される。
 各ステータコイル26はそれぞれ、所定複数周(例えば5周)巻回された平角導線が曲げ加工されることにより成形される同芯巻きコイル(カセットコイル)である。以下、各ステータコイル26を同芯巻きコイル26と称す。各同芯巻きコイル26はそれぞれ、一本の直線状の平角導線が巻線形成装置により楕円形状に形成されつつ所定複数周巻回された後に成形装置により略六角形状又は略八角形状に曲げ加工されることにより成形される。
 各同芯巻きコイル26は、スロット収容部40,42と、コイルエンド部44,46と、を有している。スロット収容部40,42はそれぞれ、ステータコア24のスロット34内に収容される、そのスロット34を軸方向に貫くように略直線状に延びる部位である。同一の同芯巻きコイル26において、スロット収容部40とスロット収容部42とは、ステータコア24の周方向に所定距離離れた互いに異なるスロット34に収容される。コイルエンド部44,46はそれぞれ、ステータコア24の軸方向端面から軸方向外側に向けて突出した、周方向に離れた2つのスロット収容部40,42同士を繋ぐように湾曲する部位である。
 各同芯巻きコイル26は、平角導線の断面短辺方向に複数本の平角導線が積層されるように構成されていると共に、平角導線が積層される積層方向に隣り合う平角導線間に所定の隙間が形成されるように構成されている。各同芯巻きコイル26は、2つのスロット収容部40,42の離間距離(間隔)が積層方向位置に応じて変化するように断面台形状に形成されている。この断面台形状の形成は、同芯巻きコイル26のスロット収容部40,42をそれぞれ適切にスロット34に収容するために行われるものである。各同芯巻きコイル26は、平角導線の積層方向がステータコア24の軸方向に直交する径方向に一致するようにステータコア24に組み付けられる。
 各同芯巻きコイル26のコイルエンド部44,46はそれぞれ、複数の相異なる非直線形状に形成される。具体的には、コイルエンド部44,46はそれぞれ、例えば3種類の非直線形状に形成されるものであって、ステータコア24の径方向に向けて階段状に屈曲するクランク状にクランク成形され、円環状のステータコア24の円弧に合わせて湾曲する円弧状に円弧成形されると共に、平角導線の断面長手方向に屈曲する屈曲状にエッジワイズ成形される。クランク成形は、平角導線の積層方向への導線間のレーンチェンジのために行われる曲げ加工である。円弧成形は、同芯巻きコイル26をスロット34内に効率的に収容するために行われる曲げ加工である。また、エッジワイズ成形は、複数の同芯巻きコイル26を効率的に配置するために行われる曲げ加工である。
 各同芯巻きコイル26は、平角導線の両端に設けられたリード線部50,52を有している。リード線部50は、スロット34に収容されるスロット収容部40の先端側に接続された部位である。リード線部52は、スロット34に収容されるスロット収容部42の先端側に接続された部位である。リード線部50,52はそれぞれ、スロット収容部40,42がステータコア24のスロット34に収容された際にステータコア24の軸方向端面から軸方向に向けて突出する部位である。リード線部50,52は共に、コイルエンド部46側において軸方向に向けて突出するものとする。
 リード線部50は、平角導線が所定複数周巻回された同芯巻きコイル26における内径側に位置する先端部である。リード線部52は、その同芯巻きコイル26における外径側に位置する先端部である。以下適宜、リード線部50を内径側リード線部50と、リード線部52を外径側リード線部52と、それぞれ称す。リード線部50,52は、同芯巻きコイル26が成形装置により略六角形状又は略八角形状に曲げ加工された直後は、略直線状に延びるように形成されており、同芯巻きコイル26がステータコア24に装着されてスロット収容部40,42がステータコア24のスロット34に収容されているものとすれば、軸方向に向けて略直線状に延びるように形成されている。
 リード線部50,52は、同芯巻きコイル26が成形装置により略六角形状又は略八角形状に曲げ加工された後、後述の如く複数の同芯巻きコイル26によりコイルアッセンブリ54が構成される前において、屈曲されて曲げ変形される。尚、リード線部50,52は、コイルアッセンブリ54が構成されてその後ステータコア24のスロット34に各同芯巻きコイル26が挿入された後も、後述の如く屈曲されて曲げ加工される。
 具体的には、コイルアッセンブリ54が構成される前において、図2に示す如く、内径側リード線部50は、まず、スロット収容部40との接続部位50aにおいて平角導線のエッジワイズ方向の周方向外側(図2において反時計回り方向)に曲げ変形され、次に、その曲げ部50aよりも先端側に位置する部位50bにおいて平角導線のエッジワイズ方向の周方向内側(図2において時計回り方向)に曲げ変形され、その後、その曲げ部50bよりも先端側に位置する部位50cにおいて平角導線のエッジワイズ方向の周方向外側(図2において反時計回り方向)に曲げ変形され、最後に、その曲げ部50cよりも先端側に位置する部位50dにおいて平角導線のエッジワイズ方向の周方向内側(図2において時計回り方向)に曲げ変形される。この際、曲げ部50aの曲げ角度は、内径側リード線部50が予め周方向に沿うように、軸方向に対して最終的な所望角度より小さな所定角度で曲げられたものである。
 また、外径側リード線部52は、まず、スロット収容部42との接続部位近傍52aにおいて平角導線のエッジワイズ方向の周方向外側(図2において時計回り方向)に曲げ変形され、次に、その曲げ部52aよりも先端側に位置する部位52bにおいて平角導線のエッジワイズ方向の周方向内側(図2において反時計回り方向)に曲げ変形され、最後に、その曲げ部52bよりも先端側に位置する部位52cにおいて平角導線のフラットワイズ方向の径方向外側に曲げ変形される。
 尚、内径側リード線部50の各曲げ部50a,50b,50c,50dの位置及び曲げ変形度合いは、同芯巻きコイル26の最終的な所望形状などに合わせたものに設定される。また、外径側リード線部52の各曲げ部52a,52b,52cの位置及び曲げ変形度合いは、同芯巻きコイル26の最終的な所望形状などに合わせたものに設定される。
 内径側リード線部50は、上記の如く曲げ変形されると、曲げ部50aから曲げ部50bにかけて延びる延出部50eと、曲げ部50bから曲げ部50cにかけて延びる延出部50fと、曲げ部50cから曲げ部50dにかけて延びる延出部50gと、曲げ部50dから先端にかけて延びる延出部50hと、を有するものとなる。また、外径側リード線部52は、上記の如く曲げ変形されると、曲げ部52aから曲げ部52bにかけて延びる延出部52dと、曲げ部52bから曲げ部52cにかけて延びる延出部52eと、曲げ部52cから先端にかけて延びる延出部52fと、を有するものとなる。
 同芯巻きコイル26がステータコア24に装着されてスロット収容部40,42がステータコア24のスロット34に収容されているものとすれば、内径側リード線部50の延出部50eは、ステータ22の軸方向に向けて延びつつ周方向外側に向けて延びる。また、延出部50fはステータ22の略軸方向に向けて延び、延出部50gはステータ22の軸方向に向けて延びつつ周方向外側に向けて延びると共に、延出部50hはステータ22の略軸方向(尚、僅かに周方向に傾いていてもよい。)に向けて延びる。尚、上記の曲げ変形は平角導線のエッジワイズ方向に行われるので、延出部50e,50f,50g,50hは、上記の曲げ変形後はすべて略同心円上に形成される。
 また、同芯巻きコイル26がステータコア24に装着されてスロット収容部40,42がステータコア24のスロット34に収容されているものとすれば、外径側リード線部52の延出部52dは、ステータ22の軸方向に向けて延びつつ周方向外側に向けて延びる。また、延出部52eはステータ22の略軸方向に向けて延びると共に、延出部52fは径方向外側に向けて延びる。
 同芯巻きコイル26は、周方向に複数配置されることにより円環籠状のコイルアッセンブリ54を構成する。コイルアッセンブリ54は、各同芯巻きコイル26がリード線部50,52において上記の如く屈曲されて曲げ変形された後、それら複数の同芯巻きコイル26が周方向に並んで円環状に配置されることにより円環籠状に形成される。このコイルアッセンブリ54の形成は、以下の(i)~(iii)に示す内容が実現されるように行われる。
 (i)複数の同芯巻きコイル26はそれぞれ、ステータコア24に対して収容されるスロット34を周方向に一つずつずらしながら配置される(図3A参照)。(ii)互いに周方向に隣接して配置される2つの同芯巻きコイル26同士は、各段の平角導線が積層方向(すなわち、径方向)に交互に重なるように組み付けられる(図3B参照)。(iii)互いに周方向に所定距離離れて配置される2つの同芯巻きコイル26同士は、一方のコイル26のスロット収容部40の各段の平角導線と他方のコイル26のスロット収容部42の各段の平角導線とが同じスロット34において積層方向(すなわち径方向)に交互に並ぶように組み付けられる。上記(ii)に示す組み付けが行われた後は、コイルアッセンブリ54の、互いに周方向に隣接して配置される2つの同芯巻きコイル26のスロット収容部40,42の間に、ステータコア24のティース32が挿入配置されるティース穴56が形成される。
 尚、各同芯巻きコイル26はそれぞれ、ステータ22が例えば三相交流モータに適用される場合は、U相コイル、V相コイル、及びW相コイルの何れかを構成する。例えば、コイルアッセンブリ54は、同芯巻きコイル26であるU相コイル、V相コイル、及びW相コイルの同相のコイルが2個ずつ周方向に並んで配置されることにより、周方向に並んだ6つの同芯巻きコイル26で一極が形成されるように構成される。
 ステータ22は、また、ステータコア24と各同芯巻きコイル26との電気的絶縁性を確保するための絶縁部材58を備えている。絶縁部材58は、ステータコア24のスロット34の形状に合致した形状を有し、スロット34ごとに装着される断面コの字状に形成されたスロットセルである。絶縁部材58は、紙や樹脂(例えば、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂など)などにより構成された薄膜状に形成された部材である。絶縁部材58は、図4に示す如く、所定複数の同芯巻きコイル26からなるコイルアッセンブリ54が形成された後、その各同芯巻きコイル26のスロット収容部40,42にそのスロット収容部40,42の外径側から内径側へ向けて挿入されることによりコイルアッセンブリ54に装着される。
 次に、本実施例においてステータ22を製造する手順について説明する。
 本実施例において、ステータ22は、ステータコア24にコイルアッセンブリ54の同芯巻きコイル26を装着すること、すなわち、ステータコア24の各スロット34に対して各同芯巻きコイル26のスロット収容部40,42を挿入することにより組み立てられる。
 コイルアッセンブリ54は、各同芯巻きコイル26のスロット収容部40,42がステータコア24の各スロット34へ挿入される前は、挿入された後に比べて、各同芯巻きコイル26の2つのスロット収容部40,42の離間距離(間隔)が小さいことにより、軸方向長さ(具体的には、コイルエンド部44の軸方向先端とコイルエンド部46の軸方向先端との間の距離)が大きくかつ外径が小さくなる(具体的には、外径がステータコア24のティース32の内径に比して僅かに小さくなる)ように構成されている。以下、便宜的に、スロット収容部40,42がステータコア24の各スロット34へ挿入される前のコイルアッセンブリ54を初期コイルアッセンブリ54と、スロット収容部40,42がステータコア24の各スロット34へ挿入された後のコイルアッセンブリ54を挿入後コイルアッセンブリ54と、それぞれ称す。
 本実施例においては、延出部50e,50f,50g,50hがすべて略同心円に形成された複数の同芯巻きコイル26が円環状に配置されかつ同芯巻きコイル26のスロット収容部40,42に絶縁部材58が装着された初期コイルアッセンブリ54と、ステータコア24と、を用意する。初期コイルアッセンブリ54は、上記の如く、その外径がステータコア24のティース32の内径に比して僅かに小さくなるように構成される。そこで、まず、初期コイルアッセンブリ54に対して、その同芯巻きコイル26のリード線部50,52が設けられていないコイルエンド部44側の軸方向側から、内径側空間28にその初期コイルアッセンブリ54が挿入されるようにステータコア24を組み付ける。かかる組み付けが行われると、ステータコア24の内径側空間28に初期コイルアッセンブリ54が配置されることとなる。
 上記した初期コイルアッセンブリ54とステータコア24との挿入配置が行われた後、初期コイルアッセンブリ54とステータコア24とを互いに周方向で位置決めし、その初期コイルアッセンブリ54を構成する各同芯巻きコイル26のコイルエンド部44,46に治具を押し当てて各コイルエンド部44,46を径方向外側へ押圧する。同芯巻きコイル26のコイルエンド部44,46が径方向外側へ押圧されると、そのコイルエンド部44,46の押圧に追従してそれらのコイルエンド部44,46に繋がるスロット収容部40,42が内径側から外径側へ引っ張られるので、そのスロット収容部40,42がスロット34に挿入される。
 尚、このスロット収容部40,42の挿入過程において、各同芯巻きコイル26は、スロット収容部40とスロット収容部42との周方向距離(間隔)が徐々に拡大され、かつ、コイルエンド部44の軸方向先端とコイルエンド部46の軸方向先端との軸方向距離が徐々に小さくなるように変形する。
 かかるステータ組立手法によれば、互いに周方向位置を異ならせて配置される2つの同芯巻きコイル26同士の組み付けが、スロット収容部40,42の平角導線が同じスロット34において径方向に交互に並ぶように行われると共に、所定複数の同芯巻きコイル26が円環状に配置される初期コイルアッセンブリ54を形成した後、その初期コイルアッセンブリ54を中空円筒状のステータコア24の内径側空間28に配置した状態で、そのコイルアッセンブリ54を構成する複数の同芯巻きコイル26のスロット収容部40,42をそのステータコア24のスロット34へ挿入することができ、そのコイルアッセンブリ54を構成する同芯巻きコイル26をステータコア24に組み付けることができる。
 図5は、本実施例のステータ製造方法及びステータ製造装置20において同芯巻きコイル26のリード線部50,52を曲げ加工する工程を表した図を示す。図6は、本実施例のステータ製造装置20が備える前工程治具、及び、その前工程治具を用いて同芯巻きコイル26のリード線部50を曲げ加工する工程を表した図を示す。図7は、本実施例のステータ製造装置20が備える後工程治具、及び、その後工程治具を用いて同芯巻きコイル26のリード線部50を曲げ加工する工程を表した図を示す。尚、図6(A)及び図7(A)には曲げ加工前の状態を示す。
 図8A及び図8Bは、本実施例のステータ製造方法及びステータ製造装置20において同芯巻きコイル26のリード線部50を曲げ加工する前の状態を表した図を示す。図9A及び図9Bは、本実施例のステータ製造方法及びステータ製造装置20において同芯巻きコイル26のリード線部50を前工程治具を用いて曲げ加工した後の状態を表した図を示す。図10A及び図10Bは、本実施例のステータ製造方法及びステータ製造装置20において同芯巻きコイル26のリード線部50を後工程治具を用いて曲げ加工している途中の状態を表した図を示す。また、図11A乃至図11Cは、本実施例のステータ製造方法及びステータ製造装置20において同芯巻きコイル26のリード線部50を後工程治具を用いて曲げ加工した後の状態を表した図を示す。
 尚、図8A、図9A、図10A、及び図11Aには斜視図を示す。図8B、図9B、及び図10Bにはリード線部50,52が存在する軸方向側からの正面図と、側面図と、他の側面図との3面図を示す。また、図11Bには、リード線部50,52が存在する軸方向側からの正面図と、側面図と、III-III断面図とを示す。図11Cには、図11BのX部を拡大した概略図を示す。
 図12は、本実施例のステータ製造装置20が備える後工程治具と、その後工程治具を用いて曲げ加工された同芯巻きコイル26のリード線部50との軸方向位置の関係を表した図を示す。尚、図12には、ステータ22の断面図を示す。また、図13は、本実施例のステータ製造方法及びステータ製造装置20において同芯巻きコイル26のリード線部50を曲げ加工した際の効果を説明するための図を示す。
 本実施例において、円環籠状のコイルアッセンブリ54を構成するすべての同芯巻きコイル26のスロット収容部40,42が外径側へ押圧されることにより、それらすべての同芯巻きコイル26が内径側から外径側へ放射状に押し出されて、各同芯巻きコイル26がステータコア24に装着されると、次に、各同芯巻きコイル26のリード線部50,52(特に内径側リード線部50)が曲げ加工される。この曲げ加工は、互いに周方向に所定距離離れて配置される2つの同芯巻きコイル26のうち、一方の同芯巻きコイル26の内径側リード線部50の先端と他方の同芯巻きコイル26の外径側リード線部52の先端とを接続させるべく、内径側リード線部50がコイルエンド部46を跨いで径方向外側へ渡るように行われるものである。
 具体的には、内径側リード線部50は、ステータ製造装置20による曲げ加工前は、略同心円に形成された延出部50e,50f,50g,50hを有するように形成されている(図5(A))。内径側リード線部50は、ステータ製造装置20により、まず、略軸方向に向けて延びる延出部50f(図5(B)において破線で囲まれる部位)を支点として、その延出部50fよりも先端側に位置する部位(具体的には、延出部50g,50hであり、以下、単に「先端側部50g、50h」とも称する)が径方向外側に倒れるようにフラットワイズ曲げされる(図5(B))。そして次に、曲げ部50a(図5(C)において破線で囲まれる部位)を支点として、その曲げ部50aよりも先端側に位置する部位(具体的には、延出部50e,50f,50g,50hすなわち内径側リード線部50全体)がステータコア24の周方向に沿ってステータコア24の軸方向端面に接近するように(図5において反時計回り方向に)エッジワイズ曲げされる(図5(C))。
 ステータ製造装置20は、内径側リード線部50をフラットワイズ曲げするためのフラットワイズ(FW)用治具60を備えている。FW用治具60は、内径側リード線部50のフラットワイズ曲げ時にその内径側リード線部50を支持する支点治具62と、内径側リード線部50のフラットワイズ曲げ時にその内径側リード線部50を曲げ加工する曲げ治具64と、からなる。
 支点治具62は、棒状に延びた部材であって、一本の内径側リード線部50を嵌めることができるように先端にコの字状に切り欠かれた支持部66を有していると共に、内径側リード線部50がフラットワイズ曲げされる際にその内径側リード線部50の表面が接する部位に切り欠かれた切欠部68を有している。支点治具62は、図示しない移動機構によりステータ22の径方向に移動可能となるように支持されている。支点治具62は、コイルエンド部46の頭頂部の直上においてその頭頂部に沿って径方向に移動可能である。支点治具62は、内径側リード線部50がフラットワイズ曲げされる直前に、ステータ22の径方向外側から径方向内側へ向けて、支持部66に内径側リード線部50の延出部50fが嵌るように移動される。
 また、曲げ治具64は、内径側リード線部50の平角導線の断面長辺側の面に接することが可能な押圧部70を有している。押圧部70は、例えば、回転可能なローラにより構成されている。曲げ治具64は、図示しない移動機構によりステータ22の径方向に移動可能となるように支持されている。曲げ治具64は、内径側リード線部50がフラットワイズ曲げされる際に、ステータ22の径方向内側から径方向外側へ向けて移動されて、押圧部70にて内径側リード線部50の延出部50fにおける先端側に接しつつその内径側リード線部50を径方向外側に押圧する。
 ステータ製造装置20は、また、内径側リード線部50をエッジワイズ曲げするためのエッジワイズ(EW)用治具80を備えている。EW用治具80は、内径側リード線部50のエッジワイズ曲げ時にその内径側リード線部50を支持する支点治具82と、内径側リード線部50のエッジワイズ曲げ時にその内径側リード線部50を曲げ加工する曲げ治具84と、からなる。
 支点治具82は、丸棒状に延びた部材であって、周方向に隣接する2つの同芯巻きコイル26の内径側リード線部50同士の間に嵌るように形成されている。支点治具82の直径は、ティース32の周方向幅程度に設定されている。支点治具82は、図示しない移動機構によりステータ22の径方向に移動可能となるように支持されている。支点治具82は、内径側リード線部50がエッジワイズ曲げされる直前に、ステータ22の径方向内側から径方向外側へ向けて、周方向に隣接する2つの同芯巻きコイル26の内径側リード線部50同士の間に嵌るように移動される。この支点治具82の移動位置は、内径側リード線部50の付根部分に隣接した位置すなわち内径側リード線部50のスロット収容部40との接続部位近傍の曲げ部50aに隣接した位置である。
 また、曲げ治具84は、内径側リード線部50の平角導線の断面短辺側の面に接することが可能な押圧部86を有している。押圧部86は、例えば丸棒状に形成された部材であって、周方向に隣接する2つの同芯巻きコイル26の内径側リード線部50同士の間に嵌るように形成されている。押圧部86の直径は、エッジワイズ曲げ前に、周方向に隣接する2つの同芯巻きコイル26の内径側リード線部50の延出部50e或いはその延出部50eよりも先端側の間の距離よりも小さくなるように設定されている。
 曲げ治具84は、図示しない移動機構によりステータ22の径方向及び周方向に移動可能となるように支持されている。曲げ治具84は、内径側リード線部50がエッジワイズ曲げされる際に、ステータ22の周方向に移動されて、押圧部86にて内径側リード線部50の延出部50e或いはその延出部50eよりも先端側に接しつつその内径側リード線部50を周方向に押圧する。
 本実施例において、円環籠状のコイルアッセンブリ54を構成するすべての同芯巻きコイル26のスロット収容部40,42がステータコア24のスロット34に挿入された後、FW用治具60の支点治具62が、ステータ22の径方向外側から径方向内側へ向けて、支持部66に内径側リード線部50の延出部50fが嵌るように移動される(図6(B))。支点治具62の支持部66に内径側リード線部50の延出部50fが嵌ると、次に、その延出部50fが支点治具62に支持された状態で、曲げ治具64が、ステータ22の径方向内側から径方向外側へ向けて移動される(図6(C))。
 上記の如くFW用治具60の移動が行われると、内径側リード線部50が、図8A及び図8Bに示す状態から、延出部50fを支点として、その延出部50fよりも先端側の先端側部50g、50hが径方向外側に倒れるように曲げられる(図9A及び図9B参照)。この内径側リード線部50の曲げ加工は、その内径側リード線部50の平角導線の断面長辺側の面が支点治具62の切欠部68に接するまで行われる。尚、この曲げ加工が完了すると、内径側リード線部50の延出部50fよりも先端側の先端側部50g、50hは、ステータコア24の軸方向端面に対して平行に延びるのではなく、周方向及び径方向だけでなく僅かに軸方向外側にも延びるように形成されることとしてもよい。
 上記したFW用治具60の移動が完了して曲げ加工が完了すると、そのFW用治具60が移動機構により待機位置まで戻される。
 上記したFW用治具60の移動による曲げ加工が完了した後は、次に、EW用治具80の支点治具82が、ステータ22の径方向内側から径方向外側へ向けて、周方向に隣接する2つの同芯巻きコイル26の内径側リード線部50同士の間に嵌るように移動される(図7(B))。この移動が行われると、支点治具82が、その支点治具82が嵌る周方向に隣接する2つの同芯巻きコイル26のうち、内径側リード線部50が屈曲して曲げ変形されている周方向(図7において反時計回り方向)にその支点治具82が存在する同芯巻きコイル26(図7において右側の同芯巻きコイル26;以下、曲げ対象同芯巻きコイル26と称す。)の内径側リード線部50の付根部分(具体的には、スロット収容部40との接続部位近傍の曲げ部50a)に周方向に隣接して位置する。
 また、上記した支点治具82の径方向内側から径方向外側への移動後或いはその移動と同時に、曲げ治具84が、ステータ22の径方向内側から径方向外側へ向けて、その押圧部86が周方向に隣接する2つの同芯巻きコイル26の内径側リード線部50同士の間に嵌るように移動される(図7(B))。この移動が行われると、曲げ治具84が、その曲げ治具84が嵌る周方向に隣接する2つの同芯巻きコイル26のうち、内径側リード線部50が屈曲して曲げ変形されている周方向とは反対の周方向(図7において時計回り方向)にその曲げ治具84が存在する曲げ対象同芯巻きコイル26(図7において左側の同芯巻きコイル26)の内径側リード線部50の中途部分(具体的には、延出部50e或いはその延出部50eよりも先端側)に周方向に隣接して位置する。
 そして、上記した曲げ治具84の径方向内側から径方向外側への移動後、曲げ対象同芯巻きコイル26の内径側リード線部50の曲げ部50aが支点治具82に支持された状態で、その曲げ治具84が、その曲げ対象同芯巻きコイル26の内径側リード線部50の中途部分に接しつつ、ステータ22の周方向(図7において反時計回り方向)へ向けて移動される(図7(C))。
 上記の如くEW用治具80の移動が行われると、内径側リード線部50が、曲げ部50aを支点として、その曲げ部50aよりも先端側に位置する部位がステータコア24の周方向に沿ってステータコア24の軸方向端面に接近する方向(曲げ部50aにおけるエッジワイズ方向)に曲げられる(図10A及び図10B及び図11A及び図11B参照)。この内径側リード線部50の曲げ加工は、その内径側リード線部50の平角導線の断面長辺側の面が他の同芯巻きコイル26のコイルエンド部46の頭頂部に接する直前まで行われる。この曲げ加工において、内径側リード線部50は、曲げ部50aの曲げ角度が最終的な所望角度よりも小さな所定角度からその所望角度になるように曲げられる。
 尚、この内径側リード線部50の曲げ加工が完了すると、内径側リード線部50の先端側部50g、50hは、ステータコア24の軸方向端面に対して平行に延びるものとすればよく、また、先端側部50g、50hの平角導線の断面長辺側の面がステータコア24の軸方向端面に対して平行になるように形成されることとすればよい。
 上記したEW用治具80の移動が完了して曲げ加工が完了すると、そのEW用治具80が移動機構により待機位置まで戻される。尚、EW用治具80の移動による曲げ加工は、周方向に隣接する同芯巻きコイル26との干渉を防止できる範囲内であれば、円環籠状のコイルアッセンブリ54を構成するすべての同芯巻きコイル26に対して同時に行われるものとしてもよく(図14A及び図14B参照)、また、同芯巻きコイル26ごとに一本ずつ逐次その曲げ加工を繰り返すものであってもよい。
 そしてその後、内径側リード線部50に対して上記の曲げ加工が施された同芯巻きコイル26のその内径側リード線部50の先端が、周方向に所定距離離れて配置される他の同芯巻きコイル26の外径側リード線部52の先端に溶接などにより接続される。これらの先端の接続は、双方とも径方向外側に向いた状態で行われる。
 このように、本実施例においては、円環籠状のコイルアッセンブリ54を構成するすべての同芯巻きコイル26がステータコア24に装着された後、各同芯巻きコイル26の内径側リード線部50を他の同芯巻きコイル26のコイルエンド部46を跨いで径方向外側へ渡るように曲げ加工することができる。具体的には、まず、FW用治具60を用いて、図13(A)に示す如く全体が略同心円上に形成された内径側リード線部50を、延出部50fを支点として、その延出部50fよりも先端側の先端側部50g、50hが径方向外側に倒れるようにフラットワイズ曲げする工程が実施される(図13(B)参照)。これにより、延出部50fにおける先端側においてフラットワイズ曲げ部501f(図11C参照)が形成される。そしてその後、EW用治具80を用いて、その内径側リード線部50を、付根部分である曲げ部50aを支点として、その曲げ部50aよりも先端側に位置する部位(具体的には、その内径側リード線部50全体)がステータコア24の周方向に沿ってステータコア24の軸方向端面に接近するようにエッジワイズ曲げする工程が実施される(図13(C)参照)。
 かかるステータ製造装置20によるステータ製造方法によれば、FW用治具60を用いて、内径側リード線部50を、延出部50fを支点として、その延出部50fにおける先端側に位置する部位が径方向外側に倒れるようにフラットワイズ曲げすることができる。ここで、かかるステータ製造方法でも、コイルエンド部46の頭頂部とそのフラットワイズ曲げの支点となる延出部50fにおける先端側のフラットワイズ曲げ部501f(図11C)との間に支点治具62を配置することが必要であり、かかるフラットワイズ曲げ後は、コイルエンド部46の頭頂部とそのフラットワイズ曲げ部との間に支点治具62の支持部66の厚さ寸法分の隙間が形成される。
 しかし、本実施例のステータ製造装置20によるステータ製造方法によれば、上記したFW用治具60を用いた内径側リード線部50のフラットワイズ曲げの後、EW用治具80を用いて、その内径側リード線部50を、付根部分である曲げ部50aを支点として、その曲げ部50aよりも先端側に位置する部位がステータコア24の周方向に沿ってステータコア24の軸方向端面に接近するようにエッジワイズ曲げすることができる。
 かかる曲げ部50aを支点としたエッジワイズ曲げによれば、内径側リード線部50の軸方向先端の位置がステータコア24の軸方向端面に接近するので、同芯巻きコイル26の軸方向寸法が短縮される。また、そのエッジワイズ曲げが、内径側リード線部50の軸方向先端の位置が支点治具62の支持部66の厚さ寸法分だけステータコア24の軸方向端面に接近する程度に行われれば、上記したフラットワイズ曲げによりコイルエンド部46の頭頂部とそのフラットワイズ曲げ部との間に形成される支点治具62の支持部66の厚さ寸法分の隙間を短縮することができ、その結果、同芯巻きコイル26の軸方向寸法をより小さくすることができる(図12参照)。
 従って、本実施例のステータ製造装置20によるステータ製造方法によれば、同芯巻きコイル26の内径側リード線部50に対して上記した延出部50fを支点としたフラットワイズ曲げが行われる一方で上記した曲げ部50aを支点としたエッジワイズ曲げが行われない対比例の構成(図13(D)に示す構成)に比べて、ステータ22全体の軸方向寸法を短縮することができる(図13(C)に示す構成)。
 より具体的には、図11Cに示すように、本実施例においては、延出部50fにおけるフラットワイズ曲げ部501fの曲げ開始点Pbは、径方向から見てコイルエンド部46の頭頂部46aと重なるように配置され、リード線部50における延出部50fよりも先端側の延出部50g及び延出部50h(以下、単に「先端側部50g、50h」と称する)は、ステータコア24の端面と平行となるように配置される。ここで、曲げ開始点Pbは、リード線部50の先端側部50g、50hを基準として、リード線部50が90°曲がった位置であって、コイルエンド部46の頭頂部46aよりも、軸方向で考えた場合にステータコア24側に位置する。
 ここで、コイルエンド長Hは、曲げ開始点Pbまでの高さH1と、曲げ開始点Pbから先端側部50g、50hの端部までの高さH2との合計となる。本実施例では、高さH1は、曲げ開始点Pbがコイルエンド部46の頭頂部46aよりも軸方向外側に位置する場合に比べて、小さくできる。また、本実施例では、高さH2は、先端側部50g、50hがステータコア24の端面に対して平行でなく軸方向外側に傾斜して延在する場合に比べて、小さくできる。従って、本実施例によれば、図11Cに示すように、頭頂部46aと先端側部50g、50hとの軸方向距離δ(隙間)を小さくできる。この結果、曲げ開始点Pbがコイルエンド部46の頭頂部46aよりも軸方向外側に位置する場合に比べて、ステータ22の軸方向寸法を低減できる。
 ところで、上記の実施例においては、内径側リード線部50が特許請求の範囲に記載した「リード線部」に、延出部50fが特許請求の範囲に記載した「所定部位」に、曲げ部50aが特許請求の範囲に記載した「接続部位」に、それぞれ相当している。
 尚、上記の実施例においては、同芯巻きコイル26のリード線部50,52が、コイルアッセンブリ54が構成される前において、図2に示す如く、屈曲されて曲げ変形される。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、リード線部50,52は、図2に示すもの以外の形状に屈曲されて曲げ変形されるものであってもよい。但し、特に内径側リード線部50は、少なくとも、径方向外側へのフラットワイズ曲げが可能となるようにそのフラットワイズ曲げ前に軸方向に延びた部位を有すること、及び、径方向外側へのフラットワイズ曲げによって径方向外側へ倒れてコイルエンド部46を跨いで渡る部位を有することが必須構成である。また、内径側リード線部50は、コイルアッセンブリ54が構成されてスロット34に対して同芯巻きコイル26が挿入される前において、予め周方向に沿うように所望角度よりも小さな所定角度で曲げられるものであればよい。
 図14Aは、ステータ製造装置が備える前工程治具、及び、その前工程治具を用いて同芯巻きコイルのリード線部を曲げ加工する工程のうち、延出部50fを支点としたフラットワイズ曲げ工程の他の実施例を表した図である。図14Bは、ステータ製造装置が備える前工程治具、及び、その前工程治具を用いて同芯巻きコイルのリード線部を曲げ加工する工程のうち、曲げ部50aを支点としたエッジワイズ曲げの他の実施例を表した図である。
 フラットワイズ曲げは、図14Aに示すように、リード線部50は複数本同時又は全周同時(全数同時)に曲げ加工を行うこととしてもよい。図14Aに示す例では、上記の実施例におけるFW用治具60に代えて、FW用治具60Bが使用される。FW用治具60Bは、押圧部700と、支点治具620とを全周にわたって備える。押圧部700は、上記の実施例におけるFW用治具60の押圧部70と同様、ローラの形態である。支点治具620は、上記の実施例におけるFW用治具60の支点治具62と同様、内径側リード線部50の延出部50fが嵌るように外径側から移動され、内径側リード線部50がフラットワイズ曲げされる際の支点となる。内径側リード線部50がフラットワイズ曲げされる際、各押圧部700は、同時に、ステータ22の径方向内側から径方向外側へ向けて移動されて、内径側リード線部50の延出部50fにおける先端側に接しつつその内径側リード線部50を径方向外側に押圧する。
 エッジワイズ曲げは、図14Bに示すように、リード線部50は複数本同時又は全周同時(全数同時)に曲げ加工を行うこととしてもよい。図14Bに示す例では、上記の実施例におけるEW用治具80に代えて、EW用治具80Bが使用される。EW用治具80Bは、支点治具820と、曲げ治具840とを全周にわたって備える。支点治具820は、上記の実施例におけるEW用治具80の支点治具82と同様、周方向に隣接する2つの同芯巻きコイル26の内径側リード線部50同士の間に嵌るように外径側から移動され、内径側リード線部50がエッジワイズ曲げされる際の支点となる。内径側リード線部50がエッジワイズ曲げされる際、各曲げ治具840は、同時に、ステータ22の周方向に移動されて、内径側リード線部50の延出部50e或いはその延出部50eよりも先端側に接しつつその内径側リード線部50を周方向(図14Bの方向R2参照)に押圧する。
 尚、以上の実施例に関し、更に以下を開示する。
 [1]ステータコア(24)の円環状のバックヨーク(30)から径方向内側へ向けて延びる隣接する2つのティース(32)の間に形成されるスロット(34)に対して、平角導線を複数周巻回して形成される複数の同芯巻きコイル(26)を挿入し、該挿入された同芯巻きコイル(26)の前記ステータコア(24)の端面から軸方向に向けて突出するリード線部(50)を曲げ加工するリード線曲げ工程を備えるステータ製造方法であって、前記リード線部(50)は、前記リード線曲げ工程での曲げ加工の前において軸方向に向けて延びつつ周方向に向けて延びており、前記リード線曲げ工程は、前記リード線部(50)を、該リード線部(50)と前記同芯巻きコイル(26)の前記スロット(34)に収容されるスロット収容部(40)との接続部位(50a)と該リード線部(50)の先端との間の所定部位(50f)を支点として、該所定部位(50f)より先端側に位置する部位が径方向外側に倒れるように曲げる第1の曲げ工程と、前記第1の曲げ工程での曲げの後、前記リード線部(50)を、前記接続部位(50a)を支点として、該リード線部(50)が前記ステータコア(24)の周方向に沿って前記ステータコア(24)の端面に接近するように曲げる第2の曲げ工程と、を有するステータ製造方法。
 上記[1]記載の構成によれば、リード線部(50)が、所定部位(50f)を支点として、その所定部位(50f)より先端側に位置する部位が径方向外側に倒れるように曲げられた後、接続部位(50a)を支点として、そのリード線部がステータコア(24)に沿ってステータコア(24)の端面に接近するように曲げられる。リード線部(50)がステータコア(24)の周方向に沿ってステータコア(24)の端面に接近するように曲げられれば、同芯巻きコイル(26)の軸方向寸法が短縮されるので、結果として、ステータ(22)全体の軸方向寸法が短縮される。
 [2]上記[1]記載のステータ製造方法において、前記第1の曲げ工程は、前記リード線部(50)をフラットワイズ曲げする工程であり、前記第2の曲げ工程は、前記リード線部(50)をエッジワイズ曲げする工程であるステータ製造方法。
 [3]上記[1]又は[2]記載のステータ製造方法において、前記接続部位(50a)は、前記スロット(34)に対して前記同芯巻きコイル(26)が挿入される前において予め周方向に沿うように第1の角度で曲げられており、前記第2の曲げ工程は、前記リード線部(50)を、前記接続部位(50a)の曲げ角度が前記第1の角度からより大きな第2の角度になるように曲げるステータ製造方法。
 [4]上記[1]乃至[3]の何れか一項記載のステータ製造方法において、前記リード線曲げ工程は、前記スロット(34)に対して挿入された前記同芯巻きコイル(26)の内径側の前記リード線部(50)を曲げ加工する工程であるステータ製造方法。
 [5]上記[4]記載のステータ製造方法において、前記第2の曲げ工程での曲げの後、各同芯巻きコイル(26)の内径側の前記リード線部(50)を、周方向に所定距離離れた前記同芯巻きコイル(26)の、前記ステータコア(24)の端面から軸方向に向けて突出する外径側の前記リード先端部(52)に接続させるステータ製造方法。
 [6]複数のスロット(34)を有する円環状のステータコア(24)と、
 前記複数のスロット(34)に挿入される複数のコイル(26)から構成されるコイルアッセンブリ(54)とを備え、
 前記コイルアッセンブリ(54)は、前記ステータコア(24)の回転軸方向端面から突出するコイルエンド部(44,46)を含み、
 前記コイルエンド部(44,46)は、
 回転軸方向外側に突出すると共に、周方向に隣接するように設けられる複数の頭頂部(46a)と、
 前記コイル(26)に電力を供給するための複数のリード線部(50,52)と、を有し、
 前記複数のリード線部(50,52)は、それぞれ、前記ステータコア(24)の半径方向内側から半径方向外側に折り曲げられる折り曲げ部(501f)と、当該折り曲げ部(50f)から先端側に伸びる先端側部(50g、50h)と、を有し、
 前記折り曲げ部(501f)の曲げ開始点(Pb)は、径方向から見て前記頭頂部(46a)と重なるように配置され、前記先端側部(50g、50h)は、前記ステータコア(24)の端面と平行となるように配置される、ことを特徴とする、ステータ(22)。
 上記[6]記載の構成によれば、曲げ開始点(Pb)がコイルエンド部(46)の頭頂部(46a)よりも軸方向外側に位置する場合に比べて、ステータ(22)の軸方向寸法を低減できる。また、先端側部(50g、50h)がステータコア(24)の端面に対して平行でなく軸方向外側に傾斜して延在する場合に比べて、ステータ(22)の軸方向寸法を低減できる。この結果ステータ(22)全体の軸方向寸法が短縮される。
 なお、本国際出願は、2014年8月11日に出願した日本国特許出願2014-163902号、及び、2015年6月12日に出願した日本国特許出願2015-119214号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容は本国際出願にここでの参照により援用されるものとする。
 20 ステータ製造装置
 22 ステータ
 24 ステータコア
 26 ステータコイル(同芯巻きコイル)
 28 内径側空間
 30 バックヨーク
 32 ティース
 34 スロット
 40,42 スロット収容部
 44,46 コイルエンド部
 50 内径側リード線部
 52 外径側リード線部
 54 コイルアッセンブリ
 56 ティース穴
 58 絶縁部材
 60 FW用治具
 62,82 支点治具
 64,84 曲げ治具
 80,EW用治具

Claims (6)

  1.  ステータコアの円環状のバックヨークから径方向内側へ向けて延びる隣接する2つのティースの間に形成されるスロットに対して、平角導線を複数周巻回して形成される複数の同芯巻きコイルを挿入し、該挿入された同芯巻きコイルの前記ステータコアの端面から軸方向に向けて突出するリード線部を曲げ加工するリード線曲げ工程を備えるステータ製造方法であって、
     前記リード線部は、前記リード線曲げ工程での曲げ加工の前において軸方向に向けて延びつつ周方向に向けて延びており、
     前記リード線曲げ工程は、
     前記リード線部を、該リード線部と前記同芯巻きコイルの前記スロットに収容されるスロット収容部との接続部位と該リード線部の先端との間の所定部位を支点として、該所定部位より先端側に位置する部位が径方向外側に倒れるように曲げる第1の曲げ工程と、
     前記第1の曲げ工程での曲げの後、前記リード線部を、前記接続部位を支点として、該リード線部が前記ステータコアの周方向に沿って前記ステータコアの端面に接近するように曲げる第2の曲げ工程と、
     を有することを特徴とするステータ製造方法。
  2.  前記第1の曲げ工程は、前記リード線部をフラットワイズ曲げする工程であり、
     前記第2の曲げ工程は、前記リード線部をエッジワイズ曲げする工程であることを特徴とする請求項1記載のステータ製造方法。
  3.  前記接続部位は、前記スロットに対して前記同芯巻きコイルが挿入される前において予め周方向に沿うように第1の角度で曲げられており、
     前記第2の曲げ工程は、前記リード線部を、前記接続部位の曲げ角度が前記第1の角度からより大きな第2の角度になるように曲げることを特徴とする請求項1又は2記載のステータ製造方法。
  4.  前記リード線曲げ工程は、前記スロットに対して挿入された前記同芯巻きコイルの内径側の前記リード線部を曲げ加工する工程であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項記載のステータ製造方法。
  5.  前記第2の曲げ工程での曲げの後、各同芯巻きコイルの内径側の前記リード線部を、周方向に所定距離離れた前記同芯巻きコイルの、前記ステータコアの端面から軸方向に向けて突出する外径側の前記リード線部に接続させることを特徴とする請求項4記載のステータ製造方法。
  6.  複数のスロットを有する円環状のステータコアと、
     前記複数のスロットに挿入される複数のコイルから構成されるコイルアッセンブリとを備え、
     前記コイルアッセンブリは、前記ステータコアの回転軸方向端面から突出するコイルエンド部を含み、
     前記コイルエンド部は、
     回転軸方向外側に突出すると共に、周方向に隣接するように設けられる複数の頭頂部と、
     前記コイルに電力を供給するための複数のリード線部と、を有し、
     前記複数のリード線部は、それぞれ、前記ステータコアの半径方向内側から半径方向外側に折り曲げられる折り曲げ部と、当該折り曲げ部から先端側に伸びる先端側部と、を有し、
     前記折り曲げ部の曲げ開始点は、径方向から見て前記頭頂部と重なるように配置され、前記先端側部は、前記ステータコアの端面と平行となるように配置される、ことを特徴とする、ステータ。
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