WO2021144899A1 - 固定子の製造方法および固定子の製造装置 - Google Patents

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WO2021144899A1
WO2021144899A1 PCT/JP2020/001133 JP2020001133W WO2021144899A1 WO 2021144899 A1 WO2021144899 A1 WO 2021144899A1 JP 2020001133 W JP2020001133 W JP 2020001133W WO 2021144899 A1 WO2021144899 A1 WO 2021144899A1
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WO
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pressing
stator core
jig
stator
layer
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/001133
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English (en)
French (fr)
Inventor
和洋 内山
宮崎　健太郎
芝田　元二郎
秀男 近岡
典之 大庭
中嶋　豊治
速土 下平
Original Assignee
株式会社 東芝
東芝インフラシステムズ株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/08—Forming windings by laying conductors into or around core parts
    • H02K15/085—Forming windings by laying conductors into or around core parts by laying conductors into slotted stators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors

Definitions

  • An embodiment of the present invention relates to a stator manufacturing method and a manufacturing apparatus.
  • the rotary electric machine has a tubular stator and a rotor rotatably provided with respect to the stator.
  • the stator has a stator core formed by laminating a large number of annular electromagnetic steel sheets, and a coil attached to the stator core.
  • a coil formed by joining a plurality of coil segments has coil ends protruding in the axial direction from both end faces of the stator core.
  • the stator of a rotary electric machine has been desired to be further miniaturized.
  • An object of the embodiment of the present invention is to provide a stator manufacturing method and a manufacturing apparatus capable of satisfactorily joining a plurality of coil segments while achieving miniaturization.
  • the method for manufacturing a stator of the embodiment is formed of a flat conductor having a pair of straight portions having a pressing surface inclined with respect to the central axis at one end and a crosslinked portion connecting the other ends of the pair of straight portions.
  • the straight portions of the plurality of coil segments are inserted into a plurality of slots from one end surface side of the stator core, and a plurality of extending end portions projecting from the other end surface side of the stator core in a predetermined length axial direction are formed.
  • the plurality of extending ends are arranged in a cylindrical shape having a plurality of layers coaxial with the stator core.
  • At least one of the stator core and the first pressing jig is circumferentially pressed.
  • the extending end portion is bent in the circumferential direction of the stator core so that the pressing surface is along the other end surface.
  • a second pressing jig is arranged so as to be overlapped with the pressing surfaces of the plurality of bent extending ends, and the extending end is moved by the second pressing jig in the axial direction of the stator core. Press toward the end face.
  • the stator manufacturing apparatus of the embodiment is formed of a flat conductor having a pair of straight portions having a pressing surface inclined with respect to the central axis at one end and a bridge portion connecting the other ends of the pair of straight portions.
  • the straight portions of the plurality of coil segments are inserted into a plurality of slots provided in the stator core from one end surface side of the stator core and in a predetermined length axial direction from the other end surface side of the stator core.
  • the plurality of extension end portions are arranged in a cylindrical shape having a plurality of layers coaxial with the stator core.
  • Each of the pressing surfaces of the stator assembly is provided with a pressing portion that presses the pressing surface of the stator core toward the other end surface in the axial direction of the stator core, and the relative position of the stator core in the circumferential direction with respect to the central axis is variable.
  • the first pressing jig configured and the pressing surface of the plurality of extending ends bent along the other end surface of the stator core are overlapped with the extending end portion of the stator core.
  • a second pressing jig that presses toward the other end surface in the axial direction, and an outer wall jig and an inner wall jig that press the extending end portion from both sides in the radial direction are provided.
  • FIG. 1 is a vertical sectional view showing a rotary electric machine according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the rotary electric machine.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the other end surface side of the stator of the rotary electric machine.
  • FIG. 4 is an enlarged perspective view showing a coil end portion of the coil segment of the stator in region A of FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the coil segment.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a stator core and coil segments arranged in a cylindrical shape.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a stator assembly in which the coil segment is mounted on the stator core.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the other end surface side of the stator core and the extending end portion of the coil segment.
  • FIG. 1 is a vertical sectional view showing a rotary electric machine according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the rotary electric machine.
  • FIG. 3 is
  • FIG. 9 is an enlarged perspective view showing the region B of FIG.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a state in which the inner wall jig is attached to the inside of the stator core.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a molding jig for bending and molding the coil segment.
  • 48 coil segments located in the 6th layer (outermost layer) of the coil segments mounted on the stator core are first (first time) bent by the 48 forming jigs.
  • the perspective view which shows the state of molding is shown a state of one coil segment in the region D of FIG. 12 before bending and forming.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a state after bending and molding of one coil segment in the region D of FIG. FIG.
  • FIG. 15 is a side view schematically showing the process of bending and forming the coil segment.
  • 48 coil segments located in the first layer (innermost layer) of the coil segments mounted on the stator core are finally (sixth) folded by the 48 molding jigs.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a state before bending molding of one coil segment in the region E of FIG.
  • FIG. 18 is a perspective view showing a state after bending and molding of one coil segment in the region E of FIG.
  • FIG. 19 is an enlarged perspective view showing a pressing surface of the bent and molded coil segment.
  • FIG. 20 is an enlarged perspective view showing a pressing surface of the coil segment of FIG. 19.
  • FIG. 20 is an enlarged perspective view showing a pressing surface of the coil segment of FIG. 19.
  • FIG. 21 is a side view schematically showing a state in which the pressing surface of FIG. 20 is inclined with respect to the other end surface of the stator core.
  • FIG. 22 is a perspective view showing a straightening jig that presses the pressing surface of the coil segment.
  • FIG. 23 is a perspective view showing straightening molding of a coil segment using a straightening jig.
  • FIG. 24 is an enlarged perspective view showing a pressing surface of the straightened coil segment.
  • FIG. 25 is an enlarged perspective view showing the pressing surface of the coil segment of FIG. 24.
  • FIG. 26 is a side view schematically showing a state in which the pressing surface of FIG. 25 is not inclined with respect to the other end surface of the stator core.
  • FIG. 27 is a perspective view showing curved molding of the coil segment by the inner wall jig and the outer wall jig.
  • FIG. 28 is an enlarged perspective view showing a part of the extended end portion of the coil segment formed by bending.
  • FIG. 29 is a perspective view schematically showing the relationship between the opening of the straightening jig and the welding point in the region M of FIG. 28.
  • FIG. 30 is an enlarged perspective view showing a pressing surface of the curved coil segment.
  • FIG. 31 is a perspective view showing a welding process of the coil segment.
  • FIG. 32 is an enlarged perspective view showing a pressing surface of the welded coil segment.
  • FIG. 33 is a perspective view showing a correction jig of a modified example.
  • FIG. 34 is a perspective view schematically showing the relationship between the first opening, the second opening, and the third opening of the straightening jig and the welding point.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the rotary electric machine according to the embodiment, and shows only one half of the rotary electric machine with the central axis C1 as the center.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the rotary electric machine.
  • the rotary electric machine 10 is configured as, for example, a permanent magnet type rotary electric machine.
  • the rotary electric machine 10 includes an annular or cylindrical stator 12, a rotor 14 that is rotatable inside the stator 12 around the central axis C1 and is coaxially supported with the stator 12, and these stators.
  • a casing 30 that supports the rotor 12 and the rotor 14 is provided.
  • the extending direction of the central axis C1 is referred to as an axial direction
  • the direction of rotation around the central axis C1 is referred to as a circumferential direction
  • the directions orthogonal to the axial direction and the circumferential direction are referred to as a radial direction.
  • the stator 12 includes a cylindrical stator core 16 and a rotor winding (coil) 18 wound around the stator core 16.
  • the stator core 16 is formed by laminating a large number of annular electromagnetic steel plates 17 made of a magnetic material, for example, silicon steel, in a concentric manner. A large number of electrical steel sheets 17 are connected to each other in a laminated state by welding a plurality of locations on the outer peripheral surface of the stator core 16.
  • the stator core 16 has one end surface 16a located at one end in the axial direction and the other end surface 16b located at the other end in the axial direction.
  • the one end surface 16a and the other end surface 16b extend orthogonally to the central axis C1.
  • a plurality of slots 20 are formed in the inner peripheral portion of the stator core 16.
  • the plurality of slots 20 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • Each slot 20 opens on the inner peripheral surface of the stator core 16 and extends in the radial direction from the inner peripheral surface.
  • Each slot 20 extends over the entire length of the stator core 16 in the axial direction.
  • One end of each slot 20 is open to one end surface 16a, and the other end is open to the other end surface 16b.
  • the inner peripheral portion of the stator core 16 constitutes a plurality of (for example, 48 in this embodiment) teeth 21 protruding toward the central axis C1.
  • the teeth 21 are arranged at equal intervals along the circumferential direction.
  • the stator core 16 integrally has an annular yoke portion and a plurality of teeth 21 protruding in the radial direction from the inner peripheral surface of the yoke portion toward the central axis C1.
  • Coil 18 is embedded in a plurality of slots 20 and wound around each tooth 21.
  • the coil 18 has coil ends 18a and 18b extending outward in the axial direction from one end surface 16a and the other end surface 16b of the stator core 16. By passing an alternating current through the coil 18, a predetermined interlinkage magnetic flux is formed in the stator 12 (teeth 21).
  • iron core end plates 24 having substantially the same cross-sectional shape as the stator core 16 are provided at both ends of the stator core 16 in the axial direction. Further, an iron core retainer 26 is provided on these iron core end plates 24.
  • the casing 30 has a substantially cylindrical first bracket 32a and a bowl-shaped second bracket 32b.
  • the first bracket 32a is connected to the iron core retainer 26 located on the drive end side of the stator core 16.
  • the second bracket 32b is connected to the iron core retainer 26 located on the opposite drive end side.
  • the first and second brackets 32a and 32b are made of, for example, an aluminum alloy.
  • An annular bearing bracket 34 is coaxially fastened to the tip end side of the first bracket 32a with bolts.
  • a first bearing portion 36 incorporating a roller bearing 35 is fastened to the central portion of the bearing bracket 34.
  • a second bearing portion 38 containing, for example, a ball bearing 37 is fastened to the central portion of the second bracket 32b.
  • the rotor 14 has a cylindrical shaft (rotating shaft) 42 rotatably supported by the first and second bearing portions 36 and 38 about the central axis C1 and a substantially central portion in the axial direction of the shaft 42. It has a cylindrical rotor core 44 fixed to the rotor core 44, and a plurality of permanent magnets 46 embedded in the rotor core 44.
  • the rotor core 44 is configured as a laminated body in which a large number of magnetic materials, for example, a large number of annular electromagnetic steel plates 47 such as silicon steel are laminated concentrically.
  • the rotor core 44 has an inner hole 48 formed coaxially with the central axis C1.
  • the shaft 42 is inserted and fitted into the inner hole 48 and extends coaxially with the rotor core 44.
  • a substantially disk-shaped magnetic shielding plate 54 and a rotor core retainer 56 are provided at both ends of the rotor core 44 in the axial direction.
  • the rotor core 44 is coaxially arranged with a slight gap (air gap) inside the stator core 16. That is, the outer peripheral surface of the rotor core 44 faces the inner peripheral surface (tip surface of the teeth 21) of the stator core 16 with a slight gap.
  • the rotor core 44 is formed with a plurality of magnet embedding holes penetrating in the axial direction.
  • a permanent magnet 46 is loaded and arranged in each magnet embedding hole, and is fixed to the rotor core 44 by, for example, an adhesive or the like.
  • Each permanent magnet 46 extends over the entire length of the rotor core 44. Further, the plurality of permanent magnets 46 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the rotor core 44.
  • the rotor core 44 has a d-axis extending in the radial direction or the radial direction of the rotor core 44, and a q-axis electrically separated from the d-axis by 90 °.
  • the axis extending in the radial direction through the boundary between adjacent magnetic poles and the central axis C1 is defined as the q-axis
  • the direction electrically perpendicular to the q-axis is defined as the d-axis.
  • the d-axis and the q-axis are provided alternately in the circumferential direction of the rotor core 44 and in a predetermined phase.
  • Each permanent magnet 46 is formed in an elongated flat plate shape having a rectangular cross section, and has a length substantially equal to the axial length of the rotor core 44. When viewed in a cross section orthogonal to the central axis C1 of the rotor core 44, the permanent magnets 46 are each inclined with respect to the d-axis.
  • the two permanent magnets 46 are arranged side by side in a substantially V shape, for example. Here, the ends of the permanent magnets 46 on the inner peripheral side are adjacent to the d-axis and face each other with a slight gap.
  • the outer peripheral end of the permanent magnet 46 is separated from the d-axis along the circumferential direction of the rotor core 44, and is located near the outer peripheral surface of the rotor core 44 and near the q-axis. As a result, the outer peripheral end of the permanent magnet 46 is adjacent to the outer peripheral end of the adjacent magnetic poles of the permanent magnet 46 with the q-axis in between.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the other end surface side of the stator
  • FIG. 4 is a perspective view showing an enlarged second coil end portion of the stator in region A of FIG. 3, and
  • FIG. 5 shows a coil segment. It is a perspective view which shows.
  • the coil 18 is configured by using a plurality of coil segments 19 made of copper flat wire having a rectangular cross section as a flat conductor, and is assembled to a stator core 16.
  • a flat conductor has a substantially rectangular shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction (cross section), or has at least two long sides facing each other in a cross section perpendicular to the longitudinal direction.
  • cross section (cross section) perpendicular to the longitudinal direction of the flat conductor is rectangular, the four corners do not have to be right angles and may be chamfered or rounded. Further, when the cross section (cross section) perpendicular to the longitudinal direction has two opposite long sides, the portion connecting the ends of these two opposite long sides in the cross section may be curved, for example, in an oval shape. ..
  • the coil segment 19 is formed into a substantially U shape by cutting and bending a flat wire. That is, the coil segment 19 integrally has a pair of straight line portions 19a facing each other at intervals and a bridging portion 19d connecting one ends of the straight line portions 19a.
  • the coil segment 19 has a rectangular cross-sectional shape, i.e., the cross-section has a pair of long sides facing each other and a pair of short sides facing each other.
  • the outer surface of the coil segment 19 is covered with an insulating coating 19f (indicated by dots) such as enamel. The insulating coating 19f is removed from the extending end of each straight portion 19a so that it can be conducted.
  • the extending end portion 19b has a pressing surface 19c at its tip portion that is inclined at an angle ⁇ 1 (less than 90 °) with respect to the central axis C2 of the straight portion 19a.
  • the pressing surface 19c is formed in a rectangular shape, a pair of long sides are inclined by a predetermined angle with respect to the central axis C2, and a pair of short sides extend in a direction orthogonal to the central axis C2.
  • the insulating coating 19f shown by dots in FIG. 5 is not shown in drawings other than FIG.
  • the plurality of coil segments 19 are arranged in a plurality of cylinders, here in a six-layer cylindrical shape, and a pair of linear portions 19a of each coil segment are, for example, one of the stator cores 16. It is inserted into the corresponding different slots 20 from the end surface 16a side, and protrudes from the other end surface 16b of the stator core 16 by a predetermined length. As shown in FIG. 2, for example, six straight line portions 19a are inserted into one slot 20. In the slot 20, the six straight portions 19a are arranged side by side in the radial direction of the stator core 16. The six straight lines 19a are arranged in the slot 20 with their long sides facing each other in parallel.
  • the cross-linked portion 19d of the coil segment 19 faces the one end surface 16a of the stator core 16 with a slight gap.
  • the cross-linking portion 19d extends along substantially the circumferential direction of the stator core 16, and some cross-linking portions 19d extend so as to intersect with other cross-linking portions 19d. These cross-linked portions 19d form a coil end 18a protruding from one end surface 16a.
  • the straight portion 19a extending from the other end surface 16b in the axial direction of a predetermined length is bent along the circumferential direction of the stator core 16 and is inclined with respect to the axial direction. Is postponed. Specifically, the extending end portion 19b of each straight portion 19a is inclined with respect to the axial direction from the first bending portion 19M and the first bending portion 19M which are bent at a predetermined angle from the axial direction of the stator core 16 in the circumferential direction. It has an inclined portion 19N extending linearly.
  • the pressing surface 19c located at the tip of the extending end portion 19b is located substantially parallel to the other end surface 16b of the stator core 16.
  • the extending end portions 19b of the six straight portions 19a inserted into each slot 20 are alternately bent in one direction and the opposite direction. That is, the extending end portion 19b located on the innermost circumference is bent in one direction in the circumferential direction of the stator core 16, and the extending end portion 19b on the outer side is in the other direction (opposite direction) in the circumferential direction. It is bent into. Further, the extending end portion 19b on the outer side is bent in one direction.
  • the six extending ends 19b extending from the plurality of different slots 20 are bent so that the pressing surfaces 19c are located substantially in a line in the radial direction of the stator core 16. These six pressing surfaces 19c extend substantially in the same plane.
  • the tip surfaces or pressing surfaces 19c of the six straight portions 19a in each row arranged in the radial direction are mechanically and electrically joined to each other by two (two each).
  • two (two each) for joining, for example, laser welding can be used.
  • a weld bead 19g is formed by irradiating the two pressing surfaces 19c with laser light to partially melt the conductor.
  • a three-phase coil 18 is formed by the entire plurality of coil segments.
  • the extending end portion 19b of the stator core 16 constitutes a coil end 18b protruding from the other end surface 16b.
  • the tip portion (conductive portion) including the pressing surface (welded surface) of the straight portion 19a is covered with an insulating material (not shown) such as powder coating or varnish.
  • an insulating material such as powder coating or varnish.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the stator core 16 and the coil segments 19 arranged in a cylindrical shape.
  • a large number of coil segments 19 are prepared and arranged in a cylindrical shape.
  • three sets of coil segments 19 arranged in a cylindrical shape are prepared.
  • a set (48) of coil segments 19 are arranged in a cylindrical shape along a plurality of slots 20 of the stator core 16.
  • One set of coil segments 19 includes two coil segments 19U1 and 19U2 for the U phase, two coil segments 19V1 and 19V2 for the V phase, and two coil segments 19W1 and 19W2 for the W phase, for a total of 6
  • the book is the minimum unit, and it is composed of 8 units.
  • the straight portions 19a of the coil segments 19 are arranged in two rows in the radial direction. That is, a large number (48 ⁇ 2) of straight portions 19a are arranged in a cylindrical shape having two layers having different diameters.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a stator core assembly in which the coil segment 19 is attached to the stator core 16.
  • each set of coil segments 19 is inserted into the slot 20 from the one end surface 16a side of the stator core 16.
  • the straight portion 19a of the coil segment 19 is inserted into the slot 20 and protrudes from the other end surface 16b of the stator core 16 by a predetermined length to form an extending end portion 19b.
  • the 96 (48 ⁇ 2) straight lines 19a located at both ends of a set (48) of coil segments 19 arranged in a cylindrical shape correspond to two layers of cylinders in the corresponding 48 slots 20. Then, for example, it is inserted at the positions of the 6th layer (outermost layer) and the 5th layer.
  • Three sets (144, 48 ⁇ 3) of coil segments 19 arranged in a cylindrical shape are inserted into the corresponding 48 slots 20 from the one end surface 16a side of the stator core 16.
  • the straight portion 19a and the extending end portion 19b of the three sets of coil segments 19 are arranged in a concentric, six-layered cylindrical shape having different diameters.
  • the straight line portions 19a are arranged side by side in the radial direction from the sixth layer (outermost layer) to the first layer (innermost layer).
  • FIG. 8 is a perspective view in which all the coil segments 19 are mounted on the stator core 16 and the coil segments 19 are turned upside down
  • FIG. 9 is an enlarged perspective view showing the region B in FIG.
  • the stator core 16 stator core assembly
  • the stator core 16 stator core assembly
  • the six straight portions 19a inserted into each slot 20 are located side by side in the radial direction of the stator core 16.
  • the coil segment, the straight portion, the extending end portion, and the pressing surface located in the outermost layer are set to 19P, 19Pa, 19Pb, and 19Pc, and the coil segment and the straight portion located in the fifth layer.
  • the extending end portion and the pressing surface are 19Q, 19Qa, 19Qb and 19Qc
  • the coil segment located in the fourth layer, the straight portion, the extending end portion and the pressing surface are 19R, 19Ra, 19Rb and 19Rc, and the third layer.
  • the coil segment, the straight portion, the extending end portion, and the pressing surface located in are 19S, 19Sa, 19Sb, 19Sc, and the straight portion, the extending end portion, and the pressing surface located in the second layer are 19T, 19Ta, 19Tb, 19Tc.
  • the coil segment, the straight portion, the extending end portion, and the pressing surface located in the innermost layer (first layer) are referred to as 19Ua, 19Ub, and 19Uc.
  • the inclination directions of the pressing surfaces 19Pc, 19Qc, 19Rc, 19Sc, 19Tc, and 19Uc arranged in the radial direction are alternately reversed.
  • the pressing surfaces 19Pc, 19Rc, 19Tc of the 6th layer, the 4th layer, and the 2nd layer are inclined in the same direction, and the pressing surfaces 19Qc, 19Sc, 19Uc of the 5th layer, the 3rd layer, and the 1st layer are reversed. It is tilted in the direction.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a state in which the inner wall jig 101 is attached to the inside of the stator core 16.
  • the inner wall jig 101 is arranged inside the extending end portion 19Ub of the innermost layer arranged in a cylindrical shape.
  • the inner wall jig 101 is formed in a cylindrical shape and has an outer peripheral surface 101a that functions as a support surface.
  • the inner wall jig 101 is made of a metal having sufficient rigidity.
  • the diameter of the inner wall jig 101 is formed to be substantially equal to the inner diameter of the cylinder formed by the extending end portion 19Ub of the innermost layer.
  • the inner wall jig 101 is not limited to a cylindrical shape, and may be formed in a solid cylindrical shape.
  • the inner wall jig 101 is arranged coaxially with the stator core 16 and is inserted inside the extending end portion 19Ub of the innermost layer.
  • the outer peripheral surface 101a of the inner wall jig 101 is adjacent to and opposed to the inner peripheral side surface of the extending end portion 19Ub.
  • the extending end portion 19Ub located in the first layer (innermost layer) does not have another extending end portion 19b adjacent to the inside in the radial direction of the stator core 16. Therefore, by supporting the extending end portion 19Ub located in the first layer (innermost layer) from the inside in the radial direction by the inner wall jig 101, it is prevented from falling toward the inside in the radial direction.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a molding jig 102 for bending and molding the coil segment 19.
  • eight molding jigs 102 are shown as an example.
  • the molding jig 102 is composed of 48 pieces as a set, and is arranged in a cylindrical shape at substantially equal intervals.
  • One set of molding jigs 102 bends and molds by simultaneously pressing 48 extending end portions 19b of each one layer of the coil segments 19 mounted on the stator core 16.
  • the forming jig 102 (first pressing jig) has a prismatic main body 102a extending in parallel with the central axis C1 of the stator core 16, that is, extending in the vertical direction, and a lower end extending downward from the main body 102a. It has a pressing portion 102b curved in an arc shape and a flange portion 102c located radially outside the stator core 16 with respect to the pressing portion 102b, and is integrally formed of metal or the like.
  • the flange portion 102c is formed to have a larger width and length than the pressing portion 102b, and protrudes outward from both side edges and the lower end edge of the pressing portion 102b.
  • the flange portion 102c is formed so as to cover the pressing portion 102b from the radial outer side to the inner side of the stator core 16.
  • the forming jig 102 partially cuts both side edges and the lower end edge of the lower end of the main body 102a to press the portion located inside the stator core 16 in the radial direction.
  • the portion of the stator core 16 located on the outer side in the radial direction is defined as the flange portion 102c.
  • the main body 102a is supported by a support that can be raised and lowered (not shown).
  • the extending end portion 19b of the coil segment 19 is bent and molded for each layer.
  • the forming jig 102 pushes and bends the extending end portion 19b from the outermost layer (sixth layer) toward the innermost layer (first layer) for each layer.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a step of bending and molding 48 extending end portions 19Pb located in the sixth layer (outermost layer) by the forming jig 102.
  • the spacing between the pair of forming jigs 102 is adjusted so that they are arranged in a diameter substantially matching the diameter of the cylinder composed of the extending end portion 19Pb of the outermost layer.
  • the molding jig 102 is arranged at a position where the 48 molding jigs 102 are aligned with the 48 extending end portions 19Pb, and the pressing portion 102b is brought into contact with the tip surface (pressing surface) 19Pc of the extending end portion 19Pb.
  • the flange portion 102c is brought into contact with the outer peripheral side surface of the extending end portion 19Pb.
  • the forming jig 102 is lowered in the axial direction to press the extension end portion 19Pb via the pressing surface 19Pc, and the stator core 16 is tilted around the central axis in the inclination direction of the pressing surface 19Pc, here. It rotates counterclockwise CCW.
  • the 48 extending end portions 19Pb of the outermost layer are bent, and the pressing surface 19Pc is in a state along the other end surface 16b of the stator core 16.
  • stator core 16 is rotated around the central axis, but the relative position of the stator core 16 of the forming jig 102 in the circumferential direction with respect to the central axis may change, and the forming jig The 102 may be rotated around the central axis of the stator core 16, or both the stator core 16 and the forming jig 102 may be rotated in the opposite directions in the circumferential direction around the central axis of the stator core 16. You can move it.
  • FIG. 13 is a perspective view showing the state of the coil segment 19P before bending and molding
  • FIG. 14 is a perspective view showing the state of the coil segment 19P after bending and molding
  • FIG. 15 is a side view schematically showing the bending molding process. As shown in FIGS. 13 and 15 (A), in the state immediately before the bending molding, the extending end portion 19Pb is upward from the other end surface 16b of the stator core 16 along the axial direction of the stator core 16. It protrudes into. The pressing surface 19Pc of the extending end portion 19Pb is inclined with respect to the central axis.
  • the pressing portion 102b of the forming jig 102 abuts on the pressing surface 19Pc, and the flange portion 102c supports the outer surface of the extending end portion 19Pb toward the inside of the stator core 16 in the radial direction.
  • the molding jig 102 is lowered, and the pressing portion 102b makes the pressing surface 19Pc the other end surface 16b along the axial direction of the stator core 16. While pressing sideways, the stator core 16 is rotated counterclockwise CCW. As a result, the extension end portion 19Pb is pushed down and bent in the direction opposite to the inclination direction of the pressing surface 19Pc and in the circumferential direction of the stator core 16. At this time, the pressing surface 19Pc descends toward the other end surface 16b of the stator core 16, but does not move in the circumferential direction of the stator core 16.
  • the tip end (pressing surface 19Pc) of the extension end 19Pb does not move in the circumferential direction of the stator core 16 due to the bending molding, and the base end of the extension end 19Pb is the stator core 16. It bends in the circumferential direction. As a result, the extending end portion 19Pb is bent and molded so as to be inclined clockwise CW from the base end side to the tip end side. As shown in FIGS. 14 and 15 (D), the extending end portion 19Pb is bent to a position where the pressing surface 19Pc is substantially parallel to the other end surface 16b of the stator core 16.
  • the flange portion 102c of the forming jig 102 abuts on the outer peripheral side surface of the extending end portion 19Pb, and supports the extending end portion 19Pb so as not to fall outward in the radial direction of the stator core 16. do. That is, since the extending end portion 19Pb of the sixth layer (outermost layer) does not have another extending end portion 19b adjacent to the outside of the stator core 16 in the radial direction, the flange portion 102c of the forming jig 102 If it does not exist, it tends to incline outward in the radial direction.
  • the extending end portion 19b of the sixth layer (outermost layer) is prevented from being inclined inward in the radial direction by the extending end portion 19b of the fifth layer adjacent to the inner side of the stator core 16 in the radial direction. Will be done.
  • a set of molding jigs 102 is raised to a position separated from the coil segment 19 after bending molding.
  • the molding jig 102 is moved inward in the radial direction by one layer and adjusted so as to narrow the distance between the molding jigs 102, and the arrangement diameter of the molding jig 102 is set to the fifth layer.
  • the forming jig 102 is lowered to simultaneously press the pressing surfaces 19Qc of the 48 extending end portions 19Qb located in the fifth layer, and the stator core 16 is rotated clockwise CW.
  • the extension end portion 19Qb of the fifth layer is simultaneously bent along the circumferential direction of the stator core 16.
  • the forming jig 102 is moved inward in the radial direction of the stator core 16 by a distance corresponding to one layer of the coil segment 19 each time the bending forming of the extending end portion 19b is completed, and the above-mentioned bending forming is performed. Is repeated.
  • the forming jig 102 has a diameter of the stator core 16 after the bending molding of the extension end portion 19b in all the layers (a total of 6 layers from the 6th layer of the outermost layer to the 1st layer of the innermost layer) is completed. It is moved outward in the direction and returns to the position corresponding to the outermost layer.
  • the extending ends 19Pb, 19Qb, 19Rb, 19Sb, 19Tb and 19Ub are alternately bent and formed in opposite directions along the circumferential direction of the stator core 16. That is, the extending end portions 19Pb (6th layer), 19Rb (4th layer) and 19Tb (2nd layer) are clockwise along the circumferential direction of the stator core 16 from the base end side to the tip end side. It is bent and molded into CW. Further, the extending end portions 19Qb (fifth layer), 19Sb (third layer) and 19Ub (first layer) are counterclockwise from the base end side to the tip end side along the circumferential direction of the stator core 16. It is bent and molded in the direction CCW. The bending direction can be selected by changing the inclination direction of the pressing surface 19c and the rotation direction of the stator core 16.
  • the pressing portion 102b of the molding jig 102 presses the pressing surface 19c of the extension end portion 19Ub located on the fifth layer for bending molding
  • the flange portion 102c of the molding jig 102 is bent and molded. It may come into contact with the extended end portion 19Ub of the sixth layer that has already been completed. In this case, the extension end portion 19b of the sixth layer is pushed by the flange portion 102c and elastically deformed once, but returns to the original bending molding position by springback when the molding jig 102 is separated.
  • FIG. 17, FIG. 18, and FIG. 19 are perspective views showing the steps of bending and molding the extending end portion of the innermost layer, respectively.
  • the set of molding jigs 102 are moved so as to have the narrowest distance from each other, and are adjusted to have a diameter that matches the diameter of the extending end portion 19Ub of the innermost layer.
  • the forming jig 102 descends in the direction of the central axis of the stator core 16 and simultaneously presses the pressing surfaces Uc of the 48 extending end portions 19Ub located in the innermost layer.
  • the pressing portion 102b of the molding jig 102 presses the pressing surface 19Uc of the extending end portion 19Ub downward.
  • the stator core 16 is rotated clockwise CW.
  • the base end portion of the extending end portion 19Ub is bent in the direction opposite to the inclination direction of the pressing surface 19Uc and in the circumferential direction of the stator core 16.
  • the extending end portion 19Ub is bent to a position where the pressing surface 19Uc is substantially parallel to the other end surface 16b of the stator core 16.
  • the flange portion 102c of the forming jig 102 supports the side surface of the extending end portion 19Ub on the outer peripheral side, and prevents the extending end portion 19Ub from moving outward in the radial direction and being deformed. Further, during the bending molding, the side surface of the extending end portion 19Ub on the inner peripheral side is supported by the outer peripheral surface 101a of the inner wall jig 101, so that the extending end portion 19Ub can be moved and deformed inward in the radial direction. It is preventing.
  • the extending end portion 19Ub of the first layer does not have another extending end portion 19b adjacent to the radial inside of the stator core 16, it is radially inside with the pressing process.
  • the outer peripheral surface 101a of the inner wall jig 101 it is possible to prevent the extending end portion 19Ub from being deformed inward in the radial direction and falling.
  • one set of molding jigs 102 is pulled up above the inner wall jig 101 and separated from the coil segments 19.
  • the extension end 19b When the extension end 19b is bent and molded by the forming jig 102, whether or not the extension end 19b falls outward in the radial direction of the stator core 16 depends on the material of the coil segment 19 and the bending conditions. Depends on. Therefore, if the extension end 19b is difficult to fall outward in the radial direction of the stator core 16 or if the extension end 19b is within the allowable range, the flange portion 102c is omitted from the forming jig. 102 may be used.
  • FIG. 19 is an enlarged perspective view showing a part of the bent and molded coil segment 19
  • FIG. 20 is an enlarged perspective view showing the pressing surface 19c of the coil segment 19 of FIG. 19
  • FIG. 21 is a view. It is a side view which shows typically the state which the pressing surface 19c of 20 is inclined with respect to the other end surface 16b of a stator core 16.
  • springback occurs in the extending ends 19Pb, 19Qb, 19Rb, 19Sb, 19Tb, 19Ub of the coil segment 19 after bending and forming. ing.
  • the pressing surfaces 19Pc, 19Qc, 19Rc, 19Sc, 19Tc, and 19Uc of the coil segment 19 are directed away from the other end surface 16b of the stator core 16 (upward) and outward in the radial direction of the stator core 16. , Each is misaligned. As a result, each pressing surface 19c protrudes outward in the radial direction of the stator core 16 while being inclined with respect to the other end surface 16b of the stator core 16. Along with this, as shown in FIG. 20, overlapping portions 19x1 that overlap each other are generated on the pressing surfaces 19c of the coil segments 19 that are adjacent to each other along the radial direction of the stator core 16.
  • the pressing surface 19Qc partially rides on the pressing surface 19Pc.
  • the pressing surface 19Sc partially rides on the pressing surface 19Rc.
  • the pressing surface 19Uc partially rides on the pressing surface 19Tc.
  • the overlapping portion 19x1 of the coil segment 19 is preferably reduced in order to facilitate good production.
  • the pressing surface 19Tc of the coil segments 19T adjacent to each other along the radial direction of the stator core 16 and the pressing surface 19Uc of the coil segment 19U are the other end surfaces 16b of the stator core 16. Not positioned parallel to. Therefore, the pressing surface 19Tc of the coil segment 19T and the pressing surface 19Uc of the coil segment 19U are in an intersecting state.
  • the pressing surfaces 19Pc, 19Qc, 19Rc, 19Sc, 19Tc, and 19Uc are positioned so as to be offset from each other in the upward direction and the circumferential direction of the stator core 16, and are arranged in a zigzag manner in the radial direction of the stator core 16. Therefore, between the pressing surface 19Pc of the 6th layer and the pressing surface 19Qc of the 5th layer, between the pressing surface 19Rc of the 4th layer and the pressing surface 19Sc of the 3rd layer, and the pressing of the 2nd layer. An overlapping portion 19x1 and a gap are formed between the surface 19Tc and the pressing surface 19Uc of the first layer.
  • the pressing surface 19c of the extending end portion 19b is corrected so as to be parallel to the other end surface 16b of the stator core 16, and the gap with the overlapping portion 19x1 on the adjacent pressing surfaces 19c is reduced.
  • FIG. 22 is a perspective view showing a straightening jig 103 that presses the pressing surface 19c of the coil segment 19.
  • the straightening jig 103 (second pressing jig) is made of a substantially ring-shaped metal plate.
  • 48 openings 103c penetrating from the upper surface 103a to the lower surface 103b are formed at regular intervals in the circumferential direction of the straightening jig 103.
  • the opening 103c is formed of an elongated hole and extends in the radial direction with respect to the center of the straightening jig 103.
  • Each opening 103c extends from the vicinity of the outer peripheral surface 103d of the straightening jig 103 to the vicinity of the inner peripheral surface 103e.
  • the 48 openings 103c are formed in a shape, size, and arrangement position corresponding to the 48 slots 20 of the stator core 16.
  • the straightening jig 103 presses the pressing surface 19c of the extending end portion 19b toward the other end surface 16b in the axial direction of the stator core 16 so that the pressing surface 19c is positioned substantially parallel to the other end surface 16b. This is a jig used to bend the protruding end portion 19b in the axial direction of the stator core 16.
  • the plurality of openings 103c are used as openings for passing laser light used for welding in the joining step described later.
  • FIG. 23 is a perspective view showing straightening molding of the coil segment 19 by the straightening jig 103
  • FIG. 24 is an enlarged perspective view showing the pressing surface 19c of the straightening molded coil segment 19.
  • the straightening jig 103 is positioned so as to face the 48 slots 20 formed in the stator core 16. That is, the straightening jig 103 is positioned so that each opening 103c faces the pressing surface 19c of a plurality of coil segments 19 arranged along the radial direction of the stator core 16.
  • each opening 103c is straightened so as to partially expose the pressing surfaces 19Pc, 19Qc, 19Rc, 19Sc, 19Tc and 19Uc located in the sixth, fifth, fourth, third, second and first layers. It is formed on the jig 103.
  • the opening 103c is positioned so as to face the boundary of the pressing surfaces 19c adjacent to each other in the radial direction of the stator core 16.
  • the positioned straightening jig 103 is moved to the other end surface 16b side of the stator core 16 by a drive mechanism (not shown) and pressed against the pressing surface 19c of the coil segment 19.
  • the pressing surface 19c of the coil segment 19 is pressed toward the other end surface 16b by the lower surface 103b of the straightening jig 103, and is straightened to a position substantially parallel to the other end surface 16b of the stator core 16 without overlapping each other.
  • FIG. 25 is an enlarged perspective view showing the pressing surface 19c of the coil segment 19 of FIG. 24, and FIG. 26 shows a state in which the pressing surface 19c of FIG. 25 is not inclined with respect to the other end surface 16b of the stator core 16. It is a side view which shows typically. As shown in the figure, in a state where the straightening jig 103 is separated from the coil segment 19 after the straightening step, the pressing surfaces 19Pc, 19Qc, 19Rc, 19Sc, 19Tc, 19Uc of the coil segment 19 are other than the stator core 16. It is in a state substantially parallel to the end face 16b.
  • the overlapping portion 19x2 of the coil segments 19 adjacent to each other along the radial direction of the stator core 16 shown in FIG. 25 is significantly reduced as compared with the overlapping portion 19x1 of the coil segment 19 shown in FIG. .
  • the extending ends 19Pb, 19Qb, 19Rb, 19Sb, 19Tb, and 19Ub are slightly displaced outward in the radial direction of the stator core 16 due to the springback after bending.
  • the pressing surfaces 19Pc, 19Qc, 19Rc, 19Sc, 19Tc, and 19Uc are positioned so as to be offset from each other in the circumferential direction of the stator core 16 and are arranged in a zigzag in the radial direction of the stator core 16. Between the 6th layer pressing surface 19Pc and the 5th layer pressing surface 19Qc, between the 4th layer pressing surface 19Rc and the 3rd layer pressing surface 19Sc, and between the 2nd layer pressing surface 19Tc and the 1st layer. There are slight gaps between the pressing surface 19 Uc and the pressing surface 19 Uc.
  • FIG. 27 is a perspective view showing curved molding
  • FIG. 28 is an enlarged perspective view showing a part of the extended end portion of the coil segment by bending
  • FIG. 29 is a straightening jig in the region M of FIG. 28. It is a perspective view which shows typically the relationship between the opening and the welding point of. As shown in FIG.
  • the extension end 19b is pressed by the straightening jig 103 in the axial direction of the stator core 16 and is extended by the inner wall jig 101 and the outer wall jig 105.
  • the outer wall jig 105 is composed of a plurality of ring-shaped members, for example, four arc-shaped dividing jigs 105A, 105B, 105C, and 105D that are divided into four parts.
  • the outer wall jig 105 has an inner peripheral surface 105a that functions as a pressing surface.
  • the diameter of the inner peripheral surface 105a is composed of 48 extending end portions 19Pb located in the sixth layer (outermost layer). Slightly smaller than the outer diameter of the cylinder to be made.
  • the dividing jigs 105A to 105D are made of a metal having sufficient rigidity.
  • the four dividing jigs 105A, 105B, 105C, and 105D are moved from the outer radial direction toward the inner wall jig 101 by a drive mechanism (not shown) to cure the outer wall.
  • a drive mechanism not shown
  • the extending end portion 19b of the outermost layer is pressed toward the inner wall jig 101 with a predetermined pressure.
  • the extending ends 19Pb, 19Qb, 19Rb, 19Sb, 19Tb and 19Ub of the six layers are sandwiched between the inner peripheral surface 105a of the outer wall jig 105 and the outer peripheral surface 101a of the inner wall jig 101, and are sandwiched from both sides in the radial direction. It is pressed by the outer wall jig 105 and the inner wall jig 101. As a result, at least the tip portions of the 6-layer extension ends 19Pb, 19Qb, 19Rb, 19Sb, 19Tb and 19Ub are bent along the inner peripheral surface 105a of the outer wall jig 105 and the outer peripheral surface 101a of the inner wall jig 101. Be done.
  • the opening 103c is a boundary portion between the pressing surface 19Pc located on the sixth layer and the pressing surface 19Qc located on the fifth layer in each slot 20 so as to remove the welding point 19i.
  • the boundary between the pressing surface 19Rc located on the 4th layer and the pressing surface 19Sc located on the 3rd layer faces the boundary between the pressing surface 19Tc located on the 2nd layer and the pressing surface 19Uc located on the 1st layer. Positioned in position.
  • a straightening step of straightening the coil segment 19 by the straightening jig 103 is followed by a bending molding step of performing curved molding by the inner wall jig 101 and the outer wall jig 105.
  • the axial pressing (axial pressing) of the stator core 16 by the straightening jig 103 and the radial pressing (radial pressing) by the inner wall jig 101 and the outer wall jig 105 act simultaneously.
  • the order of the straightening step and the curvature forming step may be interchanged as long as there is at least a part of the time to perform. That is, in the present embodiment, the correction jig 103 performs the axial pressing and the inner wall jig 101 and the outer wall jig 105 perform the radial pressing.
  • FIG. 30 is a perspective view showing the extending end portion 19b after the bending process is performed.
  • the extending ends 19Pb, 19Qb, 19Rb, 19Sb, 19Tb and 19Ub of the coil segment 19 are displaced outward in the radial direction and there are no gaps, and the pressing surfaces 19Pc and 19Qc are eliminated.
  • 19Rc, 19Sc, 19Tc, 19Uc are adjacent to each other and are arranged substantially in a line in the radial direction of the stator core 16.
  • FIG. 31 is a perspective view showing an example of the joining process
  • FIG. 32 is a perspective view showing the joined portion.
  • the pressed surfaces are joined by welding with a laser beam.
  • the bent and molded 6-layer extension end 19b is sandwiched between the straightening jig 103, the inner wall jig 101, and the outer wall jig 105, and pressed by the straightening jig 103. While the surface 19c is pressed from above, the pressing surface 19c is laser welded.
  • the straightening jig 103 is heated to a predetermined temperature higher than room temperature by the temperature controller (heater) 104.
  • the temperature controller 104 includes a power supply 104a and a cable 104b that electrically connects the power supply 104a and the correction jig 103.
  • the straightening jig 103 is made of a metal having a sufficiently high electrical resistivity.
  • the temperature controller 104 heats the straightening jig 103 by electric resistance by inputting an electric current from the power supply 104a to the straightening jig 103 via the cable 104b.
  • the tip of the extending end portion 19b is also heated to a predetermined temperature via the straightening jig 103.
  • the temperature controller 104 is not limited to the configuration in which the straightening jig 103 is directly heated by energization as described above, and a heating Perche element or a thermocouple is mounted on the upper surface 103a or the like of the straightening jig 103. It may be provided so that the straightening jig 103 may be indirectly heated.
  • the laser light L is emitted from the laser light source 106, and the laser light L is irradiated to the pressing surface 19c of the extending end portion 19b via the galvano mirror 107.
  • the laser beam L passes through the opening 103c of the straightening jig 103 and irradiates the pressing surface 19c of the coil segment 19.
  • the galvano mirror 107 is driven while the stator core 16 is held at a predetermined position, and the boundary between the sixth layer pressing surface 19Pc and the fifth layer pressing surface 19Qc arranged in a row in the radial direction.
  • Laser light is applied to the boundary portion between the pressing surface 19Rc of the fourth layer and the pressing surface 19Sc of the third layer, and the boundary portion between the pressing surface 19Tc of the second layer and the pressing surface 19Uc of the first layer, respectively.
  • the two adjacent pressing surfaces 19c are partially heated and melted by the laser beam L, respectively, and then agglomerated welding beads 19 g (see FIG. 32) are formed in a fused state.
  • the weld bead 19g mechanically and electrically joins two adjacent pressing surfaces 19c.
  • the laser welding may be performed by propagating the laser light derived from the semiconductor laser by the optical fiber and condensing the laser light derived from the optical fiber on the pressing surface 19c by the condenser lens.
  • the condenser lens connected to the optical fiber is moved to the vicinity of the pressing surface 19c of the coil segment 19 by a linear motion stage, a robot hand, or the like.
  • the bonding step is not limited to laser welding, and other bonding methods such as soldering and ultrasonic bonding may be used.
  • the inner wall jig 101, the outer wall jig 105, and the straightening jig 103 are removed from the stator core 16 and the coil segment 19. Subsequently, the tip portion and the joint portion of the extending end portion 19b are coated with powder or covered with an insulating material such as varnish to ensure electrical insulation between the coils 18. Further, a U-phase connection terminal TU, a V-phase connection terminal TV, and a W-phase connection terminal TW are connected to each phase of the coil 18. Through the above manufacturing process, the coil 18 is mounted and connected to the stator core 16 to form the stator 12.
  • the pressing surface 19c is directed toward the other end surface 16b in the axial direction of the stator core 16 by the straightening jig 103 (second pressing jig).
  • the bending of the extending end portion 19b is corrected so that the heights of the plurality of pressing surfaces 19c are aligned.
  • the overlapping portion 19x2 of the coil segment 19 shown in FIG. 25 is formed by straightening the pressing surface 19c from an inclined state with respect to the other end surface 16b to a substantially parallel state by the straightening jig 103 (second pressing jig). Compared with the overlapping portion 19x1 of the coil segment 19 shown in FIG. 20, it can be significantly reduced.
  • the overlap and gap between the 6th layer pressing surface 19Pc and the 5th layer pressing surface 19Qc, and the overlap and gap between the 4th layer pressing surface 19Rc and the 3rd layer pressing surface 19Sc, and The overlap and gap between the pressing surface 19Tc of the second layer and the pressing surface 19Uc of the first layer can be significantly reduced to facilitate joining of the respective layers.
  • the protruding height of the coil end 18b of the formed coil 18 (the protruding height from the other end surface 16b of the stator core 16) can be suppressed low.
  • the coil 18 and the stator 12 can be miniaturized. From the above, according to the present embodiment, it is possible to obtain a method for manufacturing the stator 12 which can satisfactorily join a plurality of coil segments 19 while achieving miniaturization.
  • the straightening jig 103 has a plurality of openings 103c, and the straightening jig 103 is positioned so that the openings 103c face the boundary portion of the pressing surface 19c. NS.
  • the boundary portion between the pressing surfaces 19c to be welded is exposed through the opening 103c of the straightening jig 103, the boundary portion between the pressing surfaces 19c is exposed through the opening 103c. Can be easily welded. Since the periphery of the boundary between the pressing surfaces 19c to be welded is covered with the straightening jig 103, it is possible to prevent spatter associated with welding from scattering to the periphery.
  • the straightening jig 103 can also be used as a cover for preventing spatter from scattering.
  • the pressing surfaces 19c adjacent to each other in the radial direction of the stator core 16 can be joined well and easily.
  • the straightening jig 103 is set to a predetermined value higher than room temperature. It is heating to the temperature. Therefore, it is possible to suppress the heat generated by the irradiation of the laser beam L from being dissipated from the pressing surface 19c to the straightening jig 103, and the welded portion of the pressing surface 19c can be satisfactorily heated and melted. Therefore, laser welding can be performed stably, and adjacent pressing surfaces 19c can be joined well and easily.
  • FIG. 33 is a perspective view showing a straightening jig according to a modified example
  • FIG. 34 is a perspective view schematically showing the relationship between the first opening, the second opening, and the third opening of the straightening jig and the welding point. It is a figure.
  • each opening 103c of the straightening jig 103 is composed of a plurality of small holes instead of the elongated holes.
  • the straightening jig 103 has the same outer diameter shape as the straightening jig of the above-described embodiment, that is, is composed of a ring-shaped metal plate.
  • the orthodontic jig 103 has an annular upper surface 103a, an annular lower surface 103b, an inner peripheral surface 103e, and an outer peripheral surface 103d.
  • 48 sets of openings 103c penetrating from the upper surface 103a to the lower surface 103b are formed at regular intervals in the circumferential direction of the straightening jig 103.
  • Each set of openings 103c is composed of a plurality of openings 103c provided side by side at intervals in the radial direction of the straightening jig 103, for example, three first openings 103c1, a second opening 103c2, and a third opening 103c3. Has been done.
  • Each opening is, for example, a circular or elliptical small hole, and these first opening 103c1, second opening 103c2, and third opening 103c3 are used in the manufacturing process shown in FIG.
  • the first opening 103c1 of each set has the pressing surface 19Pc located at the sixth layer and the fifth layer in each slot 20 so as to remove the welding point 19i. It is positioned at a position facing the boundary portion with the positioned pressing surface 19Qc.
  • the second opening 103c2 of each set is positioned in each slot 20 at a position facing the boundary between the pressing surface 19Rc located on the fourth layer and the pressing surface 19Sc located on the third layer.
  • the third opening 103c3 of each set is positioned in each slot 20 at a position facing the boundary between the pressing surface 19Tc located in the second layer and the pressing surface 19Uc located in the first layer.
  • the welded portion of the pressing surface 19c is irradiated with laser light through the first opening 103c1, the second opening 103c2, and the third opening 103c3.
  • the pressing surfaces 19c can be easily joined to each other. Further, during welding, only the welded portion is exposed through the opening, and other areas that are not welded can be covered by the straightening jig 103. Specifically, the boundary between the pressing surface 19Qc located on the fifth layer and the pressing surface 19Rc located on the fourth layer, the pressing surface 19Sc located on the third layer, and the pressing surface 19Tc located on the second layer.
  • the boundary portions are regions that are not welded, and do not face the first opening 103c1, the second opening 103c2, and the third opening 103c3 of the straightening jig 103, and are covered by the lower surface 103b of the straightening jig 103. Therefore, the laser beam is not irradiated to the welding unnecessary portion, and the laser beam can be accurately irradiated only to the welding portion. At the same time, by covering with the straightening jig 103, it is possible to prevent the spatter from scattering due to welding and to prevent the spatter from adhering to the welding-unnecessary region.
  • the embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention.
  • the embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention.
  • These embodiments and modifications are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
  • the number of coil turns and the number of coil segments installed are not limited to the above-described embodiments, and can be increased or decreased as appropriate.
  • it may be configured so that four or eight segment straight portions are arranged in one slot.
  • the dimensions, materials, shapes, etc. of the rotor are not limited to the above-described embodiments, and can be variously changed according to the design.
  • the rotor and the rotary electric machine according to the present embodiment can be applied not only to a permanent magnet field motor but also to an induction motor.

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Abstract

小型化を図りつつ複数のコイルセグメントを良好に接合することのできる固定子の製造方法および製造方法を提供する。　実施形態では、成形治具１０２（第１押圧治具）の押圧部１０２ｂによって押圧面１９ｃを固定子鉄心１６の軸方向に他端面１６ｂに向かって押圧しながら、固定子鉄心１６および成形治具の少なくともいずれかを周方向に回動させて、コイルセグメント１９の押圧面１９ｃが他端面１６ｂに沿うように延出端部１９ｂを固定子鉄心１６の周方向に折曲げる。矯正治具１０３（第２押圧治具）により複数の延出端部１９ｂを固定子鉄心１６の軸方向に他端面１６ｂに向かって押圧するとともに、外壁治具１０５と内壁治具１０１により、複数の延出端部１９ｂを固定子鉄心１６の径方向外側および径方向内側から押圧する。

Description

固定子の製造方法および固定子の製造装置
　この発明の実施形態は、固定子の製造方法および製造装置に関する。
　回転電機は、筒状の固定子と、固定子に対して回転自在に設けられた回転子とを有している。固定子は、円環状の電磁鋼板を多数枚積層して構成された固定子鉄心と、固定子鉄心に取付けられたコイルと、を有している。複数のコイルセグメントを接合して構成されるコイルは、固定子鉄心の両端面から軸方向に突出するコイルエンドを有している。近年、回転電機の固定子は、一層の小型化が望まれている。
特開２００６－３０４５０７号公報 特開２０１７－８５８０６号公報
　本発明の実施形態の課題は、小型化を図りつつ複数のコイルセグメントを良好に接合することのできる固定子の製造方法および製造装置を提供することにある。
　実施形態の固定子の製造方法は、中心軸線に対して傾斜した押圧面を一端に有する一対の直線部と前記一対の直線部の他端同士を連結した架橋部とを有し平角導体で形成された複数のコイルセグメントを用意する。前記複数のコイルセグメントの前記直線部を、固定子鉄心の一端面側から複数のスロットに挿通し、前記固定子鉄心の他端面側から所定長さ軸方向に突出した複数の延出端部を構成し、各スロットに複数の前記直線部を径方向に並べて配置することにより、前記複数の延出端部を前記固定子鉄心と同軸の複数層の円筒状に配列する。第１押圧治具の押圧部により前記押圧面を前記固定子鉄心の軸方向に前記他端面に向かって押圧しながら、前記固定子鉄心および前記第１押圧治具の少なくともいずれかを周方向に回動させて、前記押圧面が前記他端面に沿うように前記延出端部を前記固定子鉄心の周方向に折曲げる。前記折曲げられた前記複数の延出端部の押圧面に重ねて第２押圧治具を配置し、前記第２押圧治具により前記延出端部を前記固定子鉄心の軸方向に前記他端面に向かって押圧する。前記第２押圧治具による押圧とともに、外壁治具と内壁治具により、前記複数の延出端部を前記固定子鉄心の径方向外側および径方向内側から押圧する。
　実施形態の固定子の製造装置は、中心軸線に対して傾斜した押圧面を一端に有する一対の直線部と前記一対の直線部の他端同士を連結した架橋部とを有する平角導体で形成された複数のコイルセグメントの前記直線部が、固定子鉄心の一端面側から前記固定子鉄心に設けられた複数のスロットに挿通されるとともに前記固定子鉄心の他端面側から所定長さ軸方向に延出端部として突出し、各スロットに複数の前記直線部が径方向に並べて配置されることにより、前記複数の延出端部が前記固定子鉄心と同軸の複数層の円筒状に配列された固定子組立体の前記押圧面のそれぞれを、前記固定子鉄心の軸方向に前記他端面に向かって押圧する押圧部を備えるとともに、前記固定子鉄心の中心軸に対する周方向の相対位置が可変に構成された第１押圧治具と、前記固定子鉄心の前記他端面に沿うように折り曲げられた前記複数の延出端部の前記押圧面に重ねて前記延出端部を前記固定子鉄心の軸方向に前記他端面に向かって押圧する第２押圧治具と、前記延出端部を径方向の両側から押圧する外壁治具および内壁治具と、を備える。
図１は、実施形態に係る回転電機を示す縦断面図。 図２は、前記回転電機を示す横断面図。 図３は、前記回転電機の固定子の他端面側を示す斜視図。 図４は、図３の領域Ａであって前記固定子のコイルセグメントのコイルエンド部分を拡大して示す斜視図。 図５は、前記コイルセグメントを示す斜視図。 図６は、固定子鉄心および円筒状に配列されたコイルセグメントを示す斜視図。 図７は、前記固定子鉄心に前記コイルセグメントを装着した状態である固定子組立体を示す斜視図。 図８は、前記固定子鉄心の他端面側およびコイルセグメントの延出端部を示す斜視図。 図９は、図８の領域Ｂを拡大して示す斜視図。 図１０は、前記固定子鉄心の内部に内壁治具を取り付けた状態を示す斜視図。 図１１は、前記コイルセグメントを折曲げ成形する成形治具を示す斜視図。 図１２は、前記固定子鉄心に装着された前記コイルセグメントのうち６層目（最外層）に位置する４８個のコイルセグメントを、４８本の前記成形治具によって最初（１回目）に折曲げ成形する状態を示す斜視図。 図１３は、図１２の領域Ｄにおける１本のコイルセグメントの折曲げ成形前の状態を示す斜視図。 図１４は、図１２の領域Ｄにおける１本のコイルセグメントの折曲げ成形後の状態を示す斜視図。 図１５は、コイルセグメントの折曲げ成形の過程を模式的に示す側面図。 図１６は、前記固定子鉄心に装着された前記コイルセグメントのうち１層目（最内層）に位置する４８個の前記コイルセグメントを、４８本の前記成形治具によって最後（６回目）に折曲げ成形する状態を示す斜視図。 図１７は、図１６の領域Ｅにおける１本のコイルセグメントの折曲げ成形前の状態を示す斜視図。 図１８は、図１６の領域Ｅにおける１本のコイルセグメントの折曲げ成形後の状態を示す斜視図。 図１９は、折曲げ成形されたコイルセグメントの押圧面を拡大して示す斜視図。 図２０は、図１９のコイルセグメントの押圧面を拡大して示す斜視図。 図２１は、図２０の押圧面が固定子鉄心の他端面に対して傾斜している状態を模式的に示す側面図。 図２２は、コイルセグメントの押圧面を押圧する矯正治具を示す斜視図。 図２３は、矯正治具によるコイルセグメントの矯正成形を示す斜視図。 図２４は、矯正成形された前記コイルセグメントの押圧面を拡大して示す斜視図。 図２５は、図２４のコイルセグメントの押圧面を拡大して示す斜視図。 図２６は、図２５の押圧面が固定子鉄心の他端面に対して傾斜していない状態を模式的に示す側面図。 図２７は、内壁治具および外壁治具によるコイルセグメントの湾曲成形を示す斜視図。 図２８は、湾曲加工によるコイルセグメントの延出端部の一部を拡大して示す斜視図。 図２９は、図２８の領域Ｍにおいて、矯正治具の開口部と溶接ポイントとの関係を模式的に示す斜視図。 図３０は、湾曲成形された前記コイルセグメントの押圧面を拡大して示す斜視図。 図３１は、コイルセグメントの溶接工程を示す斜視図。 図３２は、溶接された前記コイルセグメントの押圧面を拡大して示す斜視図。 図３３は、変形例の矯正治具を示す斜視図。 図３４は、矯正治具の第１開口部、第２開口部および第３開口部と溶接ポイントとの関係を模式的に示す斜視図。
　以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
　なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
　（実施形態）
　初めに、実施形態に係る固定子が適用される回転電機の一例について説明する。
　図１は、実施形態に係る回転電機の縦断面図であり、中心軸線Ｃ１を中心として片側の半分だけを示している。図２は、回転電機の横断面図である。
　図１に示すように、回転電機１０は、例えば、永久磁石型の回転電機として構成されている。回転電機１０は、環状あるいは円筒状の固定子１２と、固定子１２の内側に中心軸線Ｃ１の回りで回転自在に、かつ固定子１２と同軸的に支持された回転子１４と、これら固定子１２および回転子１４を支持するケーシング３０と、を備えている。
　以下の説明では、中心軸線Ｃ１の延在方向を軸方向、中心軸線Ｃ１回りに回転する方向を周方向、軸方向および周方向に直交する方向を径方向と称する。
　図１および図２に示すように、固定子１２は、円筒状の固定子鉄心１６と固定子鉄心１６に巻き付けられた回転子巻線（コイル）１８とを備えている。固定子鉄心１６は、磁性材、例えば、ケイ素鋼などの円環状の電磁鋼板１７を多数枚、同芯状に積層して構成されている。多数枚の電磁鋼板１７は、固定子鉄心１６の外周面の複数個所を溶接することにより、互いに積層状態に連結されている。固定子鉄心１６は、軸方向一端に位置する一端面１６ａ、および軸方向他端に位置する他端面１６ｂを有している。一端面１６ａおよび他端面１６ｂは、中心軸線Ｃ１と直交して延在している。
　固定子鉄心１６の内周部には、複数のスロット２０が形成されている。複数のスロット２０は、円周方向に等間隔を置いて並んでいる。各スロット２０は、固定子鉄心１６の内周面に開口し、この内周面から放射方向に延出している。各スロット２０は、固定子鉄心１６の軸方向の全長に亘って延在している。各スロット２０の一端は一端面１６ａに開口し、他端は他端面１６ｂに開口している。
　複数のスロット２０を形成することにより、固定子鉄心１６の内周部は、中心軸線Ｃ１に向かって突出する複数（例えば、本実施形態では４８個）のティース２１を構成している。ティース２１は、周方向に沿って等間隔を置いて配置されている。このように、固定子鉄心１６は、円環状のヨーク部と、ヨーク部の内周面から中心軸線Ｃ１に向かって径方向に突出した複数のティース２１とを一体に有している。
　複数のスロット２０にコイル１８が埋め込まれ、各ティース２１に巻き付けられている。コイル１８は、固定子鉄心１６の一端面１６ａおよび他端面１６ｂから軸方向外側に向かって延出するコイルエンド１８ａ、１８ｂを有している。コイル１８に交流電流を流すことにより、固定子１２（ティース２１）に所定の鎖交磁束が形成される。
　図１に示すように、固定子鉄心１６の軸方向両端には、固定子鉄心１６と略同一断面形状を有する鉄心端板２４がそれぞれ設けられている。更に、これら鉄心端板２４の上に鉄心押え２６が設けられている。
　ケーシング３０は、ほぼ円筒状の第１ブラケット３２ａと、お椀形状の第２ブラケット３２ｂと、を有している。第１ブラケット３２ａは、固定子鉄心１６の駆動端側に位置する鉄心押え２６に連結されている。第２ブラケット３２ｂは、反駆動端側に位置する鉄心押え２６に連結されている。第１および第２ブラケット３２ａ、３２ｂは、例えば、アルミニウム合金等で形成されている。第１ブラケット３２ａの先端側に、環状のベアリングブラケット３４がボルトにて同軸的に締結されている。ベアリングブラケット３４の中央部に、例えば、ころ軸受３５を内蔵した第１軸受部３６が締結されている。第２ブラケット３２ｂの中央部に、例えば玉軸受３７を内蔵した第２軸受部３８が締結されている。
　一方、回転子１４は、第１および第２軸受部３６、３８により、中心軸線Ｃ１を中心に回転自在に支持された円柱形状のシャフト（回転軸）４２と、シャフト４２の軸方向ほぼ中央部に固定された円筒形状の回転子鉄心４４と、回転子鉄心４４内に埋め込まれた複数の永久磁石４６と、を有している。回転子鉄心４４は、磁性材、例えば、ケイ素鋼などの円環状の電磁鋼板４７を多数枚、同芯状に積層した積層体として構成されている。回転子鉄心４４は中心軸線Ｃ１と同軸的に形成された内孔４８を有している。シャフト４２は内孔４８に挿通および嵌合され、回転子鉄心４４と同軸的に延在している。回転子鉄心４４の軸方向両端に、略円板状の磁気遮蔽板５４、回転子鉄心押え５６が設けられている。
　図１および図２に示すように、回転子鉄心４４は、固定子鉄心１６の内側に僅かな隙間（エアギャップ）を置いて同軸的に配置されている。すなわち、回転子鉄心４４の外周面は、僅かな隙間をおいて、固定子鉄心１６の内周面（ティース２１の先端面）に対向している。
　回転子鉄心４４には、軸方向に貫通する複数の磁石埋め込み孔が形成されている。各磁石埋め込み孔内に永久磁石４６が装填および配置され、例えば、接着剤等により回転子鉄心４４に固定されている。各永久磁石４６は、回転子鉄心４４の全長に亘って延在している。また、複数の永久磁石４６は、回転子鉄心４４の周方向に所定の間隔を置いて配列されている。
　図２に示すように、回転子鉄心４４は、それぞれ回転子鉄心４４の半径方向あるいは放射方向に延びるｄ軸、およびｄ軸に対して電気的に９０°離間したｑ軸を有している。ここでは、隣合う磁極間の境界および中心軸線Ｃ１を通って放射方向に延びる軸をｑ軸とし、ｑ軸に対して電気的に直角な方向をｄ軸としている。ｄ軸およびｑ軸は、回転子鉄心４４の円周方向に交互に、かつ、所定の位相で設けられている。
　回転子鉄心４４の円周方向において、各ｄ軸の両側に２つの永久磁石４６が配置されている。各永久磁石４６は、断面が矩形状の細長い平板状に形成され、回転子鉄心４４の軸方向長さとほぼ等しい長さを有している。回転子鉄心４４の中心軸線Ｃ１と直交する断面でみた場合、永久磁石４６は、それぞれｄ軸に対して傾斜している。２つの永久磁石４６は、例えば、ほぼＶ字状に並んで配置されている。ここでは、永久磁石４６の内周側の端はそれぞれｄ軸に隣接し、僅かな隙間をおいて互いに対向している。永久磁石４６の外周側の端は、回転子鉄心４４の円周方向に沿ってｄ軸から離間し、回転子鉄心４４の外周面の近傍およびｑ軸の近傍に位置している。これにより、永久磁石４６の外周側の端は、隣合う磁極の永久磁石４６の外周側端と、ｑ軸を挟んで隣接対向している。
　図３は、固定子の他端面側を示す斜視図、図４は、図３の領域Ａであって固定子の第２コイルエンド部分を拡大して示す斜視図、図５は、コイルセグメントを示す斜視図である。図３および図４に示すように、コイル１８は、平角導体として断面形状が矩形の銅の平角線からなる複数のコイルセグメント１９を用いて構成され、固定子鉄心１６に組みつけられている。
　平角導体は、長手方向に垂直な断面（横断面）が略矩形の形状をしているか、少なくとも、長手方向に垂直な断面の形状が対向する２長辺を有する。平角導体の長手方向に垂直な断面（横断面）が矩形である場合、四隅は直角である必要はなく、面取りやＲ加工がされていてもよい。また、長手方向に垂直な断面（横断面）が対向する２長辺を有する場合、例えば長円状など、断面においてこれらの対向する２長辺の端部を結ぶ部分は曲線であってもよい。
　図５に示すように、コイルセグメント１９は、平角線を切断および折曲げることにより、ほぼＵ字形状に形成されている。すなわち、コイルセグメント１９は、互いに間隔を置いて対向する一対の直線部１９ａと、直線部１９ａの一端部同士を連結した架橋部１９ｄと、を一体に有している。コイルセグメント１９は、矩形の断面形状を有し、すなわち、断面は、互いに対向する一対の長辺および互いに対向する一対の短辺を有している。コイルセグメント１９の外面は、エナメル等の絶縁被膜１９ｆ（ドットで図示）で覆われている。各直線部１９ａの延出端は、絶縁被膜１９ｆが除去され、導通可能な状態となっている。延出端部１９ｂは、その先端部分に、直線部１９ａの中心軸線Ｃ２に対して角度θ１（９０°未満）傾斜した押圧面１９ｃを有している。押圧面１９ｃは、矩形状に形成され、一対の長辺が中心軸線Ｃ２に対し所定角度傾斜し、一対の短辺が中心軸線Ｃ２と直交する方向に延在している。図５においてドットで図示している絶縁被膜１９ｆは、図５以外の図面において図示を省略している。
　図３に示すように、複数のコイルセグメント１９は、複数の円筒状、ここでは、６層の円筒状に配列され、各コイルセグメントの一対の直線部１９ａが、例えば、固定子鉄心１６の一端面１６ａ側からそれぞれ対応する異なるスロット２０に差し込まれ、固定子鉄心１６の他端面１６ｂから所定長さだけ突出している。図２に示すように、１スロット２０に例えば、６つの直線部１９ａが挿通される。スロット２０において、６つの直線部１９ａは、固定子鉄心１６の半径方向に並んで配置されている。６つの直線部１９ａは、長辺同士が平行に向かい合った状態で、スロット２０内に配置されている。
　コイルセグメント１９の架橋部１９ｄは、固定子鉄心１６の一端面１６ａに僅かに隙間を置いて対向している。架橋部１９ｄは、固定子鉄心１６のほぼ円周方向に沿って延在し、幾つかの架橋部１９ｄは、他の架橋部１９ｄと交差して延在している。これらの架橋部１９ｄは、一端面１６ａから突出するコイルエンド１８ａを構成している。
　図３および図４に示すように、他端面１６ｂから所定長さ軸方向に延出している直線部１９ａは、固定子鉄心１６の周方向に沿って折曲げられ、軸方向に対して傾斜して延在している。詳細には、各直線部１９ａの延出端部１９ｂは、固定子鉄心１６の軸方向から周方向に所定角度折れ曲がる第１曲げ部１９Ｍと、第１曲げ部１９Ｍから軸方向に対して傾斜して直線的に延在する傾斜部１９Ｎとを有している。延出端部１９ｂの先端に位置する押圧面１９ｃは、固定子鉄心１６の他端面１６ｂとほぼ平行に位置している。
　各スロット２０に挿通された６本の直線部１９ａの延出端部１９ｂは、交互に一方向および逆方向に折曲げられている。すなわち、最内周に位置する延出端部１９ｂは、固定子鉄心１６の周方向の一方向に折曲げられ、１つ外側の延出端部１９ｂは、周方向の他方向（逆方向）に折曲げられている。更に１つ外側の延出端部１９ｂは、一方向に折曲げられている。異なる複数のスロット２０から延出している６本の延出端部１９ｂは、押圧面１９ｃが、固定子鉄心１６の径方向にほぼ一列に並んで位置するように折曲げられている。これら６つの押圧面１９ｃは、ほぼ同一平面に延在している。
　径方向に並んだ各列の６つの直線部１９ａの先端面あるいは押圧面１９ｃは、２つずつ（２本ずつ）互いに機械的かつ電気的に接合されている。接合には、例えば、レーザー溶接を用いることができる。２つの押圧面１９ｃにレーザー光を照射し導体を部分的に溶融することにより、溶接ビード１９ｇを形成する。径方向に隣合う２つの先端部を接合することにより、複数のコイルセグメント全体で３相のコイル１８を構成している。また、固定子鉄心１６の延出端部１９ｂは、他端面１６ｂから突出するコイルエンド１８ｂを構成している。直線部１９ａの押圧面（溶接面）を含む先端部（導電部）は、粉体塗装、ワニス等の図示しない絶縁材料で覆われる。
　図３に示すように、コイル１８の内、３本のコイルに、それぞれＵ相接続端子ＴＵ、Ｖ相接続端子ＴＶ、Ｗ相接続端子ＴＷが接続されている。
　次に、実施形態に係る回転電機の固定子の製造方法の一例について説明する。
　図６は、固定子鉄心１６および円筒状に配列されたコイルセグメント１９を示す斜視図である。
　図６に示すように、まず、多数本のコイルセグメント１９を用意し、これらを円筒状に配列する。図示していないが、それぞれ円筒状に配列された３組のコイルセグメント１９を用意する。１組（４８本）のコイルセグメント１９は、固定子鉄心１６の複数のスロット２０に沿って円筒形状に配列されている。１組のコイルセグメント１９は、Ｕ相用の２本のコイルセグメント１９Ｕ１と１９Ｕ２、Ｖ相用の２本のコイルセグメント１９Ｖ１と１９Ｖ２、およびＷ相用の２本のコイルセグメント１９Ｗ１と１９Ｗ２の合計６本を最小ユニットとして、８ユニットから構成されている。円筒状に配列された１組において、コイルセグメント１９の直線部１９ａは、径方向に２列に並んでいる。すなわち、多数（４８本×２）の直線部１９ａは、径の異なる２層の円筒状に配列されている。
　図７は、固定子鉄心１６にコイルセグメント１９を装着した状態である固定子鉄心組立体を示す斜視図である。
　図７に示すように、各組のコイルセグメント１９は、固定子鉄心１６の一端面１６ａ側からスロット２０に挿入される。コイルセグメント１９の直線部１９ａは、スロット２０に差し込まれ、固定子鉄心１６の他端面１６ｂから所定長さだけ突出し、延出端部１９ｂを構成する。円筒状に配列された１組（４８本）のコイルセグメント１９の両端に位置する９６個（４８×２）の直線部１９ａは、対応する４８個のスロット２０において、２層分の円筒に相当し、例えば６層目（最外層）と５層目の位置に差し込まれる。円筒状に配列された３組（１４４本、４８本×３）のコイルセグメント１９が、固定子鉄心１６の一端面１６ａ側から対応する４８個のスロット２０に挿入される。３組のコイルセグメント１９の直線部１９ａおよび延出端部１９ｂは、同芯で径の異なる６層の円筒状に配列される。各スロット２０において、直線部１９ａは、６層目（最外層）から１層目（最内層）まで径方向に並んで配置される。
　図８は、固定子鉄心１６に全てのコイルセグメント１９を装着し、かつ、上下向きを変えて示す斜視図、図９は、図８の領域Ｂを拡大して示す斜視図である。
　図８および図９に示すように、コイルセグメント１９が装着された固定子鉄心１６（固定子鉄心組立体）は、後述するコイルセグメント１９の延出端部１９ｂの成形のために、上下の向きが反転される。各スロット２０に挿通された６本の直線部１９ａは、固定子鉄心１６の径方向に並んで位置している。以下、径方向において、最外層（６層目）に位置するコイルセグメント、直線部、延出端部、押圧面を１９Ｐ、１９Ｐａ、１９Ｐｂ、１９Ｐｃとし、５層目に位置するコイルセグメント、直線部、延出端部、押圧面を１９Ｑ、１９Ｑａ、１９Ｑｂ、１９Ｑｃとし、４層目に位置するコイルセグメント、直線部、延出端部、押圧面を１９Ｒ、１９Ｒａ、１９Ｒｂ、１９Ｒｃとし、３層目に位置するコイルセグメント、直線部、延出端部、押圧面を１９Ｓ、１９Ｓａ、１９Ｓｂ、１９Ｓｃとし、２層目に位置する直線部、延出端部、押圧面を１９Ｔ、１９Ｔａ、１９Ｔｂ、１９Ｔｃとし、最内層（１層目）に位置するコイルセグメント、直線部、延出端部、押圧面を１９Ｕａ、１９Ｕｂ、１９Ｕｃと称する。
　径方向に並んだ押圧面１９Ｐｃ、１９Ｑｃ、１９Ｒｃ、１９Ｓｃ、１９Ｔｃ、１９Ｕｃの傾斜方向は、交互に逆向きにしている。すなわち、６層目、４層目、２層目の押圧面１９Ｐｃ、１９Ｒｃ、１９Ｔｃは同一方向に傾斜し、５層目、３層目、１層目の押圧面１９Ｑｃ、１９Ｓｃ、１９Ｕｃは、逆方向に傾斜している。
　図１０は、固定子鉄心１６の内部に内壁治具１０１を取り付けた状態を示す斜視図である。
　図１０に示すように、円筒状に配列された最内層の延出端部１９Ｕｂの内側に内壁治具１０１が配置される。内壁治具１０１は、円筒形状に形成され、支持面と機能する外周面１０１ａを有している。内壁治具１０１は、十分な剛性を備えた金属から形成されている。内壁治具１０１の直径は、最内層の延出端部１９Ｕｂによって構成される円筒の内径とほぼ等しく形成されている。なお、内壁治具１０１は、円筒形状に限らず、中実の円柱形状に形成されていてもよい。
　内壁治具１０１は、固定子鉄心１６と同軸的に配置され、最内層の延出端部１９Ｕｂの内側に挿通される。これにより、内壁治具１０１の外周面１０１ａは、延出端部１９Ｕｂの内周側の側面に隣接対向している。最内層の延出端部１９Ｕｂを固定子鉄心１６の周方向に折曲げ成形する際、内壁治具１０１は、延出端部１９Ｕｂが固定子鉄心１６の径方向内側に向かって傾斜しないように、延出端部１９Ｕｂを内周側から支持する。ここで、１層目（最内層）に位置する延出端部１９Ｕｂは、固定子鉄心１６の径方向内側に隣接する他の延出端部１９ｂが存在しない。そのため、１層目（最内層）に位置する延出端部１９Ｕｂを内壁治具１０１によって径方向内側から支持することにより、径方向内側に向かって倒れることを防止する。
　図１１は、コイルセグメント１９を折曲げ成形する成形治具１０２を示す斜視図である。
　図１１では、一例として８個の成形治具１０２を図示している。成形治具１０２は、後述する図１２等に示すように、４８個を１組として構成し、ほぼ均等な間隔で円筒状に配置されている。１組の成形治具１０２は、固定子鉄心１６に装着されているコイルセグメント１９のうち、各１層の４８本の延出端部１９ｂを同時に押圧して折曲げ成形する。
　成形治具１０２（第１押圧治具）は、固定子鉄心１６の中心軸線Ｃ１と平行に延びる、すなわち、鉛直方向に延びる角柱形状の本体部１０２ａと、本体部１０２ａから下方に延出し下端が円弧状に湾曲した押圧部１０２ｂと、押圧部１０２ｂよりも固定子鉄心１６の径方向外側に位置するフランジ部１０２ｃと、を有し、金属等により一体に形成されている。フランジ部１０２ｃは、押圧部１０２ｂよりも幅および長さが大きく形成され、押圧部１０２ｂの両側縁および下端縁から外方に突出している。すなわち、フランジ部１０２ｃは、押圧部１０２ｂを、固定子鉄心１６の径方向外側から内側に向かって覆うように形成されている。具体的には、成形治具１０２は、本体部１０２ａの下端部の両側縁部および下端縁部を部分的に切削することにより、固定子鉄心１６の径方向内側に位置する部分を押圧部１０２ｂとして、固定子鉄心１６の径方向外側に位置する部分をフランジ部１０２ｃとしている。本体部１０２ａは、図示しない、昇降自在な支持体に支持されている。
　上述した１組の成形治具１０２を用いて、コイルセグメント１９の延出端部１９ｂを１層毎に折曲げ成形する。一例では、成形治具１０２により、最外層（６層目）から最内層（１層目）に向かって、１層ごとに、延出端部１９ｂを押し曲げる。
　図１２は、６層目（最外層）に位置する４８個の延出端部１９Ｐｂを成形治具１０２によって折曲げ成形する工程を示す斜視図である。
　図１２に示すように、１組の成形治具１０２の間隔を調整し、最外層の延出端部１９Ｐｂからなる円筒の径とほぼ一致する径に配列する。４８個の成形治具１０２が４８本の延出端部１９Ｐｂと整列する位置に成形治具１０２を配置し、押圧部１０２ｂを延出端部１９Ｐｂの先端面（押圧面）１９Ｐｃに当接させ、フランジ部１０２ｃを延出端部１９Ｐｂの外周側の側面に当接させる。この状態で、成形治具１０２を軸方向に下降させ押圧面１９Ｐｃを介して延出端部１９Ｐｂを押圧するとともに、固定子鉄心１６を中心軸線の回りで押圧面１９Ｐｃの傾斜方向、ここでは、反時計方向ＣＣＷに回動する。これにより、最外層の４８本の延出端部１９Ｐｂが折曲げられ、押圧面１９Ｐｃは、固定子鉄心１６の他端面１６ｂに沿った状態になる。なお、本実施形態においては固定子鉄心１６を中心軸線の回りに回動させているが、成形治具１０２の固定子鉄心１６の中心軸線に対する周方向の相対位置が変わればよく、成形治具１０２を固定子鉄心１６の中心軸線の回りに回動させても、もしくは、固定子鉄心１６と成形治具１０２の両者をそれぞれ逆方向に固定子鉄心１６の中心軸線の回りに周方向に回動させても構わない。
　図１３は、コイルセグメント１９Ｐの折曲げ成形前の状態を示す斜視図、図１４は、そのコイルセグメント１９Ｐの折曲げ成形後の状態を示す斜視図である。図１５は、折曲げ成形の工程を模式的に示す側面図である。
　図１３および図１５（Ａ）に示すように、折曲げ成形する直前の状態において、延出端部１９Ｐｂは、固定子鉄心１６の軸方向に沿って、固定子鉄心１６の他端面１６ｂから上方に突出している。延出端部１９Ｐｂの押圧面１９Ｐｃは、中心軸線に対して傾斜している。成形治具１０２の押圧部１０２ｂは押圧面１９Ｐｃに当接し、フランジ部１０２ｃは延出端部１９Ｐｂの外側面を固定子鉄心１６の径方向内側に向かって支持している。
　図１４、図１５（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、成形治具１０２が降下し、押圧部１０２ｂが押圧面１９Ｐｃを固定子鉄心１６の軸方向に沿って他端面１６ｂ側に押圧しつつ、固定子鉄心１６が反時計方向ＣＣＷに回動される。これにより、延出端部１９Ｐｂを押圧面１９Ｐｃの傾斜方向と反対の方向、かつ、固定子鉄心１６の周方向に押し倒し折曲げ成形する。この際、押圧面１９Ｐｃは、固定子鉄心１６の他端面１６ｂに向かって降下するが、固定子鉄心１６の周方向に移動しない。すなわち、折曲げ成形に伴って、延出端部１９Ｐｂの先端（押圧面１９Ｐｃ）は固定子鉄心１６の周方向に移動することなく、延出端部１９Ｐｂの基端部が固定子鉄心１６の周方向に折れ曲がる。これにより、延出端部１９Ｐｂは、基端側から先端側に対して時計方向ＣＷに傾斜するように折曲げ成形される。図１４および図１５（Ｄ）に示すように、押圧面１９Ｐｃが固定子鉄心１６の他端面１６ｂとほぼ平行となる位置まで延出端部１９Ｐｂを折曲げる。
　折曲げ成形の間、成形治具１０２のフランジ部１０２ｃは、延出端部１９Ｐｂの外周側の側面に当接し、延出端部１９Ｐｂが固定子鉄心１６の径方向外側に倒れないように支持する。すなわち、６層目（最外層）の延出端部１９Ｐｂは、固定子鉄心１６の径方向外側において隣接する他の延出端部１９ｂが存在しないことから、成形治具１０２のフランジ部１０２ｃが存在しなければ、径方向外側に向かって傾斜し易い。一方、６層目（最外層）の延出端部１９ｂは、固定子鉄心１６の径方向内側において隣接する５層目の延出端部１９ｂにより、径方向内側に向かって傾斜することが抑制される。
　１組の成形治具１０２は、折曲げ成形後、コイルセグメント１９から離間する位置まで上昇される。次いで、図示しない駆動機構により、成形治具１０２を一層分だけ径方向内側に移動させるとともに、成形治具１０２間の間隔を狭めるように調整し、成形治具１０２の配置径を５層目の延出端部１９Ｑｂの径に合わせる。この状態で、成形治具１０２を下降させ５層目に位置する４８個の延出端部１９Ｑｂの押圧面１９Ｑｃを同時に押圧するとともに、固定子鉄心１６を時計方向ＣＷに回動することにより、５層目の延出端部１９Ｑｂを固定子鉄心１６の周方向に沿って同時に折曲げる。
　成形治具１０２は、延出端部１９ｂの折曲げ成形が終了する毎に、コイルセグメント１９の１層分に相当する距離だけ固定子鉄心１６の径方向内側に移動され、上述した折曲げ成形を繰り返し行う。成形治具１０２は、全ての層（最外層の６層目から最内層の１層目までの合計６層）における延出端部１９ｂの折曲げ成形が終了した後、固定子鉄心１６の径方向外側に移動されて、最外層に対応する位置まで戻る。
　延出端部１９Ｐｂ、１９Ｑｂ、１９Ｒｂ、１９Ｓｂ、１９Ｔｂおよび１９Ｕｂは、固定子鉄心１６の周方向に沿って交互に逆方向に折曲げ成形される。すなわち、延出端部１９Ｐｂ（６層目）、１９Ｒｂ（４層目）および１９Ｔｂ（２層目）は、固定子鉄心１６の周方向に沿って、基端側から先端側に対して時計方向ＣＷに折曲げ成形される。また、延出端部１９Ｑｂ（５層目）、１９Ｓｂ（３層目）および１９Ｕｂ（１層目）は、固定子鉄心１６の周方向に沿って、基端側から先端側に対して反時計方向ＣＣＷに折曲げ成形される。折曲げ方向は、押圧面１９ｃの傾斜方向および固定子鉄心１６の回動方向を変えることにより、選択することができる。
　なお、成形治具１０２の押圧部１０２ｂにより、例えば、５層目に位置する延出端部１９Ｕｂの押圧面１９ｃを押圧し折曲げ成形する際、成形治具１０２のフランジ部１０２ｃが折曲げ成形済みの６層目の延出端部１９Ｕｂに当接する場合がある。この場合、６層目の延出端部１９ｂは、フランジ部１０２ｃに押されて一旦弾性変形するが、成形治具１０２が離間した段階でスプリングバックにより元の折曲げ成形位置に戻る。
　図１６、図１７、図１８、図１９は、最内層の延出端部を折曲げ成形する工程をそれぞれ示す斜視図である。
　図１６に示すように、１組の成形治具１０２は、互いの間隔を最も狭めるように移動され、最内層の延出端部１９Ｕｂの径に一致する径に調整される。調整後、成形治具１０２は、固定子鉄心１６の中心軸線方向に下降し、最内層に位置する４８個の延出端部１９Ｕｂの押圧面Ｕｃを同時に押圧する。
　図１７および図１８に示すように、成形治具１０２の押圧部１０２ｂは、延出端部１９Ｕｂの押圧面１９Ｕｃを下方に押圧する。同時に、固定子鉄心１６は、時計方向ＣＷに回動される。これにより、延出端部１９Ｕｂの基端部が、押圧面１９Ｕｃの傾斜方向と反対の方向、かつ、固定子鉄心１６の円周方向に折り曲げられる。延出端部１９Ｕｂは、押圧面１９Ｕｃが固定子鉄心１６の他端面１６ｂとほぼ平行となる位置まで折曲げられる。
　折曲げ成形の間、成形治具１０２のフランジ部１０２ｃは、延出端部１９Ｕｂの外周側の側面を支持し、延出端部１９Ｕｂの径方向外側への移動、変形を防止する。更に、折曲げ成形の間、延出端部１９Ｕｂの内周側の側面を内壁治具１０１の外周面１０１ａで支持することにより、延出端部１９Ｕｂの径方向内方への移動、変形を防止している。すなわち、１層目（最内層）の延出端部１９Ｕｂは、固定子鉄心１６の径方向内側に隣接する他の延出端部１９ｂが存在していないため、押圧工程に伴って径方向内側に変形し易いが、内壁治具１０１の外周面１０１ａによって延出端部１９Ｕｂを押えることにより、延出端部１９Ｕｂの径方向内側への変形、倒れを防止することができる。
　コイルセグメント１９の折曲げ成形後、１組の成形治具１０２は、内壁治具１０１の上方まで引き上げられ、コイルセグメント１９から離間する。
　なお、成形治具１０２によって延出端部１９ｂを折曲げ成形する際に、延出端部１９ｂが固定子鉄心１６の径方向外側に倒れるか否かは、コイルセグメント１９の材質や折曲げ条件に依存する。そのため、延出端部１９ｂが固定子鉄心１６の径方向外側に倒れ難い条件の場合、また、延出端部１９ｂの倒れ具合が許容範囲内となる場合、フランジ部１０２ｃを省略した成形治具１０２を用いてもよい。
　図１９は、折曲げ成形されたコイルセグメント１９の一部を拡大して示す斜視図、図２０は、図１９のコイルセグメント１９の押圧面１９ｃを拡大して示す斜視図、図２１は、図２０の押圧面１９ｃが固定子鉄心１６の他端面１６ｂに対して傾斜している状態を模式的に示す側面図である。
　図示のように、成形治具１０２をコイルセグメント１９から離間させた状態において、コイルセグメント１９の延出端部１９Ｐｂ、１９Ｑｂ、１９Ｒｂ、１９Ｓｂ、１９Ｔｂ、１９Ｕｂは、折曲げ成形後にスプリングバックが発生している。これにより、コイルセグメント１９の押圧面１９Ｐｃ、１９Ｑｃ、１９Ｒｃ、１９Ｓｃ、１９Ｔｃ、１９Ｕｃは、固定子鉄心１６の他端面１６ｂから離れる方向（上方）と、固定子鉄心１６の径方向外方に向かって、それぞれ位置ずれしている。この結果、各々の押圧面１９ｃは、固定子鉄心１６の他端面１６ｂに対して傾斜しつつ、固定子鉄心１６の径方向外側に向かって突出している。
　これに伴い、図２０に示すように、固定子鉄心１６の径方向に沿って隣合うコイルセグメント１９の押圧面１９ｃには、互いに重なり合う重複部分１９ｘ１が発生している。すなわち、押圧面１９Ｑｃは、押圧面１９Ｐｃに部分的に乗り上げている。また、押圧面１９Ｓｃは、押圧面１９Ｒｃに部分的に乗り上げている。同様に、押圧面１９Ｕｃは、押圧面１９Ｔｃに部分的に乗り上げている。コイルセグメント１９の重複部分１９ｘ１は、製造を良好に進めるために、縮小することが望ましい。
　また、図２１に示すように、一例として、固定子鉄心１６の径方向に沿って隣合うコイルセグメント１９Ｔの押圧面１９Ｔｃと、コイルセグメント１９Ｕの押圧面１９Ｕｃは、固定子鉄心１６の他端面１６ｂに対して平行に位置決めされていない。このため、コイルセグメント１９Ｔの押圧面１９Ｔｃと、コイルセグメント１９Ｕの押圧面１９Ｕｃは、交差した状態になっている。すなわち、押圧面１９Ｐｃ、１９Ｑｃ、１９Ｒｃ、１９Ｓｃ、１９Ｔｃ、１９Ｕｃは、固定子鉄心１６の上方向および周方向に互いにずれて位置し、固定子鉄心１６の径方向にジグザグに並んでいる。
　このようなことから、６層目に押圧面１９Ｐｃと５層目の押圧面１９Ｑｃとの間、４層目の押圧面１９Ｒｃと３層目の押圧面１９Ｓｃとの間、および２層目の押圧面１９Ｔｃと１層目の押圧面１９Ｕｃとの間には、重複部分１９ｘ１および隙間が生じている。
　そこで、以下に述べる矯正成形によって、延出端部１９ｂの押圧面１９ｃを固定子鉄心１６の他端面１６ｂと平行になるように矯正しつつ、隣合う押圧面１９ｃにおける重複部分１９ｘ１と隙間を縮小させる。
　図２２は、コイルセグメント１９の押圧面１９ｃを押圧する矯正治具１０３を示す斜視図である。
　図２２に示すように、矯正治具１０３（第２押圧治具）は、ほぼリング状の金属板で構成されている。矯正治具１０３には、上面１０３ａから下面１０３ｂまで貫通した４８個の開口部１０３ｃが、矯正治具１０３の周方向に一定の間隔で形成されている。開口部１０３ｃは、長孔で構成され、矯正治具１０３の中心に対して、放射方向に延びている。各開口部１０３ｃは、矯正治具１０３の外周面１０３ｄ近傍から内周面１０３ｅ近傍まで延びている。４８個の開口部１０３ｃは、固定子鉄心１６の４８個のスロット２０に対応する形状、大きさ、配設位置に形成されている。
　矯正治具１０３は、延出端部１９ｂの押圧面１９ｃを固定子鉄心１６の軸方向に他端面１６ｂに向かって押圧して、押圧面１９ｃが他端面１６ｂとほぼ平行に位置するように延出端部１９ｂを固定子鉄心１６の軸方向に折曲げるために用いる治具である。複数の開口部１０３ｃは、後述する接合工程において、溶接に用いるレーザー光を通す開口として用いられる。
　図２３は、矯正治具１０３によるコイルセグメント１９の矯正成形を示す斜視図、図２４は、矯正成形されたコイルセグメント１９の押圧面１９ｃを拡大して示す斜視図である。
　図２３に示すように、矯正工程において、矯正治具１０３は、固定子鉄心１６に形成された４８個のスロット２０に対向するように位置決めされる。すなわち、矯正治具１０３は、各開口部１０３ｃが、固定子鉄心１６の径方向に沿って並んだ複数のコイルセグメント１９の押圧面１９ｃに対向するように位置決めされる。具体的には、各開口部１０３ｃは、６、５、４、３、２および１層目に位置する押圧面１９Ｐｃ、１９Ｑｃ、１９Ｒｃ、１９Ｓｃ、１９Ｔｃおよび１９Ｕｃを部分的に露出させるように、矯正治具１０３に形成されている。特に、開口部１０３ｃは、固定子鉄心１６の径方向に隣合う押圧面１９ｃの境界部に対向して位置される。
　位置決めされた矯正治具１０３は、図示しない駆動機構により、固定子鉄心１６の他端面１６ｂ側に移動され、コイルセグメント１９の押圧面１９ｃに押し付けられる。これにより、コイルセグメント１９の押圧面１９ｃは、矯正治具１０３の下面１０３ｂによって他端面１６ｂ側に押圧され、互いに重なることなく固定子鉄心１６の他端面１６ｂとほぼ平行な位置に矯正される。
　図２５は、図２４のコイルセグメント１９の押圧面１９ｃを拡大して示す斜視図、図２６は、図２５の押圧面１９ｃが固定子鉄心１６の他端面１６ｂに対して傾斜していない状態を模式的に示す側面図である。
　図示のように、矯正工程の後、矯正治具１０３をコイルセグメント１９から離間させた状態において、コイルセグメント１９の押圧面１９Ｐｃ、１９Ｑｃ、１９Ｒｃ、１９Ｓｃ、１９Ｔｃ、１９Ｕｃは、固定子鉄心１６の他端面１６ｂとほぼ平行な状態になっている。これにより、図２５に示す固定子鉄心１６の径方向に沿って隣合うコイルセグメント１９の重複部分１９ｘ２は、図２０に示すコイルセグメント１９の重複部分１９ｘ１と比較して、大幅に縮小されている。
　一方、延出端部１９Ｐｂ、１９Ｑｂ、１９Ｒｂ、１９Ｓｂ、１９Ｔｂ、１９Ｕｂは、折曲げ成形後のスプリングバックによって、固定子鉄心１６の径方向外側に向かって僅かに位置ずれしている。押圧面１９Ｐｃ、１９Ｑｃ、１９Ｒｃ、１９Ｓｃ、１９Ｔｃ、１９Ｕｃは、固定子鉄心１６の周方向に互いにずれて位置し、固定子鉄心１６の径方向にジグザグに並んでいる。６層目に押圧面１９Ｐｃと５層目の押圧面１９Ｑｃとの間、４層目の押圧面１９Ｒｃと３層目の押圧面１９Ｓｃとの間、および２層目の押圧面１９Ｔｃと１層目の押圧面１９Ｕｃとの間には、それぞれ僅かな隙間が生じている。
　そこで、以下に説明する湾曲成形によって、延出端部１９ｂを湾曲させつつ、延出端部１９ｂの固定子鉄心１６の径方向に沿った位置ずれを解消して、押圧面１９ｃ間の隙間を減少させる。
　図２７は、湾曲成形を示す斜視図、図２８は、湾曲加工によるコイルセグメントの延出端部の一部を拡大して示す斜視図、図２９は、図２８の領域Ｍにおいて、矯正治具の開口部と溶接ポイントとの関係を模式的に示す斜視図である。
　図２７に示すように、湾曲成形では、矯正治具１０３により延出端部１９ｂが固定子鉄心１６の軸方向に押圧されている状態で、内壁治具１０１と外壁治具１０５とで延出端部１９ｂを径方向両側から押圧することにより、延出端部１９ｂを曲げ加工する。外壁治具１０５は、リング形状の部材を複数、例えば、４分割した４つの円弧状の分割治具１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ、１０５Ｄで構成されている。外壁治具１０５は、押圧面として機能する内周面１０５ａを有している。分割治具１０５Ａ～１０５Ｄを組み合わせてリング状の外壁治具１０５を構成した状態において、内周面１０５ａの直径は、６層目（最外層）に位置する４８個の延出端部１９Ｐｂによって構成される円筒の外径よりも僅かに小さい。分割治具１０５Ａ～１０５Ｄは、十分な剛性を備えた金属から形成されている。
　図２７および図２８に示すように、湾曲成形では、図示しない駆動機構により、４つの分割治具１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ、１０５Ｄを径方向外方から内壁治具１０１に向かって移動させ、外壁治具１０５の内周面１０５ａで最外層の延出端部１９ｂを内壁治具１０１に向かって所定の圧力で押圧する。６層の延出端部１９Ｐｂ、１９Ｑｂ、１９Ｒｂ、１９Ｓｂ、１９Ｔｂおよび１９Ｕｂは、外壁治具１０５の内周面１０５ａと内壁治具１０１の外周面１０１ａとの間に挟み込まれ、径方向の両側から外壁治具１０５および内壁治具１０１により押圧される。これにより、６層の延出端部１９Ｐｂ、１９Ｑｂ、１９Ｒｂ、１９Ｓｂ、１９Ｔｂおよび１９Ｕｂの少なくとも先端部は、外壁治具１０５の内周面１０５ａおよび内壁治具１０１の外周面１０１ａに沿うように曲げられる。
　図２９に示すように、溶接ポイント１９ｉを外すように、開口部１０３ｃは、各々のスロット２０において、６層目に位置する押圧面１９Ｐｃと５層目に位置する押圧面１９Ｑｃとの境界部、４層目に位置する押圧面１９Ｒｃと３層目に位置する押圧面１９Ｓｃとの境界部、２層目に位置する押圧面１９Ｔｃと１層目に位置する押圧面１９Ｕｃとの境界部と対向する位置に位置決めされる。
　なお、本実施形態においては、矯正治具１０３によるコイルセグメント１９の矯正成形を行なう矯正工程の後に内壁治具１０１と外壁治具１０５による湾曲成形を行なう湾曲成形工程を行なうものを例として示したが、矯正治具１０３による固定子鉄心１６の軸方向への押圧（軸方向の押圧）と内壁治具１０１と外壁治具１０５による径方向両側からの押圧（径方向の押圧）とが同時に作用する時間が少なくとも一部にあれば、矯正工程と湾曲形成工程の順序は入れ替えても構わない。すなわち、本実施形態においては、矯正治具１０３による軸方向の押圧とともに内壁治具１０１と外壁治具１０５による径方向の押圧が行われる。
　図３０は、曲げ加工が施された後の延出端部１９ｂを示す斜視図である。
　図示のように、曲げ加工を施すことにより、コイルセグメント１９の延出端部１９Ｐｂ、１９Ｑｂ、１９Ｒｂ、１９Ｓｂ、１９Ｔｂおよび１９Ｕｂは、径方向外側への位置ずれおよび隙間が無くなり、押圧面１９Ｐｃ、１９Ｑｃ、１９Ｒｃ、１９Ｓｃ、１９Ｔｃ、１９Ｕｃは、互いに隣接して固定子鉄心１６の径方向にほぼ一列に並んでいる。これにより、６層目の押圧面１９Ｐｃと５層目の押圧面１９Ｑｃとの間の隙間、４層目の押圧面１９Ｒｃと３層目の押圧面１９Ｓｃとの間の隙間、および２層目の押圧面１９Ｔｃと１層目の押圧面１９Ｕｃとの間の隙間、がほとんど無くなり、それぞれ接合が容易な状態となる。
　上述した曲げ加工の後、径方向に隣合う２つの押圧面１９ｃを互いに機械的かつ電気的に接合し、３相のコイル１８を構成する。図３１は、接合工程の一例を示す斜視図、図３２は、接合された接合部を示す斜視図である。
　本実施形態によれば、一例として、接合工程は、レーザー光による溶接によって押圧面を接合する。図３１に示すように、折曲げ成形された６層の延出端部１９ｂを矯正治具１０３と内壁治具１０１と外壁治具１０５とで挟んだ状態で、かつ、矯正治具１０３で押圧面１９ｃを上から押えた状態で、押圧面１９ｃをレーザー溶接する。
　この際、接合工程に先立ち、調温器（ヒータ）１０４によって矯正治具１０３を常温よりも高い所定の温度に加熱する。調温器１０４は、一例として、電源１０４ａと、電源１０４ａと矯正治具１０３を電気的につなぐケーブル１０４ｂを含んで構成されている。矯正治具１０３は、電気抵抗率が十分に高い金属によって構成する。調温器１０４は、電源１０４ａからケーブル１０４ｂを介して矯正治具１０３に電流を入力することにより、矯正治具１０３を電気抵抗によって加熱する。矯正治具１０３の加熱に伴い、延出端部１９ｂの先端部も矯正治具１０３を介して所定の温度に加熱される。
　なお、調温器１０４は、上記のように通電により矯正治具１０３を直接的に加熱する構成に限定されることなく、矯正治具１０３の上面１０３ａ等に加熱用のペルチェ素子や熱電対を設けて、矯正治具１０３を間接的に加熱する構成としてもよい。
　次に、レーザー光源１０６からレーザー光Ｌを出射し、ガルバノミラー１０７を介して延出端部１９ｂの押圧面１９ｃにレーザー光Ｌを照射する。レーザー光Ｌは、矯正治具１０３の開口部１０３ｃを通過して、コイルセグメント１９の押圧面１９ｃに照射される。具体的には、固定子鉄心１６を所定位置に保持した状態でガルバノミラー１０７を駆動し、径方向に一列に並んだ６層目の押圧面１９Ｐｃと５層目の押圧面１９Ｑｃとの境界部、４層目の押圧面１９Ｒｃと３層目の押圧面１９Ｓｃとの境界部、および２層目の押圧面１９Ｔｃと１層目の押圧面１９Ｕｃとの境界部に、それぞれレーザー光を照射する。隣合う２つの押圧面１９ｃは、それぞれレーザー光Ｌにより部分的に加熱、溶解され、その後、融合した状態で固まり溶接ビード１９ｇ（図３２を参照）が形成される。溶接ビード１９ｇによって、隣合う２つの押圧面１９ｃが機械的かつ電気的に接合される。
　一列の押圧面１９ｃを溶接した後、固定子鉄心１６を周方向に７．５度（３６０度を４８で割った角度）回転させてから停止する。この状態で、２列目の押圧面１９Ｐｃと押圧面１９Ｑｃとの境界部、押圧面１９Ｒｃと押圧面１９Ｓｃとの境界部、および押圧面１９Ｔｃと押圧面１９Ｕｃとの境界部に、ガルバノミラー１０７および開口部１０３ｃを介してレーザー光Ｌをそれぞれ照射し、隣合う２つの押圧面同士を溶接する。このような溶接工程を繰り返し行い、径方向に並んだ全列の押圧面を２つずつ溶接する。図３２に示すように、各列の押圧面１９ｃを２つずつ溶接および接合することにより、複数のコイルセグメント１９からなる３相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）のコイル１８が形成される。
　なお、接合工程において、レーザー溶接は、半導体レーザーから導出されたレーザー光を光ファイバーによって伝播し、光ファイバーから導出されたレーザー光を集光レンズによって押圧面１９ｃに集光して行う構成としてもよい。この場合、光ファイバーに接続された集光レンズを、直動ステージやロボットハンド等によってコイルセグメント１９の押圧面１９ｃの近傍に移動させる。また、接合工程は、レーザー溶接に限定されことなく、半田付けや超音波接合等の他の接合手法を用いてもよい。
　接合工程が終了した後、内壁治具１０１、外壁治具１０５および矯正治具１０３を固定子鉄心１６およびコイルセグメント１９から取り外す。続いて、延出端部１９ｂの先端部および接合部を粉体塗装、あるいは、ワニス等の絶縁材料で覆うことにより、コイル１８間の電気的絶縁を担保する。更に、コイル１８の各相に、それぞれＵ相接続端子ＴＵ、Ｖ相接続端子ＴＶ、Ｗ相接続端子ＴＷが接続される。
　以上の製造工程により、固定子鉄心１６にコイル１８を装着および接続し、固定子１２が構成される。
　以上のように構成された本実施形態に係る固定子の製造方法によれば、矯正治具１０３（第２押圧治具）により押圧面１９ｃを固定子鉄心１６の軸方向に他端面１６ｂに向かって押圧し、複数の押圧面１９ｃの高さが揃うように延出端部１９ｂの曲げを矯正する。
　矯正治具１０３（第２押圧治具）により、押圧面１９ｃを他端面１６ｂに対して傾斜した状態からほぼ平行な状態に矯正することで、図２５に示すコイルセグメント１９の重複部分１９ｘ２は、図２０に示すコイルセグメント１９の重複部分１９ｘ１と比較して、大幅に縮小することができる。これにより、６層目の押圧面１９Ｐｃと５層目の押圧面１９Ｑｃとの間における重複および隙間、４層目の押圧面１９Ｒｃと３層目の押圧面１９Ｓｃとの間における重複および隙間、および２層目の押圧面１９Ｔｃと１層目の押圧面１９Ｕｃとの間における重複および隙間を大幅に減少させて、それぞれ接合が容易な状態にすることができる。
　このような製造方法によれば、延出端部１９ｂの先端部を把持することなく延出端部１９ｂを折り曲げることが可能となる。そのため、コイルセグメント１９の延出端部１９ｂに把持部を設ける必要がなく、把持部の分だけ、延出端部１９ｂを短く設定することができる。従って、形成されるコイル１８のコイルエンド１８ｂの突出高さ（固定子鉄心１６の他端面１６ｂからの突出高さ）を低く抑えることができる。この結果、コイル１８および固定子１２の小型化が可能となる。
　以上のことから、本実施形態によれば、小型化を図りつつ複数のコイルセグメント１９を良好に接合できる固定子１２の製造方法が得られる。
　また、本実施形態の製造方法によれば、矯正治具１０３は複数の開口部１０３ｃを有し、矯正治具１０３は、開口部１０３ｃが押圧面１９ｃの境界部に対向するように、位置決めされる。このような製造方法によれば、溶接すべき押圧面１９ｃ同士の境界部が、矯正治具１０３の開口部１０３ｃを通して露出されることから、開口部１０３ｃを介して、押圧面１９ｃ同士の境界部を容易に溶接することができる。溶接される押圧面１９ｃ同士の境界部の周囲は矯正治具１０３により覆われていることから、溶接に伴うスパッタが周囲に飛散することを抑制できる。すなわち、矯正治具１０３を、スパッタの飛散を防止するカバーとして兼用することができる。この結果、固定子鉄心１６の径方向に隣合う押圧面１９ｃを良好に、かつ、容易に接合することができる。
　また、本実施形態の製造方法によれば、矯正治具１０３により延出端部１９ｂの押圧面１９ｃを押圧した状態で押圧面１９ｃを溶接する際、矯正治具１０３を常温よりも高い所定の温度に加熱している。そのため、レーザー光Ｌの照射により生じる熱が押圧面１９ｃから矯正治具１０３に放熱することを抑制でき、押圧面１９ｃの溶接部を良好に加熱、溶融することができる。従って、レーザー溶接を安定して行うことができ、隣合う押圧面１９ｃを良好に、かつ、容易に接合することができる。
　次に、矯正治具の変形例について説明する。図３３は、変形例に係る矯正治具を示す斜視図、図３４は、矯正治具の第１開口部、第２開口部および第３開口部と溶接ポイントとの関係を模式的に示す斜視図である。
　図示のように、変形例によれば、矯正治具１０３の各開口部１０３ｃは、長孔に代えて、複数の小孔で構成されている。詳細には、矯正治具１０３は、前述した実施形態の矯正治具と同一の外径形状を有し、すなわち、リング状の金属板で構成されている。矯正治具１０３は、環状の上面１０３ａ、環状の下面１０３ｂ、内周面１０３ｅ、外周面１０３ｄを有している。矯正治具１０３には、上面１０３ａから下面１０３ｂまで貫通した４８組の開口部１０３ｃが、矯正治具１０３の周方向に一定の間隔で形成されている。各組の開口部１０３ｃは、矯正治具１０３の径方向に間隔を置いて並んで設けられた複数、例えば、３つの第１開口部１０３ｃ１、第２開口部１０３ｃ２および第３開口部１０３ｃ３によって構成されている。各開口は、例えば、円形あるいは楕円形の小孔である、これら第１開口部１０３ｃ１、第２開口部１０３ｃ２および第３開口部１０３ｃ３は、図２３に示した製造工程において、矯正治具１０３を延出端部１９ｂの押圧面１９ｃに重ねて配置した際に、径方向に隣合う押圧面１９ｃの境界部とそれぞれ対向する位置に配置されている。
　具体的には、図３４に示すように、溶接ポイント１９ｉを外すように、各組の第１開口部１０３ｃ１は、各々のスロット２０において、６層目に位置する押圧面１９Ｐｃと５層目に位置する押圧面１９Ｑｃとの境界部と対向する位置に位置決めされる。各組の第２開口部１０３ｃ２は、各々のスロット２０において、４層目に位置する押圧面１９Ｒｃと３層目に位置する押圧面１９Ｓｃとの境界部と対向する位置に位置決めされる。各組の第３開口部１０３ｃ３は、各々のスロット２０において、２層目に位置する押圧面１９Ｔｃと１層目に位置する押圧面１９Ｕｃとの境界部と対向する位置に位置決めされる。
　上記のように構成された変形例の矯正治具１０３を用いた場合でも、第１開口部１０３ｃ１、第２開口部１０３ｃ２および第３開口部１０３ｃ３を通して、押圧面１９ｃの溶接個所にレーザー光を照射することができ、押圧面１９ｃ同士を容易に接合することができる。更に、溶接の際、溶接個所のみが開口を介して露出し、溶接されない他の領域を矯正治具１０３によって覆うことができる。具体的には、５層目に位置する押圧面１９Ｑｃと４層目に位置する押圧面１９Ｒｃとの境界部、３層目に位置する押圧面１９Ｓｃと２層目に位置する押圧面１９Ｔｃとの境界部は、それぞれ溶接されない領域であり、矯正治具１０３の第１開口部１０３ｃ１、第２開口部１０３ｃ２および第３開口部１０３ｃ３に対向せず、矯正治具１０３の下面１０３ｂによって覆われる。従って、溶接不要箇所にレーザー光が照射されることがなく、溶接個所のみにレーザー光を的確に照射することが可能となる。同時に、矯正治具１０３で覆うことにより、溶接に伴うスパッタの飛散を防止し、溶接不要領域にスパッタが付着することを抑制できる。このように、変形例に係る矯正治具１０３は、第１開口部１０３ｃ１、第２開口部１０３ｃ２および第３開口部１０３ｃ３によって、溶接すべき押圧面１９ｃ同士の境界部のみを露出させることから、溶接に伴うスパッタの付着を最小限に抑制できる。
　なお、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態や変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
　例えば、コイルの巻数、コイルセグメントの設置数は、上述した実施形態に限定されることなく、適宜、増減可能である。例えば、１スロットに４本あるいは８本のセグメント直線部が配置されるように構成してもよい。回転子の寸法、材質、形状等は、前述した実施形態に限定されることなく、設計に応じて種々変更可能である。本実施形態に係る回転子および回転電機は、永久磁石界磁電動機に限らず、誘導電動機にも適用可能である。
　１０…回転電機、１２…固定子、１６…固定子鉄心、１６ａ…一端面、１６ｂ…他端面、
１８…コイル、１８ａ，１８ｂ…コイルエンド、
１９，１９Ｐ，１９Ｑ，１９Ｒ，１９Ｓ，１９Ｔ，１９Ｕ…コイルセグメント、
１９ａ…直線部、
１９ｂ，１９Ｐｂ，１９Ｑｂ，１９Ｒｂ，１９Ｓｂ，１９Ｔｂ，１９Ｕｂ…延出端部、
１９ｃ，１９Ｐｃ，１９Ｑｃ，１９Ｒｃ，１９Ｓｃ，１９Ｔｃ，１９Ｕｃ…押圧面、
１９ｄ…架橋部、１９ｆ…絶縁被膜、１９ｇ…溶接ビード、１９ｉ…溶接ポイント、
１９ｘ１…重複部分、１９ｘ２…重複部分、２０…スロット
１０１…内壁治具、１０１ａ…外周面、１０２…成形治具（第１押圧治具）、
１０２ａ…本体部、１０２ｂ…押圧部、１０２ｃ…フランジ部、
１０３…矯正治具（第２押圧治具）、１０３ａ…上面、１０３ｂ…下面、
１０３ｃ…開口部、１０３ｃ１…第１開口部、１０３ｃ２…第２開口部、
１０３ｃ３…第３開口部、１０３ｄ…外周面、１０３ｅ…内周面、１０４…調温器、
１０５…外壁治具、１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃ，１０５Ｄ…分割治具、
１０５ａ…内周面、１０６…レーザー光源、１０７…ガルバノミラー

Claims (5)

  1. 　中心軸線に対して傾斜した押圧面を一端に有する一対の直線部と前記一対の直線部の他端同士を連結した架橋部とを有し平角導体で形成された複数のコイルセグメントを用意し、
    　前記複数のコイルセグメントの前記直線部を、固定子鉄心の一端面側から複数のスロットに挿通し、前記固定子鉄心の他端面側から所定長さ軸方向に突出した複数の延出端部を構成し、各スロットに複数の前記直線部を径方向に並べて配置することにより、前記複数の延出端部を前記固定子鉄心と同軸の複数層の円筒状に配列し、
    　第１押圧治具の押圧部により前記押圧面を前記固定子鉄心の軸方向に前記他端面に向かって押圧しながら、前記固定子鉄心および前記第１押圧治具の少なくともいずれかを周方向に回動させて、前記押圧面が前記他端面に沿うように前記延出端部を前記固定子鉄心の周方向に折曲げ、
    　前記折曲げられた前記複数の延出端部の押圧面に重ねて第２押圧治具を配置し、前記第２押圧治具により前記延出端部を前記固定子鉄心の軸方向に前記他端面に向かって押圧し、
    　前記第２押圧治具による押圧とともに、外壁治具と内壁治具により、前記複数の延出端部を前記固定子鉄心の径方向外側および径方向内側から押圧する固定子の製造方法。
  2. 　前記第２押圧治具は、それぞれ前記押圧面に対向する複数の開口部を有し、
    　接合は、前記第２押圧治具により前記複数の延出端部を押圧した状態で、前記開口部を通してレーザー光を前記押圧面に照射し、前記固定子鉄心の径方向に隣合う前記押圧面を互いに溶接して行う請求項１に記載の固定子の製造方法。
  3. 　前記接合は、前記第２押圧治具を常温よりも高い温度に温めた後、前記レーザー光を前記押圧面に照射して行う請求項２に固定子の製造方法。
  4. 　前記第２押圧治具は、前記開口部が前記径方向に隣合う前記押圧面の間の境界部と対向する位置に配置され、前記接合は、前記開口部を通して前記境界部にレーザー光を照射して行う請求項２に記載の固定子の製造方法。
  5. 　中心軸線に対して傾斜した押圧面を一端に有する一対の直線部と前記一対の直線部の他端同士を連結した架橋部とを有する平角導体で形成された複数のコイルセグメントの前記直線部が、固定子鉄心の一端面側から前記固定子鉄心に設けられた複数のスロットに挿通されるとともに前記固定子鉄心の他端面側から所定長さ軸方向に延出端部として突出し、各スロットに複数の前記直線部が径方向に並べて配置されることにより、前記複数の延出端部が前記固定子鉄心と同軸の複数層の円筒状に配列された固定子組立体の前記押圧面のそれぞれを、前記固定子鉄心の軸方向に前記他端面に向かって押圧する押圧部を備えるとともに、前記固定子鉄心の中心軸に対する周方向の相対位置が可変に構成された第１押圧治具と、
    　前記固定子鉄心の前記他端面に沿うように折り曲げられた前記複数の延出端部の前記押圧面に重ねて前記延出端部を前記固定子鉄心の軸方向に前記他端面に向かって押圧する第２押圧治具と、
    　前記延出端部を径方向の両側から押圧する外壁治具および内壁治具と、を備える固定子の製造装置。
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