WO2024048415A1 - 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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Classifications
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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
Definitions
- the present invention relates to a stator manufacturing method and a stator manufacturing apparatus.
- a stator manufacturing method and a stator manufacturing apparatus that perform bending forming of segment coils arranged in slots of a stator core.
- Such a stator manufacturing method and stator manufacturing apparatus are disclosed in, for example, Japanese Patent No. 6848130.
- the above-mentioned Japanese Patent No. 6,848,130 discloses a method for manufacturing a stator that includes a step of bending and forming the coil ends by pressing the coil ends of segment coils arranged in the circumferential direction using a plurality of forming jigs.
- the plurality of forming jigs described above are provided in the same number as the total number of coil ends arranged in the circumferential direction so as to be arranged in one row in the circumferential direction while facing the coil ends.
- all the coil ends are bent and formed at the same time by pressing the coil ends one by one using each of the plurality of forming jigs. That is, in the stator manufacturing method described above, a plurality of circumferentially arranged coil ends are simultaneously bent and formed at once using a plurality of circumferentially arranged forming jigs.
- This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and one purpose of the invention is to reduce the size of a device for bending the coil end portion, thereby reducing the diameter of the stator. It is an object of the present invention to provide a stator manufacturing method and a stator manufacturing apparatus that can sufficiently cope with the above problems.
- a method for manufacturing a stator according to a first aspect of the present invention includes a method for manufacturing a stator in which a coil end portion that becomes a coil end portion protrudes from an end surface in an axial direction of a stator core, and a plurality of coil end portions are provided.
- An insertion process involves inserting a plurality of segment coils into the slots of the stator core so that they line up in the circumferential direction of the stator core. After the insertion process, a bending member that presses the coil end portion and bends it along the circumferential direction is inserted into the stator core.
- the next coil end portion adjacent to the bent coil end portion is bent by the bending member.
- a bending step of repeating this process to bend and form a plurality of coil end portions arranged in the circumferential direction is provided.
- the bending member that presses the coil end portion and bends it along the circumferential direction is moved relative to the stator core in the circumferential direction, and After bending the coil end portion by relatively moving the coil end portion in the direction, the next coil end portion adjacent to the bent coil end portion is bent by the bending member.
- a bending step is provided to bend and form the coil end portion.
- the rigidity required of a device that bends and forms the coil end portions can be reduced.
- the coil end portions arranged in the circumferential direction do not need to be provided with the same number of bending members as the total number of coil end portions arranged in the circumferential direction.
- the parts can be bent and formed. Therefore, when reducing the diameter of the stator to be manufactured, there is no need to consider interference between adjacent bending members as in the conventional art. As a result of the above, the size of the apparatus for bending the coil end portion can be suppressed, and it is possible to sufficiently cope with the reduction in the diameter of the stator.
- the bending step includes bending members provided in a number smaller than the total number of the plurality of coil end portions arranged in the circumferential direction to the stator core in the circumferential direction. This includes bending and forming a plurality of coil end portions by relative movement and relative movement in the axial direction.
- the bending member is moved relative to the stator core in the circumferential direction and relative to the axial direction, so that the coil end portion is moved in the circumferential direction.
- the process of bending the next coil end part adjacent to the bent coil end part using the bending member multiple coil end parts are bent. This includes bending and forming.
- the bending member is temporarily retracted in the axial direction away from the stator core without passing over the first coil end portion, and then the next adjacent bending member is moved away from the stator core.
- the coil end part is bent along the circumferential direction and the coil end part is bent over the coil end part, so that the coil end part is bent continuously and efficiently in the circumferential direction.
- Multiple coil end sections can be bent.
- the bending step involves bending and forming the plurality of coil end portions by moving the bending member relative to the stator core simultaneously in the circumferential direction and the axial direction to ride over the coil end portions. This includes performing the steps in a spiral manner.
- the bending member simply by setting the circumferential speed of the bending member and the axial speed of the bending member, the bending member can be moved in a spiral shape to easily bend and form multiple coil end portions. It can be carried out.
- the bending step is performed by rotating the bending member multiple times in the circumferential direction of the stator core and gradually increasing the bending angle of the coil end portion with respect to the axial direction. , including bending a plurality of coil end portions.
- each coil end portion can be performed in multiple steps, and the bending angle caused by one press of the bending member against the coil end portion can be reduced. Therefore, it is possible to prevent the bent coil end portion from interfering with the next adjacent coil end portion.
- the bending step includes performing bending using bending members provided in a number smaller than the total number of a plurality of coil end portions arranged in a circumferential direction
- the bending step includes bending a plurality of coil end portions arranged in a circumferential direction. This includes simultaneously bending a plurality of coil end portions in a smaller number than the total number of coil end portions using a plurality of bending members provided at equal angular intervals in the circumferential direction.
- a stator manufacturing apparatus includes a bending member that presses and bends a plurality of coil end portions that are arranged in a circumferential direction of a stator core in a circumferential direction; is moved relative to the stator core in the circumferential direction and in the axial direction of the stator core to bend the coil end portion, and then the bending member of the next coil end portion adjacent to the bent coil end portion is a moving mechanism that bends a plurality of coil end portions lined up in the circumferential direction by repeatedly transitioning to bending according to Only a small number are provided.
- the bending member is moved relative to the stator core in the circumferential direction and relative to the axial direction of the stator core to bend the coil end portion.
- a moving mechanism is provided for bending a plurality of coil end portions arranged in the circumferential direction by repeating the process of bending the next coil end portion adjacent to the bent coil end portion using the bending member.
- the number of bending members is smaller than the total number of the plurality of coil end portions arranged in the circumferential direction.
- the end portion can be bent. Therefore, it is no longer necessary to bend and form a plurality of coil end portions at once as in the conventional method, and the rigidity required of a device that bends and forms the coil end portions can be reduced.
- the coil end portions arranged in the circumferential direction do not need to be provided with the same number of bending members as the total number of coil end portions arranged in the circumferential direction.
- the parts can be bent and formed. Therefore, when reducing the diameter of the stator to be manufactured, there is no need to consider interference between adjacent bending members as in the conventional art. As a result of the above, the size of the apparatus for bending the coil end portion can be suppressed, and it is possible to sufficiently cope with the reduction in the diameter of the stator.
- the bending process is performed by alternately moving the bending member relative to the stator core only in the circumferential direction and moving it relative to the stator core only in the axial direction. Including performing molding.
- FIG. 2 is a perspective view showing a stator according to an embodiment.
- FIG. 3 is a schematic diagram for explaining segment coils of a stator according to an embodiment.
- FIG. 3 is a perspective view showing a coil end portion of the stator according to the embodiment.
- FIG. 1 is a schematic diagram showing a stator manufacturing apparatus according to an embodiment.
- FIG. 3 is a circumferential view of a pressing member and a supporting member of the stator manufacturing apparatus according to the embodiment.
- FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a spiral trajectory for moving a pressing member and a supporting member of the stator manufacturing apparatus according to the embodiment.
- FIG. 3 is a radial view of a pressing member and a supporting member of the stator manufacturing apparatus according to the embodiment.
- FIG. 3 is a diagram showing a state in which the coil end portion of the radially outermost row is bent and formed in the circumferential direction by the pressing member of the stator manufacturing apparatus according to the embodiment.
- FIG. 3 is a perspective view showing a regulating member of the stator manufacturing apparatus according to the embodiment.
- FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing flow of a stator according to an embodiment. It is a figure for explaining the segment coil preparation process in the manufacturing flow of the stator by embodiment.
- FIG. 3 is a diagram for explaining an insertion step in the stator manufacturing flow according to the embodiment.
- FIG. 3 is a plan view showing a state immediately before starting bending of a coil end portion in the circumferential direction in a bending step of the manufacturing flow of the stator according to the embodiment.
- FIG. 3 is a plan view showing a state immediately before starting bending of a coil end portion in the circumferential direction in a bending step of the manufacturing flow of the stator according to the embodiment.
- FIG. 3 is a plan view showing a state in which the coil end portion of the radially outermost row is bent in the circumferential direction in the bending process of the manufacturing flow of the stator according to the embodiment.
- FIG. 3 is a plan view showing a state in which the coil end portions of the radially outermost row and the second row from the outside are bent in the circumferential direction in the bending step of the manufacturing flow of the stator according to the embodiment.
- FIG. 6 is a diagram for explaining an operation of bending each of a plurality of coil end portions arranged in the circumferential direction little by little in a bending process of the stator manufacturing flow according to the embodiment.
- FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a zigzag trajectory for moving a pressing member and a supporting member of a stator manufacturing apparatus according to a modified example.
- FIGS. 1 to 16 a configuration of an apparatus 200 for manufacturing the stator 100 and a method for manufacturing the stator 100 according to the embodiment will be described.
- the configuration of the stator 100 to be manufactured will be described, and then the configuration of the manufacturing apparatus 200 for the stator 100 and the method for manufacturing the stator 100 will be described in order.
- stator configuration The configuration of stator 100 will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
- stator core 10 included in stator 100 are referred to as Z direction, R direction, and C direction, respectively.
- Z direction one side and the other side in the axial direction (Z direction) are respectively referred to as a Z1 side and a Z2 side.
- R direction the inside and outside in the radial direction (R direction) are respectively referred to as the R1 side and the R2 side.
- R1 side the inside and outside in the radial direction
- C direction are respectively referred to as a C1 side and a C2 side.
- a bending process is performed in which a coil end portion 123 (see FIG. 12), which will be described later, is bent by the manufacturing apparatus 200 of the stator 100 from the Z2 side of the stator core 10 (see FIG. 4).
- the stator 100 constitutes a part of an inner rotor type rotating electric machine (not shown) together with a rotor (not shown) arranged on the R1 side of the stator 100 so as to face the stator 100.
- the rotating electric machine is, for example, a motor, a generator, or a motor/generator.
- the stator 100 includes a stator core 10 having a cylindrical shape whose central axis is a central axis A along the Z direction, and a coil 20.
- the stator core 10 is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets in the Z direction.
- Stator core 10 includes an annular back yoke 11 and a plurality of teeth 12 protruding from back yoke 11 toward R1.
- a slot 13 is formed between each of the teeth 12 adjacent to each other in the C direction. That is, stator core 10 includes a plurality of slots 13. Each of the plurality of slots 13 is provided so as to extend in the Z direction.
- the coil 20 is configured to generate magnetic flux by being supplied with three-phase AC power.
- the coil 20 is composed of a conductive wire whose main component is any one of copper, copper alloy, aluminum, and aluminum alloy, and an insulating coating covering the conductive wire.
- the coil 20 is constructed by joining a plurality of segment coils 20a.
- Each of the segment coils 20a includes a pair of slot accommodating portions 21 accommodated in the slots 13, a coil end portion 22 protruding toward the Z1 side from the Z1 side end surface 10a of the stator core 10, and a Z2 side end surface 10a of the stator core 10 ( and two coil end portions 23 protruding from the axial end surface of the stator core 10 toward the Z2 side.
- Each of the pair of slot accommodating parts 21 is accommodated (inserted) in a mutually different slot 13. That is, each of the pair of slot accommodating parts 21 is arranged so as to extend along the Z direction.
- the coil end portion 22 connects the pair of slot accommodating portions 21 to each other.
- a portion consisting of the pair of slot accommodating portions 21 and the coil end portions 22 is formed into a U-shape.
- Each of the two coil end portions 23 is arranged on the Z2 side of the stator core 10. Each of the two coil end portions 23 is connected to the opposite side of each coil end portion 22 of the pair of slot accommodating portions 21 . Each of the tip portions 23a of the two coil end portions 23 (on the opposite side to the slot accommodating portion 21) is joined to the tip portion 23a of the coil end portion 23 of the other segment coil 20a by welding on the Z2 side of the stator core 10. (It is connected. Although this is an example, the total number of coil end portions 23 arranged in the circumferential direction is 48 pieces.
- the tip portions 23a of the two coil end portions 23 are connected.
- the figure shows a state in which no insulating coating is formed on each (conductor wires are exposed).
- the tip 23a of the coil end 23 is coated with varnish, etc. after the tip 23a of its own coil end 23 and the tip 23a of the coil end 23 of the other segment coil 20a are connected. Insulation treatment is performed using resin members.
- each of the two coil end portions 23 is bent in a direction along the C direction with respect to the slot accommodating portion 21 extending in the Z direction, using the root portion 23b of the coil end portion 23 as a bending fulcrum. ing. Thereby, each of the two coil end portions 23 extends diagonally with respect to the Z direction.
- the tip portions 23a of the plurality of coil end portions 23 are lined up at approximately equal angular intervals along the C direction.
- a set of tip portions 23a of a plurality of coil end portions 23 lined up along the C direction are lined up along the R direction.
- a plurality of coil end portions 23 (hereinafter referred to as first row coil end portions 23) lined up along the C direction in the first row from the R2 side are aligned along the C direction with respect to the slot accommodating portion 21 extending in the Z direction. It is bent towards the C1 side as shown.
- the plurality of coil end portions 23 (hereinafter referred to as second row coil end portions 23) arranged along the C direction in the second row from the R2 side are arranged in the C direction with respect to the slot accommodating portion 21 extending in the Z direction. It is bent toward the C2 side along the .
- Each of the tip portions 23a of the plurality of first-row coil end portions 23 and each of the tip portions 23a of the plurality of second-row coil end portions 23 face each other in the R direction and are joined to each other. Note that the configuration of the coil end portion 23 disposed on the R1 side with respect to the second row coil end portion 23 is also approximately the same as the configuration of the first row coil end portion 23 and the second row coil end portion 23.
- the manufacturing apparatus 200 of the stator 100 includes a pressing member 211 (an example of the "bending member” in the claims), a pressing member motor 212, and a support member 221 (an example of the "bending member” in the claims). ), the support member motor 222, the support unit 231, the support unit motor 232, the regulation member 241 (see FIG. 9), the regulation member motor 242, the stator support part 251, and the stator support and a motor 252 for the section.
- a moving mechanism 200a that moves the pressing member 211 and the supporting member 221 relative to the stator core 10 is configured by the pressing member motor 212, the supporting member motor 222, the supporting unit motor 232, and the stator supporting part motor 252. It is configured.
- the moving mechanism 200a moves the pressing member 211 and the supporting member 221 relative to the stator core 10 in the circumferential direction (C direction) and also moves the coil end portion 123 relative to the stator core 10 in the axial direction (Z direction). After bending, the bending of the next coil end portion 123 adjacent to the bent coil end portion 123 by the pressing member 211 and the support member 221 is repeated, thereby forming a plurality of coil end portions arranged in the circumferential direction. It is configured to perform 123 bending operations. Details of the bending process (bending process) will be described later.
- the manufacturing apparatus 200 is provided with a plurality of pairs of pressing members 211 and supporting members 221, each consisting of one pressing member 211 and one supporting member 221.
- the manufacturing apparatus 200 of this embodiment is provided with two sets of pressing members 211 and supporting members 221.
- the two sets of pressing members 211 and supporting members 221 are arranged at equal angular intervals (180 degree intervals) in the circumferential direction.
- the manufacturing apparatus 200 is provided with the pressing member 211 and the supporting member 221 (one set) in a smaller number (two sets) than the total number (48 pieces) of the plurality of coil end portions 123 arranged in the circumferential direction. There is.
- the manufacturing apparatus 200 has a plurality of pressing members 211 and supports that are smaller in number than the total number (48) of the plurality of coil end portions 123 arranged in the circumferential direction and are provided at equal angular intervals in the circumferential direction.
- the members 221 (two sets) are configured to simultaneously bend and form a plurality of coil end portions 123 (two), which is smaller than the total number of coil end portions 123 (48). Note that if the forming load is compared with that of a manufacturing apparatus that bends and forms all 48 coil end portions at the same time, it goes without saying that the manufacturing apparatus 200 can suppress the forming load to an extremely low level.
- the pressing member 211 and the supporting member 221 are configured to press the plurality of coil end portions 123, which become the plurality of coil end portions 23 arranged in the circumferential direction (direction C) of the stator core 10, and bend them along the circumferential direction. ing.
- the pressing member 211 is configured to be movable in the Z direction relative to the stator core 10 by driving a pressing member motor 212. That is, the pressing member 211 is configured to be movable relative to the stator core 10 in the Z direction. Furthermore, the support member 221 is configured to be movable in the Z direction relative to the stator core 10 by driving the support member motor 222 . That is, the support member 221 is configured to be movable relative to the stator core 10 in the Z direction.
- the support unit 231 supports the pressing member 211 and the support member 221.
- the support unit 231 is configured to be movable in the R direction with respect to the stator core 10 by driving the support member motor 222. That is, the pressing member 211 and the supporting member 221 are configured to be able to move relative to the stator core 10 in the R direction at the same time.
- the stator support section 251 supports the stator 100.
- the stator support part 251 is configured to be rotatable in the C direction around the central axis A (see FIG. 1) of the stator core 10 by driving the stator support part motor 252. That is, the pressing member 211 and the supporting member 221 are configured to be able to move relative to the stator core 10 in the C direction at the same time.
- the pressing member 211 protrudes from the end surface 10a of the stator core 10 on the Z2 side and is connected to a coil end portion 23 arranged in the R direction in each of the plurality of slots 13 (see FIG. 1) of the stator core 10.
- the tip 123a of the coil end portion 123 By pressing the tip 123a of the coil end portion 123, the coil end portion 123 can be bent in the C direction.
- the manufacturing apparatus 200 rotates the pressing member 211 and the supporting member 221 in the circumferential direction of the stator core 10 a plurality of times (for example, 20 times) to adjust the bending angle of the coil end portion 123 with respect to the axial direction (Z direction).
- the plurality of coil end portions 123 are bent by gradually increasing ⁇ (see FIG. 7).
- the manufacturing apparatus 200 moves the pressing member 211 and the supporting member 221 relative to the stator core 10 in the circumferential direction and axially, thereby bending the coil end portion 123 along the circumferential direction. , the bending of the next coil end portion 123 adjacent to the bent coil end portion 123 by bending the coil end portion 123 by the bending member is repeated, and a plurality of coil end portions 123 are bent. It is configured to perform bending. That is, after bending one coil end portion 123, the manufacturing apparatus 200 performs a repartition operation such as temporarily retreating in the axial direction in order to bend the next adjacent coil end portion 123.
- the structure is such that a plurality of adjacent coil end portions 123 are continuously bent without any bending.
- the manufacturing apparatus 200 (moving mechanism 200a) simultaneously moves the pressing member 211 and the supporting member 221 relative to the stator core 10 in the circumferential direction and the axial direction to make them ride over the coil end portion 123. It is configured to bend and form a plurality of coil end portions 123 (see FIG. 6). That is, the manufacturing apparatus 200 (moving mechanism 200a) gradually moves the pressing member 211 and the supporting member 221 toward the stator core 10 while continuously moving the pressing member 211 and the supporting member 221 in a diagonally inclined trajectory when viewed from the direction C. It is configured as follows.
- the axial movement speed and the circumferential movement speed of the pressing member 211 and the support member 221 at this time are each approximately constant speeds.
- the manufacturing process is performed so that the bending angles ⁇ (see FIG. 7) of the plurality of coil end portions 123 arranged in the circumferential direction are the same.
- the axial movement speed of the pressing member 211 is set to approximately zero (including zero).
- the support member 221 is arranged on the R2 side of the pressing member 211.
- the support member 221 is configured to be able to support the tip portion 123a of the coil end portion 123 from the R2 side.
- the tip 221a of the support member 221 on the stator core 10 side is pressed against the tip 211a of the pressing member 211 on the stator core 10 side.
- the pressing member 211 and the supporting member 221 are arranged so as to be on the stator core 10 side. Further, as shown in FIG. 7, the position of the support member 221 in the R direction is approximately equal to the position of the pressing member 211 in the R direction.
- the pressing member 211 is configured to be movable relative to the stator core 10 in the Z direction independently of the supporting member 221. That is, the relative position between the pressing member 211 and the supporting member 221 in the Z direction can be changed.
- the regulating member 241 is arranged on the Z2 side of the stator core 10. As shown in FIG. 9, a plurality of regulating members 241 are provided so as to extend radially from the annular regulating unit 243 toward the R2 side. The plurality of regulating members 241 are arranged at positions overlapping with the plurality of teeth 12 (see FIG. 1) when viewed from the Z direction. Each of the plurality of regulation members 241 is configured to be movable in the R direction with respect to the regulation unit 243 by driving of the regulation member motor 242 . That is, each of the plurality of regulating members 241 is configured to be movable relative to the stator core 10 in the R direction.
- the regulating member 241 is configured to be able to regulate the movement of the coil end portion 123 to be bent in the C direction toward the R1 side. Specifically, when the coil end portion 123 is bent and formed in the C direction, the R2 side end surface 241a of each of the plurality of regulating members 241 is aligned with the tip portion 123a of the coil end portion 123 when viewed from the R direction. The regulating member 241 is moved relative to the stator core 10 in the R direction so as to be adjacent to the R1 side of the coil end portion 123 against which the pressing member 211 is pressed.
- the manufacturing apparatus 200 of the stator 100 prevents the root portion 123b of the coil end portion 123 from being damaged by the corner portion of the slot 13 when bending the coil end portion 123 in the C direction.
- a scratch prevention member 261 is provided to prevent damage.
- the scratch prevention member 261 is arranged on the Z2 side of the stator core 10.
- the scratch prevention member 261 is arranged at a position corresponding to the plurality of teeth 12 (see FIG. 1).
- the scratch prevention member 261 has a substantially triangular shape when viewed from the R direction.
- stator core preparation process As shown in FIG. 11, in step S10, a stator core preparation step is performed.
- the stator core preparation step (S10) is a step of preparing the stator core 10 (see FIG. 1).
- step S20 a segment coil preparation process is performed.
- the segment coil preparation step (S20) is a step of preparing the segment coil 120 (see FIG. 11). Specifically, as shown in FIG. 11, a U-shaped segment coil 120 is prepared that includes a pair of legs 121 extending in the Z direction and a connecting part 122 that connects the pair of legs 121.
- an insertion process is performed in step S30.
- the coil end portions 123 protrude from the Z2 side end surface 10a of the stator core 10 and are lined up in the R direction in each of the plurality of slots 13 of the stator core 10.
- the connection portion 122 of the U-shaped segment coil 120 prepared in the segment coil preparation step (S20) becomes a coil end portion 22 that protrudes from the stator core 10 toward the Z1 side.
- each of the pair of leg portions 121 of the segment coil 120 serves as the slot accommodating portion 21 and the coil end portion 123.
- the bending step (S40) is a step of bending each of the plurality of coil end portions 123 along the C direction.
- the pressing member 211 and the supporting member 221 which press the coil end portion 123 and bend it along the circumferential direction, are moved relative to the stator core 10 in the circumferential direction.
- the next coil end portion 123 adjacent to the bent coil end portion 123 is bent by the pressing member 211 and the support member 221.
- the pressing members 211 and the supporting members 221 are provided in a smaller number (2 sets) than the total number (48 pieces) of the plurality of coil end portions 123 arranged in the circumferential direction. , including bending and forming the plurality of coil end portions 123 by moving them relative to the stator core 10 in the circumferential direction and moving them relative to the axial direction.
- all the pressing members 211 (supporting members 221) and all the coil end parts 123 are made to correspond one-to-one, and all the coil end parts 123 are simultaneously bent. This is not a step, but a step in which all the pressing members 211 (supporting members 221) and some (the same number of the pressing members 211) of the coil end portions 123 are bent and formed in correspondence with each other.
- the bending process is performed using a plurality of presses (two sets) that are smaller than the total number (48) of the plurality of coil end portions 123 arranged in the circumferential direction and are provided at equal angular intervals (180 degree intervals) in the circumferential direction.
- This includes simultaneously bending a plurality (two) of the coil end portions 123, which is smaller than the total number, using the member 211 and the support member 221. That is, the bending process is a process in which bending is performed using two sets of pressing members 211 and supporting members 221 that face each other with the central axis A interposed therebetween.
- the pressing member 211 and the supporting member 221 are moved relative to the stator core 10 in the circumferential direction and relative to the axial direction, and the coil end portion 123 is bent along the circumferential direction while the coil By moving over the end portion 123, the bending of the next coil end portion 123 adjacent to the bent coil end portion 123 by the pressing member 211 and the support member 221 is repeated, and a plurality of coil ends are bent.
- the plurality of adjacent coil end portions 123 are continuously bent by the pressing member 211 and the support member 221.
- the pressing member 211 and the supporting member 221 are moved relative to the stator core 10 in the circumferential direction and in the axial direction (relative movement in the circumferential direction and the axial direction at the same time).
- the pressing member 211 and the support member 221 of the next coil end portion 123 adjacent to the bent coil end portion 123 This includes repeatedly transitioning to bending to form a plurality of coil end portions 123 by bending. More specifically, the bending step gradually moves the pressing member 211 and the supporting member 221 along a spiral trajectory slightly inclined with respect to the direction perpendicular to the axial direction. It is configured to be close to the stator core 10.
- the pressing member 211 and the supporting member 221 are made to make a plurality of turns (for example, 20 turns) in the circumferential direction of the stator core 10, so that the bending angle ⁇ (see FIG. 7) of the coil end portion 123 with respect to the axial direction is gradually adjusted.
- the bending angle ⁇ (see FIG. 7) of the plurality of coil end portions 123 arranged in the circumferential direction is the same as each other in the final stage where bending is completed for each row of coil end portions 123 arranged in the radial direction. This is done by setting the axial movement speed of the pressing member 211 to approximately zero (including zero) so that
- the coil end portion 123 is bent in the C direction by first forming a plurality of coil ends that will become the first row (outermost row) coil end portions 23 lined up in the circumferential direction. This is done for the use portion 123. Thereafter, as shown in FIGS. 15 and 16, the coil end portion 123 is bent in the C direction to form a plurality of second rows (one radially inner row than the outermost row) of coils arranged in the circumferential direction. This is performed on a plurality of coil end portions 123 that will become the end portions 23. Thereafter, bending of the coil end portion 123 in the C direction is sequentially performed row by row toward the R1 side.
- step S50 a segment coil joining process is performed.
- the segment coil joining step (S50) is a step of joining the segment coils 20a (see FIG. 2). Specifically, as shown in FIG. 2, each of the distal ends 23a of the coil end portions 23 is joined to the distal end portions 23a of the coil end portions 23 of the other segment coils 20a by welding ( connected).
- stator core preparation step (S10) and the segment coil preparation step (S20) may be reversed.
- the pressing member 211 and the supporting member 221 that press the coil end portion 123 and bend it along the circumferential direction are arranged relative to the stator core 10 in the circumferential direction. After bending the coil end portion 123 by moving it and relatively moving it in the axial direction, the next coil end portion 123 adjacent to the bent coil end portion 123 is bent by the pressing member 211 and the support member 221. A bending step is provided in which a plurality of coil end portions 123 arranged in the circumferential direction are bent by repeating the transition.
- the next coil end portion 123 adjacent to the bent coil end portion 123 is repeatedly bent by the pressing member 211 and the support member 221.
- a plurality of coil end portions 123 can be bent by one set (one) of pressing member 211 and support member 221. Therefore, it is no longer necessary to bend and form a plurality of coil end portions at once as in the past, and the rigidity required of the device (manufacturing device 200) that bends and forms the coil end portion 123 can be reduced. can.
- the pressing member 211 and the supporting member 221 can be used to form the coil end portions arranged in the circumferential direction.
- the coil end portions 123 arranged in the circumferential direction can be bent and formed without providing the same number of coil end portions 123 as the total number of coil end portions 123. Therefore, when reducing the diameter of the stator 100 to be manufactured, there is no need to consider interference between adjacent pressing members 211 and supporting members 221 as in the conventional case. As a result of the above, the size of the device (manufacturing device 200) that bends and forms the coil end portion 123 can be suppressed, and it is possible to sufficiently cope with the reduction in the diameter of the stator 100.
- the pressing members 211 and the supporting members 221, which are provided in a number smaller than the total number of the plurality of coil end portions 123 arranged in the circumferential direction are This includes bending and forming the plurality of coil end portions 123 by moving them relative to the stator core 10 in the circumferential direction and in the axial direction. As a result, bending is performed by the pressing members 211 and supporting members 221, which are provided in a number smaller than the total number of the plurality of coil end portions 123 arranged in the circumferential direction, so that all the coil end portions 123 are bent at the same time.
- the rigidity required of the device (manufacturing device 200) that bends and forms the coil end portion 123 can be effectively reduced. Therefore, the size of the device (manufacturing device 200) that bends and forms the coil end portion 123 can be effectively suppressed.
- the interval between the two sets (two) of pressing members 211 and supporting members 221 is Since it is possible to secure a large amount of pressure, interference between the pressing member 211 and the supporting member 221 can be suppressed, and the pressing member 211 and the supporting member 221 can be made thicker to increase their rigidity. As a result, it is possible to more reliably cope with the reduction in the diameter of the stator 100.
- the bending step involves moving the pressing member 211 and the supporting member 221 relative to the stator core 10 in the circumferential direction and in the axial direction. While bending the end portion 123 along the circumferential direction, the pressing member 211 and the support member 221 of the next coil end portion 123 adjacent to the bent coil end portion 123 are moved over the coil end portion 123. This includes repeatedly transitioning to bending by bending and forming a plurality of coil end portions 123. With this, for example, after bending one coil end portion, the pressing member and the supporting member are temporarily retracted in the axial direction away from the stator core without having to climb over the first coil end portion, and then the next adjacent coil is moved.
- the coil end portion 123 can be bent continuously and efficiently in the circumferential direction.
- the plurality of coil end portions 123 can be bent.
- the pressing member 211 and the supporting member 221 are simultaneously moved relative to the stator core 10 in the circumferential direction and the axial direction.
- the pressing member 211 and the supporting member 221 can be easily moved in a spiral by simply setting the circumferential speed of the pressing member 211 and the supporting member 221 and the axial speed of the pressing member 211 and the supporting member 221.
- a plurality of coil end portions 123 can be bent.
- the bending step involves rotating the pressing member 211 and the supporting member 221 multiple times in the circumferential direction of the stator core 10 to bend the coil end portion 123 in the axial direction.
- This includes bending a plurality of coil end portions 123 by gradually increasing the angle ⁇ .
- the bending of each coil end portion 123 can be performed in a plurality of times, and the bending angle ⁇ caused by one press of the pressing member 211 and the support member 221 against the coil end portion 123 can be made small. Therefore, it is possible to prevent the bent coil end portion 123 from interfering with the next adjacent coil end portion 123.
- the bending step is performed by forming a plurality of coil end portions 123 in a number smaller than the total number of the plurality of coil end portions 123 arranged in the circumferential direction and at equal angular intervals in the circumferential direction.
- This includes simultaneously bending and forming a plurality of coil end portions 123, the number of which is smaller than the total number, by the pressing member 211 and the support member 221.
- more coil end portions 123 can be bent at the same time than when there is only one set (one) of the pressing member 211 and the supporting member 221.
- the coil end portion 123 can be bent.
- the pressing member 211 and the supporting member 221 are moved relative to the stator core 10 in the circumferential direction and relative to the axial direction of the stator core 10, and the coil end After bending the coil end portion 123, the bending of the next coil end portion 123 adjacent to the bent coil end portion 123 by the pressing member 211 and the support member 221 is repeated.
- a moving mechanism 200a that bends and forms the coil end portion 123 is provided, and a number of pressing members 211 and support members 221 is provided that is smaller than the total number of the plurality of coil end portions 123 arranged in the circumferential direction.
- the next coil end portion 123 adjacent to the bent coil end portion 123 is repeatedly bent by the pressing member 211 and the support member 221.
- a plurality of coil end portions 123 can be bent by one set (one) of pressing member 211 and support member 221. Therefore, it is no longer necessary to bend and form a plurality of coil end portions at once as in the past, and the rigidity required of the device (manufacturing device 200) that bends and forms the coil end portion 123 can be reduced. can.
- the pressing member 211 and the supporting member 221 can be used to form the coil end portions arranged in the circumferential direction.
- the coil end portions 123 arranged in the circumferential direction can be bent and formed without providing the same number of coil end portions 123 as the total number of coil end portions 123. Therefore, when reducing the diameter of the stator 100 to be manufactured, there is no need to consider interference between adjacent pressing members 211 and supporting members 221 as in the conventional case. As a result of the above, the size of the device (manufacturing device 200) that bends and forms the coil end portion 123 can be suppressed, and it is possible to sufficiently cope with the reduction in the diameter of the stator 100.
- the present invention is not limited to this.
- the method may include bending and forming the plurality of coil end portions 123 by alternately repeating the relative movement of the coil end portions 123.
- the manufacturing apparatus 300 includes two sets of pressing members 211 and supporting members 221 that are arranged at intervals of 180 degrees in the circumferential direction, relative movement only in the circumferential direction may continue for at least 180 degrees or more. After that, switch to relative movement in the axial direction.
- the plurality of coil end portions 123 arranged in the circumferential direction can be bent and formed by the pressing member 211 and the supporting member 221 while the positions of the pressing member 211 and the supporting member 221 in the axial direction are maintained. can. Therefore, the amount of bending of the plurality of coil end portions 123 can be made uniform by the pressing member 211 and the supporting member 221.
- a motor was provided on the pressing member (supporting member) side in order to move the pressing member (supporting member) relative to the stator core in the axial direction.
- a motor may be provided on the stator core side in order to move the pressing member (supporting member) relative to the stator core in the axial direction.
- a motor was provided on the stator core side in order to move the pressing member (support member) relative to the stator core in the circumferential direction, but the present invention is not limited to this.
- a motor may be provided on the pressing member (supporting member) side in order to move the pressing member (supporting member) relative to the stator core in the circumferential direction.
- the present invention is not limited to this.
- one or three or more bending members may be provided.
- the maximum number of bending members is set to be smaller than the total number of coil end portions arranged in the circumferential direction.
- the bending member of the present invention is composed of two separate members, a pressing member and a support member, but the present invention is not limited to this.
- the bending member may be composed of one member. That is, the pressing member and the supporting member may be integrally configured.
- stator manufacturing apparatus was configured to be able to manufacture two stators at the same time, but the present invention is not limited to this.
- the stator manufacturing apparatus may be configured to be able to manufacture only one stator or three or more stators at the same time.
- the bending member (pressing member and supporting member) of the present invention is moved relative to the stator core in the circumferential direction and relative to the axial direction, so that the coil end portion is moved along the circumferential direction.
- the present invention is not limited to this.
- the bending member instead of making the coil end portion cross over, for example, after bending one coil end portion while keeping the bending member in contact with only a predetermined location of the one coil end portion, The bending member may be moved away from the stator core in the axial direction without passing over one coil end portion, and then proceed to bending the next adjacent coil end portion.
- the present invention is not limited to this.
- the bending members do not have to be arranged at equal angular intervals in the circumferential direction.
- the bending member (pressing member and supporting member) of the present invention was made to rotate 20 times in the circumferential direction of the stator core, but the present invention is not limited to this.
- the bending member (pressing member and supporting member) may be made to turn around the stator core in the circumferential direction a number of turns different from 20 turns.
- Stator core 10 Stator core 10a End face (in the axial direction of the stator core) 13 Slot 23 Coil end portion 100 Stator 120 Segment coil 123 Coil end portion 200, 300 Stator manufacturing device 200a Moving mechanism 211 Pressing member (bending member) 221 Support member (bending member) ⁇ Bending angle (with respect to the axial direction of the coil end part)
Landscapes
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Abstract
このステータの製造方法は、複数のセグメントコイルをステータコアのスロットに挿入する挿入工程と、挿入工程の後に、コイルエンド用部分を押圧して周方向に沿うように曲げる曲げ部材を、ステータコアに対して周方向に相対移動させるとともに軸方向に相対移動させて、コイルエンド用部分を曲げた後、曲げられたコイルエンド用部分に隣接する次のコイルエンド用部分の曲げ部材による曲げに移行することを繰り返す曲げ工程と、を備える。
Description
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、ステータコアのスロットに配置されたセグメントコイルの曲げ成形を行う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、特許第6848130号公報に開示されている。
上記特許第6848130号公報には、複数の成形治具により、周方向に並ぶセグメントコイルのコイルエンドを押圧してコイルエンドを曲げ成形する工程を備えるステータの製造方法が開示されている。上記の複数の成形治具は、コイルエンドに対向した状態で周方向に1列で並ぶように、周方向に並ぶコイルエンドの総数と同じ数だけ設けられている。上記のステータの製造方法では、複数の成形治具の各々により、1つずつコイルエンドを押圧することによって、すべてのコイルエンドの曲げ成形を同時に行う。すなわち、上記のステータの製造方法では、周状に配置された複数の成形治具により、周状に配置された複数のコイルエンドを一括で同時に曲げ成形している。
しかしながら、上記特許第6848130号公報のステータの製造方法(製造装置)では、周状に配置された複数のコイルエンドを一括で同時に曲げ成形しているため、曲げ成形時の成形荷重(複数のコイルエンドからの反力)が過大となっており、コイルエンドの曲げ成形を行う装置に比較的大きな剛性が要求される。このため、コイルエンドの曲げ成形を行う装置が比較的大型化している。また、上記特許第6848130号公報の製造方法(製造装置)では、隣接する成形治具同士の干渉および成形治具の剛性を考慮した場合、製造対象であるステータの小径化には限度がある。以上のことから、従来より、コイルエンドの曲げ成形を行う装置のサイズを抑制して、ステータの小径化にも十分に対応するための改善が望まれている。
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、コイルエンド用部分の曲げ成形を行う装置のサイズを抑制して、ステータの小径化にも十分に対応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、コイルエンド部となるコイルエンド用部分がステータコアの軸方向の端面から突出し、かつ、複数のコイルエンド用部分がステータコアの周方向に並ぶように、複数のセグメントコイルをステータコアのスロットに挿入する挿入工程と、挿入工程の後に、コイルエンド用部分を押圧して周方向に沿うように曲げる曲げ部材を、ステータコアに対して周方向に相対移動させるとともに軸方向に相対移動させて、コイルエンド用部分を曲げた後、曲げられたコイルエンド用部分に隣接する次のコイルエンド用部分の曲げ部材による曲げに移行することを繰り返して、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分の曲げ成形を行う曲げ工程と、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、コイルエンド用部分を押圧して周方向に沿うように曲げる曲げ部材を、ステータコアに対して周方向に相対移動させるとともに軸方向に相対移動させて、コイルエンド用部分を曲げた後、曲げられたコイルエンド用部分に隣接する次のコイルエンド用部分の曲げ部材による曲げに移行することを繰り返して、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分の曲げ成形を行う曲げ工程を設ける。これによって、コイルエンド用部分を曲げた後、曲げられたコイルエンド用部分に隣接する次のコイルエンド用部分の曲げ部材による曲げに移行することが繰り返されるので、1つの曲げ部材により複数のコイルエンド用部分の曲げ成形を行うことができる。したがって、従来のような複数のコイルエンド用部分の一括での曲げ成形を行う必要がなくなり、コイルエンド用部分の曲げ成形を行う装置に要求される剛性を低減することができる。また、1つの曲げ部材により隣接する複数のコイルエンド用部分の曲げ成形を行うことができるので、曲げ部材を周方向に並ぶコイルエンド用部分の総数と同数設けることなく、周方向に並ぶコイルエンド用部分を曲げ成形することができる。したがって、製造対象であるステータを小径化する際に従来のような隣接する曲げ部材同士の干渉を考慮する必要がない。以上の結果、コイルエンド用部分の曲げ成形を行う装置のサイズを抑制して、ステータの小径化にも十分に対応することができる。
上記第1の局面によるステータの製造方法において、好ましくは、曲げ工程は、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分の総数よりも少ない数だけ設けられた曲げ部材を、ステータコアに対して周方向に相対移動させるとともに軸方向に相対移動させて、複数のコイルエンド用部分の曲げ成形を行うことを含む。
このように構成すれば、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分の総数よりも少ない数だけ設けられた曲げ部材により曲げ成形が行われるので、すべてのコイルエンド用部分が同時に曲げられることがなく、コイルエンド用部分の曲げ成形を行う装置に要求される剛性を効果的に低減することができる。このため、コイルエンド用部分の曲げ成形を行う装置のサイズを効果的に抑制することができる。また、たとえば、周方向に180度の角度間隔により2つの曲げ部材が設けられる場合などでは、2つの曲げ部材の間隔を大きく確保することができるので、曲げ部材同士の干渉を抑制することができるとともに、曲げ部材を太く製造して剛性を高めることもできる。その結果、ステータの小径化にもより確実に対応することができる。
上記第1の局面によるステータの製造方法において、好ましくは、曲げ工程は、曲げ部材を、ステータコアに対して周方向に相対移動させるとともに軸方向に相対移動させて、コイルエンド用部分を周方向に沿って曲げながら、コイルエンド用部分を乗り越えさせることにより、曲げられたコイルエンド用部分に隣接する次のコイルエンド用部分の曲げ部材による曲げに移行することを繰り返して、複数のコイルエンド用部分の曲げ成形を行うことを含む。
このように構成すれば、たとえば、一のコイルエンド用部分を曲げた後に、曲げ部材を一のコイルエンド用部分を乗り越えさせることなく一旦ステータコアから離間する軸方向に退避させてから隣接する次のコイルエンド用部分の曲げに移行するような場合と比較して、コイルエンド用部分を周方向に沿って曲げながらコイルエンド用部分を乗り越えさせることにより、連続的かつ効率的に周方向に隣接する複数のコイルエンド用部分を曲げることができる。
この場合、好ましくは、曲げ工程は、曲げ部材を、ステータコアに対して、周方向かつ軸方向に同時に相対移動させて、コイルエンド用部分を乗り越えさせることにより、複数のコイルエンド用部分の曲げ成形を螺旋状に行うことを含む。
このように構成すれば、曲げ部材の周方向の速度および曲げ部材の軸方向の速度を設定するだけで、曲げ部材を螺旋状に移動させて、容易に複数のコイルエンド用部分の曲げ成形を行うことができる。
上記第1の局面によるステータの製造方法において、好ましくは、曲げ工程は、曲げ部材をステータコアの周方向に複数回周回させて、コイルエンド用部分の軸方向に対する曲げ角度を徐々に増大させることにより、複数のコイルエンド用部分の曲げ成形を行うことを含む。
このように構成すれば、各コイルエンド用部分の曲げ成形を複数回に分けて行い、コイルエンド用部分に対する曲げ部材の1度の押圧による曲げ角度を小さくすることができる。このため、曲げられたコイルエンド用部分が隣接する次のコイルエンド用部分に干渉することを回避することができる。
上記曲げ工程が、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分の総数よりも少ない数だけ設けられた曲げ部材により曲げ成形を行うことを含む構成において、好ましくは、曲げ工程は、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分の総数よりも少ない数でかつ周方向において等角度間隔で複数設けられた曲げ部材により、同時に、総数よりも少ない数の複数のコイルエンド用部分の曲げ成形を行うことを含む。
このように構成すれば、曲げ部材が1つのみである場合と比較して、同時により多くのコイルエンド用部分の曲げ成形を行うことができるので、効率的に複数のコイルエンド用部分の曲げ成形を行うことができる。
この発明の第2の局面におけるステータの製造装置は、ステータコアの周方向に並ぶ複数のコイルエンド部となる複数のコイルエンド用部分を押圧して周方向に沿うように曲げる曲げ部材と、曲げ部材をステータコアに対して周方向に相対移動させるとともにステータコアの軸方向に相対移動させて、コイルエンド用部分を曲げた後、曲げられたコイルエンド用部分に隣接する次のコイルエンド用部分の曲げ部材による曲げに移行することを繰り返して、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分の曲げ成形を行う移動機構と、を備え、曲げ部材は、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分の総数よりも少ない数だけ設けられている。
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、曲げ部材をステータコアに対して周方向に相対移動させるとともにステータコアの軸方向に相対移動させて、コイルエンド用部分を曲げた後、曲げられたコイルエンド用部分に隣接する次のコイルエンド用部分の曲げ部材による曲げに移行することを繰り返して、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分の曲げ成形を行う移動機構を設け、曲げ部材を周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分の総数よりも少ない数だけ設ける。これによって、コイルエンド用部分を曲げた後、曲げられたコイルエンド用部分に隣接する次のコイルエンド用部分の曲げ部材による曲げに移行することが繰り返されるので、1つの曲げ部材により複数のコイルエンド用部分の曲げ成形を行うことができる。したがって、従来のような複数のコイルエンド用部分の一括での曲げ成形を行う必要がなくなり、コイルエンド用部分の曲げ成形を行う装置に要求される剛性を低減することができる。また、1つの曲げ部材により隣接する複数のコイルエンド用部分の曲げ成形を行うことができるので、曲げ部材を周方向に並ぶコイルエンド用部分の総数と同数設けることなく、周方向に並ぶコイルエンド用部分を曲げ成形することができる。したがって、製造対象であるステータを小径化する際に従来のような隣接する曲げ部材同士の干渉を考慮する必要がない。以上の結果、コイルエンド用部分の曲げ成形を行う装置のサイズを抑制して、ステータの小径化にも十分に対応することができる。
上記ステータの製造方法において、以下のような構成も考えられる。
(付記項1)
すなわち、曲げ工程は、曲げ部材を、ステータコアに対して、周方向のみに相対移動させることと、軸方向のみに相対移動させることとを、交互に繰り返すことにより、複数のコイルエンド用部分の曲げ成形を行うことを含む。
すなわち、曲げ工程は、曲げ部材を、ステータコアに対して、周方向のみに相対移動させることと、軸方向のみに相対移動させることとを、交互に繰り返すことにより、複数のコイルエンド用部分の曲げ成形を行うことを含む。
このように構成すれば、軸方向における曲げ部材の位置が保持された状態で、曲げ部材により周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分を曲げ成形することができる。したがって、曲げ部材により複数のコイルエンド用部分の曲げ量を均一化することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1~図16を参照して、実施形態によるステータ100の製造装置200の構成およびステータ100の製造方法について説明する。以下では、製造対象であるステータ100の構成について説明した後、ステータ100の製造装置200の構成、ステータ100の製造方法について順に説明する。
(ステータの構成)
図1~図3を参照して、ステータ100の構成について説明する。
図1~図3を参照して、ステータ100の構成について説明する。
以下の説明では、ステータ100が備えるステータコア10(図1参照)の軸方向、径方向および周方向を、それぞれ、Z方向、R方向およびC方向とする。また、軸方向(Z方向)の一方側および他方側を、それぞれ、Z1側およびZ2側とする。また、径方向(R方向)の内側および外側を、それぞれ、R1側およびR2側とする。また、C方向の一方側および他方側を、それぞれ、C1側およびC2側とする。なお、本実施形態では、ステータコア10のZ2側からステータ100の製造装置200による後述するコイルエンド用部分123(図12参照)を曲げ成形する曲げ成形工程が行われる(図4参照)。
図1に示すように、ステータ100は、ステータ100に対向するようにステータ100のR1側に配置されるロータ(図示しない)と共に、インナーロータ型の回転電機(図示しない)の一部を構成する。回転電機は、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。
ステータ100は、Z方向に沿った中心軸線Aを中心軸とした円筒形状を有するステータコア10と、コイル20とを備える。
ステータコア10は、複数の電磁鋼板がZ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R1側に突出する複数のティース12とを含む。そして、C方向に隣接するティース12同士の間には、各々、スロット13が形成されている。すなわち、ステータコア10は、複数のスロット13を含む。複数のスロット13の各々は、Z方向に延びるように設けられている。
コイル20は、3相交流の電力が供給されることにより、磁束を発生させるように構成されている。一例ではあるが、コイル20は、銅、銅合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金のうちのいずれかを主成分とする導線と、導線を覆う絶縁被膜とから構成されている。
図2に示すように、コイル20は、複数のセグメントコイル20aが接合されることにより構成されている。セグメントコイル20aの各々は、スロット13に収容された一対のスロット収容部21と、ステータコア10のZ1側の端面10aからZ1側に突出するコイルエンド部22と、ステータコア10のZ2側の端面10a(ステータコア10の軸方向の端面)からZ2側に突出する2つのコイルエンド部23とを含む。
一対のスロット収容部21の各々は、互いに異なるスロット13に収容(挿入)されている。すなわち、一対のスロット収容部21の各々は、Z方向に沿って延びるように配置されている。コイルエンド部22は、一対のスロット収容部21同士を接続している。これにより、セグメントコイル20aの各々において、一対のスロット収容部21とコイルエンド部22とから構成される部分は、U字形状に形成されている。
2つのコイルエンド部23の各々は、ステータコア10のZ2側に配置されている。2つのコイルエンド部23の各々は、それぞれ、一対のスロット収容部21の各々のコイルエンド部22とは反対側に接続されている。2つのコイルエンド部23の(スロット収容部21とは反対側の)先端部23aの各々は、ステータコア10のZ2側において、他のセグメントコイル20aのコイルエンド部23の先端部23aと溶接により接合(接続)されている。一例ではあるが、周方向に並ぶコイルエンド部23の総数は、48個である。
図中では、2つのコイルエンド部23の先端部23aの各々を、他のセグメントコイル20aのコイルエンド部23の先端部23aと溶接により接続するために、2つのコイルエンド部23の先端部23aの各々に絶縁被膜が形成されていない(導線が露出している)状態を示している。図示していないが、コイルエンド部23の先端部23aは、自身のコイルエンド部23の先端部23aと他のセグメントコイル20aのコイルエンド部23の先端部23aとが接続された後、ワニス等の樹脂部材による絶縁処理が行われている。
図3に示すように、2つのコイルエンド部23の各々は、コイルエンド部23の根元部23bを曲げ支点として、Z方向に延びるスロット収容部21に対して、C方向に沿った方向に折れ曲がっている。これにより、2つのコイルエンド部23の各々は、Z方向に対して斜めに延びている。
ステータ100では、複数のコイルエンド部23の先端部23aが、C方向に沿って略等角度間隔で並んでいる。C方向に沿って並んでいる複数のコイルエンド部23の先端部23aの組がR方向に沿って並んでいる。
R2側から1列目のC方向に沿って並んでいる複数のコイルエンド部23(以下、1列目コイルエンド部23)は、Z方向に延びるスロット収容部21に対して、C方向に沿うようにC1側に折れ曲がっている。また、R2側から2列目のC方向に沿って並んでいる複数のコイルエンド部23(以下、2列目コイルエンド部23)は、Z方向に延びるスロット収容部21に対して、C方向に沿うようにC2側に折れ曲がっている。そして、複数の1列目コイルエンド部23の先端部23aの各々と、複数の2列目コイルエンド部23の先端部23aの各々とが、R方向に対向するとともに、互いに接合されている。なお、2列目コイルエンド部23よりもR1側に配置されたコイルエンド部23の構成も、1列目コイルエンド部23および2列目コイルエンド部23の構成と略同様である。
(ステータの製造装置)
図4~図9を参照して、本実施形態によるステータ100の製造装置200について説明する。
図4~図9を参照して、本実施形態によるステータ100の製造装置200について説明する。
図4に示すように、ステータ100の製造装置200は、押圧部材211(請求の範囲の「曲げ部材」の一例)と、押圧部材用モータ212と、支持部材221(請求の範囲の「曲げ部材」の一例)と、支持部材用モータ222と、支持ユニット231と、支持ユニット用モータ232と、規制部材241(図9参照)と、規制部材用モータ242と、ステータ支持部251と、ステータ支持部用モータ252とを備える。
上記の押圧部材用モータ212、支持部材用モータ222、支持ユニット用モータ232、および、ステータ支持部用モータ252により、ステータコア10に対して押圧部材211および支持部材221を相対移動させる移動機構200aが構成されている。
移動機構200aは、押圧部材211および支持部材221をステータコア10に対して周方向(C方向)に相対移動させるとともにステータコア10の軸方向(Z方向)に相対移動させて、コイルエンド用部分123を曲げた後、曲げられたコイルエンド用部分123に隣接する次のコイルエンド用部分123の押圧部材211および支持部材221による曲げに移行することを繰り返して、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うように構成されている。曲げ成形(曲げ工程)詳細については後述する。
製造装置200には、1つの押圧部材211と、1つの支持部材221とを1組として、複数組の押圧部材211および支持部材221が設けられている。一例ではあるが、本実施形態の製造装置200には、2組の押圧部材211および支持部材221が設けられている。2組の押圧部材211および支持部材221は、周方向に等角度間隔(180度間隔)で配置されている。なお、製造装置200には、押圧部材211および支持部材221(1組)が、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分123の総数(48個)よりも少ない数(2組)だけ設けられている。
このように、製造装置200は、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分123の総数(48個)よりも少ない数で、かつ、周方向において等角度間隔で複数設けられた押圧部材211および支持部材221(の2組)により、同時に、コイルエンド用部分123の総数(48個)よりも少ない数の複数(2個)のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うように構成されている。なお、仮に48個すべてのコイルエンド用部分を同時に曲げ成形する製造装置と成形荷重を比較した場合、当然ではあるが、製造装置200は、成形荷重を極めて小さく抑えることができる。
押圧部材211および支持部材221は、ステータコア10の周方向(C方向)に並ぶ複数のコイルエンド部23となる複数のコイルエンド用部分123を押圧して周方向に沿うように曲げるように構成されている。
押圧部材211は、押圧部材用モータ212の駆動によって、ステータコア10に対してZ方向に移動可能に構成されている。すなわち、押圧部材211は、ステータコア10に対してZ方向に相対移動可能に構成されている。また、支持部材221は、支持部材用モータ222の駆動によって、ステータコア10に対してZ方向に移動可能に構成されている。すなわち、支持部材221は、ステータコア10に対してZ方向に相対移動可能に構成されている。
支持ユニット231は、押圧部材211および支持部材221を支持している。支持ユニット231は、支持部材用モータ222の駆動によって、ステータコア10に対してR方向に移動可能に構成されている。すなわち、押圧部材211と支持部材221とは、同時に、ステータコア10に対してR方向に相対移動可能に構成されている。
ステータ支持部251は、ステータ100を支持している。ステータ支持部251は、ステータ支持部用モータ252の駆動によって、ステータコア10の中心軸線A(図1参照)周りにC方向に回動可能に構成されている。すなわち、押圧部材211と支持部材221とは、同時に、ステータコア10に対してC方向に相対移動可能に構成されている。
図5に示すように、押圧部材211は、ステータコア10のZ2側の端面10aから突出し、かつ、ステータコア10の複数のスロット13(図1参照)の各々においてR方向に並ぶ、コイルエンド部23となるコイルエンド用部分123の先端部123aを押圧することによりコイルエンド用部分123をC方向に折り曲げ可能に構成されている。
具体的には、製造装置200は、押圧部材211および支持部材221をステータコア10の周方向に複数回周回(たとえば20周)させて、コイルエンド用部分123の軸方向(Z方向)に対する曲げ角度θ(図7参照)を徐々に増大させることにより、複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うように構成されている。
この際、製造装置200は、押圧部材211および支持部材221を、ステータコア10に対して周方向に相対移動させるとともに軸方向に相対移動させて、コイルエンド用部分123を周方向に沿って曲げながら、コイルエンド用部分123を乗り越えさせることにより、曲げられたコイルエンド用部分123に隣接する次のコイルエンド用部分123の曲げ部材による曲げに移行することを繰り返して、複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うように構成されている。すなわち、製造装置200は、一のコイルエンド用部分123の曲げを行った後、隣接する次のコイルエンド用部分123の曲げを行うために、一旦軸方向に退避するなどの仕切り直しの動作を行うことなく、連続的に隣接する複数のコイルエンド用部分123の曲げを行うように構成されている。
また、製造装置200(移動機構200a)は、押圧部材211および支持部材221を、ステータコア10に対して、周方向かつ軸方向に同時に相対移動させて、コイルエンド用部分123を乗り越えさせることにより、複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うように構成されている(図6参照)。すなわち、製造装置200(移動機構200a)は、C方向から視て、押圧部材211および支持部材221を、継続的に斜め方向に傾いた軌道で移動させながら徐々にステータコア10に近づくように移動させるように構成されている。
一例ではあるが、この際の押圧部材211および支持部材221の軸方向の移動速度、および、周方向の移動速度の各々は、略一定の速度である。但し、押圧部材211がステータコア10側に近づいて曲げ成形が完了する最終段階では、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分123の曲げ角度θ(図7参照)が互いに同じになるように、製造装置200は、押圧部材211の軸方向の移動速度が略ゼロ(ゼロを含む)に設定される。
図5に示すように、支持部材221は、押圧部材211のR2側に配置されている。支持部材221は、コイルエンド用部分123の先端部123aをR2側から支持可能に構成されている。
具体的には、コイルエンド用部分123の先端部123aへの押圧部材211の押し当てを開始する際に、支持部材221のステータコア10側の先端221aが、押圧部材211のステータコア10側の先端211aよりも、ステータコア10側となるように押圧部材211および支持部材221を配置する。また、図7に示すように、支持部材221のR方向の位置は、押圧部材211のR方向の位置と略等しい。これにより、押圧部材211の先端部211bがコイルエンド用部分123の先端部123aを押圧する際に、コイルエンド用部分123の先端部123aが支持部材221によりR2側から支持される。
押圧部材211は、ステータコア10に対してZ方向に支持部材221とは独立して相対移動可能に構成されている。すなわち、押圧部材211と支持部材221との間で、Z方向における相対位置を変更可能に構成されている。
規制部材241は、ステータコア10のZ2側に配置されている。図9に示すように、規制部材241は、環状の規制ユニット243からR2側に放射状に延びるように複数設けられている。複数の規制部材241は、Z方向から見て、複数のティース12(図1参照)とオーバラップする位置に配置されている。複数の規制部材241の各々は、規制部材用モータ242の駆動によって、規制ユニット243に対してR方向に移動可能に構成されている。すなわち、複数の規制部材241の各々は、ステータコア10に対してR方向に相対移動可能に構成されている。
図8に示すように、規制部材241は、C方向に曲げ成形するコイルエンド用部分123のR1側への移動を規制可能に構成されている。具体的には、コイルエンド用部分123をC方向に折り曲げ成形する際に、R方向から見て、複数の規制部材241の各々のR2側の端面241aが、コイルエンド用部分123の先端部123aへの押圧部材211の押し当てが行われるコイルエンド用部分123のR1側に隣り合うように、規制部材241をステータコア10に対してR方向に相対移動させる。
図9に示すように、ステータ100の製造装置200は、コイルエンド用部分123をC方向に折り曲げ成形する際に、コイルエンド用部分123の根元部123bがスロット13の角部によって傷付くのを防止する傷付き防止部材261を備える。傷付き防止部材261は、ステータコア10のZ2側に配置されている。傷付き防止部材261は、複数のティース12(図1参照)に対応する位置に配置されている。傷付き防止部材261は、R方向から見て、略三角形形状を有する。
(ステータの製造方法)
図5~図8および図9~図16を参照して、本実施形態によるステータ100の製造方法について説明する。
図5~図8および図9~図16を参照して、本実施形態によるステータ100の製造方法について説明する。
(ステータコア準備工程)
図11に示すように、ステップS10において、ステータコア準備工程が行われる。ステータコア準備工程(S10)は、ステータコア10(図1参照)を準備する工程である。
図11に示すように、ステップS10において、ステータコア準備工程が行われる。ステータコア準備工程(S10)は、ステータコア10(図1参照)を準備する工程である。
(コイル準備工程)
ステップS20において、セグメントコイル準備工程が行われる。セグメントコイル準備工程(S20)は、セグメントコイル120(図11参照)を準備する工程である。具体的には、図11に示すように、Z方向に延びる一対の脚部121と、一対の脚部121同士を接続する接続部122とからなるU字形状のセグメントコイル120が準備される。
ステップS20において、セグメントコイル準備工程が行われる。セグメントコイル準備工程(S20)は、セグメントコイル120(図11参照)を準備する工程である。具体的には、図11に示すように、Z方向に延びる一対の脚部121と、一対の脚部121同士を接続する接続部122とからなるU字形状のセグメントコイル120が準備される。
(挿入工程)
図10に示すように、ステップS30において、挿入工程が行われる。図12に示すように、挿入工程(S30)は、コイルエンド用部分123が、ステータコア10のZ2側の端面10aから突出し、かつ、ステータコア10の複数のスロット13の各々においてR方向に並ぶように、複数のセグメントコイル120をスロット13に挿入する工程である。挿入工程(S30)において、セグメントコイル準備工程(S20)で準備されたU字形状のセグメントコイル120のうちの接続部122は、ステータコア10からZ1側に突出するコイルエンド部22となる。また、セグメントコイル120のうちの一対の脚部121の各々は、スロット収容部21およびコイルエンド用部分123となる。
図10に示すように、ステップS30において、挿入工程が行われる。図12に示すように、挿入工程(S30)は、コイルエンド用部分123が、ステータコア10のZ2側の端面10aから突出し、かつ、ステータコア10の複数のスロット13の各々においてR方向に並ぶように、複数のセグメントコイル120をスロット13に挿入する工程である。挿入工程(S30)において、セグメントコイル準備工程(S20)で準備されたU字形状のセグメントコイル120のうちの接続部122は、ステータコア10からZ1側に突出するコイルエンド部22となる。また、セグメントコイル120のうちの一対の脚部121の各々は、スロット収容部21およびコイルエンド用部分123となる。
(曲げ工程)
図10に示すように、ステップS40において、曲げ工程が行われる。曲げ工程(S40)は、複数のコイルエンド用部分123の各々をC方向に沿うように曲げる曲げ成形を行う工程である。
図10に示すように、ステップS40において、曲げ工程が行われる。曲げ工程(S40)は、複数のコイルエンド用部分123の各々をC方向に沿うように曲げる曲げ成形を行う工程である。
詳細には、曲げ工程(S40)は、挿入工程の後に、コイルエンド用部分123を押圧して周方向に沿うように曲げる押圧部材211および支持部材221を、ステータコア10に対して周方向に相対移動させるとともに軸方向に相対移動させて、コイルエンド用部分123を曲げた後、曲げられたコイルエンド用部分123に隣接する次のコイルエンド用部分123の押圧部材211および支持部材221による曲げに移行することを繰り返して、周方向に並ぶ複数(48個)のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行う工程である。
また、曲げ工程(S40)は、曲げ工程は、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分123の総数(48個)よりも少ない数(2組)だけ設けられた押圧部材211および支持部材221を、ステータコア10に対して周方向に相対移動させるとともに軸方向に相対移動させて、複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことを含む。要するに、曲げ工程(S40)は、すべての押圧部材211(支持部材221)とすべてのコイルエンド用部分123と一対一で対応させて、すべてのコイルエンド用部分123に対して同時に曲げ成形を行う工程ではなく、すべての押圧部材211(支持部材221)と一部(押圧部材211と同数)のコイルエンド用部分123とを対応させて曲げ成形を行う工程である。
また、曲げ工程は、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分123の総数(48個)よりも少ない数でかつ周方向において等角度間隔(180度間隔)で複数(2組)設けられた押圧部材211および支持部材221により、同時に、総数よりも少ない数の複数(2つ)のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことを含む。すなわち、曲げ工程は、中心軸線Aを挟んで対向する2組の押圧部材211および支持部材221により曲げ成形を行う工程である。
また、曲げ工程は、押圧部材211および支持部材221を、ステータコア10に対して周方向に相対移動させるとともに軸方向に相対移動させて、コイルエンド用部分123を周方向に沿って曲げながら、コイルエンド用部分123を乗り越えさせることにより、曲げられたコイルエンド用部分123に隣接する次のコイルエンド用部分123の押圧部材211および支持部材221による曲げに移行することを繰り返して、複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことを含む。要するに、曲げ工程では、押圧部材211および支持部材221により、隣接する複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形が連続的に行われる。
詳細には、曲げ工程は、押圧部材211および支持部材221を、ステータコア10に対して周方向に相対移動させるとともに軸方向に相対移動(周方向かつ軸方向に同時に相対移動)させて、コイルエンド用部分123を周方向に沿って曲げながら、コイルエンド用部分123を乗り越えさせることにより、曲げられたコイルエンド用部分123に隣接する次のコイルエンド用部分123の押圧部材211および支持部材221による曲げに移行することを繰り返して、複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことを含む。より詳細には、曲げ工程は、押圧部材211および支持部材221を、軸方向に直交する方向に対して僅かに傾いた螺旋状の軌道により押圧部材211および支持部材221を移動させて、徐々にステータコア10に近づけるように構成されている。
さらに、曲げ工程は、押圧部材211および支持部材221をステータコア10の周方向に複数回周回(たとえば20周)させて、コイルエンド用部分123の軸方向に対する曲げ角度θ(図7参照)を徐々に増大させることにより、複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことを含む。この際、押圧部材211および支持部材221により、曲げられたコイルエンド用部分123が、周方向に隣接する次のコイルエンド用部分123に接触することがないように曲げ成形が行われる。
曲げ工程は、径方向に並ぶコイルエンド用部分123の列毎に、曲げ成形が完了する最終段階では、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分123の曲げ角度θ(図7参照)が互いに同じになるように、押圧部材211の軸方向の移動速度を略ゼロ(ゼロを含む)に設定して行われる。
図13および図14に示すように、コイルエンド用部分123のC方向への折り曲げ成形は、まず、周方向に並ぶ複数の1列(最外周列)目コイルエンド部23となる複数のコイルエンド用部分123に対して行われる。その後、図15および図16に示すように、コイルエンド用部分123のC方向への折り曲げ成形は、周方向に並ぶ複数の2列(最外周列よりも1つ径方向内側の列)目コイルエンド部23となる複数のコイルエンド用部分123に対して行われる。その後、コイルエンド用部分123のC方向への折り曲げ成形は、R1側に向かって、1列毎に順に行われる。
(セグメントコイル接合工程)
図10に示すように、ステップS50において、セグメントコイル接合工程が行われる。セグメントコイル接合工程(S50)は、セグメントコイル20a(図2参照)同士を接合する工程である。具体的には、図2に示すように、コイルエンド部23の先端部23aの各々が、ステータコア10のZ2側において、他のセグメントコイル20aのコイルエンド部23の先端部23aと溶接により接合(接続)される。
図10に示すように、ステップS50において、セグメントコイル接合工程が行われる。セグメントコイル接合工程(S50)は、セグメントコイル20a(図2参照)同士を接合する工程である。具体的には、図2に示すように、コイルエンド部23の先端部23aの各々が、ステータコア10のZ2側において、他のセグメントコイル20aのコイルエンド部23の先端部23aと溶接により接合(接続)される。
なお、上記のフローにおいて、ステータコア準備工程(S10)とセグメントコイル準備工程(S20)との順序を入れ換えてもよい。
(実施形態の効果)
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(ステータの製造方法の効果)
本実施形態のステータ100の製造方法では、上記のように、コイルエンド用部分123を押圧して周方向に沿うように曲げる押圧部材211および支持部材221を、ステータコア10に対して周方向に相対移動させるとともに軸方向に相対移動させて、コイルエンド用部分123を曲げた後、曲げられたコイルエンド用部分123に隣接する次のコイルエンド用部分123の押圧部材211および支持部材221による曲げに移行することを繰り返して、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行う曲げ工程を設ける。これによって、コイルエンド用部分123を曲げた後、曲げられたコイルエンド用部分123に隣接する次のコイルエンド用部分123の押圧部材211および支持部材221による曲げに移行することが繰り返されるので、1組(1つ)の押圧部材211および支持部材221により複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことができる。したがって、従来のような複数のコイルエンド用部分の一括での曲げ成形を行う必要がなくなり、コイルエンド用部分123の曲げ成形を行う装置(製造装置200)に要求される剛性を低減することができる。また、1組(1つ)の押圧部材211および支持部材221により隣接する複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことができるので、押圧部材211および支持部材221を周方向に並ぶコイルエンド用部分123の総数と同数設けることなく、周方向に並ぶコイルエンド用部分123を曲げ成形することができる。したがって、製造対象であるステータ100を小径化する際に従来のような隣接する押圧部材211同士および支持部材221同士の干渉を考慮する必要がない。以上の結果、コイルエンド用部分123の曲げ成形を行う装置(製造装置200)のサイズを抑制して、ステータ100の小径化にも十分に対応することができる。
本実施形態のステータ100の製造方法では、上記のように、コイルエンド用部分123を押圧して周方向に沿うように曲げる押圧部材211および支持部材221を、ステータコア10に対して周方向に相対移動させるとともに軸方向に相対移動させて、コイルエンド用部分123を曲げた後、曲げられたコイルエンド用部分123に隣接する次のコイルエンド用部分123の押圧部材211および支持部材221による曲げに移行することを繰り返して、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行う曲げ工程を設ける。これによって、コイルエンド用部分123を曲げた後、曲げられたコイルエンド用部分123に隣接する次のコイルエンド用部分123の押圧部材211および支持部材221による曲げに移行することが繰り返されるので、1組(1つ)の押圧部材211および支持部材221により複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことができる。したがって、従来のような複数のコイルエンド用部分の一括での曲げ成形を行う必要がなくなり、コイルエンド用部分123の曲げ成形を行う装置(製造装置200)に要求される剛性を低減することができる。また、1組(1つ)の押圧部材211および支持部材221により隣接する複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことができるので、押圧部材211および支持部材221を周方向に並ぶコイルエンド用部分123の総数と同数設けることなく、周方向に並ぶコイルエンド用部分123を曲げ成形することができる。したがって、製造対象であるステータ100を小径化する際に従来のような隣接する押圧部材211同士および支持部材221同士の干渉を考慮する必要がない。以上の結果、コイルエンド用部分123の曲げ成形を行う装置(製造装置200)のサイズを抑制して、ステータ100の小径化にも十分に対応することができる。
本実施形態のステータ100の製造方法では、上記のように、曲げ工程は、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分123の総数よりも少ない数だけ設けられた押圧部材211および支持部材221を、ステータコア10に対して周方向に相対移動させるとともに軸方向に相対移動させて、複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことを含む。これによって、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分123の総数よりも少ない数だけ設けられた押圧部材211および支持部材221により曲げ成形が行われるので、すべてのコイルエンド用部分123が同時に曲げられることがなく、コイルエンド用部分123の曲げ成形を行う装置(製造装置200)に要求される剛性を効果的に低減することができる。このため、コイルエンド用部分123の曲げ成形を行う装置(製造装置200)のサイズを効果的に抑制することができる。また、たとえば、周方向に180度の角度間隔により2組(2つ)の押圧部材211および支持部材221が設けられる場合などでは、2組(2つ)の押圧部材211および支持部材221の間隔を大きく確保することができるので、押圧部材211および支持部材221同士の干渉を抑制することができるとともに、押圧部材211および支持部材221を太く製造して剛性を高めることもできる。その結果、ステータ100の小径化にもより確実に対応することができる。
本実施形態のステータ100の製造方法では、上記のように、曲げ工程は、押圧部材211および支持部材221を、ステータコア10に対して周方向に相対移動させるとともに軸方向に相対移動させて、コイルエンド用部分123を周方向に沿って曲げながら、コイルエンド用部分123を乗り越えさせることにより、曲げられたコイルエンド用部分123に隣接する次のコイルエンド用部分123の押圧部材211および支持部材221による曲げに移行することを繰り返して、複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことを含む。これによって、たとえば、一のコイルエンド用部分を曲げた後に、押圧部材および支持部材を一のコイルエンド用部分を乗り越えさせることなく一旦ステータコアから離間する軸方向に退避させてから隣接する次のコイルエンド用部分の曲げに移行するような場合と比較して、コイルエンド用部分123を周方向に沿って曲げながらコイルエンド用部分123を乗り越えさせることにより、連続的かつ効率的に周方向に隣接する複数のコイルエンド用部分123を曲げることができる。
本実施形態のステータ100の製造方法では、上記のように、曲げ工程は、押圧部材211および支持部材221を、ステータコア10に対して、周方向かつ軸方向に同時に相対移動させて、コイルエンド用部分123を乗り越えさせることにより、複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を螺旋状に行うことを含む。これによって、押圧部材211および支持部材221の周方向の速度および押圧部材211および支持部材221の軸方向の速度を設定するだけで、押圧部材211および支持部材221を螺旋状に移動させて、容易に複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことができる。
本実施形態のステータ100の製造方法では、上記のように、曲げ工程は、押圧部材211および支持部材221をステータコア10の周方向に複数回周回させて、コイルエンド用部分123の軸方向に対する曲げ角度θを徐々に増大させることにより、複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことを含む。これによって、各コイルエンド用部分123の曲げ成形を複数回に分けて行い、コイルエンド用部分123に対する押圧部材211および支持部材221の1度の押圧による曲げ角度θを小さくすることができる。このため、曲げられたコイルエンド用部分123が隣接する次のコイルエンド用部分123に干渉することを回避することができる。
本実施形態のステータ100の製造方法では、上記のように、曲げ工程は、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分123の総数よりも少ない数でかつ周方向において等角度間隔で複数設けられた押圧部材211および支持部材221により、同時に、総数よりも少ない数の複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことを含む。これによって、押圧部材211および支持部材221が1組(1つ)のみである場合と比較して、同時により多くのコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことができるので、効率的に複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことができる。
(ステータの製造方法の効果)
本実施形態のステータ100の製造装置200では、上記のように、押圧部材211および支持部材221をステータコア10に対して周方向に相対移動させるとともにステータコア10の軸方向に相対移動させて、コイルエンド用部分123を曲げた後、曲げられたコイルエンド用部分123に隣接する次のコイルエンド用部分123の押圧部材211および支持部材221による曲げに移行することを繰り返して、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行う移動機構200aを設け、押圧部材211および支持部材221を周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分123の総数よりも少ない数だけ設ける。これによって、コイルエンド用部分123を曲げた後、曲げられたコイルエンド用部分123に隣接する次のコイルエンド用部分123の押圧部材211および支持部材221による曲げに移行することが繰り返されるので、1組(1つ)の押圧部材211および支持部材221により複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことができる。したがって、従来のような複数のコイルエンド用部分の一括での曲げ成形を行う必要がなくなり、コイルエンド用部分123の曲げ成形を行う装置(製造装置200)に要求される剛性を低減することができる。また、1組(1つ)の押圧部材211および支持部材221により隣接する複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことができるので、押圧部材211および支持部材221を周方向に並ぶコイルエンド用部分123の総数と同数設けることなく、周方向に並ぶコイルエンド用部分123を曲げ成形することができる。したがって、製造対象であるステータ100を小径化する際に従来のような隣接する押圧部材211同士および支持部材221同士の干渉を考慮する必要がない。以上の結果、コイルエンド用部分123の曲げ成形を行う装置(製造装置200)のサイズを抑制して、ステータ100の小径化にも十分に対応することができる。
本実施形態のステータ100の製造装置200では、上記のように、押圧部材211および支持部材221をステータコア10に対して周方向に相対移動させるとともにステータコア10の軸方向に相対移動させて、コイルエンド用部分123を曲げた後、曲げられたコイルエンド用部分123に隣接する次のコイルエンド用部分123の押圧部材211および支持部材221による曲げに移行することを繰り返して、周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行う移動機構200aを設け、押圧部材211および支持部材221を周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分123の総数よりも少ない数だけ設ける。これによって、コイルエンド用部分123を曲げた後、曲げられたコイルエンド用部分123に隣接する次のコイルエンド用部分123の押圧部材211および支持部材221による曲げに移行することが繰り返されるので、1組(1つ)の押圧部材211および支持部材221により複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことができる。したがって、従来のような複数のコイルエンド用部分の一括での曲げ成形を行う必要がなくなり、コイルエンド用部分123の曲げ成形を行う装置(製造装置200)に要求される剛性を低減することができる。また、1組(1つ)の押圧部材211および支持部材221により隣接する複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことができるので、押圧部材211および支持部材221を周方向に並ぶコイルエンド用部分123の総数と同数設けることなく、周方向に並ぶコイルエンド用部分123を曲げ成形することができる。したがって、製造対象であるステータ100を小径化する際に従来のような隣接する押圧部材211同士および支持部材221同士の干渉を考慮する必要がない。以上の結果、コイルエンド用部分123の曲げ成形を行う装置(製造装置200)のサイズを抑制して、ステータ100の小径化にも十分に対応することができる。
(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。
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、曲げ工程において、本発明の曲げ部材としての押圧部材および支持部材を軸方向および周方向に同時に移動させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図17に示すステータ100の製造装置300のように、曲げ工程が、押圧部材211および支持部材221を、ステータコア10に対して、周方向のみに相対移動させることと、軸方向のみに相対移動させることとを、交互に繰り返すことにより、複数のコイルエンド用部分123の曲げ成形を行うことを含んでいてもよい。この場合、たとえば、製造装置300が周方向に180度間隔で配置される2組の押圧部材211および支持部材221を備えているならば、少なくとも、180度以上継続して周方向のみに相対移動させた後、軸方向の相対移動に切り替える。このような構成によって、軸方向における押圧部材211および支持部材221の位置が保持された状態で、押圧部材211および支持部材221により周方向に並ぶ複数のコイルエンド用部分123を曲げ成形することができる。したがって、押圧部材211および支持部材221により複数のコイルエンド用部分123の曲げ量を均一化することができる。
また、上記実施形態では、ステータコアに対して押圧部材(支持部材)を軸方向に相対移動させるために、押圧部材(支持部材)側にモータを設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ステータコアに対して押圧部材(支持部材)を軸方向に相対移動させるために、ステータコア側にモータを設けてもよい。
また、上記実施形態では、ステータコアに対して押圧部材(支持部材)を周方向に相対移動させるために、ステータコア側にモータを設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ステータコアに対して押圧部材(支持部材)を周方向に相対移動させるために、押圧部材(支持部材)側にモータを設けてもよい。
また、上記実施形態では、本発明の曲げ部材(押圧部材および支持部材の組)を2つ設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、曲げ部材を1つ、または、3つ以上設けてもよい。但し、曲げ部材の最大数は、周方向に並ぶコイルエンド用部分の総数よりも少ない数に設定される。
また、上記実施形態では、本発明の曲げ部材を別体の押圧部材と支持部材との2つの部材により構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、曲げ部材を1つの部材から構成してもよい。すなわち、押圧部材と支持部材と一体的に構成してもよい。
また、上記実施形態では、ステータ製造装置を、同時に2つのステータを製造可能なように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ステータの製造装置を、1つのみ、または、同時に3つ以上のステータを製造可能なように構成してもよい。
また、上記実施形態では、本発明の曲げ部材(押圧部材および支持部材)を、ステータコアに対して周方向に相対移動させるとともに軸方向に相対移動させて、コイルエンド用部分を周方向に沿って曲げながら、コイルエンド用部分を乗り越えさせた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、コイルエンド用部分を乗り越えさせるのではなく、たとえば、一のコイルエンド用部分の所定箇所のみに曲げ部材を接触させた状態を保持しながら一のコイルエンド用部分を曲げた後に、曲げ部材を一のコイルエンド用部分を乗り越えさせることなく一旦ステータコアから離間する軸方向に退避させてから隣接する次のコイルエンド用部分の曲げに移行するなどしてもよい。
また、上記実施形態では、本発明の複数の曲げ部材(押圧部材および支持部材)を、周方向に等角度間隔で配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、曲げ部材を、周方向に等角度間隔で配置しなくてもよい。
また、上記実施形態では、本発明の曲げ部材(押圧部材および支持部材)を、ステータコアの周方向に20周、周回させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、曲げ部材(押圧部材および支持部材)を、ステータコアの周方向に20周とは異なる数の周回数、周回させてもよい。
10 ステータコア
10a (ステータコアの軸方向の)端面
13 スロット
23 コイルエンド部
100 ステータ
120 セグメントコイル
123 コイルエンド用部分
200、300 ステータの製造装置
200a 移動機構
211 押圧部材(曲げ部材)
221 支持部材(曲げ部材)
θ (コイルエンド用部分の軸方向に対する)曲げ角度
10a (ステータコアの軸方向の)端面
13 スロット
23 コイルエンド部
100 ステータ
120 セグメントコイル
123 コイルエンド用部分
200、300 ステータの製造装置
200a 移動機構
211 押圧部材(曲げ部材)
221 支持部材(曲げ部材)
θ (コイルエンド用部分の軸方向に対する)曲げ角度
Claims (7)
- コイルエンド部となるコイルエンド用部分がステータコアの軸方向の端面から突出し、かつ、複数の前記コイルエンド用部分が前記ステータコアの周方向に並ぶように、複数のセグメントコイルを前記ステータコアのスロットに挿入する挿入工程と、
前記挿入工程の後に、前記コイルエンド用部分を押圧して前記周方向に沿うように曲げる曲げ部材を、前記ステータコアに対して前記周方向に相対移動させるとともに前記軸方向に相対移動させて、前記コイルエンド用部分を曲げた後、曲げられた前記コイルエンド用部分に隣接する次の前記コイルエンド用部分の前記曲げ部材による曲げに移行することを繰り返して、前記周方向に並ぶ前記複数のコイルエンド用部分の曲げ成形を行う曲げ工程と、を備える、ステータの製造方法。 - 前記曲げ工程は、前記周方向に並ぶ前記複数のコイルエンド用部分の総数よりも少ない数だけ設けられた前記曲げ部材を、前記ステータコアに対して前記周方向に相対移動させるとともに前記軸方向に相対移動させて、前記複数のコイルエンド用部分の前記曲げ成形を行うことを含む、請求項1に記載のステータの製造方法。
- 前記曲げ工程は、前記曲げ部材を、前記ステータコアに対して前記周方向に相対移動させるとともに前記軸方向に相対移動させて、前記コイルエンド用部分を前記周方向に沿って曲げながら、前記コイルエンド用部分を乗り越えさせることにより、曲げられた前記コイルエンド用部分に隣接する次の前記コイルエンド用部分の前記曲げ部材による曲げに移行することを繰り返して、前記複数のコイルエンド用部分の前記曲げ成形を行うことを含む、請求項1に記載のステータの製造方法。
- 前記曲げ工程は、前記曲げ部材を、前記ステータコアに対して、前記周方向かつ前記軸方向に同時に相対移動させて、前記コイルエンド用部分を乗り越えさせることにより、前記複数のコイルエンド用部分の前記曲げ成形を螺旋状に行うことを含む、請求項3に記載のステータの製造方法。
- 前記曲げ工程は、前記曲げ部材を前記ステータコアの前記周方向に複数回周回させて、前記コイルエンド用部分の前記軸方向に対する曲げ角度を徐々に増大させることにより、前記複数のコイルエンド用部分の前記曲げ成形を行うことを含む、請求項1に記載のステータの製造方法。
- 前記曲げ工程は、前記周方向に並ぶ前記複数のコイルエンド用部分の総数よりも少ない数でかつ前記周方向において等角度間隔で複数設けられた前記曲げ部材により、同時に、前記総数よりも少ない数の前記複数のコイルエンド用部分の前記曲げ成形を行うことを含む、請求項2に記載のステータの製造方法。
- ステータコアの周方向に並ぶ複数のコイルエンド部となる複数のコイルエンド用部分を押圧して前記周方向に沿うように曲げる曲げ部材と、
前記曲げ部材を前記ステータコアに対して前記周方向に相対移動させるとともに前記ステータコアの軸方向に相対移動させて、前記コイルエンド用部分を曲げた後、曲げられた前記コイルエンド用部分に隣接する次の前記コイルエンド用部分の前記曲げ部材による曲げに移行することを繰り返して、前記周方向に並ぶ前記複数のコイルエンド用部分の曲げ成形を行う移動機構と、を備え、
前記曲げ部材は、前記周方向に並ぶ前記複数のコイルエンド用部分の総数よりも少ない数だけ設けられている、ステータの製造装置。
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