JP2019057975A - コイルの製造方法およびコイルの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導線を巻回する際に、導線の張力の変動を低減することにより、スロット配置予定部およびコイルエンド予定部を有するコイルを適切に形成することが可能で、かつ、生産性を向上させることが可能なコイルの製造方法およびコイルの製造装置を提供する。【解決手段】このコイル１０の製造方法は、平角導線１１を螺旋状でかつ円形状に巻回することにより、円形状の中間成形コイル１１０を形成する工程と、中間成形コイル１１０の第１部分１１０ａを、コイルエンド予定部１３に成形する工程と、中間成形コイル１１０の第２部分１１０ｂを、スロット配置予定部１２に成形する工程とを備える。【選択図】図６

Description

本発明は、コイルの製造方法およびコイルの製造装置に関する。

従来、導線が複数回巻回され、スロット配置予定部とスロット配置予定部を接続するコイルエンド予定部とを有するコイルの製造方法およびコイルの製造装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、平角導線が巻回される巻線治具を備えるステータコイルの巻線形成装置が開示されている。この巻線形成装置は、基台と、回転座とを含む。そして、巻線治具は、回転座に固定されており、巻線治具および回転座は、基台に対して一体的に回転するように構成されている。巻線治具は、トラック形状または略六角形状の外周形状を有する。この巻線形成装置は、平角導線を、回転する巻線治具の外周に沿って巻回することにより、トラック形状または略六角形状を有する中間成形コイルを形成するように構成されている。また、この巻線形成装置は、成形装置を含む。成形装置は、中間成形コイルのコイルエンド予定部をクランク状に成形して、スロット配置予定部とスロット配置予定部を接続するコイルエンド予定部とを有する同芯巻コイル（ステータコイル）を形成するように構成されている。

特開２０１４−２０９８３４号公報

ここで、中間成形コイルを適切に形成するためには、平角導線を巻回する間、平角導線の張力を一定以上の強さに維持する必要がある。しかしながら、上記特許文献１に記載の巻線形成装置（コイルの製造装置）では、巻線治具が、トラック形状または略六角形状の外周形状を有するように形成されているため、平角導線の張力を一定に維持することが困難であると考えられる。具体的には、巻線治具がトラック形状の場合、巻線治具は、直線状の部分と、円弧状の部分と、直線状の部分と円弧状の部分とを接続する部分とを含む。また、巻線治具が略六角形状の場合、巻線治具は、直線状の部分と、直線状の部分同士を接続する屈曲部分とを含む。このため、回転座および巻線治具を一定の速度で回転させた場合には、コイルが巻き取られる速度が変化するので、巻回する部分の形状に応じて平角導線の張力が変動してしまう。このため、巻回中のコイル（平角導線）の張力が大きくなり過ぎた時に、コイルの張力が弾性限界を超えて、コイルが伸びるように塑性変形し、コイルの断面積が減少する。

そこで、回転座および巻線治具の回転速度を変化させて、コイルが巻き取られる速度を一定にする制御を行うことが考えられるが、平角導線を巻回しながら、上記の巻線治具の複雑な形状（特に直線状の部分および屈曲部分）に合わせて回転速度を適切に変化させることは容易ではない。このため、巻線治具の回転速度を変化させることを試みても、平角導線の張力が変動してしまうと考えられる。また、巻線治具を低速で回転して平角導線の張力の変動を下げると、生産性が下がってしまう。したがって、従来のコイルの製造装置では、中間成形コイル（コイル）を形成する際に、平角導線（導線）の張力が変動することに起因して、スロット配置予定部およびスロット配置予定部を接続するコイルエンド予定部を有するステータコイル（コイル）を適切に形成することができない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、導線を巻回する際に、導線の張力の変動を低減することにより、スロット配置予定部およびコイルエンド予定部を有するコイルを適切に形成することが可能で、かつ、生産性の高いコイルの製造方法およびコイル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の局面におけるコイルの製造方法は、ステータのスロットに配置されるスロット配置予定部とステータの中心軸線方向の端部に配置されるコイルエンド予定部とを有するコイルの製造方法であって、導線を螺旋状でかつ円形状に巻回することにより、円状コイルを形成する工程と、円状コイルの第１部分を、コイルエンド予定部に成形する工程と、円状コイルの第２部分を、スロット配置予定部に成形する工程と、を備える。なお、本願明細書では、「円形状」とは、トラック形状および多角形形状とは異なり、直線状の部分を有しない「真円形状」（実質的に真円形状のものも含む）または「楕円形状」（実質的に楕円形状のものも含む）を意味するものとして記載している。

この発明の第１の局面によるコイルの製造方法では、上記のように、導線を螺旋状でかつ円形状に巻回することにより、円状コイルを形成する工程を備える。これにより、平面視において円形状の巻枠に導線を巻回することにより、中間成形コイルとしての円状コイルを形成することができる。その結果、連続した弧状（円形状）部分に導線が巻回されるので、直線状の部分や円弧状の部分を有するトラック形状または多角形形状を有する巻枠（複雑な形状の巻枠）に導線を巻回する場合に比べて、張力の変動を低減することができる。この結果、巻回中に導線の張力が弾性限界を超えずに、コイルが塑性変形してコイルの断面積が減少することを極力防止することができる。すなわち、巻枠に巻回されるコイルの回転中心に対する、距離に変化が少ないので、巻回時のコイルが形成される速度の変動が少なく、張力が安定しやすくなる。この結果、巻枠を低速で回転させる必要がなく、巻枠を比較的高速に回転させることができるので、生産性の低下を防止することができる。また、トラック形状または多角形形状を有する巻枠に比べて、円形状の巻枠では、曲率半径（Ｒ）が大きくなるので低い張力により、コイルを巻枠に沿わせることができる。これにより、導線（コイル）の曲げに必要な張力を小さくすることができるので、さらに巻枠の回転を高速化できる。また、本発明では、円状コイルの第１部分をコイルエンド予定部に成形する工程と、円状コイルの第２部分をスロット配置予定部に成形する工程とを備えることにより、適切に形成された円状コイルからスロット配置予定部およびコイルエンド予定部を有するコイルに成形することができる。この結果、導線を巻回する際に、導線の張力の変動を低減することにより、スロット配置予定部およびコイルエンド予定部を有するコイルを適切に形成することが可能で、かつ、生産性を向上させることができる。

また、上記第１の局面によるコイルの製造方法において、好ましくは、円状コイルを形成する工程は、導線を螺旋状でかつ真円形状に巻回することにより、真円形状の円状コイルを形成する工程である。なお、本願明細書では、「真円形状」とは厳密な真円形状のみならず、実質的に真円形状のものも含む広い概念である。このように構成すれば、平面視において真円形状の巻枠に導線を巻回することにより、中間成形コイルとしての真円形状の円状コイルを形成することができる。その結果、巻枠を等速で回転させれば、容易に導線の張力を一定にすることができる。そして、導線を巻回する際の導線の張力の変動をより一層低減することができるので、コイルをより適切に形成することができる。また、真円形状の巻枠を用いることにより、巻枠を低速で回転させる必要がないため、生産性が低下するのをより一層防止することができる。

ここで、巻枠に中間成形コイルが形成される際、巻枠の形状に沿って導線が成形されながら、導線が巻枠に巻回される。巻回された導線（特に平角導線）では、成形（変形）された方向とは反対方向（巻回外側方向）に向かってスプリングバック力（復元力）が生じる。そして、導線を巻回した後に中間成形コイルを巻枠から取り外した場合、真円形状ではない巻枠に巻回した導線では、このスプリングバック力に起因して、中間成形コイルが変形して、中間成形コイルの各層の向きが変化して、中間成形コイルの形状が崩れてしまうことが考えられる。この場合、中間成形コイルを巻枠から成形装置に搬送して、中間成形コイルを成形装置に配置するために、形状が崩れた中間成形コイルの形状を改めて整える工程を設けるか、または、中間成形コイルを搬送する工程を、導線の張力が維持され形状が崩れる前の中間成形コイルを搬送装置により保持するように構成する必要がある。形状を改めて整える工程を設ける場合、コイルの製造工程が複雑化する。また、導線の張力が維持され形状が崩れる前の中間成形コイルを搬送装置により保持する場合、搬送装置により中間成形コイルが保持されるまで、中間成形コイルに加わる張力を維持させる必要がある。この場合、巻枠から中間成形コイルを取り外して、中間成形コイルを保管して、この巻枠により新たな中間成形コイルを形成することができないため、中間成形コイルを搬送する工程と、中間成形コイルを形成する工程とを並行して実行することができない。したがって、中間成形コイルが真円形状に形成されない場合には、コイルの製造工程が複雑化するか、コイルの製造に要する時間が増大して生産性を向上させにくいと考えられる。

これに対して、本発明において、円状コイルを形成する工程を、導線を螺旋状でかつ真円形状に巻回することにより、真円形状の円状コイルを形成する工程として構成すれば、真円形状の円状コイル（中間成形コイル）にスプリングバック力が生じた場合でも、真円形状を維持することができる。すなわち、真円形状の円状コイルでは、スプリングバック力が生じた場合に、各層の向きが変化した場合でも、直径が広がる方向に変化するのみであり、円状コイル（中間成形コイル）自体の形状は崩れることがない。これにより、形状を改めて整える工程を設ける必要がなく、かつ、導線の張力が維持され形状が崩れる前の中間成形コイルを搬送装置により保持する必要もない。この結果、コイルの製造工程の複雑化、および、コイルの製造に要する時間の増大を防止することができるので、さらに生産性を向上させることができる。

この発明の第２の局面におけるコイルの製造装置は、スロット配置予定部とスロット配置予定部を接続するコイルエンド予定部とを有するコイルの製造装置であって、導線を螺旋状でかつ円形状に巻回することにより、円状コイルを形成する円状コイル形成部と、円状コイルの第１部分を、コイルエンド予定部に成形するコイルエンド予定部成形部と、円状コイルの第２部分を、スロット配置予定部に成形するスロット配置予定部成形部と、を備える。

この発明の第２の局面によるコイルの製造装置では、上記のように構成することにより、導線を巻回する際に、導線の張力の変動を低減することにより、スロット配置予定部およびコイルエンド予定部を有するコイルを適切に形成することが可能で、かつ、生産性を向上させることができる。

本発明によれば、上記のように、導線を巻回する際に、導線の張力の変動を低減することにより、スロット配置予定部およびコイルエンド予定部を有するコイルを適切に形成することが可能で、かつ、生産性を向上させることができる。

本発明の一実施形態による同芯巻コイルがステータに配置された状態を示す斜視断面図である。 本発明の一実施形態による同芯巻コイルの斜視図である。 本発明の一実施形態による同芯巻コイルの正面図である。 本発明の一実施形態による同芯巻コイルの第１コイルエンド予定部の上面図である。 本発明の一実施形態による同芯巻コイルの第２コイルエンド予定部の下面図である。 本発明の一実施形態による中間成形コイルおよび円状コイル形成部の斜視図である。 本発明の一実施形態による中間成形コイルおよび円状コイル形成部の平面図である。 本発明の一実施形態による張力が加わった状態の中間成形コイルおよび円状コイル形成部の断面図である。 本発明の一実施形態によるスプリングバック力により直径が拡大した状態の中間成形コイルを示す断面図である。 本発明の一実施形態によるコイル搬送装置の平面図である。 本発明の一実施形態による成形装置の斜視図である。 本発明の一実施形態による一方外側金型と他方外側金型とが噛み合う前の状態を示す図である。 本発明の一実施形態による一方外側金型と他方外側金型とが噛み合った状態を示す図である。 本発明の一実施形態による中間形成コイルを搬送する工程を説明するための平面図である。 本発明の一実施形態によるコイルエンド予定部を成形する工程を説明するための平面図である。 本発明の一実施形態によるスロット配置予定部を成形する工程を説明するための平面図（１）である。 本発明の一実施形態によるスロット配置予定部を成形する工程を説明するための平面図（２）である。 本発明の一実施形態によるスロット配置予定部を成形する工程を説明するための平面図（３）である。 本発明の一実施形態による同芯巻コイルの製造工程を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態の第１変形例によるコイルセグメントを説明するための斜視図である。 本発明の一実施形態の第２変形例による中間成形コイルおよび円状コイル形成部の平面図である。 本発明の一実施形態の第３変形例によるコイル搬送部の平面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

［同芯巻コイルの構造］
図１〜図５を参照して、本実施形態による同芯巻コイル１０の構造について説明する。同芯巻コイル１０は、たとえば、回転電機を構成するステータ１００に設けられるステータコイルとして構成されている。なお、同芯巻コイル１０は、特許請求の範囲の「コイル」の一例である。

図１に示すように、ステータ１００は、円環状のステータコア２０を備える。ステータコア２０には、径方向内側に向かって開口するとともに、ステータ１００の中心軸線Ｃ１方向（Ｂ方向）の両側に開口する複数のスロット２１が設けられている。そして、同芯巻コイル１０は、ステータ１００の複数のスロット２１に配置されている。たとえば、同芯巻コイル１０は、スロット２１にステータコア２０の径方向内側から挿入されることにより、スロット２１に配置されている。

図２に示すように、同芯巻コイル１０は、断面が略矩形形状の平角導線１１により形成されている。平角導線１１は、導電性の高い金属（たとえば、銅やアルミニウムなど）に絶縁被覆が施されて形成されている。

また、同芯巻コイル１０は、たとえば、１本の連続した平角導線１１が複数回（たとえば、４回）巻回されることにより形成されたカセットコイルからなる。具体的には、同芯巻コイル１０は、平角導線１１の断面短辺方向に複数の平角導線１１が積層されるように構成されている。また、積層された複数の平角導線１１は、積層方向Ａに互いに所定の間隔を隔てて配置されている。また、本実施形態では、円形状の中間成形コイル１１０（図６参照）が形成された後、円形状の中間成形コイル１１０に、さらにスロット配置予定部１２およびコイルエンド予定部１３が成形されることによって、同芯巻コイル１０が形成されている。なお、中間成形コイル１１０は、特許請求の範囲の「円状コイル」の一例である。なお、スロット配置予定部１２は、中間成形コイル１１０において、ステータコア２０のスロット２１に配置される部分（配置予定の部分）を意味する。また、コイルエンド予定部は、中間成形コイル１１０において、ステータコア２０の中心軸線Ｃ１方向の端部２０ａおよび２０ｂから外側に突出して配置される部分（配置予定の部分）を意味する。

図３に示すように、同芯巻コイル１０は、矢印Ａ２方向に見て、略六角形状を有するように形成されている。具体的には、同芯巻コイル１０は、スロット配置予定部１２（スロット配置予定部１２ａおよび１２ｂ）と、スロット配置予定部１２ａとスロット配置予定部１２ｂとをＢ方向の両端のそれぞれで接続するコイルエンド予定部１３（第１コイルエンド予定部１３ａおよび第２コイルエンド予定部１３ｂ）とを有する。そして、スロット配置予定部１２は、スロット２１に配置された状態で、スロット配置部１１２（スロット収容部）となる。また、コイルエンド予定部１３は、ステータコア２０の中心軸線Ｃ１方向の端部２０ａおよび２０ｂから外側に突出して配置された状態で、コイルエンド部１１３となる。ここで、本願明細書では、Ｂ方向とは、スロット配置予定部１２が延びる方向であり、同芯巻コイル１０がステータ１００に配置された場合に、ステータ１００の中心軸線Ｃ１方向に沿った方向として記載している。

スロット配置予定部１２は、直線形状を有し、ステータコア２０のスロット２１に収容されるスロット収容部として構成されている。また、スロット配置予定部１２ａおよび１２ｂは、それぞれ、ステータコア２０の周方向に所定の間隔を隔てた互いに異なるスロット２１に収容される。第１コイルエンド予定部１３ａおよび第２コイルエンド予定部１３ｂは、それぞれ、ステータコア２０の中心軸線Ｃ１方向の端部２０ａおよび２０ｂから外側に突出するとともに、スロット配置予定部１２ａおよび１２ｂを接続するように構成されている。また、スロット配置予定部１２は、矢印Ａ２方向に見て、略三角形形状（山形状）を有する。

図４および図５に示すように、スロット配置予定部１２は、スロット配置予定部１２ａとスロット配置予定部１２ｂとの周方向に沿った間隔が、積層方向Ａに応じて変化するように、矢印Ａ１方向側（径方向内側）から矢印Ａ２方向側（径方向外側）に広がるように形成されている。また、コイルエンド予定部１３（第１コイルエンド予定部１３ａ、第２コイルエンド予定部１３ｂ）には、平角導線１１の１本分の幅Ｗを平角導線１１の積層方向Ａにオフセットするように屈曲するオフセット部１４（第１オフセット部１４ａ、第２オフセット部１４ｂ）が設けられている。なお、オフセット部１４は、特許請求の範囲の「屈曲部」の一例である。

また、第１オフセット部１４ａおよび第２オフセット部１４ｂのオフセットする方向は互いに反対方向である。具体的には、同芯巻コイル１０の矢印Ｂ２方向に見て、第１オフセット部１４ａは、周方向の一方側（矢印Ｒ１方向側）から、他方側（矢印Ｒ２方向側）に向かって、同芯巻コイル１０の外周側に、平角導線１１の１本分の幅Ｗ分、オフセットしている。また、同芯巻コイル１０の上方から見て、第２オフセット部１４ｂは、周方向の一方側（矢印Ｒ２方向側）から、他方側（矢印Ｒ１方向側）に向かって、同芯巻コイル１０の外周側に、平角導線１１の１本分の幅Ｗ分、オフセットしている。

また、コイルエンド予定部１３には、環状のステータコア２０の円弧に合わせて円弧状に湾曲する第１湾曲部分１５ａと、第１湾曲部分１５ａよりも平角導線１１の１本分の幅Ｗ分、積層方向Ａにずらして配置される第２湾曲部分１５ｂとを有する。そして、第１湾曲部分１５ａと第２湾曲部分１５ｂとは、オフセット部１４により接続されている。

また、図２および図３に示すように、コイルエンド予定部１３（第１コイルエンド予定部１３ａ、第２コイルエンド予定部１３ｂ）には、スロット配置予定部１２が延びる方向（Ｂ方向）に突出する凸部１６（凸部１６ａ、１６ｂ）が設けられている。なお、オフセット部１４は、凸部１６の先端部に配置されている。また、同芯巻コイル１０には、第１湾曲部分１５ａおよび第２湾曲部分１５ｂと、スロット配置予定部１２とを接続する肩部１７（１７ａ、１７ｂ）が設けられている。また、同芯巻コイル１０は、リード線部となる導線１１の一端部に形成される直線状の第１端部１８ａと、導線１１の他端部に形成される直線状の第２端部１８ｂとを有する。

［同芯巻コイルの製造装置の構造］
次に、図６〜図１８を参照して、本実施形態による同芯巻コイル１０の製造装置２００の構造について説明する。製造装置２００は、平角導線１１が複数回巻回され、スロット配置予定部１２とスロット配置予定部１２を接続するコイルエンド予定部１３とを有する同芯巻コイル１０の製造装置（成形装置）として構成されている。なお、図６〜図１８は、説明のために模式的に示した図であり、構成の一部を省略して記載している。

（円状コイル形成部の構造）
図６に示すように、製造装置２００は、円状コイル形成部３０を備える。本実施形態では、円状コイル形成部３０は、平角導線１１を螺旋状でかつ円形状に巻回することにより、円形状の中間成形コイル１１０を形成するように構成されている。具体的には、円状コイル形成部３０は、平角導線１１を巻回するための巻枠３１と、巻枠３１が固定され、巻枠３１の中心軸線Ｃ２回り（矢印Ｅ方向）に回転可能に構成された回転台３２とを含む。そして、巻枠３１は、回転台３２の矢印Ｇ１方向側の面３２ａに固定されており、回転台３２と一体的に回転するように構成されている。

図７に示すように、本実施形態では、巻枠３１は、平面視（矢印Ｇ２方向に見て）において、真円形状（実質的に真円形状）を有する。たとえば、巻枠３１は、外周面３１ｂが真円形状を有し、回転台３２から矢印Ｇ１方向に突出する円柱状または円筒状に形成されている。なお、実質的に真円形状には、たとえば、外周面３１ｂに平角導線１１の巻回を補助するための溝や突起等が設けられた形状も含まれる。

具体的には、巻枠３１は、矢印Ｇ１方向側が直径Ｄ１に形成されているとともに、矢印Ｇ２方向側が直径Ｄ１よりも大きい直径Ｄ２を有するように形成されている。詳細には、巻枠３１は、図８に示すように、直径Ｄ１は、巻枠３１の上面３１ａ（矢印Ｇ１方向側の面）側の外周面３１ｂ同士の距離であり、直径Ｄ２は、巻枠３１の回転台３２側の外周面３１ｃ同士の距離である。

そして、巻枠３１には、上面３１ａから回転台３２に向かって、複数（たとえば、巻回数と同数）の段差部３１ｄが設けられている。そして、巻枠３１は、各段差部３１ｄに平角導線１１の一部が配置された状態で、螺旋状に巻回可能に構成されている。これにより、巻枠３１に形成される中間成形コイル１１０の内径（直径）が、最も矢印Ｇ１方向側の層において、Ｄ１となり、最も矢印Ｇ２方向側の層において、Ｄ２となる。したがって、中間成形コイル１１０の内径は、巻枠３１に巻回された状態で、Ｄ１以上Ｄ２以下となる。なお、以下の説明において、中間成形コイル１１０の直径と記載した場合は、中間成形コイル１１０の内径を意味するものとする。また、図９は、模式図であり、平角導線１１と巻枠３１（直径、段差部３１ｄの大きさ等）との大小関係は、図示に限られない。

図７に示すように、製造装置２００は、導線供給部３３および制御部４０を備える。制御部４０は、導線供給部３３、回転台３２、および、後述する第１移動機構部４１などの動作を制御するように構成されている。たとえば、回転台３２は、モータ等からなる駆動部を有し、制御部４０による制御に基づいて、略一定の回転速度で回転するように構成されている。また、導線供給部３３は、制御部４０の指令に基づいて、平角導線１１を連続的に巻枠３１に供給するように構成されている。

そして、平角導線１１の第１端部１８ａが回転台３２または巻枠３１に対して固定された状態で、略一定の回転速度で回転台３２および巻枠３１が回転されることにより、平角導線１１に加わる張力Ｆ１が、略一定になるように、円状コイル形成部３０が構成されている。なお、張力Ｆ１は、平角導線１１が巻枠３１と導線供給部３３とにより引っ張られる力である。

ここで、本実施形態では、円状コイル形成部３０は、中間成形コイル１１０が巻回される平面上（巻回方向Ｅに沿った平面上）において、第１端部１８ａの先端部１８ｃと第２端部１８ｂの先端部１８ｄとの距離Ｌ１が、第１端部１８ａの根元部１８ｅと第２端部１８ｂの根元部１８ｆとの距離Ｌ２よりも小さい状態で巻回されるように、第１端部１８ａが固定されるとともに、第２端部１８ｂが配置されるように構成されている。好ましくは、距離Ｌ１は、スプリングバック力Ｆ２により第１端部１８ａおよび第２端部１８ｂが移動して、第１端部１８ａおよび第２端部１８ｂが略平行になるように設定されている。ここで、「根元部」とは第１端部１８ａまたは第２端部１８ｂが、巻枠と接触する位置を意味し、「先端部」とは、巻枠から離間した「根元部」とは反対側の端部を意味する。

また、図９に示すように、巻枠３１の直径Ｄ１は、形成する中間成形コイル１１０の直径Ｄ３よりも小さく、巻枠３１の直径Ｄ２は、形成する中間成形コイル１１０の直径Ｄ４よりも小さい。すなわち、巻枠３１は、平角導線１１を巻回後に、巻回外側方向に加わるスプリングバック力Ｆ２により直径が拡大する分小さい、直径（直径Ｄ１および直径Ｄ２）を有するように形成されている。また、巻枠３１は、直径が拡大した後の中間成形コイル１１０の巻回数よりも大きい巻回数で平角導線１１が巻回可能に構成されている。なお、「巻回数が大きい」とは、整数としての巻回数が比較的大きいことに限らず、平角導線１１同士が積層方向Ａにオーバーラップしている角度が比較的大きいことも含むものとして記載している。

具体的には、導線供給部３３と中間成形コイル１１０との接続が解除（切断）された際に、平角導線１１に加わるスプリングバック力Ｆ２により、中間成形コイル１１０の直径Ｄ１の部分は直径Ｄ１よりも大きい直径Ｄ３に拡大し、中間成形コイル１１０の直径Ｄ２の部分は直径Ｄ２よりも大きい直径Ｄ４に拡大する。すなわち、中間成形コイル１１０と巻枠３１との間には、中間成形コイル１１０の径方向に隙間ＣＬが形成される。言い換えると、張力Ｆ１が平角導線１１に加わっている状態の中間成形コイル１１０の巻回数は、スプリングバック力Ｆ２により直径が拡大した後の中間成形コイル１１０の巻回数よりも大きくなっている。

（コイル搬送部の構造）
図１０に示すように、製造装置２００は、コイル搬送部５０を備える。コイル搬送部５０は、たとえば、一対のロボットの把持部５０ａおよび５０ｂ（ロボットハンド）として構成されている。コイル搬送部５０は、中間成形コイル１１０の一部（たとえば、後述する第２部分１１０ｂ）を把持して、円状コイル形成部３０（巻枠３１）から、後述する成形装置６０（図１１参照）に搬送するように構成されている。

（成形装置の構造）
図１１に示すように、製造装置２００は、成形装置６０を備える。成形装置６０は、円形状の中間成形コイル１１０を同芯巻コイル１０に成形するように構成されている。ここで、本実施形態では、成形装置６０は、中間成形コイル１１０の第１部分１１０ａを、コイルエンド予定部１３に成形するコイルエンド予定部成形部７０と、中間成形コイル１１０の第２部分１１０ｂを、スロット配置予定部１２に成形するスロット配置予定部成形部８０とを備える。なお、図１０に示すように、中間成形コイル１１０の第１部分１１０ａとは、Ｊ方向の両端部を含む部分であり、中間成形コイル１１０の第２部分１１０ｂとは、Ｊ方向において第１部分１１０ａの間に設けられ、Ｈ方向の両端部を含む部分である。なお、「Ｊ方向」は、スロット配置予定部１２が形成された状態で、上記「Ｂ方向」と同一の方向となり、「Ｇ方向」は、上記「Ａ方向」と同一の方向となる。

〈コイルエンド予定部成形部の構造〉
図１１に示すように、コイルエンド予定部成形部７０は、外側金型７０ａおよび７０ｂと、内側金型７０ｃおよび７０ｄとを備える。外側金型７０ａおよび７０ｂと、内側金型７０ｃおよび７０ｄとは、それぞれ、Ｊ方向およびＧ方向に沿って移動可能に構成されている。外側金型７０ａは、第１コイルエンド予定部１３ａ側に設けられている。また、外側金型７０ｂは、第２コイルエンド予定部１３ｂ側に設けられる。そして、外側金型７０ａおよび７０ｂには、それぞれ、Ｇ方向（積層方向Ａ）に沿って互いに隙間７１を有するように配置された弧状（円弧状）の複数のフィン７２を有する。また、外側金型７０ａおよび７０ｂは、それぞれ、同芯巻コイル１０のスロット配置予定部１２の一方のスロット配置予定部１２ａと他方側のスロット配置予定部１２ｂとに対応するように、一方外側金型７０１および他方外側金型７０２に、Ｈ方向に分割されている。

複数のフィン７２は、同芯巻コイル１０が配置される円環状のステータコア２０（図１参照）の形状に合わせて、円弧状に形成されている。そして、図１２に示すように、オフセット部１４を成形する前の状態において、一方外側金型７０１の複数のフィン７２ａと、他方外側金型７０２の複数のフィン７２ｂとは、Ｇ方向（平角導線１１の積層方向Ａ）において略同じ高さ位置に配置されている。詳細には、図１１に示すように、一方外側金型７０１、他方外側金型７０２の背面側（同芯巻コイル１０が配置される側とは反対側）の面７３には、複数のフィン７２の間の隙間７１に連通するように複数の弧状の開口部７４が設けられている。

外側金型７０ａおよび７０ｂには、同芯巻コイル１０のスロット配置予定部１２が延びる方向（Ｊ方向）に凹む凹部７５が設けられている。コイルエンド予定部成形部７０の凹部７５は、同芯巻コイル１０の凸部１６に対応する形状を有する。また、コイルエンド予定部成形部７０の凹部７５の両側には、同芯巻コイル１０の肩部１７の形状に対応する形状を有する壁部７６が設けられている。

ここで、図１３に示すように、コイルエンド予定部成形部７０は、オフセット部１４を成形する際に、一方外側金型７０１と他方外側金型７０２とを、Ｇ方向（積層方向Ａ）に沿って互いにずらして配置可能に構成されている。これにより、コイルエンド予定部成形部７０は、一方外側金型７０１の複数のフィン７２ａと、他方外側金型７０２の複数のフィン７２ｂの先端部とを、異なる高さ位置に移動させて、コイルエンド予定部１３にオフセット部１４を成形するように構成されている。詳細には、図１２に示すように、一方外側金型７０１と他方外側金型７０２とが互いに対向する面７０１ａおよび７０２ａを有する。そして、図１３に示すように、一方外側金型７０１と他方外側金型７０２とは、面７０１ａおよび７０２ａが互いにかみ合う（隙間を小さくする）ことにより平角導線１１を屈曲させて、コイルエンド予定部１３にオフセット部１４を成形するように構成されている。

図１１に示すように、内側金型７０ｃおよび７０ｄは、Ｇ方向（積層方向Ａ）に沿って互いに隙間７７を有するように配置された複数のフィン７８を有する。また、複数のフィン７８は、同芯巻コイル１０が配置される円環状のステータコア２０（図１参照）の円弧に合わせて、円弧状に形成されている。

また、フィン７８は、スロット配置予定部１２ａおよび１２ｂのそれぞれに対応するように設けられている。具体的には、フィン７８は、Ｈ方向の一方側のフィン７８ａと、他方側のフィン７８ｂとを含む。そして、フィン７８ａとフィン７８ｂとは、たとえば、Ｇ方向において同じ高さ位置になるように形成されている。

また、内側金型７０ｃは、第１コイルエンド予定部１３ａ側に設けられている。内側金型７０ｄは、第２コイルエンド予定部１３ｂ側に設けられている。また、図１４に示すように、内側金型７０ｃおよび内側金型７０ｄのそれぞれには、Ｊ方向に突出する凸部７９が設けられている。内側金型７０ｃおよび７０ｄの凸部７９は、同芯巻コイル１０の凸部１６に対応する形状を有する。そして、凸部７９が中間成形コイル１１０の第１部分１１０ａを押圧することにより、凸部１６が形成される。

〈スロット配置予定部成形部の構造〉
図１１に示すように、スロット配置予定部成形部８０は、中間成形コイル１１０（同芯巻コイル１０）のＨ方向の両側でかつ外側に配置されている。本実施形態では、図１６〜図１８に示すように、スロット配置予定部成形型８０ａおよび８０ｂは、中間成形コイル１１０の第２部分１１０ｂを中間成形コイル１１０の両外側から内側に向かって押圧することにより、第２部分１１０ｂをスロット配置予定部１２に成形するように構成されている。すなわち、スロット配置予定部成形部８０は、外側金型として機能する。

具体的には、図１１に示すように、スロット配置予定部成形部８０は、スロット配置予定部成形型８０ａおよび８０ｂを含む。そして、スロット配置予定部成形型８０ａは、スロット配置予定部１２ａを成形するように構成されており、スロット配置予定部成形型８０ｂは、スロット配置予定部１２ｂを成形するように構成されている。詳細には、スロット配置予定部成形型８０ａおよび８０ｂは、Ｈ方向に沿って移動可能に構成されている。そして、スロット配置予定部成形型８０ａは、中間成形コイル１１０の矢印Ｈ１方向側の第２部分１１０ｂを、中間成形コイル１１０の内側に向かって押圧するように構成されている。また、スロット配置予定部成形型８０ｂは、中間成形コイル１１０の矢印Ｈ２方向側の第２部分１１０ｂを、中間成形コイル１１０の内側に向かって押圧するように構成されている。

詳細には、スロット配置予定部成形型８０ａおよび８０ｂには、中間成形コイル１１０の各層の平角導線１１に沿って延びる複数の溝部８１が設けられている。溝部８１は、中間成形コイル１１０の第２部分１１０ｂが嵌るように構成されている。そして、複数の溝部８１の各底部は、スロット配置予定部成形型８０ａおよび８０ｂが中間成形コイル１１０の内側方向に移動されて中間成形コイル１１０に接触して押圧する押圧面８１ａとして構成されている。

ここで、本実施形態では、押圧面８１ａは、弧状に形成されている。詳細には、押圧面８１ａは、第２部分１１０ｂを押圧した場合に第２部分１１０ｂのスプリングバック力Ｆ３により第２部分１１０ｂが変形して巻回外側に広がる大きさを相殺するように、弧状が形成されている。具体的には、押圧面８１ａは、Ｊ方向の中央部が両端部に比べて中間成形コイル１１０の内側方向に突出するように円弧状に形成されている。

これにより、図１７に示すように、スロット配置予定部成形型８０ａおよび８０ｂは、中間成形コイル１１０の第２部分１１０ｂを押圧した場合に、第２部分１１０ｂを中間成形コイル１１０の内側に窪むように変形させることが可能に構成されている。そして、押圧面８１ａによる第２部分１１０ｂの押圧が解除された後には、第２部分１１０ｂのスプリングバック力Ｆ３により、内側に窪んでいた第２部分１１０ｂの形状がスロット配置予定部１２ａおよび１２ｂに変形される。

〈第１〜第４移動機構部の構成〉
図１１に示すように、同芯巻コイル１０の製造装置２００は、図示しないモータや油圧などの駆動源を含み、制御部４０の指令に基づいて動作する第１移動機構部４１、第２移動機構部４２、第３移動機構部および第４移動機構部４４を備える。第１移動機構部４１は、外側金型７０ａおよび７０ｂを中間成形コイル１１０（同芯巻コイル１０）に対して相対的に移動させるように構成されている。また、第１移動機構部４１は、外側金型７０ａをＪ方向に沿って移動させる第１移動機構部４１ａと、外側金型７０ｂをＪ方向に沿って移動させる第１移動機構部４１ｂとを含む。第２移動機構部４２は、一方外側金型７０１を他方外側金型７０２（図１３参照）に対して、Ｇ方向（積層方向Ａ）に沿った方向に移動させるように構成されている。第３移動機構部４３は、内側金型７０ｃをＪ方向に沿って移動させる第３移動機構部４３ａと、内側金型７０ｄをＪ方向に沿って移動させる第３移動機構部４３ｂとを含む。第４移動機構部４４は、スロット配置予定部成形型８０ａをＨ方向に沿って移動させる第４移動機構部４４ａと、スロット配置予定部成形型８０ｂをＨ方向に沿って移動させる第４移動機構部４４ｂとを含む。

［同芯巻コイルの製造方法］
次に、図１、図２、図６〜図１９を参照して、本実施形態による同芯巻コイル１０の製造方法について説明する。本実施形態による製造方法では、平角導線１１が複数回巻回され、スロット配置予定部１２とスロット配置予定部１２を接続するコイルエンド予定部１３とを有する同芯巻コイル１０が製造される。なお、図１９には、同芯巻コイル１０の製造方法を説明するためのフローチャートを示している。

（円状コイルの形成工程）
まず、ステップＳ１（図１９参照）において、円状コイル形成部３０により、中間成形コイル１１０が形成される。本実施形態では、平角導線１１が螺旋状でかつ真円形状に巻回されることにより、真円形状の中間成形コイル１１０が形成される。また、本実施形態では、中間成形コイル１１０の直径Ｄ３よりも小さい直径Ｄ１を有する状態で、平角導線１１を螺旋状でかつ真円形状に巻回し、巻回された平角導線１１のスプリングバック力Ｆ２により直径Ｄ１から直径Ｄ３に大きくなることにより、直径Ｄ３を有する中間成形コイル１１０が形成される。

具体的には、図６〜図８に示すように、矢印Ｇ２方向に見て、真円形状に形成されており、外周面３１ｂ同士の距離がＤ１（直径Ｄ１）である巻枠３１に、平角導線１１が巻回される。詳細には、図７に示すように、導線供給部３３から平角導線１１が供給され、平角導線１１の第１端部１８ａが巻枠３１または回転台３２に対して固定される。そして、回転台３２が巻枠３１と一体的に回転されるとともに、導線供給部３３から平角導線１１が供給されることにより、平角導線１１が巻枠３１の外周面３１ｂに巻回される。この時、回転台３２は、略一定の回転速度により回転され、平角導線１１に加わる張力Ｆ１が略一定となっている。そして、平角導線１１は、巻枠３１の回転台３２側から巻枠３１の上面３１ａ側に向かって、螺旋状に巻回される。

この時、本実施形態では、中間成形コイル１１０が巻回される平面上（巻回方向Ｅに沿った平面上）において、第１端部１８ａの先端部１８ｃと、第２端部１８ｂの先端部１８ｄとの距離Ｌ１が、第１端部１８ａの根元部１８ｅと第２端部１８ｂの根元部１８ｆとの距離Ｌ２よりも小さい状態で、導線１１を螺旋状でかつ真円形状に巻回される。すなわち、第１端部１８ａと第２端部１８ｂとが、先端部同士が近付く（向き合う）ように配置される。

ここで、張力Ｆ１が加えられた状態の中間成形コイル１１０は、張力Ｆ１が解放され、スプリングバック力Ｆ２によりが第１端部１８ａと第２端部１８ｂとが移動して互いに平行になることを見込んで、移動した後の第１端部１８ａの先端部１８ｃと、第２端部１８ｂの先端部１８ｄとの距離Ｌ２よりも小さい状態（距離Ｌ１の状態）で、巻枠３１に巻回されている。

これにより、平角導線１１に張力Ｆ１が加えられた状態で、最も矢印Ｇ１方向側の層が直径Ｄ１を有するとともに、最も矢印Ｇ２方向側の層が直径Ｄ２を有する真円形状の中間成形コイル１１０が形成される。ここで、張力Ｆ１が加えられた状態の中間成形コイル１１０は、張力Ｆ１が解放され、スプリングバック力Ｆ２により直径が拡大した後の中間成形コイル１１０の巻回数よりも大きい巻回数で、巻枠３１に巻回されている。

そして、平角導線１１の巻回後、導線供給部３３と中間成形コイル１１０との接続が解除（切断）される。これにより、図９に示すように、中間成形コイル１１０のスプリングバック力Ｆ２により、中間成形コイル１１０の直径Ｄ１の部分は直径Ｄ３に拡大し、直径Ｄ２の部分は直径Ｄ４に拡大する。また、スプリングバック力Ｆ２により、第１端部１８ａの先端部１８ｃと第２端部１８ｂの先端部１８ｄとの距離がＬ１がＬ２に大きくなり、第１端部１８ａと第２端部１８ｂとが平行（図７点線参照）になる。なお、本実施形態では、中間成形コイル１１０が真円形状に形成されているので、張力Ｆ１が開放されてスプリングバック力Ｆ２が中間成形コイル１１０に加わった場合でも、中間成形コイル１１０の直径、巻回数および第１端部１８ａおよび第２端部１８ｂの位置のみが変化し、捻じれ（積層が崩れる状態）は生じない。また、この時、中間成形コイル１１０と巻枠３１との間には、中間成形コイル１１０の径方向に隙間ＣＬが形成される。

（円状コイルの搬送工程）
ステップＳ２において、中間成形コイル１１０がコイル搬送部５０により、円状コイル形成部３０から、成形装置６０に搬送される。具体的には、図１０に示すように、コイル搬送部５０の把持部５０ａおよび５０ｂにより、たとえば、中間成形コイル１１０の第２部分１１０ｂが把持され、巻枠３１から取り出される。そして、図１４に示すように、コイル搬送部５０により、成形装置６０において、内側金型７０ｃおよび７０ｄの外側で、かつ、外側金型７０ａおよび７０ｂ（図１１参照）とスロット配置予定部成形型８０ａおよび８０ｂ（図１１参照）との内側に、中間成形コイル１１０が搬送されて配置される。

（コイルエンド予定部の成形工程）
ステップＳ３において、コイルエンド予定部成形部７０により、中間成形コイル１１０の第１部分１１０ａが、コイルエンド予定部１３に成形される。具体的には、図１５に示すように、中間成形コイル１１０の第１部分１１０ａが外側金型７０ａおよび７０ｂと内側金型７０ｃおよび７０ｄとによりＪ方向両側から挟まれるように押圧されることにより、第１部分１１０ａがコイルエンド予定部１３に成形される。

詳細には、第３移動機構部４３により、内側金型７０ｃおよび７０ｄが互いに離れるように、Ｊ方向に沿って移動される。そして、内側金型７０ｃおよび７０ｄが中間成形コイル１１０の第１部分１１０ａに当接する。そして、中間成形コイル１１０の内側から外側に向かって、第１部分１１０ａが内側金型７０ｃおよび７０ｄにより押圧されることにより、円形状の中間成形コイル１１０がＪ方向に楕円形状に広げられる。そして、第１部分１１０ａを内側金型７０ｃおよび７０ｄにより押圧した状態で、第１移動機構部４１により、一方外側金型７０１および７０２が中間成形コイル１１０に対して、近付く方向（Ｊ方向）に移動させることにより、中間成形コイル１１０を、外側金型７０ａおよび７０ｂと、内側金型７０ｃおよび７０ｄとにより両側から挟み込むように、第１部分１１０ａが押圧されて、コイルエンド予定部１３に成形される。また、この時、コイルエンド予定部１３がフィン７２に接触することにより、フィン７２の形状に沿うように、コイルエンド予定部１３が湾曲されて、第１湾曲部分１５ａおよび第２湾曲部分１５ｂ（図２〜図５参照）が形成される。

また、内側金型７０ｃおよび７０ｄの凸部７９により、コイルエンド予定部１３を外側金型７０ａおよび７０ｂの凹部７５に押圧して、コイルエンド予定部１３の頂部１９が変形されて、凸部１６（凸部１６ａ、１６ｂ）に成形される。また、外側金型７０ａおよび７０ｂの壁部７６に、コイルエンド予定部１３が押圧されることにより、肩部１７が形成される。なお、凸部１６ａおよび１６ｂの形成は、並行して行われる。

（スロット配置予定部の成形工程）
ステップＳ４において、スロット配置予定部成形部８０により、第２部分１１０ｂがスロット配置予定部１２に成形される。ここで、図１５に示すように、上記のコイルエンド予定部１３の成形工程の直後は、中間成形コイル１１０の第２部分１１０ｂは、Ｊ方向の中央部がＨ方向外側に広がる弧状を有する。本実施形態では、第２部分１１０ｂが中間成形コイル１１０の内側に撓むように、第２部分１１０ｂを中間成形コイル１１０のＨ方向の両外側から内側に向かって押圧し、中間成形コイル１１０のスプリングバック力Ｆ３により、撓んだ第２部分１１０ｂが直線状に変形することにより、第２部分１１０ｂがスロット配置予定部１２に成形される。

詳細には、図１６に示すように、本実施形態では、上記のコイルエンド予定部１３を成形する工程の後、内側金型７０ｃおよび７０ｄをコイルエンド予定部１３の内側に配置した状態で、外側金型７０ａおよび７０ｂが中間成形コイル１１０から離間するように、Ｊ方向に移動される。そして、第２部分１１０ｂが、中間成形コイル１１０のＪ方向と垂直な方向であるＨ方向の両外側から内側に向かって、スロット配置予定部成形型８０ａおよび８０ｂにより押圧される。

そして、図１７に示すように、中間成形コイル１１０の第２部分１１０ｂがスロット配置予定部成形型８０ａおよび８０ｂにより押圧されることにより、第２部分１１０ｂがＪ方向に沿った形状（直線状）になった後も継続して、スロット配置予定部成形型８０ａおよび８０ｂにより、Ｈ方向内側に押圧される。また、この時、内側金型７０ｃおよび７０ｄが互いに近付くように、スロット配置予定部成形型８０ａおよび８０ｂの移動に合わせて移動される。これにより、第２部分１１０ｂがスロット配置予定部成形型８０ａおよび８０ｂの弧状を有する押圧面８１ａの形状に沿って、第２部分１１０ｂが内側に窪むように変形される。

その後、図１８に示すように、スロット配置予定部成形型８０ａおよび８０ｂが、それぞれ、第２部分１１０ｂから離間して互いに離れるように、Ｈ方向に移動される。また、内側金型７０ｃおよび７０ｄがコイルエンド予定部１３を内側から外側に押圧するように、Ｊ方向に移動される。これにより、中間成形コイル１１０のスプリングバック力Ｆ３により、撓んだ第２部分１１０ｂが直線状に変形されて、第２部分１１０ｂがスロット配置予定部１２に成形される。なお、本実施形態では、第２部分１１０ｂをスロット配置予定部１２ａに成形する工程と、第２部分１１０ｂをスロット配置予定部１２ｂに成形する工程とは、それぞれ、スロット配置予定部成形型８０ａおよび８０ｂにより、並行して行われる。

（オフセット部の成形工程）
ステップＳ５において、図１２および図１３に示すように、一方外側金型７０１と他方外側金型７０２とにより、コイルエンド予定部１３にオフセット部１４が形成される。詳細には、第２移動機構部４２により、一方外側金型７０１を他方外側金型７０２に対して、平角導線１１の積層方向Ａに沿った方向に相対的に移動させることによって、コイルエンド予定部１３に、平角導線１１の１本分の幅Ｗを平角導線１１の積層方向Ａにオフセットするように屈曲するオフセット部１４を形成する。具体的には、一方外側金型７０１と他方外側金型７０２とが、面７０１ａおよび７０２ａとの隙間が小さくなるように（噛み合うように）に移動されることにより、第１オフセット部１４ａおよび第２オフセット部１４ｂが形成される。これにより、本実施形態による同芯巻コイル１０が完成される。

［本実施形態の製造方法の効果］
本実施形態の製造方法では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、導線（１１）を螺旋状でかつ円形状に巻回することにより、円状コイル（１１０）を形成する工程を備える。これにより、平面視において円形状の巻枠に導線（１１）を巻回することにより、中間成形コイルとしての円状コイル（１１０）を形成することができる。その結果、連続した弧状部分である円形状に導線（１１）が巻回されるので、直線状の部分や円弧状の部分を有するトラック形状または多角形形状を有する巻枠（複雑な形状の巻枠）に導線（１１）を巻回する場合に比べて、張力の変動を低減することができる。この結果、巻回中に導線（１１）の張力が弾性限界を超えずに、中間成形コイル（１１０）が塑性変形してコイル（１０）の断面積が減少することを極力防止することができる。すなわち、巻枠（３１）に巻回される中間成形コイル（１１０）の回転中心（Ｃ２）に対する、距離（Ｄ１、Ｄ２）に変化が少ないので、巻回時のコイル（１１０）が形成される速度の変動が少なく、張力が安定しやすくなる。この結果、巻枠（３１）を低速で回転させる必要がなく、巻枠（３１）を比較的高速に回転させることができるので、生産性の低下を防止することができる。また、トラック形状または多角形形状を有する巻枠に比べて、円形状の巻枠（３１）では、曲率半径（Ｒ）が大きくなるので低い張力により、コイル（１１０）を巻枠（３１）に沿わせることができる。これにより、導線（コイル）の曲げに必要な張力を小さくすることができるので、さらに巻枠（３１）の回転を高速化できる。また、本実施形態では、円状コイル（１１０）の第１部分（１１０ａ）をコイルエンド予定部（１３）に成形する工程と、円状コイル（１１０）の第２部分（１１０ｂ）をスロット配置予定部（１２）に成形する工程とを備えることにより、適切に形成された円状コイル（１１０）からスロット配置予定部（１２）およびコイルエンド予定部（１３）を有するコイル（１０）に成形することができる。この結果、導線（１１）を巻回する際の導線（１１）の張力（Ｆ１）の変動を低減することにより、スロット配置予定部（１２）およびコイルエンド予定部（１３）を有するコイル（１０）を適切に形成することが可能で、かつ、生産性を向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、円状コイル（１１０）を形成する工程は、導線（１１）を螺旋状でかつ真円形状に巻回することにより、真円形状の円状コイル（１１０）を形成する工程である。このように構成すれば、平面視において真円形状の巻枠（３１）に導線（１１）を巻回することにより、中間成形コイルとしての真円形状の円状コイル（１１０）を形成することができる。その結果、巻枠（３１）を等速で回転させれば、容易に導線（１１）の張力（Ｆ１）を一定にすることができる。そして、導線（１１）を巻回する際の導線（１１）の張力（Ｆ１）の変動をより一層低減することができるので、コイル（１０）をより適切に形成することができる。また、真円形状の巻枠（３１）を用いることにより、巻枠（３１）を低速で回転させる必要がないため、生産性が低下するのをより一層防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、円状コイル（１１０）を形成する工程を、導線（１１）を螺旋状でかつ真円形状に巻回することにより、真円形状の円状コイル（１１０）を形成する工程として構成すれば、真円形状の円状コイル（１１０）（中間成形コイル）にスプリングバック力（Ｆ２）が生じた場合でも、真円形状の形状を維持することができる。すなわち、真円形状の円状コイル（１１０）では、スプリングバック力（Ｆ２）が生じた場合に、各層の向きが変化した場合でも、直径が広がる方向に変化するのみであり、円状コイル（１１０）（中間成形コイル）自体の形状は崩れることない。これにより、形状を改めて整える工程を設ける必要がなく、かつ、導線（１１）の張力（Ｆ１）が維持され形状が崩れる前の中間成形コイル（１１０）をコイル搬送部（５０）により保持する必要もない。この結果、コイル（１０）の製造工程の複雑化、および、コイル（１０）の製造に要する時間が増大を防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、円状コイル（１１０）を形成する工程は、円状コイル（１１０）の第１の直径（Ｄ３、Ｄ４）よりも小さい第２の直径（Ｄ１、Ｄ２）を有する状態で導線（１１）を螺旋状でかつ真円形状に巻回し、巻回された導線（１１）のスプリングバック力（Ｆ２）により第２の直径（Ｄ１、Ｄ２）から第１の直径（Ｄ３、Ｄ４）に大きくなることにより、第１の直径（Ｄ３、Ｄ４）を有する円状コイル（１１０）を形成する工程である。このように構成すれば、円状コイル（１１０）が、スプリングバック力（Ｆ２）により直径が大きくなった状態で、円状コイル（１１０）が所望の直径（第１の直径（Ｄ３、Ｄ４））となるので、スプリングバック力（Ｆ２）に抗して円状コイル（１１０）の直径を小さくするための成形工程を別途設ける必要がなくなる。この結果、円状コイル（１１０）を形成する工程が複雑化するのを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、円状コイル（１１０）は、導線（１１）の一端部に形成される直線状の第１端部（１８ａ）と、導線（１１）の他端部に形成される直線状の第２端部（１８ｂ）とを有し、円状コイル（１１０）を形成する工程は、円状コイル（１１０）が巻回される平面上において、第１端部（１８ａ）の先端部（１８ｃ）と、第２端部（１８ｂ）の先端部（１８ｄ）との距離（Ｌ１）が、第１端部（１８ａ）の根元部（１８ｅ）と第２端部（１８ｂ）の根元部（１８ｆ）との距離（Ｌ２）よりも小さい状態で、導線（１１）を螺旋状でかつ真円形状に巻回し、巻回された導線（１１）のスプリングバック力（Ｆ２）により、巻回時よりも第１端部（１８ａ）の先端部（１８ｃ）と第２端部（１８ｂ）の先端部（１８ｄ）との距離が（Ｌ１がＬ２に）大きくなるように円状コイル（１１０）を形成する工程である。このように構成すれば、スプリングバック力（Ｆ２）に抗して第１端部（１８ａ）および第２端部（１８ｂ）を成形するための成形工程を別途設ける必要がなくなる。すなわち、スプリングバック力（Ｆ２）を見込んで、円状コイル（１１０）を形成することができる。この結果、円状コイル（１１０）を形成する工程が複雑化するのをより一層防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、円状コイル（１１０）は、導線（１１）の一端部に形成される直線状の第１端部（１８ａ）と、導線（１１）の他端部に形成される直線状の第２端部（１８ｂ）とを有し、円状コイル（１１０）を形成する工程は、円状コイル（１１０）が巻回される平面上において、第１端部（１８ａ）の先端部（１８ｃ）と、第２端部（１８ｂ）の先端部（１８ｄ）との距離（Ｌ１）が、第１端部（１８ａ）の根元部（１８ｅ）と第２端部（１８ｂ）の根元部（１８ｆ）との距離（Ｌ２）よりも小さい状態で、導線（１１）を螺旋状でかつ真円形状に巻回し、巻回された導線（１１）のスプリングバック力（Ｆ２）により、巻回時よりも第１端部（１８ａ）の先端部（１８ｃ）と第２端部（１８ｂ）の先端部（１８ｄ）との距離が（Ｌ１がＬ２に）大きくなり、第１端部（１８ａ）と第２端部（１８ｂ）とが平行になるように、円状コイル（１１０）を形成する工程である。このように構成すれば、スプリングバック力（Ｆ２）に抗して第１端部（１８ａ）および第２端部（１８ｂ）を互いに平行に成形するための成形工程を別途設ける必要がなくなる。すなわち、スプリングバック力（Ｆ２）を見込んで、円状コイル（１１０）を形成することができる。この結果、円状コイル（１１０）を形成する工程が複雑化するのをより一層防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、第２部分（１１０ｂ）を成形する工程は、第２部分（１１０ｂ）を円状コイル（１１０）の両外側から内側に向かって押圧することにより、第２部分（１１０ｂ）をスロット配置予定部（１２）に成形する工程である。このように構成すれば、弧状の第２部分（１１０ｂ）を容易にスロット配置予定部（１２）に成形することができる。

また、本実施形態では、上記のように、第２部分（１１０ｂ）を成形する工程は、第２部分（１１０ｂ）が円状コイル（１１０）の内側に撓むように、第２部分（１１０ｂ）を円状コイル（１１０）の両外側から内側に向かって押圧し、円状コイル（１１０）のスプリングバック力（Ｆ３）により、撓んだ第２部分（１１０ｂ）が直線状に変形することにより、第２部分（１１０ｂ）をスロット配置予定部（１２）に成形する工程である。このように構成すれば、スプリングバック力（Ｆ３）が第２部分（１１０ｂ）に加わった状態で、第２部分（１１０ｂ）が直線状になるので、スロット配置予定部（１２）を成形した後に、スプリングバック力（Ｆ３）に起因してスロット配置予定部（１２）が弧状の第２部分（１１０ｂ）の形状に復元してしまうのを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１部分（１１０ａ）を成形する工程は、円状コイル（１１０）の内側から外側に向かって、第１部分（１１０ａ）をコイルエンド予定部成形型（７０ｃ、７０ｄ）により押圧することにより、第１部分（１１０ａ）をコイルエンド予定部（１３）に成形する工程であり、第２部分（１１０ｂ）を成形する工程は、第１部分（１１０ａ）を成形する工程の後、コイルエンド予定部成形型（７０ｃ、７０ｄ）をコイルエンド予定部（１３）の内側に配置した状態で、第２部分（１１０ｂ）を円状コイル（１１０）の両外側から内側に向かって、スロット配置予定部成形型（８０ａ、８０ｂ）により押圧することにより、第２部分（１１０ｂ）をスロット配置予定部（１２）に成形する工程である。ここで、中間成形コイル（円状コイル（１１０））に寸法誤差がある場合、比較的後の工程で寸法誤差が吸収される。これに対して、上記実施形態のように構成すれば、比較的複雑な形状を有するコイルエンド予定部（１３）の成形を行った後に、比較的単純な形状を有するスロット配置予定部（１２）を成形することができる。その結果、中間成形コイル（円状コイル（１１０））に寸法誤差がある場合でも、比較的複雑な形状を有するコイルエンド予定部（１３）で寸法誤差を吸収するための調整を行うことなく、比較的単純な形状を有するスロット配置予定部（１２）を成形する工程で寸法誤差が吸収されるので、複雑な形状の部分の形状を崩すことなく、より適切にコイルを成形することができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１部分（１１０ａ）を成形する工程は、第１の方向に沿ってコイルエンド予定部成形型（７０ａ〜７０ｄ）を移動させることにより、第１部分（１１０ａ）を押圧して、第１部分（１１０ａ）をコイルエンド予定部（１３）に成形する工程であり、第２部分（１１０ｂ）を成形する工程は、第１の方向と垂直な方向である第２の方向に沿って、スロット配置予定部成形型（８０ａ、８０ｂ）を移動させることにより、第２部分（１１０ｂ）を押圧して、第２部分（１１０ｂ）をスロット配置予定部（１２）に成形する工程である。このように構成すれば、コイルエンド予定部成形型（７０ａ〜７０ｄ）を第２の方向に移動させるように構成することなく、かつ、スロット配置予定部成形型（８０ａ、８０ｂ）を第１の方向に移動させるように構成することなく、コイルエンド予定部（１３）およびスロット配置予定部（１２）を成形することができるので、成形装置（６０）の構成が複雑化するのを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１部分（１１０ａ）を成形する工程の後で、かつ、第２部分（１１０ｂ）を成形する工程の後に、円状コイル（１１０）の導線（１１）が巻回されて積層されている方向に沿った方向にオフセットするように屈曲する屈曲部（１４）を、コイルエンド予定部（１３）に形成する工程をさらに備える。このように構成すれば、円状コイル（１１０）を中間成形コイルとして形成する場合でも、容易に屈曲部（１４）をコイルエンド予定部（１３）に形成することができる。

［本実施形態の製造装置の効果］
本実施形態の製造装置では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように構成することによって、導線（１１）を巻回する際に、導線（１１）の張力（Ｆ１）の変動を低減することにより、スロット配置予定部（１２）およびコイルエンド予定部（１３）を有するコイル（１０）を適切に形成することが可能で、かつ、生産性を向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、円状コイル形成部（３０）は、平面視において、真円形状を有する巻枠（３１）を含む。このように構成すれば、スプリングバック力（Ｆ２）が生じた場合に、円状コイル（１１０）の各層の向きが変化した場合でも、円状コイル（１１０）（中間成形コイル）自体の形状は崩れることない。その結果、円状コイル（１１０）の形状を改めて整える工程を設ける必要がなく、かつ、導線（１１）の張力（Ｆ１）が維持され形状が崩れる前の中間成形コイル（１１０）をコイル搬送部（５０）により保持する必要もないので、コイル（１０）の製造工程の複雑化、および、コイル（１０）の製造に要する時間が増大を防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、スロット配置予定部成形部（８０）は、第２部分（１１０ｂ）を円状コイル（１１０）の両外側から内側に向かって押圧することにより、第２部分（１１０ｂ）をスロット配置予定部（１２）に成形するスロット配置予定部成形型（８０ａ、８０ｂ）を含む。このように構成すれば、スロット配置予定部成形型（８０ａ、８０ｂ）を移動させることにより、第２部分（１１０ｂ）を容易にスロット配置予定部（１２）に成形することができる。

また、本実施形態では、上記のように、スロット配置予定部成形型（８０ａ、８０ｂ）は、第２部分（１１０ｂ）を押圧する押圧面（８１ａ）が弧状に形成されている。このように構成すれば、第２部分（１１０ｂ）を内側に窪むように押圧することができるので、押圧後に、スプリングバック力（Ｆ３）が第２部分（１１０ｂ）に加わった際に、第２部分（１１０ｂ）の形状が弧状に復元してしまうのを防止することができる。

［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特許請求の範囲によって示され、さらに特許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、導線として平角導線を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、断面が円形状の導線を用いてもよい。

また、上記実施形態では、同芯巻コイルを製造する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図２０に示す第１変形例のセグメントコイル４１０を製造してもよい。

ここで、第１変形例のコイルの製造方法では、コイルエンド予定部３１３に成形する工程の後で、かつ、スロット配置予定部３１２に成形する工程の後に、コイルエンド予定部３１３またはスロット配置予定部３１２の一部を切断することにより、セグメントコイル４１０を形成する工程をさらに備える。

具体的には、円形状の中間成形コイル（図６参照）を形成し、図２０（ａ）に示すように、円形状の中間成形コイルからコイルエンド予定部３１３およびスロット配置予定部３１２が成形された略六角形状の環状のコイル３１０を形成する。そして、図２０（ｂ）に示すように、環状のコイル３１０のスロット配置予定部３１２の中央部で、図示しない切断装置により、コイル３１０が２分割されることにより、一方が端部４１２ａとして形成されたスロット配置予定部４１２と、スロット配置予定部４１２を接続するコイルエンド予定部４１３とを有するＵ字形状のセグメントコイル４１０を製造してもよい。

また、セグメントコイルを製造する場合、Ｕ字形状のセグメントコイル４１０に限られず、コイルエンド予定部を切断することにより、Ｊ字形状のセグメントコイル、または、Ｓ字形状のセグメントコイルを製造してもよい。

上記第１変形例の製造方法のように、コイルエンド予定部（３１３）またはスロット配置予定部（３１２）の一部を切断することにより、セグメントコイル（４１０）を形成する工程を設けることにより、セグメントコイル（４１０）を１つずつ個別に形成する場合に比べて、複数個のセグメントコイル（４１０）を１度に形成することができるので、セグメントコイル（４１０）の製造工程数の増大を防止することができる。

また、上記実施形態では、真円形状の中間成形コイルを形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図２１に示す第２変形例の製造方法のように、短軸の長さＤ１１を有しＤ１１よりも大きい長軸の長さＤ１２を有する楕円形状の中間成形コイル６１０を形成してもよい。この場合、円状コイル形成部５３０は、回転台５３２に固定され、平面視において楕円形状を有する巻枠５３１を含む。そして、楕円形状の巻枠５３１に平角導線１１が巻回されることにより、楕円形状の中間成形コイル６１０が形成される。

また、上記実施形態では、巻枠を回転させることにより、平角導線を巻枠に巻回する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、固定された巻枠に、平角導線を螺旋状でかつ円形状に巻回してもよい。

また、上記実施形態では、スロット配置予定部成形型を、中間成形コイルを外側から押圧する外側金型として構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、スロット配置予定部成形型を、中間成形コイルを外側および内側から挟むように押圧する外側金型と内側金型との組み合わせにより構成してもよい。

また、上記実施形態では、スロット配置予定部成形型を、コイル搬送部とは別個に構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図２２に示す第３変形例のコイル搬送部７５０のように、把持部７５０ａおよび７５０ｂが、スロット配置予定部成形型を兼ねてもよい。すなわち、図２２（ａ）に示すように、把持部７５０ａおよび７５０ｂにより、円形状の中間成形コイル１１０を成形装置に搬送した後、図２２（ｂ）に示すように、把持部７５０ａおよび７５０ｂにより、円形状の中間成形コイル１１０の第２部分１１０ｂを押圧して、第２部分１１０ｂをスロット配置予定部１２に成形してもよい。

上記第３変形例のように構成すれば、コイル搬送部が、スロット配置予定部成形型を兼ねる分、コイルの製造装置の構成を簡素化することができる。一方、上記実施形態のように、コイル搬送部と、スロット配置予定部成形型とを別個に構成すれば、コイル搬送部によるコイルを搬送する工程と、スロット配置予定部成形型によるスロット配置予定部を成形する工程とを、並行して実施することができるので、製造に要する時間の増大を防止することができる。

また、上記実施形態では、図１９に示すように、コイルエンド予定部を成形する工程の後で、かつ、スロット配置予定部を成形する工程の後に、オフセット部を成形する工程を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、オフセット部を成形する工程の後に、スロット配置予定部を成形する工程を設けてもよい。

また、上記実施形態では、スロット配置予定部成形型を、中間成形コイルの両外側に配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、スロット配置予定部成形型を、中間成形コイルの一方外側に配置して、スロット配置予定部のうちの一方を成形した後に、一方のスロット配置予定部を成形したスロット配置予定部成形型を、他方のスロット配置予定部側に移動させて、他方のスロット配置予定部を成形してもよい。

１０ 同芯巻コイル（コイル） １１ 平角導線（導線）
１２、１２ａ、１２ｂ、３１２、４１２ スロット配置予定部
１３、３１３、４１３ コイルエンド予定部 １４ オフセット部（屈曲部）
１８ａ 第１端部 １８ｂ 第２端部
１８ｃ 第１端部の先端部 １８ｄ 第２端部の先端部
１８ｅ 第１端部の根元部 １８ｄ 第２端部の根元部
３０、５３０ 円状コイル形成部 ３１、５３１ 巻枠
７０ コイルエンド予定部成形部 ８０ スロット配置予定部成形部
８０ａ、８０ｂ スロット配置予定部成形型 ８１ａ 押圧面
１００ ステータ １１０ 中間成形コイル（円状コイル）
１１０ａ 第１部分 １１０ｂ 第２部分
２００ 製造装置（コイルの製造装置） ４１０ セグメントコイル（コイル）
７５０ コイル搬送部（スロット配置予定部成形部、スロット配置予定部成形型）

Claims (15)

1. ステータのスロットに配置されるスロット配置予定部とステータの中心軸線方向の端部に配置されるコイルエンド予定部とを有するコイルの製造方法であって、
   導線を螺旋状でかつ円形状に巻回することにより、円状コイルを形成する工程と、
   前記円状コイルの第１部分を、前記コイルエンド予定部に成形する工程と、
   前記円状コイルの第２部分を、前記スロット配置予定部に成形する工程と、を備える、コイルの製造方法。
2. 前記円状コイルを形成する工程は、前記導線を螺旋状でかつ真円形状に巻回することにより、真円形状の前記円状コイルを形成する工程である、請求項１に記載のコイルの製造方法。
3. 前記円状コイルを形成する工程は、前記円状コイルの第１の直径よりも小さい第２の直径を有する状態で前記導線を螺旋状でかつ真円形状に巻回し、巻回された前記導線のスプリングバック力により前記第２の直径から前記第１の直径に大きくなることにより、前記第１の直径を有する前記円状コイルを形成する工程である、請求項２に記載のコイルの製造方法。
4. 前記円状コイルは、前記導線の一端部に形成される直線状の第１端部と、前記導線の他端部に形成される直線状の第２端部とを有し、
   前記円状コイルを形成する工程は、前記円状コイルが巻回される平面上において、前記第１端部の先端部と前記第２端部の先端部との距離が、前記第１端部の根元部と前記第２端部の根元部との距離よりも小さい状態で、前記導線を螺旋状でかつ真円形状に巻回し、巻回された前記導線のスプリングバック力により、巻回時よりも前記第１端部の先端部と前記第２端部の先端部との距離が大きくなるように前記円状コイルを形成する工程である、請求項２または３に記載のコイルの製造方法。
5. 前記円状コイルを形成する工程は、前記円状コイルが巻回される平面上において、前記第１端部の先端部と前記第２端部の先端部との距離が、前記第１端部の根元部と前記第２端部の根元部との距離よりも小さい状態で、前記導線を螺旋状でかつ真円形状に巻回し、巻回された前記導線のスプリングバック力により、前記第１端部の先端部と前記第２端部の先端部との距離が大きくなり、前記第１端部と前記第２端部とが平行になるように前記円状コイルを形成する工程である、請求項４に記載のコイルの製造方法。
6. 前記第２部分を成形する工程は、前記第２部分を前記円状コイルの両外側から内側に向かって押圧することにより、前記第２部分を前記スロット配置予定部に成形する工程である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のコイルの製造方法。
7. 前記第２部分を成形する工程は、前記第２部分が前記円状コイルの内側に撓むように、前記第２部分を前記円状コイルの両外側から内側に向かって押圧し、前記円状コイルのスプリングバック力により、撓んだ前記第２部分が直線状に変形することにより、前記第２部分を前記スロット配置予定部に成形する工程である、請求項６に記載のコイルの製造方法。
8. 前記第１部分を成形する工程は、前記円状コイルの内側の外側に向かって、前記第１部分をコイルエンド予定部成形型により押圧することにより、前記第１部分を前記コイルエンド予定部に成形する工程であり、
   前記第２部分を成形する工程は、前記第１部分を成形する工程の後、前記コイルエンド予定部成形型を前記コイルエンド予定部の内側に配置した状態で、前記第２部分を前記円状コイルの両外側から内側に向かって、スロット配置予定部成形型により押圧することにより、前記第２部分を前記スロット配置予定部に成形する工程である、請求項６または７に記載のコイルの製造方法。
9. 前記第１部分を成形する工程は、第１の方向に沿って前記コイルエンド予定部成形型を移動させることにより、前記第１部分を押圧して、前記第１部分を前記コイルエンド予定部に成形する工程であり、
   前記第２部分を成形する工程は、前記第１の方向と垂直な方向である第２の方向に沿って、前記スロット配置予定部成形型を移動させることにより、前記第２部分を押圧して、前記第２部分を前記スロット配置予定部に成形する工程である、請求項８に記載のコイルの製造方法。
10. 前記第１部分を成形する工程の後で、かつ、前記第２部分を成形する工程の後に、前記円状コイルの前記導線が巻回されて積層されている方向に沿った方向にオフセットするように屈曲する屈曲部を、前記コイルエンド予定部に形成する工程をさらに備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載のコイルの製造方法。
11. 前記コイルエンド予定部に成形する工程の後で、かつ、前記スロット配置予定部に成形する工程の後に、前記コイルエンド予定部または前記スロット配置予定部の一部を切断することにより、セグメントコイルを形成する工程をさらに備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のコイルの製造方法。
12. スロット配置予定部と前記スロット配置予定部を接続するコイルエンド予定部とを有するコイルの製造装置であって、
    導線を螺旋状でかつ円形状に巻回することにより、円状コイルを形成する円状コイル形成部と、
    前記円状コイルの第１部分を、前記コイルエンド予定部に成形するコイルエンド予定部成形部と、
    前記円状コイルの第２部分を、前記スロット配置予定部に成形するスロット配置予定部成形部と、を備える、コイルの製造装置。
13. 前記円状コイル形成部は、平面視において、真円形状を有する巻枠を含む、請求項１２に記載のコイルの製造装置。
14. 前記スロット配置予定部成形部は、前記第２部分を前記円状コイルの両外側から内側に向かって押圧することにより、前記第２部分を前記スロット配置予定部に成形するスロット配置予定部成形型を含む、請求項１２または１３に記載のコイルの製造装置。
15. 前記スロット配置予定部成形型は、前記第２部分を押圧する押圧面が弧状に形成されている、請求項１４に記載のコイルの製造装置。

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