WO2022163755A1 - ステータの製造方法およびステータの製造装置 - Google Patents

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WO2022163755A1
WO2022163755A1 PCT/JP2022/003092 JP2022003092W WO2022163755A1 WO 2022163755 A1 WO2022163755 A1 WO 2022163755A1 JP 2022003092 W JP2022003092 W JP 2022003092W WO 2022163755 A1 WO2022163755 A1 WO 2022163755A1
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WO
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coil
stator
die
bending
hole
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Application number
PCT/JP2022/003092
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雅大 石川
Original Assignee
株式会社アイシン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 株式会社アイシン filed Critical 株式会社アイシン
Publication of WO2022163755A1 publication Critical patent/WO2022163755A1/ja

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines

Definitions

  • the present invention relates to a stator manufacturing method and a stator manufacturing apparatus.
  • stator manufacturing method and a stator manufacturing apparatus in which coil bending is performed are known.
  • Such a stator manufacturing method and stator manufacturing apparatus are disclosed, for example, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2019-50677.
  • Japanese Patent Laying-Open No. 2019-50677 describes a rotating electric machine (stator) manufacturing method and a rotating electric machine (stator) manufacturing apparatus for forming coil segments (coils) by forming a wire into a predetermined shape.
  • a rotating electric machine manufacturing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-50677 includes a plurality of block-shaped jigs each provided with a concave groove. The wire is bent into a U shape by rotating each of the jigs in a state in which the wire made of the straight rectangular conductor wire is supported by the concave grooves of the jigs.
  • each of a plurality of jigs rotates to bend a wire made of a flat wire into a U shape.
  • a separate step is required to convert the wire into a rectangular conductor. That is, in the conventional manufacturing method such as Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-50677, the step of deforming the cross-sectional shape of the wire and the step of bending the wire are performed as separate steps, which makes the stator manufacturing process complicated. There is a problem of becoming
  • a method of manufacturing a stator according to a first aspect of the present invention is a method of manufacturing a stator for a rotating electric machine including a stator core provided with a plurality of slots, comprising: In the process of inserting the coil into the lower mold for processing, the bending process of bending the coil along the shape of the first part of the lower mold, the die provided in the lower mold of the mold, and the first part
  • the bending process of bending the coil along the shape of the first part of the lower mold the die provided in the lower mold of the mold, and the first part
  • deforming the cross-sectional shape of the coil along the shape of the second part of the lower mold arranged on the front side in the insertion direction of the coil and ironing the coil from a round wire to a flat conductor wire A processing step of forming at least a pair of slot housing portions for a coil to be housed in a slot, and an arranging step of arranging the coil on a stator core after the processing step.
  • stator manufacturing method as described above, bending and ironing are performed in the process of inserting the coil into the lower die. As a result, the bending of the coil and the forming of the cross section of the coil are performed in one step of inserting the coil into the lower mold, so that the steps of manufacturing the stator can be simplified.
  • the cross-sectional shape of the coil by deforming the cross-sectional shape of the coil by ironing, the cross-sectional shape of the coil can be deformed sequentially (part by part).
  • the load required for processing can be reduced compared to the case where the cross-sectional shape of the entire coil is deformed at once by forging or the like.
  • a stator manufacturing apparatus is a stator manufacturing apparatus for a rotating electric machine including a stator core provided with a plurality of slots, and includes a mold for processing a coil made of a stator round wire.
  • the die includes a lower die into which the coil is inserted, and an upper die having a punch that is inserted into the lower die together with the coil while pressing the coil, and the lower die is subjected to bending to bend the inserted coil.
  • a bending portion configured to perform bending, a die provided in the lower mold of the mold, and a die disposed forward of the bending portion in the coil insertion direction to deform the cross-sectional shape of the inserted coil.
  • an ironing part configured to iron the coil from a round wire to a flat conductor wire, and the coil is accommodated in the slot by performing bending by the bending part and ironing by the ironing part. is configured to form at least a pair of slotted receiving portions of the coil.
  • the lower die includes the bending portion and the ironing portion.
  • the bending of the coil and the forming of the cross section of the coil are performed in one step of inserting the coil into the lower mold, so that a stator manufacturing apparatus capable of simplifying the steps of the stator manufacturing work is provided. can provide.
  • stator manufacturing apparatus since bending and ironing can be performed in a common apparatus, the configuration of the stator manufacturing apparatus can be simplified compared to the case where bending and cross-sectional forming (ironing) are performed in different apparatuses. can do.
  • the cross-sectional shape of the coil by deforming the cross-sectional shape of the coil by ironing, the cross-sectional shape of the coil can be deformed sequentially (part by part). As a result, the load required for processing can be reduced compared to the case where the cross-sectional shape of the entire coil is deformed at once by forging or the like. As a result, it is possible to provide a stator manufacturing apparatus capable of miniaturizing a device that applies a load to the coil in order to deform the cross-sectional shape of the coil.
  • FIG. 1 is a plan view showing the configuration of a rotating electric machine according to one embodiment
  • FIG. 1 is a perspective view of a stator according to one embodiment, viewed from the radially inner side
  • FIG. FIG. 4 is a partially enlarged plan view showing the configuration of slots in the stator according to one embodiment
  • 4 is a perspective view showing the configuration of segment conductors of the stator according to one embodiment
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a stator manufacturing apparatus (mold) according to an embodiment
  • FIG. 6 is a partially enlarged view of the vicinity of the introduction portion of the hole in FIG. 5
  • FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of a groove provided in a cylindrical member of the stator manufacturing apparatus according to one embodiment
  • FIG. 4 is a perspective view of a punch of the stator manufacturing apparatus according to one embodiment;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a lower die of the stator manufacturing apparatus according to one embodiment;
  • FIG. 4 is a plan view of a hole of the stator manufacturing apparatus according to one embodiment;
  • FIG. 11 is an enlarged view of a portion where the ironing process of FIG. 10 is performed;
  • FIG. 4 is a side view of a protrusion of the stator manufacturing apparatus according to one embodiment;
  • FIG. 4 illustrates a method of manufacturing a stator according to one embodiment;
  • FIG. 1 A method for manufacturing a stator 100 and an apparatus 200 for manufacturing the stator 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 13.
  • FIG. 1 A method for manufacturing a stator 100 and an apparatus 200 for manufacturing the stator 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 13.
  • FIG. 1 A method for manufacturing a stator 100 and an apparatus 200 for manufacturing the stator 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 13.
  • axial direction means a direction (see FIG. 1) along the rotation axis (symbol O) (direction C) of the stator core 10.
  • circumferential direction means the circumferential direction (direction A) of the stator core 10 .
  • radial direction means the radial direction (B direction) of the stator core 10 .
  • the rotating electric machine 120 includes a stator 100 and a rotor 110.
  • a stator 100 includes a stator core 10 and a coil portion 20 .
  • rotating electric machine 120 is, for example, a motor, a generator, or a motor and generator.
  • Rotor 110 is arranged on the B1 side of stator 100 .
  • the outer peripheral surface of rotor 110 and the inner peripheral surface of stator 100 are arranged to face each other in the radial direction. That is, the stator 100 is configured as a part of the inner rotor type rotating electric machine 120 .
  • the stator core 10 has a cylindrical shape with a central axis O along the C direction.
  • Stator core 10 is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets (for example, silicon steel sheets) in the C direction.
  • the stator core 10 includes an annular back yoke 11, a plurality of teeth 12 projecting from the back yoke 11 toward the B1 side, and a plurality of slots 13 formed between adjacent teeth 12 in the A direction. As shown in FIG. 2 , each of the plurality of slots 13 is provided so as to extend in the axial direction of stator core 10 .
  • the coil section 20 includes a plurality of segment conductors 30.
  • a plurality of segment conductors 30 are joined together. Specifically, the end portion of the slot accommodation portion 31 (see FIG. 4) of the segment conductor 30 arranged on the C1 side and the end portion of the slot accommodation portion 31 of the segment conductor 30 arranged on the C2 side , are joined in the slot 13 .
  • the structure of the coil part 20 is not restricted to this.
  • the cross-sectional shape of the segment conductor 30 is rectangular. That is, the segment conductors 30 are rectangular conductors.
  • the segment conductor 30 is made of copper. Note that the segment conductors 30 may be made of aluminum.
  • the segment conductor 30 is an example of a "coil" in the claims.
  • each of the plurality of segment conductors 30 is arranged so as to straddle the plurality of slots 13, respectively.
  • each of the plurality of segment conductors 30 includes a pair of slot accommodation portions 31 that are accommodated (inserted) into different slots 13 .
  • a plurality of slots 13 are provided between the slots 13 in which the pair of slot accommodating portions 31 are accommodated.
  • each of the plurality of segment conductors 30 includes a coil end portion 32 connected to the slot accommodation portion 31 . That is, the coil end portion 32 connects the pair of slot accommodation portions 31 to each other.
  • the segment conductor 30 is formed in a substantially U shape (see FIG. 4) when viewed in the radial direction.
  • the coil end portion 32 is provided on the outer side of the stator core 10 in the axial direction. Specifically, coil end portion 32 is provided so as to protrude from each of end face 10a on the C1 direction side of stator core 10 and end face 10b on the C2 direction side of stator core 10 .
  • the slot 13 is a portion surrounded by the wall portion 11 a of the back yoke 11 provided radially outward and the circumferential side surfaces 12 a of the two teeth 12 .
  • the slot 13 is provided with an opening 13a that opens radially inward.
  • the slots 13 are open on both sides in the axial direction.
  • the opening 13a has an opening width W1 in the circumferential direction.
  • the opening width W1 is smaller than the width W2 in the circumferential direction of the portion of the slot 13 where the coil portion 20 is arranged. That is, the slot 13 is configured as a semi-open slot.
  • a plurality of (six in FIG. 3) slot housing portions 31 are arranged side by side in the radial direction inside the slot 13 .
  • the segment conductors 30 are covered (coated) with an insulating film 40 provided for insulation.
  • Insulating coating 40 is made of an insulating material such as thermosetting resin.
  • the coil end portion 32 has a crank portion 33 formed in a crank shape and bent stepwise by the width of one segment conductor 30 in the radial direction when viewed from the axial direction. have. That is, the radial width of the crank portion 33 is twice the width of one segment conductor 30 .
  • one and the other of the pair of slot accommodating portions 31 are arranged at different radial positions (lanes).
  • one of the pair of slot accommodating portions 31 is arranged in the slot 13 at the first radially innermost lane (the innermost lane), and the other of the pair of slot accommodating portions 31 is the one of the pair of slot accommodating portions 31. It is arranged second from the inside in the radial direction (the second lane from the inside) in a slot 13 different from the one.
  • the segment conductors 30 coil portions 20
  • the stator core 10 such that one and the other of the pair of slot accommodating portions 31 are arranged in lanes that are shifted from each other in the radial direction by one lane.
  • FIG. 1 The direction in which the segment conductor 30 (a punch 221 and a die 234 to be described later) moves is the X direction, the direction in which the punch 221 and the die 234 to be described later are arranged is the Y direction, and the direction orthogonal to the X and Y directions is the Z direction. do. Note that the Y direction is a direction perpendicular to the X direction.
  • the manufacturing apparatus 200 includes a mold 210 for processing the segment conductors 30.
  • Mold 210 includes an upper mold 220 and a lower mold 230 .
  • the upper die 220 includes a punch 221 that presses the segment conductor 30 in the X2 direction.
  • the punch 221 is inserted into a hole portion 231 to be described later together with the segment conductor 30 while pressing the segment conductor 30 . Note that the punch 221 is moved together with the moving mechanism 222 (see FIG. 13) of the upper die 220 to which the punch 221 is attached.
  • the lower mold 230 is provided with holes 231 into which the segment conductors 30 are inserted.
  • the hole portion 231 is provided with an introduction portion 231a and an inner peripheral surface 231b.
  • the hole portion 231 includes a hole portion 232a of the case portion 232, which will be described later, a hole portion 233a of the cylindrical member 233, which will be described later, and a hole portion 235a of the holder portion 235, which will be described later (see FIG. 9).
  • the introduction portion 231a includes an introduction portion (opening) of a hole portion 232a of the case portion 232, which will be described later, and an introduction portion (opening portion) of a hole portion 233a of the cylindrical member 233, which will be described later.
  • the inner peripheral surface 231b of the hole portion 231 is divided into an inner peripheral surface 232b (see FIG. 6) of the hole portion 232a of the case portion 232 described later and an inner peripheral surface 233f (see FIG. 6) of the hole portion 233a of the cylindrical member 233 described later. 7) and an inner peripheral surface 235c (see FIG. 9) of a hole portion 235a of a holder portion 235, which will be described later.
  • the lower mold 230 includes a cylindrical case portion 232 .
  • the case portion 232 is provided with a hole portion 232a.
  • the hole portion 232a is arranged in the central portion of the case portion 232 when viewed from the X1 direction side.
  • the lower die 230 also includes a cylindrical tubular member 233 inserted (accommodated) in the hole 232 a of the case portion 232 .
  • the tubular member 233 is provided with a hole portion 233a.
  • the hole portion 233a is arranged in the central portion of the cylindrical member 233 when viewed from the X1 direction side.
  • the segment conductor 30 is inserted into the hole 232 a of the case portion 232 and then into the hole 233 a of the cylindrical member 233 .
  • the minimum value of the inner diameter r1 (see FIG. 6) of the hole portion 232a of the case portion 232 is larger than the maximum value of the inner diameter r2 (see FIG. 6) of the hole portion 233a of the cylindrical member 233.
  • FIG. A later-described corner portion 232c of the hole portion 232a of the case portion 232 has a tapered shape in which the inner diameter r1 gradually decreases toward the X2 side.
  • a later-described corner portion 233g of the hole portion 233a of the tubular member 233 has a tapered shape in which the inner diameter r2 gradually decreases toward the X2 side.
  • the introduction portion 231 a of the hole portion 231 is provided with a corner portion 232 c of the hole portion 232 a of the case portion 232 and a corner portion 233 g of the hole portion 233 a of the tubular member 233 .
  • each of the corner portion 232c and the corner portion 233g is an example of the "first portion” and the "bending portion” in the claims.
  • a corner portion 232c of the case portion 232 is a corner portion provided at the opening of the hole portion 232a.
  • the corner portion 232c is provided so as to connect the inner peripheral surface 232b of the hole portion 232a and the end surface 232e of the case portion 232 on the X1 side.
  • the corner portion 232c is provided in an annular shape.
  • the inner peripheral surface 232b is provided so as to extend in the X direction. That is, the inner diameter r1 of the hole portion 232a is constant in the portion where the inner peripheral surface 232b is provided.
  • the corner portion 232c has an R shape. Accordingly, it is possible to prevent the segment conductors 30 inserted into the hole portions 232a of the case portion 232 from being damaged by the corner portions 232c.
  • a corner portion 233g of the tubular member 233 is a corner portion provided at the opening of the hole portion 233a.
  • the corner portion 233g has an R shape. Thereby, it is possible to prevent the segment conductor 30 inserted into the hole 233a from being damaged by the corner 233g.
  • the corner portion 233g is provided in an annular shape.
  • two groove portions 233d extending from the outer peripheral edge 233c of the tubular member 233 to the hole portion 233a are provided on the X1 side end surface 233b of the tubular member 233 when viewed from the X1 direction side.
  • the two grooves 233d are arranged in a V shape when viewed from the X1 direction side.
  • the segment conductor 30 inserted into the hole 232a of the case portion 232 is inserted into the hole 233a of the cylindrical member 233 while being guided by the groove 233d.
  • the groove portion 233d includes an inclined surface 233e provided on the outer peripheral edge 233c side with respect to the corner portion 233g of the cylindrical member 233.
  • the inclined surface 233e is provided so as to incline in the X2 direction toward the hole portion 233a of the cylindrical member 233 .
  • the corner portion 233g connects the inclined surface 233e and the inner peripheral surface 233f of the hole portion 233a.
  • the inner peripheral surface 233f is provided so as to extend along the X direction. That is, the inner diameter r2 of the hole portion 233a is constant in the portion where the inner peripheral surface 233f is provided.
  • the hole portion 231 is configured so that a bending process for bending the inserted segment conductor 30 is performed. Specifically, by inserting the segment conductor 30 into the hole 232a of the case portion 232 and the hole 233a of the cylindrical member 233, the corner 232c of the hole 232a and the corner 233g of the hole 233a form the segment. The extending direction of the portion of the conductor 30 other than the coil end portion 32 (the portion where the slot accommodation portion 31 is to be formed) is changed. Specifically, the segment conductor 30 is arranged such that the portion other than the coil end portion 32 of the segment conductor 30 extends in the X direction along the inner peripheral surface 231b of the hole 231 (the inner peripheral surface 233f of the cylindrical member 233). It is bent (see step S3 described later in FIG. 13).
  • the lower die 230 includes a die 234 that sandwiches the segment conductor 30 between itself and the punch 221 .
  • the die 234 is inserted into the hole 231 while sandwiching the segment conductor 30 with the punch 221 .
  • the die 234 is moved in the X direction as the cylinder portion 237 (see FIG. 13) of the lower die 230 to which the die 234 is fixed expands and contracts.
  • the punch 221 has a stepped portion 221a that presses the segment conductor 30 in the insertion direction (X2 direction side) of the segment conductor 30 into the hole 231.
  • the stepped portion 221a is provided to extend along the Z direction.
  • the stepped portion 221a is provided in a convex shape toward the inserting direction side (X2 direction side) of the segment conductor 30 when a surface 221b described later is viewed from the front (viewed from the Y1 direction side).
  • the punch 221 is provided so as to face the die 234 and includes a surface 221b having an arc shape when viewed from the inserting direction (X1 direction side) of the segment conductor 30 .
  • the stepped portion 221a is formed by providing a thick portion 221c adjacent to the surface 221b (surrounded by the surface 221b).
  • the stepped portion 221a is constituted by a side surface 221f on the X2 direction side of the thick portion 221c and a surface 221b.
  • the segment conductor 30 is pressed by the side surface 221f of the thick portion 221c.
  • a side surface 221f of the thick portion 221c is provided so as to extend orthogonally to the surface 221b.
  • the thick portion 221c is formed integrally with the punch 221. As shown in FIG. Also, the thick portion 221 c may be formed separately (separably) from the punch 221 .
  • a stepped portion 221d extending along the X direction is provided on the surface 221b.
  • the stepped portion 221d is provided at the central portion in the Z direction of the surface 221b.
  • a stepped portion 221e having the same shape as the stepped portion 221d and extending along the X direction is provided in the central portion of the thick portion 221c in the Z direction.
  • the punch 221 is provided with an inclined surface 221g formed continuously with the surface 221b.
  • the inclined surface 221g is provided on the side (X2 direction side) opposite to the thick portion 221c with respect to the surface 221b.
  • the inclined surface 221g is inclined so that the distance from the die 234 increases toward the X2 direction.
  • the die 234 includes a step portion 234a that supports the segment conductor 30 from the opposite side (the X2 direction side) of the punch 221 from the step portion 221a of the segment conductor 30.
  • the stepped portion 234a is provided so as to extend parallel to the stepped portion 221a. That is, the stepped portion 234a has a recessed shape that is recessed toward the insertion direction side (X2 direction side) of the segment conductor 30 when a surface 234b, which will be described later, is viewed from the front. Further, the stepped portion 234a is provided so as to extend along the Z direction, similarly to the stepped portion 221a.
  • the die 234 also includes a surface 234b provided to face the surface 221b of the punch 221 and extend parallel to the surface 221b. That is, the surface 234b has an arc shape when viewed from the inserting direction (X direction) of the segment conductor 30 .
  • the stepped portion 234a is formed by providing a thick portion 234c adjacent to the surface 234b (surrounded by the surface 234b). Specifically, the stepped portion 234a is formed by a side surface 234f on the X1 direction side of the thick portion 234c and a surface 234b. The side surface 234f is provided so as to sandwich the segment conductor 30 between the side surface 221f of the thick portion 221c of the punch 221 and the side surface 221f. A side surface 234f of the thick portion 234c is provided so as to extend orthogonally to the surface 234b. Also, the thick portion 234 c is formed integrally with the die 234 . The thick portion 234 c may be formed separately (separably) from the die 234 .
  • a stepped portion 234d extending along the X direction is provided on the surface 234b.
  • the stepped portion 234d is provided at the central portion in the Z direction of the surface 234b.
  • the stepped portion 234d is provided at a position facing the stepped portion 221d (see FIG. 8) of the punch 221 in the Y direction.
  • a stepped portion 234e having the same shape as the stepped portion 234d and extending in the X direction is provided in the central portion of the thick portion 234c in the Z direction.
  • the stepped portion 234a of the die 234 sandwiches the segment conductor 30 (in the X direction) between the stepped portion 234a of the punch 221 and the stepped portion 221a of the punch 221, thereby bending the segment conductor 30 to form the convex portion 32a of the coil end portion 32 (FIG. 2). see).
  • the convex portion 32a is a portion of the coil end portion 32 that is provided in a convex shape in the axial direction (direction C) of the stator core 10 .
  • the surface 234b of the die 234 sandwiches the segment conductor 30 (in the Y-direction) between the surface 234b of the die 234 and the surface 221b of the punch 221, thereby bending the segment conductor 30, thereby bending the coil end portion 32 in the radial direction of the stator core 10. It is arranged to form a bend. Specifically, the segment conductor 30 is sandwiched between the surface 234b of the die 234 and the surface 221b of the punch 221, each of which has an arc shape. It is formed. At this time, the segment conductor 30 is sandwiched between the stepped portion 221d of the surface 221b (see FIG. 8) and the stepped portion 234d of the surface 234b (see FIG. 6), so that the crank portion 33 of the coil end portion 32 (see FIG. 4) is formed.
  • the hole portion 231 includes a protruding portion 235b configured to be ironed to deform the cross-sectional shape of the inserted segment conductor 30.
  • the projecting portion 235b is an example of the "second portion” and the “ironing portion” in the claims.
  • a manufacturing apparatus 200 for the stator 100 can be provided. That is, a step of bending the segment conductor 30 (for example, a pre-bending step of pre-bending the segment conductor 30) separately from the processing (for example, forging) of deforming the cross-sectional shape of the segment conductor 30 (using different equipment) is performed. No need to set.
  • bending of the segment conductor 30 and cross-sectional shaping (ironing) of the segment conductor 30 can be performed only by one operation of inserting the segment conductor 30 into the hole 231 without separately performing bending and cross-sectional shaping. can do both.
  • the stator 100 manufacturing apparatus 200 capable of simplifying the process of processing the segment conductors 30 when bending the segment conductors 30 and cross-sectionally forming the segment conductors 30 .
  • the structure of manufacturing apparatus 200 for stator 100 can be reduced compared to the case where bending and cross-sectional forming (ironing) are performed in different apparatuses. can be simplified.
  • the cross-sectional shape of the segment conductor 30 can be sequentially (part by part) deformed.
  • the load required for processing can be reduced compared to the case where the cross-sectional shape of the entire segment conductor 30 is deformed at once by forging or the like.
  • the manufacturing apparatus 200 of the stator 100 can downsize the device that applies a load to the segment conductors 30 in order to deform the cross-sectional shape of the segment conductors 30 .
  • the lower mold 230 includes a holder portion 235 on which the case portion 232 and the tubular member 233 are placed.
  • the holder portion 235 has a cylindrical shape.
  • the holder portion 235 is provided with a hole portion 235a.
  • the hole portion 235a is arranged in the central portion of the holder portion 235 when viewed from the X1 direction side.
  • the projecting portion 235b is provided on the inner peripheral surface 235c of the hole portion 235a of the holder portion 235. As shown in FIG. Specifically, the protruding portion 235b is provided so as to protrude along the circumferential direction from the inner peripheral surface 235c of the hole portion 235a. The projecting portion 235b is provided in an arc shape along the inner peripheral surface 235c when viewed from the X1 direction side.
  • the projecting portion 235b is provided so as to perform ironing by sandwiching the segment conductor 30 between it and the die 234 inserted into the hole portion 235a of the holder portion 235.
  • an end face 235d in the circumferential direction of the projecting portion 235b (a direction along the inner peripheral surface 235c of the hole portion 235a when viewed from the X1 direction side) and a surface 234b of the die 234 (both ends of the surface 234b in the Z direction)
  • the segment conductor 30 is squeezed by.
  • the cross-sectional width of the segment conductor 30 is changed from the width W11 to the width W12 smaller than the width W11 in the direction in which the end face 235d and the surface 234b face each other.
  • the width W11 is the outer diameter of the cross section of the segment conductor 30 before ironing (see the circular broken line in FIG. 11).
  • the amount of squeezing (W11-W12) in the pair of slot housing portions 31 is equal to each other. It should be noted that the amount of squeezing in the pair of slot housing portions 31 may be different from each other.
  • ironing is performed in a region surrounded by the end surface 235d of the projecting portion 235b, the surface 234b of the die 234, the side surface 221h of the thick portion 221c of the punch 221, and the inner peripheral surface 235c of the hole portion 235a.
  • a side surface 221h of the thick portion 221c is provided so as to extend along the X direction.
  • a side surface 221h of the thick portion 221c is formed continuously with a side surface 221f of the thick portion 221c.
  • the side surfaces 221h are provided so as to extend in the X1 direction from both ends of the side surfaces 221f in the Z direction.
  • the side surface 221h and the surface 221b of the punch 221 form a stepped portion 221i.
  • the bent portion of the segment conductor 30 (the portion where the slot accommodating portion 31 is to be formed) is squeezed by the protruding portion 235b while being placed on the stepped portion 221i.
  • the side surface 221h of the thick portion 221c extends perpendicularly to the portion of the surface 234b of the die 234 that squeezes the segment conductor 30 and the end surface 235d of the projecting portion 235b.
  • a portion 235g of the inner peripheral surface 235c of the hole 235a, which contacts the ironed segment conductor 30, is formed linearly (flat) when viewed from the X1 direction.
  • the portion 235g is provided so as to extend parallel to the side surface 221h of the thick portion 221c.
  • the ironed segment conductor 30 has a rectangular cross section.
  • the projecting portion 235b is provided with a curved surface 235e and a flat surface 235f.
  • the curved surface 235e is provided continuously with the end surface 235d on the X1 direction side of the end surface 235d of the protrusion 235b.
  • the flat surface 235f is provided on the X2 direction side of the end surface 235d.
  • the distance between the curved surface 235e of the protrusion 235b and the surface 234b of the die 234 is d1.
  • the distance d1 gradually decreases toward the X2 direction.
  • the distance between the end surface 235d of the protrusion 235b and the surface 234b of the die 234 is d2.
  • the distance d2 is substantially equal to the width W12 (see FIG. 11) of the segment conductor 30 (slot accommodating portion 31) after ironing.
  • the distance d2 is equal to the minimum value of the distance d1.
  • the distance between the flat surface 235f of the protrusion 235b and the surface 234b of the die 234 is d3.
  • the distance d3 is greater than the distance d2 between the end surface 235d of the protrusion 235b and the surface 234b of the die 234.
  • the segment conductor 30 squeezed between the end surface 235d and the surface 234b is released between the flat surface 235f and the surface 234b. That is, the segment conductor 30 is not squeezed between the flat surface 235f and the surface 234b of the die 234.
  • FIG. Note that each of the distance d2 and the distance d3 is constant regardless of the position in the X direction.
  • the manufacturing apparatus 200 of the stator 100 is accommodated in the slot 13 by performing bending using the corner 232c of the hole 232a and the corner 233g of the hole 233a and ironing using the protrusion 235b. At least a pair of slot accommodating portions 31 are formed.
  • the lower mold 230 includes a pedestal portion 236 on which the holder portion 235 is placed.
  • the pedestal portion 236 is provided with a hole portion 236a.
  • the hole portion 236a is provided so as to overlap with the hole portion 235a of the holder portion 235 when viewed from the X1 direction side. This makes it possible to prevent the punch 221 and the die 234 moving in the X2 direction from colliding with the pedestal 236 .
  • the segment conductor 30 is arranged (set) in the mold 210 as shown in step S1. At this time, the segment conductors 30 are arranged so as to extend linearly along the Z direction.
  • step S2 the segment conductor 30 is sandwiched between the punch 221 provided on the upper die 220 of the die 210 and the die 234 provided on the lower die 230 of the die 210, thereby bending the segment conductor 30 to form the coil end.
  • An end portion forming step for forming the portion 32 is performed.
  • the end portion forming step (S2) is a first bending step of forming a bend in the coil end portion 32 in the radial direction of the stator core 10 by bending the segment conductor 30 in the direction (Y direction) in which the punch 221 and the die 234 are arranged.
  • (S21) is included. Specifically, the segment conductor 30 is sandwiched between the punch 221 and the die 234 by bringing the punch 221 closer to the die 234 (moving in the X2 direction) while the die 234 is fixed. Then, the segment conductor 30 is sandwiched between the surface 221b (see FIG. 8) of the punch 221 and the surface 234b (see FIG.
  • segment conductor 30 is bent into a shape along the surface 221b (see FIG. 6). .
  • the coil end portions 32 are bent in the radial direction of the stator core 10 .
  • the portion of the segment conductor 30 other than the portion sandwiched between the punch 221 and the die 234 (the portion where the slot accommodating portion 31 is to be formed) overlaps the groove portion 233d of the cylindrical member 233 as viewed from the X1 direction side. Segment conductor 30 is bent so as to extend in the wrapping direction.
  • the segment conductor 30 is bent in the insertion direction (X2 direction side) of the segment conductor 30 into the hole portion 231, thereby forming the convex portion 32a (see FIG. 4) of the coil end portion 32.
  • the segment conductor 30 is bent into a shape along the stepped portion 221a (stepped portion 234a).
  • the convex portion 32a of the coil end portion 32 is formed. Note that the die 234 is fixed without moving between the first bending step (S21) and the second bending step (S22).
  • the cross-sectional shape of the coil end portion 32 is deformed into a rectangular shape by the end portion forming step (S2).
  • the cross-sectional shape of the coil end portion 32 may remain circular without being deformed by the end portion forming step (S2).
  • step S3 the segment conductor 30 is processed. Specifically, in the processing step, in the process of inserting the segment conductor 30 into the hole 231 (see FIG. 5) of the mold 210, the bending process for bending the segment conductor 30 and the ironing process for deforming the cross-sectional shape of the segment conductor 30 are performed. At least a pair of slot accommodating portions 31 are formed by performing the machining. Specifically, bending and ironing are performed until the segment conductor 30 is linearly moved in the X2 direction to a predetermined position inside the hole 231 .
  • the bending of the segment conductors 30 and the cross-sectional forming of the coil are performed in a single step of inserting the segment conductors 30 into the lower die 230, so that the manufacturing process of the stator 100 can be simplified. . That is, a step of bending the segment conductor 30 (for example, a pre-bending step of pre-bending the segment conductor 30) separately from the processing (for example, forging) of deforming the cross-sectional shape of the segment conductor 30 (using different equipment) is performed. No need to set.
  • bending of the segment conductor 30 and cross-sectional shaping (ironing) of the segment conductor 30 can be performed only by one operation of inserting the segment conductor 30 into the hole 231 without separately performing bending and cross-sectional shaping. can do both.
  • the process for processing the segment conductor 30 can be simplified.
  • the cross-sectional shape of the segment conductor 30 can be sequentially (part by part) deformed.
  • the load required for processing can be reduced compared to the case where the cross-sectional shape of the entire segment conductor 30 is deformed at once by forging or the like.
  • a device that applies a load to the segment conductor 30 to deform the cross-sectional shape of the segment conductor 30 can be miniaturized.
  • the processing step (S3) by inserting the segment conductor 30 into the hole 231, the corner 232c (see FIG. 6) of the hole 231 (the hole 232a of the case portion 232) and the hole 231
  • the segment conductor 30 is bent along the corner 233g (see FIG. 6) of the hole 233a of the tubular member 233, and the inner peripheral surface 231b of the hole 231 (holder portion 235).
  • 235c) is a step of performing ironing for deforming the cross-sectional shape of the segment conductor 30 by the projecting portion 235b arranged along the line 235c).
  • the segment conductor 30 is inserted into the hole portion 232a of the case portion 232 while contacting the corner portion 232c of the hole portion 232a. At this time, the segment conductor 30 is bent by the reaction force from the corner 232c. As a result, the segment conductor 30 is bent along the hole 232a.
  • the segment conductor 30 is inserted into the hole 233a of the tubular member 233 while contacting the corner 233g of the hole 233a. At this time, the segment conductor 30 is further bent by the reaction force from the corner 233g. As a result, the segment conductor 30 is further bent along the hole 233a. Thereby, the segment conductor 30 is deformed into a substantially U shape.
  • the processing step (S3) includes bending and ironing in the process of inserting the segment conductor 30 sandwiched between the punch 221 and the die 234 into the hole 231 after the end portion forming step (S2). is a step of forming the slot accommodation portion 31 by performing the above.
  • the segment conductor 30 is fixed by the punch 221 and the die 234 by moving the segment conductor 30 while being sandwiched between the punch 221 and the die 234, so that the segment conductor 30 is positioned at a predetermined position. Displacement (displacement within a plane perpendicular to the movement direction) can be prevented.
  • the coil end portion 32 is sandwiched between the punch 221 and the die 234, and the portion other than the coil end portion 32 (the portion where the slot accommodation portion 31 is to be formed) is sandwiched between the punch 221 and the die 234.
  • the unpunched segment conductor 30 is inserted into the hole 231 integrally with the punch 221 and the die 234 . That is, the segment conductor 30 is drawn into the hole 231 with the coil end portion 32 sandwiched between the punch 221 and the die 234 .
  • processing step (S3) is a step of continuously processing the portion of the segment conductor 30 after bending by ironing.
  • the segment conductor 30 moves in the X2 direction through the hole 231 at a constant speed. Then, when the segment conductor 30 is inserted into each of the hole 232a (see FIG. 6) of the case portion 232 and the hole 233a (see FIG. 6) of the cylindrical member 233, bending is performed. Then, when the segment conductor 30 is inserted into the hole portion 235a (see FIG. 9) of the holder portion 235, ironing is performed.
  • the lower die 230 is configured so that ironing is performed after all bending of the segment conductors 30 is completed. Specifically, the length L (see FIG. 4) of the slot accommodating portion 31 is smaller than the depth D (see FIG. 9) of the hole portion 233a of the tubular member 233. As shown in FIG.
  • segment conductor 30, the punch 221, and the die 234 subjected to bending are moved to a position corresponding to the end face 235d (see FIG. 12) of the projecting portion 235b of the holder portion 235.
  • segment conductor 30 is sandwiched between the end face 235d and the surface 234b of the die 234 and squeezed.
  • processing step (S3) is a step of transforming the round wire into a rectangular conducting wire by ironing (see FIG. 11).
  • step S ⁇ b>4 the segment conductor 30 subjected to bending and ironing is moved along with the punch 221 and the die 234 in the X1 direction and taken out from the hole 231 . Then, segment conductor 30 is removed from mold 210 . Specifically, the segment conductor 30 is removed from the punch 221 by a wiping pin 222 a attached to the moving mechanism 222 and movable relative to the punch 221 . The wiping pin 222 a is moved relative to the punch 221 while pressing the segment conductor 30 . The segment conductor 30 is thereby removed from the punch 221 .
  • step S5 an arrangement step of arranging the segment conductors 30 on the stator core 10 is performed.
  • step S4 and step S5 for example, a step of coating the segment conductor 30 (copper wire) with the liquid insulating coating 40 by electrodeposition coating and a baking step of curing the liquid insulating coating 40 are performed. .
  • the portion where bending is performed (corner 232c, corner 233g) (first portion, bending portion) and the portion where ironing is performed (protruding portion 235b) (second portion, ironing)
  • the processing portion may be the same. In this case, bending and ironing are performed simultaneously.
  • the segment conductor 30 (coil) is sandwiched between the punch 221 and the die 234, and the segment conductor 30 is inserted into the hole 231 together with the punch 221 and the die 234.
  • the segment conductor 30 may be inserted into the hole 231 by pressing the segment conductor 30 only with the punch 221 .
  • the present invention is not limited to this.
  • the time during which the bending process is performed and the time during which the ironing process is performed may partially overlap.
  • ironing may be performed when the segment conductor 30 passes the corner 233g and enters the inner peripheral surface 233f.
  • the depth D (see FIG. 9) of the hole portion 233a of the cylindrical member 233 is less than or equal to the length L (see FIG. 4) of the slot accommodating portion 31.
  • cylindrical member 233 is arranged in the hole 232a of the case portion 232 is shown, but the present invention is not limited to this.
  • cylindrical members having different inner diameters may be stacked vertically (in the X direction). That is, the case portion 232 and the tubular member 233 may be stacked vertically (in the X direction). In this case, a cylindrical member with a large inner diameter is arranged above a cylindrical member with a small inner diameter.
  • the present invention is not limited to this.
  • the coil end portion 32 may be ironed.
  • the coil end portion (32) is bent in the radial direction of the stator core (10) by bending the coil (30) in the direction in which the punch (221) and the die (234) are aligned. and bending the coil (30) in the insertion direction of the coil (30) into the hole (231), thereby forming the coil end portion (32) protruding in the axial direction of the stator core (10). ), and a second bending step (S22) of forming the convex portion (32a) of the above.
  • the processing step (S3) is a step of transforming the round wire into a rectangular conducting wire by ironing.
  • the lower die (230) includes a die (234) inserted into the hole (231) with the coil (30) sandwiched between it and the punch (221).
  • the ironing part (235b) is provided so as to protrude in the circumferential direction from the inner peripheral surface (231b) of the hole (231), and is between the die (234) inserted into the hole (231). It includes a projection (235b) that irons the coil (30) by sandwiching it in between.
  • the lower die (230) includes a die (234) inserted into the hole (231) with the coil (30) sandwiched between it and the punch (221).
  • the punch (221) has a first step (221a) that presses the coil (30) in the insertion direction of the coil (30) into the hole (231).
  • the die (234) supports the coil (30) from the side opposite to the first stepped portion (221a) with respect to the coil (30) and extends parallel to the first stepped portion (221a). It includes a step (234a).
  • the second stepped portion (234a) sandwiches the coil (30) with the first stepped portion (221a) and bends the coil (30) to connect the pair of slot housing portions (31). It is provided so as to form a convex portion (32a) provided in a convex shape in the axial direction of the stator core (10) of the coil end portion (32) of (30).
  • the lower die (230) includes a die (234) inserted into the hole (231) with the coil (30) sandwiched between it and the punch (221).
  • the punch (221) is provided to face the die (234) and includes a first surface (221b) having an arc shape when viewed from the insertion direction of the coil (30).
  • the die (234) includes a second surface (234b) provided to face and extend parallel to the first surface (221b). The second surface (234b) and the first surface (221b) bend the coil (30) by sandwiching the coil (30), thereby connecting the pair of slot accommodation portions (31). ) to form a bend in the radial direction of the stator core (10).

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Abstract

このステータの製造方法は、下型の第1部分の形状に沿ってコイルを曲げる曲げ加工と、金型の下型に設けられるダイスと、下型の第2部分と、の形状に沿ってコイルの断面形状を変形させてコイルを丸線から平角導線にするしごき加工とを行う加工工程を備える。

Description

ステータの製造方法およびステータの製造装置
 本発明は、ステータの製造方法およびステータの製造装置に関する。
 従来、コイルの曲げ加工が行われるステータの製造方法およびステータの製造装置が知られている。このような、ステータの製造方法およびステータの製造装置は、たとえば、特開2019-50677号公報に開示されている。
 特開2019-50677号公報には、線材を所定の形状に成形してコイルセグメント(コイル)を形成する回転電機(ステータ)の製造方法および回転電機(ステータ)の製造装置が記載されている。特開2019-50677号公報の回転電機の製造装置は、それぞれに凹溝が設けられた複数のブロック状の治具を備える。複数の治具の凹溝によって直線状の平角導線からなる線材が支持された状態で、複数の治具の各々が回動移動することにより、線材がU字状に曲げられる。
特開2019-50677号公報
 特開2019-50677号公報では、複数の治具の各々が回動移動することにより、平角導線からなる線材がU字状に曲げられている。特開2019-50677号公報には明記されていないが、線材を平角導線にするための工程が別途必要になる。すなわち、特開2019-50677号公報のような従来の製造方法では、線材の断面形状を変形させる工程と、線材を曲げる工程とが別工程として行われるため、ステータの製造作業の工程が複雑になるという問題点がある。
 この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、製造作業の工程を簡略化することが可能なステータの製造方法およびステータの製造装置を提供することである。
 上記目的を達成するために、この発明の第1の局面におけるステータの製造方法は、複数のスロットが設けられるステータコアを含む回転電機のステータの製造方法であって、ステータの丸線からなるコイルを加工するための金型の下型にコイルを挿入する過程において、下型の第1部分の形状に沿ってコイルを曲げる曲げ加工と、金型の下型に設けられるダイスと、第1部分よりもコイルの挿入方向の前方側に配置される下型の第2部分と、の形状に沿ってコイルの断面形状を変形させてコイルを丸線から平角導線にするしごき加工とを行うことによって、スロットに収容されるコイルの一対のスロット収容部を少なくとも形成する加工工程と、加工工程の後に、ステータコアにコイルを配置する配置工程と、を備える。
 この発明の第1の局面によるステータの製造方法では、上記のように、下型にコイルを挿入する過程において、曲げ加工としごき加工とが行われる。これにより、コイルの曲げ加工およびコイルの断面成形加工が、下型にコイルを挿入するという1つの工程によって行われるので、ステータの製造作業の工程を簡略化することができる。
 また、しごき加工によりコイルの断面形状を変形させることによって、コイルの断面形状を逐次的に(部分ごとに)変形させることができる。その結果、鍛造加工等によりコイル全体の断面形状を一度に変形させる場合に比べて、加工に要する荷重を小さくすることができる。その結果、コイルの断面形状を変形させるためにコイルに荷重をかける装置を小型化することができる。
 この発明の第2の局面におけるステータの製造装置は、複数のスロットが設けられるステータコアを含む回転電機のステータの製造装置であって、ステータの丸線からなるコイルを加工するための金型を備え、金型は、コイルが挿入される下型と、コイルを押圧しながらコイルとともに下型に挿入されるパンチを有する上型と、を含み、下型は、挿入されたコイルを曲げる曲げ加工が行われるように構成される曲げ加工部と、金型の下型に設けられるダイスと、曲げ加工部よりもコイルの挿入方向の前方側に配置され、挿入されたコイルの断面形状を変形させてコイルを丸線から平角導線にするしごき加工が行われるように構成されるしごき加工部と、を含み、曲げ加工部による曲げ加工としごき加工部によるしごき加工とを行うことにより、スロットに収容されるコイルの一対のスロット収容部を少なくとも形成するように構成される。
 この発明の第2の局面によるステータの製造装置では、上記のように、下型が、曲げ加工部としごき加工部とを含む。これにより、コイルの曲げ加工およびコイルの断面成形加工が、下型にコイルを挿入するという1つの工程によって行われるので、ステータの製造作業の工程を簡略化することが可能なステータの製造装置を提供することができる。
 また、曲げ加工としごき加工とを共通の装置において行うことができるので、曲げ加工と断面成形加工(しごき加工)とを互いに異なる装置において行う場合に比べて、ステータの製造装置の構成を簡略化することができる。
 また、しごき加工によりコイルの断面形状を変形させることによって、コイルの断面形状を逐次的に(部分ごとに)変形させることができる。その結果、鍛造加工等によりコイル全体の断面形状を一度に変形させる場合に比べて、加工に要する荷重を小さくすることができる。その結果、コイルの断面形状を変形させるためにコイルに荷重をかける装置を小型化することが可能なステータの製造装置を提供することができる。
 本発明によれば、コイルの曲げ加工およびコイルの断面成形加工を行う場合に、コイルの加工工程を簡略化することができる。
一実施形態による回転電機の構成を示す平面図である。 一実施形態によるステータを径方向内側から見た斜視図である。 一実施形態によるステータのスロットの構成を示す部分拡大平面図である。 一実施形態によるステータのセグメント導体の構成を示す斜視図である。 一実施形態によるステータの製造装置(金型)の構成を示す斜視図である。 図5の孔部の導入部近傍の部分拡大図である。 一実施形態によるステータの製造装置の筒状部材に設けられた溝部の断面図である。 一実施形態によるステータの製造装置のパンチの斜視図である。 一実施形態によるステータの製造装置の下型の断面図である。 一実施形態によるステータの製造装置の孔部の平面図である。 図10のしごき加工が行われる部分の拡大図である。 一実施形態によるステータの製造装置の突出部の側面図である。 一実施形態によるステータの製造方法を示す図である。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
 [ステータの構成]
 図1~図13を参照して、本実施形態によるステータ100の製造方法およびステータ100の製造装置200について説明する。
 以下の説明では、「軸方向」とは、ステータコア10の回転軸線(符号O)(C方向)に沿った方向(図1参照)を意味する。また、「周方向」とは、ステータコア10の周方向(A方向)を意味する。また、「径方向」とは、ステータコア10の径方向(B方向)を意味する。
 図1に示すように、回転電機120は、ステータ100と、ロータ110と、を備える。ステータ100は、ステータコア10と、コイル部20と、を備える。また、回転電機120は、たとえば、モータ、ジェネレータ、または、モータ兼ジェネレータである。ロータ110は、ステータ100のB1側に配置されている。ロータ110の外周面とステータ100の内周面とは、径方向に対向するように配置されている。すなわち、ステータ100は、インナーロータ型の回転電機120の一部として構成されている。
 ステータコア10は、C方向に沿った中心軸線Oを中心軸とした円筒形状を有する。ステータコア10は、複数の電磁鋼板(たとえば、珪素鋼板)がC方向に積層されることにより形成されている。
 ステータコア10は、円環状のバックヨーク11と、バックヨーク11からB1側に突出する複数のティース12と、A方向に隣接するティース12同士の間に形成される複数のスロット13と、を含む。図2に示すように、複数のスロット13の各々は、ステータコア10の軸方向に延びるように設けられている。
 図1に示すように、コイル部20は、複数のセグメント導体30を含む。複数のセグメント導体30同士は、互いに接合されている。具体的には、C1側に配置されたセグメント導体30の後述するスロット収容部31(図4参照)の端部と、C2側に配置されたセグメント導体30のスロット収容部31の端部とが、スロット13内において接合されている。なお、コイル部20の構成はこれに限られない。また、図3に示すように、セグメント導体30の断面形状は、矩形状である。すなわち、セグメント導体30は、平角導線である。また、セグメント導体30は、銅により形成されている。なお、セグメント導体30は、アルミニウムにより形成されていてもよい。また、セグメント導体30は、請求の範囲の「コイル」の一例である。
 図2に示すように、複数のセグメント導体30は、それぞれ、複数のスロット13を跨ぐように配置されている。具体的には、複数のセグメント導体30の各々は、互いに異なるスロット13に収容(挿入)される一対のスロット収容部31を含む。一対のスロット収容部31が収容されているスロット13同士の間には、複数のスロット13が設けられている。また、複数のセグメント導体30の各々は、スロット収容部31に接続されるコイルエンド部32を含む。すなわち、コイルエンド部32は、一対のスロット収容部31同士を接続する。これにより、セグメント導体30は、径方向に見て略U字状(図4参照)に形成されている。
 また、コイルエンド部32は、ステータコア10の軸方向の外側に設けられる。具体的には、コイルエンド部32は、ステータコア10のC1方向側の端面10a、および、ステータコア10のC2方向側の端面10bの各々から突出するように設けられている。
 図3に示すように、スロット13は、径方向外側に設けられたバックヨーク11の壁部11aと、2つのティース12の周方向側面12aとに囲まれた部分である。そして、スロット13には、径方向内側に開口する開口部13aが設けられている。また、スロット13は、軸方向両側のそれぞれに開口している。
 開口部13aは、周方向に開口幅W1を有する。開口幅W1は、スロット13のコイル部20が配置される部分の周方向における幅W2よりも小さい。すなわち、スロット13は、セミオープン型のスロットとして構成されている。
 また、複数(図3では6つ)のスロット収容部31は、スロット13内において、径方向に並んで配置されている。また、セグメント導体30は、絶縁のために設けられる絶縁被膜40により被覆(コーティング)されている。絶縁被膜40は、たとえば熱硬化性樹脂等の絶縁材料からなる。
 また、図4に示すように、コイルエンド部32は、軸方向から見て、径方向に1本のセグメント導体30の幅分、階段状に屈曲するとともにクランク状に形成されたクランク部分33を有する。つまり、クランク部分33の径方向の幅は、1本のセグメント導体30の幅の2倍である。
 これにより、一対のスロット収容部31の一方と他方とは、互いに異なる径方向位置(レーン)に配置される。たとえば、一対のスロット収容部31の一方がスロット13において径方向内側から1番目(最も内側のレーン)に配置されているとともに、一対のスロット収容部31の他方が、一対のスロット収容部31の一方とは異なるスロット13において径方向内側から2番目(内側から2番目のレーン)に配置される。このように、一対のスロット収容部31の一方と他方とが径方向において互いに1つずれたレーンに配置されるように、セグメント導体30(コイル部20)がステータコア10に配置されている。
 [ステータの製造装置]
 図5~図13を参照して、ステータ100の製造装置200について説明する。なお、セグメント導体30(後述するパンチ221およびダイス234)が移動する方向をX方向、後述するパンチ221とダイス234とが並ぶ方向をY方向、X方向およびY方向と直交する方向をZ方向とする。なお、Y方向は、X方向と直交する方向である。
 図5に示すように、製造装置200は、セグメント導体30を加工するための金型210を備える。金型210は、上型220と、下型230とを含む。
 上型220は、セグメント導体30をX2方向側に押圧するパンチ221を含む。パンチ221は、セグメント導体30を押圧しながらセグメント導体30とともに後述する孔部231に挿入される。なお、パンチ221は、パンチ221が取り付けられている上型220の移動機構222(図13参照)とともに移動される。
 下型230は、セグメント導体30が挿入される孔部231が設けられている。孔部231には、導入部231aと、内周面231bとが設けられている。孔部231は、後述するケース部232の孔部232aと、後述する筒状部材233の孔部233aと、後述するホルダ部235の孔部235a(図9参照)と、を含む。また、導入部231aは、後述するケース部232の孔部232aの導入部(開口部)と、後述する筒状部材233の孔部233aの導入部(開口部)とを含む。また、孔部231の内周面231bは、後述するケース部232の孔部232aの内周面232b(図6参照)と、後述する筒状部材233の孔部233aの内周面233f(図7参照)と、後述するホルダ部235の孔部235aの内周面235c(図9参照)と、を含む。
 下型230は、円筒形状のケース部232を含む。ケース部232には、孔部232aが設けられている。孔部232aは、X1方向側から見てケース部232の中央部に配置されている。
 また、下型230は、ケース部232の孔部232aに挿入(収容)されている円筒形状の筒状部材233を含む。筒状部材233には、孔部233aが設けられている。孔部233aは、X1方向側から見て筒状部材233の中央部に配置されている。
 セグメント導体30は、ケース部232の孔部232aに挿入された後、筒状部材233の孔部233aに挿入される。なお、ケース部232の孔部232aの内径r1(図6参照)の最小値は、筒状部材233の孔部233aの内径r2(図6参照)の最大値よりも大きい。なお、ケース部232の孔部232aの後述する角部232cは、内径r1がX2側に向かって徐々に小さくなるテーパ形状を有している。また、筒状部材233の孔部233aの後述する角部233gは、内径r2がX2側に向かって徐々に小さくなるテーパ形状を有している。
 図6に示すように、孔部231の導入部231aには、ケース部232の孔部232aの角部232cと、筒状部材233の孔部233aの角部233gとが設けられている。なお、角部232cおよび角部233gの各々は、請求の範囲の「第1部分」および「曲げ加工部」の一例である。
 ケース部232の角部232cは、孔部232aの開口部に設けられる角部である。角部232cは、孔部232aの内周面232bと、ケース部232のX1側の端面232eとを接続するように設けられている。なお、角部232cは、円環状に設けられている。なお、内周面232bは、X方向に延びるように設けられている。すなわち、内周面232bが設けられる部分において、孔部232aの内径r1は一定である。
 また、角部232cは、R形状を有している。これにより、ケース部232の孔部232aに挿入されるセグメント導体30が角部232cによって傷付けられるのを防止することが可能である。
 また、筒状部材233の角部233gは、孔部233aの開口部に設けられる角部である。角部233gは、R形状を有している。これにより、孔部233aに挿入されるセグメント導体30が角部233gにより傷付けられるのを防止することが可能である。なお、角部233gは、円環状に設けられている。
 また、筒状部材233のX1側の端面233bには、X1方向側から見て、筒状部材233の外周縁233cから孔部233aまで延びる2本の溝部233dが設けられている。2本の溝部233dは、X1方向側から見て、V字状に配置されている。ケース部232の孔部232aに挿入されたセグメント導体30は、溝部233dによりガイドされながら、筒状部材233の孔部233aに挿入される。
 図7に示すように、溝部233dは、筒状部材233の角部233gに対して外周縁233c側に設けられる傾斜面233eを含む。傾斜面233eは、筒状部材233の孔部233a側に向かってX2方向側に傾斜するように設けられている。また、角部233gは、傾斜面233eと孔部233aの内周面233fとを接続する。なお、内周面233fは、X方向に沿って延びるように設けられている。すなわち、内周面233fが設けられる部分において、孔部233aの内径r2は一定である。
 ここで、孔部231は、挿入されたセグメント導体30を曲げる曲げ加工が行われるように構成されている。具体的には、ケース部232の孔部232aおよび筒状部材233の孔部233aにセグメント導体30が挿入されることにより、孔部232aの角部232cおよび孔部233aの角部233gによって、セグメント導体30のコイルエンド部32以外の部分(スロット収容部31が形成される予定の部分)の延びる向きが変えられる。詳細には、セグメント導体30のコイルエンド部32以外の部分が、孔部231の内周面231b(筒状部材233の内周面233f)に沿ってX方向に延びるように、セグメント導体30は曲げられる(図13の後述するステップS3参照)。
 図6に示すように、下型230は、パンチ221との間でセグメント導体30を挟むダイス234を含む。ダイス234は、パンチ221との間でセグメント導体30を挟んだ状態で孔部231に挿入される。なお、ダイス234は、ダイス234が固定される下型230のシリンダ部237(図13参照)の伸縮に伴ってX方向に移動される。
 図8に示すように、パンチ221は、セグメント導体30の孔部231への挿入方向(X2方向側)にセグメント導体30を押圧する段差部221aを有する。段差部221aは、Z方向に沿って延びるように設けられている。具体的には、段差部221aは、後述する表面221bを正面から見て(Y1方向側から見て)、セグメント導体30の挿入方向側(X2方向側)に凸状に設けられている。また、パンチ221は、ダイス234と対向するように設けられ、セグメント導体30の挿入方向(X1方向側)から見て円弧形状を有する表面221bを含む。
 段差部221aは、表面221bと隣接するように(表面221bに囲まれるように)厚肉部221cが設けられることによって形成されている。具体的には、段差部221aは、厚肉部221cのX2方向側の側面221fと表面221bとにより構成されている。セグメント導体30は、厚肉部221cの側面221fによって押圧される。なお、厚肉部221cの側面221fは、表面221bと直交して延びるように設けられている。なお、厚肉部221cは、パンチ221と一体的に形成されている。また、厚肉部221cがパンチ221と別個に(分離可能に)形成されていてもよい。
 また、表面221bには、X方向に沿って延びる段差部221dが設けられている。段差部221dは、表面221bのZ方向における中央部に設けられている。なお、厚肉部221cのZ方向における中央部には、段差部221dと同様の形状で、かつ、X方向に沿って延びる段差部221eが設けられている。
 また、パンチ221には、表面221bと連続的に形成される傾斜面221gが設けられている。傾斜面221gは、表面221bに対して厚肉部221cとは反対側(X2方向側)に設けられている。傾斜面221gは、ダイス234との間の距離がX2方向側に向かって大きくなるように傾斜している。
 図6に示すように、ダイス234は、セグメント導体30に対してパンチ221の段差部221aとは反対側(X2方向側)からセグメント導体30を支持する段差部234aを含む。段差部234aは、段差部221aと平行に延びるように設けられている。すなわち、段差部234aは、後述する表面234bを正面から見て、セグメント導体30の挿入方向側(X2方向側)に窪む凹形状を有している。また、段差部234aは、段差部221aと同様に、Z方向に沿って延びるように設けられている。また、ダイス234は、パンチ221の表面221bと対向するとともに表面221bと平行に延びるように設けられる表面234bを含む。すなわち、表面234bは、セグメント導体30の挿入方向(X方向)から見て円弧形状を有する。
 段差部234aは、表面234bと隣接するように(表面234bに囲まれるように)厚肉部234cが設けられることによって形成されている。具体的には、段差部234aは、厚肉部234cのX1方向側の側面234fと表面234bとにより構成されている。側面234fは、パンチ221の厚肉部221cの側面221fとの間でセグメント導体30を挟むように設けられている。なお、厚肉部234cの側面234fは、表面234bと直交して延びるように設けられている。また、厚肉部234cは、ダイス234と一体的に形成されている。厚肉部234cがダイス234と別個に(分離可能に)形成されていてもよい。
 また、表面234bには、X方向に沿って延びる段差部234dが設けられている。段差部234dは、表面234bのZ方向における中央部に設けられている。段差部234dは、パンチ221の段差部221d(図8参照)とY方向に対向する位置に設けられている。なお、厚肉部234cのZ方向における中央部には、段差部234dと同様の形状で、かつ、X方向に沿って延びる段差部234eが設けられている。
 ダイス234の段差部234aは、パンチ221の段差部221aとの間にセグメント導体30を(X方向に)挟むことによってセグメント導体30を曲げることにより、コイルエンド部32の凸状部32a(図2参照)を形成するように設けられている。凸状部32aは、ステータコア10の軸方向(C方向)に凸状に設けられるコイルエンド部32の部分である。すなわち、X2方向側に凸状に形成されるパンチ221の段差部221aと、X2方向側に凹状に窪むダイス234の段差部234aとによりセグメント導体30を挟むことによって、段差部221aおよび段差部234aに沿った形状のコイルエンド部32(凸状部32a)が形成される。詳細は、図13を参照して下記に説明する。
 また、ダイス234の表面234bは、パンチ221の表面221bとの間にセグメント導体30を(Y方向に)挟むことによってセグメント導体30を曲げることにより、コイルエンド部32の、ステータコア10の径方向における曲げを形成するように設けられている。具体的には、それぞれが円弧形状を有するダイス234の表面234bとパンチ221の表面221bとによってセグメント導体30が挟まれることにより、ステータコア10の軸方向から見て円弧形状に曲がるコイルエンド部32が形成される。この際、表面221bの段差部221d(図8参照)と表面234bの段差部234d(図6参照)とによりセグメント導体30が挟まれることにより、コイルエンド部32のクランク部分33(図4参照)が形成される。
 図9に示すように、孔部231は、挿入されたセグメント導体30の断面形状を変形させるしごき加工が行われるように構成される突出部235bを含む。なお、突出部235bは、請求の範囲の「第2部分」および「しごき加工部」の一例である。
 これにより、セグメント導体30の曲げ加工およびコイルの断面成形加工が、下型230にセグメント導体30を挿入するという1つの工程によって行われるので、ステータ100の製造作業の工程を簡略化すること可能なステータ100の製造装置200を提供することができる。すなわち、セグメント導体30の断面形状を変形させる加工(たとえば鍛造加工)とは別個に(互いに異なる装置で)セグメント導体30の曲げ加工を行う工程(たとえばセグメント導体30を事前に曲げる予備曲げ工程)を設ける必要がない。また、曲げ加工と断面成形加工とを別々に行わずに、孔部231にセグメント導体30を挿入するという1つの動作だけでセグメント導体30の曲げ加工およびセグメント導体30の断面成形加工(しごき加工)の両方を行うことができる。その結果、セグメント導体30の曲げ加工およびセグメント導体30の断面成形加工を行う場合に、セグメント導体30の加工工程を簡略化することが可能なステータ100の製造装置200を提供することができる。
 また、曲げ加工としごき加工とを共通の装置において行うことができるので、曲げ加工と断面成形加工(しごき加工)とを互いに異なる装置において行う場合に比べて、ステータ100の製造装置200の構成を簡略化することができる。
 また、しごき加工によりセグメント導体30の断面形状を変形させることによって、セグメント導体30の断面形状を逐次的に(部分ごとに)変形させることができる。その結果、鍛造加工等によりセグメント導体30全体の断面形状を一度に変形させる場合に比べて、加工に要する荷重を小さくすることができる。その結果、セグメント導体30の断面形状を変形させるためにセグメント導体30に荷重をかける装置を小型化することが可能なステータ100の製造装置200を提供することができる。
 具体的には、下型230は、ケース部232および筒状部材233が載置されるホルダ部235を含む。ホルダ部235は、円筒形状を有している。ホルダ部235には、孔部235aが設けられている。孔部235aは、X1方向側から見て、ホルダ部235の中央部に配置されている。
 図10に示すように、突出部235bは、ホルダ部235の孔部235aの内周面235cに設けられている。詳細には、突出部235bは、孔部235aの内周面235cから周方向に沿って突出するように設けられている。突出部235bは、X1方向側から見て、内周面235cに沿って円弧状に設けられている。
 図11に示すように、突出部235bは、ホルダ部235の孔部235aに挿入されたダイス234との間にセグメント導体30を挟むことによってしごき加工を行うように設けられている。具体的には、突出部235bの周方向(X1方向側から見て孔部235aの内周面235cに沿った方向)における端面235dとダイス234の表面234b(表面234bのZ方向の両端)とによってセグメント導体30がしごかれる。これにより、端面235dと表面234bとが対向する方向において、セグメント導体30の断面の幅が、幅W11から幅W11よりも小さい幅W12に変化される。また、幅W11は、しごき加工前のセグメント導体30の断面(図11の円形の破線参照)の外径である。また、一対のスロット収容部31におけるしごき量(W11-W12)は、互いに等しい。なお、一対のスロット収容部31におけるしごき量を、互いに異ならせてもよい。
 また、突出部235bの端面235dとダイス234の表面234bとが対向する方向においてセグメント導体30の断面の幅が縮小されることに伴い、端面235dと表面234bとが対向する方向と直交する方向におけるセグメント導体30の断面の幅は拡大される。
 また、しごき加工は、突出部235bの端面235dと、ダイス234の表面234bと、パンチ221の厚肉部221cの側面221hと、孔部235aの内周面235cとによって取り囲まれる領域において行われる。図8に示すように、厚肉部221cの側面221hは、X方向に沿って延びるように設けられる。厚肉部221cの側面221hは、厚肉部221cの側面221fと連続的に形成されている。具体的には、側面221hは、側面221fのZ方向の両端部からX1方向側に延びるように設けられている。
 また、側面221hとパンチ221の表面221bとにより段差部221iが構成されている。セグメント導体30のうち曲げ加工された部分(スロット収容部31が形成される予定の部分)は、段差部221iに配置された状態で、突出部235bによりしごかれる。なお、図11に示すように、厚肉部221cの側面221hは、ダイス234の表面234bのうちセグメント導体30をしごく部分、および、突出部235bの端面235dと直交するように延びている。
 また、孔部235aの内周面235cのうち、しごき加工されたセグメント導体30と接触する部分235gは、X1方向側から見て直線状(フラット)に形成されている。部分235gは、厚肉部221cの側面221hと平行に延びるように設けられている。これにより、しごき加工が施されたセグメント導体30の断面が矩形形状に形成される。
 また、図12に示すように、突出部235bには、湾曲面235eと、平坦面235fとが設けられている。湾曲面235eは、突出部235bの端面235dのX1方向側において、端面235dと連続的に設けられている。平坦面235fは、端面235dのX2方向側に設けられている。
 突出部235bの湾曲面235eとダイス234の表面234bとの間の距離は、d1である。距離d1は、X2方向側に向かって徐々に小さくなる。突出部235bの端面235dとダイス234の表面234bとの間の距離は、d2である。距離d2は、しごき加工後のセグメント導体30(スロット収容部31)の幅W12(図11参照)と略等しい。また、距離d2は、距離d1の最小値と等しい。これにより、湾曲面235eにガイドされるようにX2方向側に移動されたセグメント導体30が、端面235dと表面234bとの間においてしごかれる。
 突出部235bの平坦面235fとダイス234の表面234bとの間の距離は、d3である。距離d3は、突出部235bの端面235dとダイス234の表面234bとの間の距離d2よりも大きい。これにより、端面235dと表面234bとの間においてしごかれたセグメント導体30は、平坦面235fと表面234bとの間に逃がされる。すなわち、平坦面235fとダイス234の表面234bとの間では、セグメント導体30はしごかれない。なお、距離d2および距離d3の各々は、X方向における位置によらず一定である。
 上記のように、ステータ100の製造装置200は、孔部232aの角部232cおよび孔部233aの角部233gによる曲げ加工と、突出部235bによるしごき加工とを行うことにより、スロット13に収容される一対のスロット収容部31を少なくとも形成するように構成されている。
 また、図9に示すように、下型230は、ホルダ部235が載置される台座部236を含む。台座部236には、孔部236aが設けられている。孔部236aは、X1方向側から見て、ホルダ部235の孔部235aと重なるように設けられている。これにより、X2方向側に移動するパンチ221とダイス234とが台座部236に衝突するのを防止することが可能である。
 [ステータの製造方法]
 次に、図13を参照して、ステータ100の製造方法について説明する。
 (導体セット工程)
 まず、ステップS1に示すように、セグメント導体30が金型210に配置(セット)される。この際、セグメント導体30は、Z方向に沿って直線状に延びるように配置される。
 (エンド部形成工程)
 次に、ステップS2において、金型210の上型220に設けられるパンチ221と金型210の下型230に設けられるダイス234とによりセグメント導体30を挟み込むことによりセグメント導体30を曲げることによってコイルエンド部32を形成するエンド部形成工程が行われる。
 エンド部形成工程(S2)は、パンチ221とダイス234とが並ぶ方向(Y方向)にセグメント導体30を曲げることにより、ステータコア10の径方向におけるコイルエンド部32の曲がりを形成する第1曲げ工程(S21)を含む。具体的には、ダイス234が固定された状態でパンチ221がダイス234に近づけられる(X2方向側に移動される)ことにより、セグメント導体30がパンチ221とダイス234とによって挟まれる。そして、パンチ221の表面221b(図8参照)とダイス234の表面234b(図6参照)とによりセグメント導体30が挟まれるとともに、セグメント導体30が表面221b(表面234b)に沿った形状に曲げられる。その結果、コイルエンド部32の、ステータコア10の径方向における曲げが形成される。この際、セグメント導体30のうちパンチ221とダイス234とにより挟まれる部分以外の部分(スロット収容部31が形成される予定の部分)がX1方向側から見て筒状部材233の溝部233dとオーバラップする向きに延びるように、セグメント導体30が曲げられる。これにより、後にセグメント導体30が筒状部材233の孔部233aに挿入される際に、スロット収容部31が形成される予定の部分が溝部233dに挿入される。また、表面221bの段差部221d(図8参照)と表面234bの段差部234d(図6参照)とによりセグメント導体30が挟まれることにより、コイルエンド部32にクランク部分33(図4参照)が形成される。
 また、エンド部形成工程(S2)は、セグメント導体30の孔部231への挿入方向(X2方向側)にセグメント導体30を曲げることにより、コイルエンド部32の凸状部32a(図4参照)を形成する第2曲げ工程(S22)を含む。具体的には、第1曲げ工程(S21)時よりもさらにパンチ221がX2方向側に移動されることにより、パンチ221の段差部221a(側面221f)(図8参照)とダイス234の段差部234a(側面234f)(図6参照)とによりセグメント導体30が(X方向に)挟まれる。これにより、セグメント導体30が段差部221a(段差部234a)に沿った形状に曲げられる。その結果、コイルエンド部32の凸状部32aが形成される。なお、第1曲げ工程(S21)から第2曲げ工程(S22)までの間において、ダイス234は移動せずに固定されている。
 また、エンド部形成工程(S2)により、コイルエンド部32の断面形状は矩形形状に変形される。なお、エンド部形成工程(S2)によりコイルエンド部32の断面形状は変形されずに円形形状のままでもよい。
 (加工工程)
 次に、ステップS3において、セグメント導体30の加工工程が行われる。具体的には、加工工程では、金型210の孔部231(図5参照)にセグメント導体30を挿入する過程において、セグメント導体30を曲げる曲げ加工と、セグメント導体30の断面形状を変形させるしごき加工とが行われることによって、一対のスロット収容部31が少なくとも形成される。具体的には、セグメント導体30が、X2方向側に直線的に移動されることにより孔部231の内部の所定の位置まで移動されるまでの間に、曲げ加工としごき加工とが行われる。
 これにより、セグメント導体30の曲げ加工およびコイルの断面成形加工が、下型230にセグメント導体30を挿入するという1つの工程によって行われるので、ステータ100の製造作業の工程を簡略化することができる。すなわち、セグメント導体30の断面形状を変形させる加工(たとえば鍛造加工)とは別個に(互いに異なる装置で)セグメント導体30の曲げ加工を行う工程(たとえばセグメント導体30を事前に曲げる予備曲げ工程)を設ける必要がない。また、曲げ加工と断面成形加工とを別々に行わずに、孔部231にセグメント導体30を挿入するという1つの動作だけでセグメント導体30の曲げ加工およびセグメント導体30の断面成形加工(しごき加工)の両方を行うことができる。その結果、セグメント導体30の曲げ加工およびセグメント導体30の断面成形加工を行う場合に、セグメント導体30の加工工程を簡略化することができる。
 また、しごき加工によりセグメント導体30の断面形状を変形させることによって、セグメント導体30の断面形状を逐次的に(部分ごとに)変形させることができる。その結果、鍛造加工等によりセグメント導体30全体の断面形状を一度に変形させる場合に比べて、加工に要する荷重を小さくすることができる。その結果、セグメント導体30の断面形状を変形させるためにセグメント導体30に荷重をかける装置を小型化することができる。
 具体的には、加工工程(S3)は、孔部231にセグメント導体30を挿入することによって、孔部231(ケース部232の孔部232a)の角部232c(図6参照)および孔部231(筒状部材233の孔部233a)の角部233g(図6参照)に沿ってセグメント導体30を曲げる曲げ加工を行うとともに、孔部231(ホルダ部235)の内周面231b(内周面235c)に沿って配置される突出部235bによってセグメント導体30の断面形状を変形させるしごき加工を行う工程である。
 これにより、孔部231の角部(232c、233g)および内周面231bに沿ってセグメント導体30(スロット収容部31が形成される予定の部分)を移動させる過程において、セグメント導体30の曲げ加工およびしごき加工の両方を容易に行うことができる。
 具体的には、まず、セグメント導体30は、ケース部232の孔部232aの角部232cと接触しながら孔部232aに挿入される。この際、セグメント導体30は、角部232cからの反力によって曲げられる。その結果、セグメント導体30は、孔部232aに沿うように曲げられる。
 次に、セグメント導体30は、筒状部材233の孔部233aの角部233gに接触しながら孔部233aに挿入される。この際、セグメント導体30は、角部233gからの反力によってさらに曲げられる。その結果、セグメント導体30は、孔部233aに沿うようにさらに曲げられる。これにより、セグメント導体30は、略U字形状に変形される。
 また、加工工程(S3)は、エンド部形成工程(S2)の後、パンチ221とダイス234とにより挟まれた状態のセグメント導体30を、孔部231に挿入する過程において、曲げ加工としごき加工とを行うことによってスロット収容部31を形成する工程である。
 これにより、セグメント導体30がパンチ221とダイス234とにより挟まれた状態で移動されることによって、セグメント導体30がパンチ221とダイス234とにより固定されるので、セグメント導体30の位置が所定の位置からずれる(移動方向と直交する平面内においてずれる)のを防止することができる。
 具体的には、パンチ221とダイス234とによりコイルエンド部32が挟まれるとともにコイルエンド部32以外の部分(スロット収容部31が形成される予定の部分)がパンチ221とダイス234とにより挟まれていない状態のセグメント導体30が、パンチ221およびダイス234と一体的に孔部231に挿入される。すなわち、セグメント導体30は、パンチ221とダイス234とによりコイルエンド部32が挟まれた状態で、孔部231に引き込まれる。
 また、加工工程(S3)は、曲げ加工が行われた後のセグメント導体30の部分をしごき加工により連続的に加工する工程である。
 これにより、曲げ加工が行われている最中のセグメント導体30がしごかれるのを防止することができる。その結果、セグメント導体30に過剰な負荷(応力)がかかるのを防止することができる。
 具体的には、セグメント導体30は、孔部231を一定の速度でX2方向に移動する。そして、セグメント導体30がケース部232の孔部232a(図6参照)および筒状部材233の孔部233a(図6参照)の各々に挿入される際に曲げ加工が行われる。そして、セグメント導体30がホルダ部235の孔部235a(図9参照)に挿入される際にしごき加工が行われる。なお、下型230は、セグメント導体30に対する曲げ加工が全て完了した後にしごき加工が行われるように構成されている。具体的には、スロット収容部31の長さL(図4参照)は、筒状部材233の孔部233aの深さD(図9参照)よりも小さい。
 そして、曲げ加工が施されたセグメント導体30、パンチ221、およびダイス234が、ホルダ部235の突出部235bの端面235d(図12参照)に対応する位置まで移動される。その結果、セグメント導体30は、端面235dとダイス234の表面234bとの間に挟まれてしごかれる。
 また、加工工程(S3)はしごき加工によって丸線を平角導線に変形させる(図11参照)工程である。
 次に、ステップS4において、曲げ加工およびしごき加工が施されたセグメント導体30がパンチ221およびダイス234と共にX1方向側に移動されて、孔部231から取り出される。そして、セグメント導体30が金型210から取り出される。具体的には、移動機構222に取り付けられ、パンチ221と相対的に移動可能な払いピン222aにより、セグメント導体30がパンチ221から取り外される。払いピン222aは、セグメント導体30を押圧しながらパンチ221に対して相対的に移動される。これにより、セグメント導体30がパンチ221から取り外される。
 そして、ステップS5において、ステータコア10にセグメント導体30が配置される配置工程が行われる。なお、ステップS4とステップS5との間において、たとえば電着塗装によりセグメント導体30(銅線)に液状の絶縁被膜40を塗装する工程と、液状の絶縁被膜40を硬化させる焼き付け工程とが行われる。
 [変形例]
 なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
 たとえば、上記実施形態では、曲げ加工が行われる部分(角部232c、角部233g)(第1部分、曲げ加工部)と、しごき加工が行われる部分(突出部235b)(第2部分、しごき加工部)とが、別個に設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。曲げ加工が行われる部分としごき加工が行われる部分とが同一であってもよい。この場合、曲げ加工としごき加工とは同時に行われる。
 また、上記実施形態では、曲げ加工が角部232c(角部233g)(第1部分、曲げ加工部)において行われる例を示したが、本発明はこれに限られない。曲げ加工が角部232c(角部233g)以外の孔部231の部分(たとえば孔部231の内周面231bに設けられた突起)において行われてもよい。
 また、上記実施形態では、パンチ221とダイス234とによりセグメント導体30(コイル)を挟んだ状態で、パンチ221とダイス234と共にセグメント導体30を孔部231に挿入する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、パンチ221のみによってセグメント導体30を押圧することにより、セグメント導体30を孔部231に挿入してもよい。
 また、上記実施形態では、スロット収容部31が形成される予定の部分全体の曲げ加工が行われた後に、しごき加工が行われる例を示したが、本発明はこれに限られない。曲げ加工が行われる時間としごき加工が行われる時間とが部分的に重なっていてもよい。たとえば、セグメント導体30が角部233gを通り過ぎて内周面233fに入った時点でしごき加工が行われてもよい。この場合、筒状部材233の孔部233aの深さD(図9参照)は、スロット収容部31の長さL(図4参照)以下となる。
 また、上記実施形態では、ケース部232の孔部232aに筒状部材233が配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、内径が互いに異なる円筒状の部材が上下方向(X方向)に積層されていてもよい。つまり、ケース部232と筒状部材233とが、上下方向(X方向)に積層されていてもよい。この場合、内径が小さい円筒状の部材の上部に内径が大きい円筒状の部材が配置される。
 また、上記実施形態では、一対のスロット収容部31のみに対してしごき加工が行われる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、コイルエンド部32に対してしごき加工が行われてもよい。
 上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
 エンド部形成工程(S2)は、パンチ(221)とダイス(234)とが並ぶ方向にコイル(30)を曲げることにより、ステータコア(10)の径方向におけるコイルエンド部(32)の曲がりを形成する第1曲げ工程(S21)と、コイル(30)の孔部(231)への挿入方向にコイル(30)を曲げることにより、ステータコア(10)の軸方向に凸状のコイルエンド部(32)の凸状部(32a)を形成する第2曲げ工程(S22)と、を含む。
 加工工程(S3)は、しごき加工によって丸線を平角導線に変形させる工程である。
 下型(230)は、パンチ(221)との間にコイル(30)を挟んだ状態で孔部(231)に挿入されるダイス(234)を含む。しごき加工部(235b)は、孔部(231)の内周面(231b)から周方向に沿って突出するように設けられるとともに、孔部(231)に挿入されたダイス(234)との間にコイル(30)を挟むことによってしごき加工を行う突出部(235b)を含む。
 下型(230)は、パンチ(221)との間にコイル(30)を挟んだ状態で孔部(231)に挿入されるダイス(234)を含む。パンチ(221)は、コイル(30)の孔部(231)への挿入方向にコイル(30)を押圧する第1段差部(221a)を有する。ダイス(234)は、コイル(30)に対して第1段差部(221a)とは反対側からコイル(30)を支持するとともに第1段差部(221a)と平行に延びるように設けられる第2段差部(234a)を含む。第2段差部(234a)は、第1段差部(221a)との間にコイル(30)を挟むことによってコイル(30)を曲げることにより、一対のスロット収容部(31)同士を接続するコイル(30)のコイルエンド部(32)の、ステータコア(10)の軸方向に凸状に設けられる凸状部(32a)を形成するように設けられている。
 下型(230)は、パンチ(221)との間にコイル(30)を挟んだ状態で孔部(231)に挿入されるダイス(234)を含む。パンチ(221)は、ダイス(234)と対向するように設けられ、コイル(30)の挿入方向から見て円弧形状を有する第1表面(221b)を含む。ダイス(234)は、第1表面(221b)と対向するとともに第1表面(221b)と平行に延びるように設けられる第2表面(234b)を含む。第2表面(234b)は、第1表面(221b)との間にコイル(30)を挟むことによってコイル(30)を曲げることにより、一対のスロット収容部(31)同士を接続するコイル(30)のコイルエンド部(32)の、ステータコア(10)の径方向における曲げを形成するように設けられている。
 10…ステータコア、13…スロット、30…セグメント導体(コイル)、31…スロット収容部、32…コイルエンド部、100…ステータ、120…回転電機、200…製造装置、210…金型、220…上型、221…パンチ、221a…第1段差部、221b…第1表面、230…下型、231…孔部、231a…導入部、231b…内周面、
232…ケース部、232c、233g…角部(第1部分、曲げ加工部)、233…筒状部材、234…ダイス、234a…第2段差部、234b…第2表面、235…ホルダ部、235b…突出部(第2部分、しごき加工部)
 
 

Claims (14)

  1.  複数のスロットが設けられるステータコアを含む回転電機のステータの製造方法であって、
     前記ステータの丸線からなるコイルを加工するための金型の下型に前記コイルを挿入する過程において、前記下型の第1部分の形状に沿って前記コイルを曲げる曲げ加工と、前記金型の前記下型に設けられるダイスと、前記第1部分よりも前記コイルの挿入方向の前方側に配置される前記下型の第2部分と、の形状に沿って前記コイルの断面形状を変形させて前記コイルを前記丸線から平角導線にするしごき加工とを行うことによって、前記スロットに収容される前記コイルの一対のスロット収容部を少なくとも形成する加工工程と、
     前記加工工程の後に、前記ステータコアに前記コイルを配置する配置工程と、を備える、ステータの製造方法。
  2.  前記加工工程は、前記下型の孔部に前記コイルを挿入することによって、前記孔部の導入部に設けられる前記第1部分に沿って前記コイルを曲げる前記曲げ加工を行うとともに、前記孔部の内周面に沿って配置される前記第2部分によって前記コイルの断面形状を変形させる前記しごき加工を行う工程である、請求項1に記載のステータの製造方法。
  3.  前記加工工程は、前記曲げ加工が行われた後の前記コイルの部分を前記しごき加工により連続的に加工する工程である、請求項1または2に記載のステータの製造方法。
  4.  前記金型の上型に設けられるパンチと前記金型の前記下型に設けられる前記ダイスとにより前記コイルを挟み込むことにより前記コイルを曲げることによって、前記一対のスロット収容部同士を接続する前記コイルのコイルエンド部を形成するエンド部形成工程をさらに備え、
     前記加工工程は、前記エンド部形成工程の後、前記パンチと前記ダイスとにより挟まれた状態の前記コイルを、前記下型に設けられる孔部に挿入する過程において、前記曲げ加工と前記しごき加工とを行うことによって前記スロット収容部を形成する工程である、請求項1~3のいずれか1項に記載のステータの製造方法。
  5.  前記エンド部形成工程は、前記パンチと前記ダイスとが並ぶ方向に前記コイルを曲げることにより、前記ステータコアの径方向における前記コイルエンド部の曲がりを形成する第1曲げ工程と、前記コイルの前記孔部への挿入方向に前記コイルを曲げることにより、前記ステータコアの軸方向に凸状の前記コイルエンド部の凸状部を形成する第2曲げ工程と、を含む、請求項4に記載のステータの製造方法。
  6.  前記下型は、ケース部と、前記ケース部に収容される筒状部材と、前記ケース部および前記筒状部材が載置されるホルダ部とを含み、
     前記第1部分は、前記ケース部と、前記筒状部材とに設けられ、
     前記第2部分は、前記ホルダ部に設けられている、請求項1~5のいずれか1項に記載のステータの製造方法。
  7.  前記下型は、ケース部と、前記ケース部に積層される筒状部材と、前記筒状部材が載置されるホルダ部とを含み、
     前記第1部分は、前記ケース部と、前記筒状部材とに設けられ、
     前記第2部分は、前記ホルダ部に設けられている、請求項1~5のいずれか1項に記載のステータの製造方法。
  8.  前記第1部分は、前記下型の孔部の角部を含み、
     前記第2部分は、前記下型の孔部の内周面に設けられた突出部を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載のステータの製造方法。
  9.  前記第1部分は、前記下型の孔部の内周面を含み、
     前記第2部分は、前記下型の孔部の内周面に設けられた突出部を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載のステータの製造方法。
  10.  前記しごき加工は、前記スロットに収容される前記コイルの一対の前記スロット収容部およびコイルエンド部に対して行われる、請求項1~9のいずれか1項に記載のステータの製造方法。
  11.  複数のスロットが設けられるステータコアを含む回転電機のステータの製造装置であって、
     前記ステータの丸線からなるコイルを加工するための金型を備え、
     前記金型は、前記コイルが挿入される下型と、前記コイルを押圧しながら前記コイルとともに前記下型に挿入されるパンチを有する上型と、を含み、
     前記下型は、挿入された前記コイルを曲げる曲げ加工が行われるように構成される曲げ加工部と、前記金型の下型に設けられるダイスと、前記曲げ加工部よりも前記コイルの挿入方向の前方側に配置され、挿入された前記コイルの断面形状を変形させて前記コイルを前記丸線から平角導線にするしごき加工が行われるように構成されるしごき加工部と、を含み、
     前記曲げ加工部による前記曲げ加工と前記しごき加工部による前記しごき加工とを行うことにより、前記スロットに収容される前記コイルの一対のスロット収容部を少なくとも形成するように構成される、ステータの製造装置。
  12.  前記しごき加工部は、前記下型の孔部の内周面から周方向に沿って突出するように設けられるとともに、前記孔部に挿入された前記下型のダイスとの間に前記コイルを挟むことによってしごき加工を行う突出部を含む、請求項11に記載のステータの製造装置。
  13.  前記パンチは、前記コイルの前記下型の孔部への挿入方向に前記コイルを押圧する第1段差部を有し、
     前記ダイスは、前記コイルに対して前記第1段差部とは反対側から前記コイルを支持するとともに前記第1段差部と平行に延びるように設けられる第2段差部を含み、
     前記第2段差部は、前記第1段差部との間に前記コイルを挟むことによって前記コイルを曲げることにより、一対の前記スロット収容部同士を接続する前記コイルのコイルエンド部の、前記ステータコアの軸方向に凸状に設けられる凸状部を形成するように設けられている、請求項11または12に記載のステータの製造装置。
  14.  前記パンチは、前記ダイスと対向するように設けられ、前記コイルの挿入方向から見て円弧形状を有する第1表面を含み、
     前記ダイスは、前記第1表面と対向するとともに前記第1表面と平行に延びるように設けられる第2表面を含み、
     前記第2表面は、前記第1表面との間に前記コイルを挟むことによって前記コイルを曲げることにより、一対の前記スロット収容部同士を接続する前記コイルのコイルエンド部の、前記ステータコアの径方向における曲げを形成するように設けられている、請求項11~13のいずれか1項に記載のステータの製造装置。
     
     
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