JP2019115139A

JP2019115139A - コイル曲げ装置

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Publication number: JP2019115139A
Application number: JP2017246015A
Authority: JP
Inventors: 大介水島; Daisuke Mizushima; 泰之平尾; Yasuyuki Hirao; 洋明武田; Hiroaki Takeda
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-07-11
Anticipated expiration: 2037-12-22
Also published as: US20190199183A1; JP6943753B2; CN109980870A; US11233443B2; CN109980870B

Abstract

【課題】セグメントコイルの屈曲部の変形を抑制して、ステータコア端面からの屈曲部の突出量を安定させることができるコイル曲げ装置を提供する。【解決手段】コイル曲げ装置１０は、ヨーク２と複数のティース３とを有し周方向に隣接するティース３間にスロットが形成されているステータコア１において、屈曲部Ｋと屈曲部Ｋから延びる２本のリード部Ｒとを含むＵ字型の導線であるセグメントコイルＳＣの各リード部Ｒを２つのスロットに挿入した状態でステータコア１の軸方向端面１ｂから突出しているリード部Ｒの端部をステータコア１側に押し曲げる装置である。コイル曲げ装置１０は、ステータコア１の軸方向端面から突出したリード部Ｒの端部をステータコア１側に押し曲げるコイル曲げ部材１２と、スロット内のセグメントコイルＳＣをステータコア１の径方向内側からヨーク２へ向けて押圧固定するコイル押圧機構１４とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、コイル曲げ装置に関し、特に、ステータコアのスロットに挿入された複数のＵ字型のセグメントコイルのリード部を押し曲げるコイル曲げ装置に関する。

従来、特許文献１には、コイル捻り装置が記載されている。このコイル捻り装置は、ステータコアのスロット内にＵ字型の導線であるセグメントコイルの２本のリード部を挿入した状態で、スタータコアの端面から突出したリード部の端部を捻るように曲げる。この際、Ｕ字型のセグメントコイルの屈曲部にコイル押さえ部材を当接して配置することで、セグメントコイルがステータコアに対して軸方向へ移動するのを制限している。

特開２００８−７９４４３号公報

上記のコイル捻り装置では、Ｕ字型をなすセグメントコイルの屈曲部にコイル押さえ部材を当接させてセグメントコイルの軸方向移動を制限しているが、リード部の端部をステータコアに向かって押し曲げる際の押圧力が大きくなると、セグメントコイルの屈曲部がリード部に加えられた軸方向の押圧荷重に耐えられずに変形することがある。その結果、曲げ加工後にコイル捻り装置からステータコアが取り出されたとき、セグメントコイルの屈曲部がスプリングバックすることによって、ステータコア端面からの屈曲部の突出量にばらつきが生じる可能性がある。

本発明の目的は、セグメントコイルの屈曲部の変形を抑制して、ステータコア端面からの屈曲部の突出量を安定させることができるコイル曲げ装置を提供することである。

本発明に係るコイル曲げ装置は、円筒状のヨークと、前記ヨークから径方向内側に周方向等間隔で突出する複数のティースとを有し周方向に隣接するティース間にスロットが形成されているステータコアにおいて、屈曲部と前記屈曲部から延びる２本のリード部とを含むＵ字型の導線であるセグメントコイルの各リード部を２つのスロットに挿入した状態で前記ステータコアの軸方向端面から突出している前記リード部の端部を前記ステータコア側に押し曲げるコイル曲げ装置であって、前記ステータコアの軸方向端面から突出した前記リード部の端部を前記ステータコア側に押し曲げるコイル曲げ部材と、前記スロット内のセグメントコイルを前記ステータコアの径方向内側から前記スロット内の前記ヨークへ向けて押圧固定するコイル押圧機構と、を備える。

この構成によれば、コイル押圧機構によってスロット内のセグメントコイルがステータコアの径方向内側からスロット内のヨークへ向けて押圧固定されるため、セグメントコイルのリード部を曲げる際に加えられる軸方向荷重がセグメントコイルの屈曲部に伝わることが防止でき、セグメントコイルの屈曲部が変形するのを抑制できる。したがって、コイル曲げ成形後においてステータコア端面からのセグメントコイルの屈曲部の突出量を安定させることができる。

本発明に係るコイル曲げ装置において、前記コイル押圧機構は、前記スロット内のセグメントコイルを径方向外側に押圧固定するコイル押圧部材と、前記コイル押圧部材を径方向に移動可能に保持する円筒状の保持部材と、前記保持部材の内側において軸方向に移動可能に設けられ、前記保持部材の内周側傾斜面に当接するテーパー状の外周面を有する軸方向移動部材と、前記軸方向移動部材を軸方向に移動させる駆動手段と、を備えるのが好ましい。

この構成によれば、駆動手段によって軸方向移動部材を移動させ、軸方向移動部材のテーパー状の外周面で内径側傾斜面を押すことでコイル押圧部材を径方向外側へ移動させ、スロット内のセグメントコイルを径方向外側に押圧固定することができる。その結果、セグメントコイルのリード部を曲げる際に加えられる軸方向荷重がセグメントコイルの屈曲部に伝わることが防止でき、セグメントコイルの屈曲部が変形するのを抑制できる。したがって、コイル曲げ成形後においてステータコア端面からのセグメントコイルの屈曲部の突出量を安定させることができる。

この場合、前記コイル押圧部材には、周方向に貫通して軸方向に伸びるスリットが形成されているのが好ましい。この構成によれば、スリットによってコイル押圧部材が径方向に弾性変形しやすくなるため、セグメントコイルの製品形状にばらつきがある場合であっても、コイル押圧部材が剛体である場合に比べて安定した押圧力でスロット内のセグメントコイルを押圧固定することができる。

また、本発明に係るコイル曲げ装置において、前記スロット内には絶縁シートがスロット内壁面に沿って設けられ、前記絶縁シートの径方向内側の両端は前記スロットの径方向開口部に対向して開いた状態で配置されており、前記コイル押圧部材の径方向外側端部の軸方向端面には前記絶縁シートの両端間に差し込まれるガイド突起が形成されていてもよい。

この構成によれば、ガイド突起を絶縁シートの両端間に差し込むようにコイル押圧部材を軸方向に移動させることでコイル押圧部材とスロット内のセグメントコイルとの間に絶縁シートを挟み込むのを防止できる。その結果、スロット内のセグメントコイルを安定した押圧力で押圧固定することができる。

本発明に係るコイル曲げ装置によれば、セグメントコイルの屈曲部の変形を抑制して、ステータコア端面からの屈曲部の突出量を安定させることができる。

実施形態のコイル曲げ装置の軸方向に沿った断面図である。実施形態のコイル曲げ装置の径方向に沿った一部断面図である。セグメントコイルのリード部がスロット内で押圧固定されている様子を示す径方向に見た図である。セグメントコイルのリード部がスロット内で押圧固定されている様子を示す周方向に見た図である。スロット内においてセグメントコイルが固定されていない比較例のコイル曲げ装置を示す図である。スロット内でセグメントコイルを固定せずにリード部端部の押し倒しを行った場合に屈曲部の突出量が変化する様子を示すグラフである。スロット内でセグメントコイルを固定せずにリード部端部の押し倒しを行った場合に屈曲部における絶縁皮膜の膜厚が圧痕により変化する様子を示すグラフである。コイル押圧部材を固定ボルトによって押圧した構成を示す図である。図７に示す構成においてボルトの締付トルクを１．２Ｎ・ｍとした場合のコイル移動量の結果を示すグラフである。図７に示す構成においてボルトの締付トルクを１．５Ｎ・ｍとした場合のコイル移動量の結果を示すグラフである。ボルト締付力が１．５Ｎ・ｍ以上でセグメントコイルの固定が可能であることを確認した結果を示すグラフである。ボルト締付力１．５Ｎ・ｍ以上がコイル押圧力５００Ｎ以上に相当することを示すグラフである。図７に示す構成においてセグメントコイルを５００Ｎのコイル押圧力で固定した場合に屈曲部における絶縁皮膜の膜厚が圧痕により変化した様子を示すグラフである。コイル押圧部材に２本のスリットを形成した例を示す図である。コイル押圧部材に１１本のスリットを形成した例を示す図である。コイル押圧部材に形成したスリットの本数とばらつき吸収量の関係を示すグラフである。スロット内のセグメントコイルとコイル押圧部材との間に絶縁シートが挟まっていない正常状態を示す図である。スロット内のセグメントコイルとコイル押圧部材との間に絶縁シートが挟まっている状態を示す図である。絶縁シートの挟み込みが生じた場合に隣接するスロットでコイル固定力が低下した状態が発生したことを示すグラフである。コイル押圧部材の先端下部にガイド突起を設けた例を示す図である。図１８に示したガイド突起の効果を示す図である。セグメントコイルのリード部先端を曲げ部材に当接して位置決めした様子を示す図である。セグメントコイルの屈曲部先端を固定治具に当接して位置決めした様子を示す図である。

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。

図１は実施形態のコイル曲げ装置１０の軸方向に沿った断面図であり、図２はコイル曲げ装置１０の径方向に沿った一部断面図である。図１にはステータコア１の軸方向（または積厚方向）が矢印で示され、図２にはステータコア１の径方向および周方向が矢印でそれぞれ示されている。

コイル曲げ装置１０は、ステータコア１に組み付けられるセグメントコイルＳＣのリード部Ｒを押し曲げるための装置である。以下では、まず、ステータコア１およびセグメントコイルＳＣについて説明し、次いで、コイル曲げ装置１０について説明する。

ステータコア１は、円筒状をなす磁性部材で構成される。ステータコア１は、例えば、円環状に打ち抜き加工された電磁鋼板を軸方向に積層して一体に連結することによって構成される。

図１および図２に示すように、ステータコア１は、周方向に延在するヨーク２と、ヨーク２から径方向内側に突出する複数のティース３とを有する。ティース３は、ヨーク２において周方向に等間隔で設けられている。また、ティース３は、ステータコア１の軸方向全長にわたって延在している。

周方向に隣接するティース３の間には、スロット４が形成されている。スロット４は、軸方向に延在してステータコア１の軸方向端面に開口するとともに径方向内側にも開口する溝である。スロット４の径方向外側の底部はヨーク２によって構成され、バックヨークとも呼ばれる。

図２に示すように、ティース３の径方向内側の端部には、周方向両側に張り出した張出部が形成されている。これより、スロット４の径方向内側の開口部の周方向幅は、スロット４の他の部分の周方向幅よりも狭くなっている。その結果、スロット４内に配置されたセグメントコイルＳＣのリード部Ｒがスロット４から径方向内側へ抜け出ないようになっている。なお、スロット４の周方向幅は、径方向内側の開口部を除いて、一定の周方向幅に形成されている。

スロット４内には、セグメントコイルＳＣのリード部Ｒが複数配置されている。図２では、６本のリード部Ｒが径方向に並んで配置された例が示される。ただし、スロット４内に配置されるセグメントコイルＳＣの本数は、６本に限らず、他の本数（例えば８本等）であってもよい。

図３Ａ及び図３Ｂは、セグメントコイルのリード部がスロット内で押圧固定されている様子を示す図である。図３Ａに示すように、セグメントコイルＳＣは、略Ｖ字状に屈曲した屈曲部Ｋと、この屈曲部Ｋの両端から延びる２本のリード部Ｒとを一体に含むＵ字型の導線である。セグメントコイルＳＣの２本のリード部Ｒは互いに平行に延びている。

図２に示すように、セグメントコイルＳＣは、例えば断面が矩形状をなす角型導線（例えば、平角線）によって形成されている。セグメントコイルＳＣは、導電部である銅線と、銅線の周囲を被覆する絶縁皮膜とを含む。なお、図示していないが、リード部Ｒの先端は、後工程である溶接のために絶縁皮膜が予め除去されて、銅線が露出した状態になっている。

セグメントコイルＳＣがステータコア１に組み付けられる前に、スロット４内には絶縁シート（または絶縁紙）５が配置される（図１５参照）。絶縁シート５は、例えば、絶縁性樹脂からなるシート材から構成され、スロット４内に位置するセグメントコイルＳＣのリード部Ｒとステータコア１との間の絶縁性を向上させる機能を有する。

絶縁シート５は、軸方向視で略Ｕ字状をなすように予め折り曲げられる。この状態でスロット４内に軸方向から挿入されて配置される。これにより、スロット４内では、絶縁シート５が、周方向に対向する２つの内壁面と、径方向外側に位置する径方向内壁面とに沿った状態で配置される。他方、スロット４の径方向内側では、絶縁シート５の２つの端部が開いた状態になっており、これら２つの端部間の空間がスロット４の径方向内側の開口部に対向して設けられる。

セグメントコイルＳＣの２本のリード部Ｒは、２つのスロット４にステータコア１の軸方向一方側の端面１ａから挿入されて配置される。このとき、リード部Ｒは、スロット４内において絶縁シート５の内側に配置される。本実施形態では、２本のリード部Ｒは、周方向に隣接するスロット４ではなく、所定数のスロット４を飛ばして周方向に離れている２つのスロット４に挿入される。複数（例えば６本）のセグメントコイルＳＣが同様に挿入されて、全てのスロット４内にリード部Ｒが径方向に並んだ状態に配置される。このように配置された各セグメントコイルＳＣでは、図１に示すように、リード部Ｒの端部がステータコア１の軸方向他方側の端面１ｂから突出した状態となる。

上記のようにセグメントコイルＳＣが配置されたステータコア１は、図１に示すように、コイル曲げ装置１０にセットされる。このとき、ステータコア１は、固定部材１１（図３Ｂ参照）等によって固定されている。

図１および図２に示すように、コイル曲げ装置１０は、コイル曲げ部材１２と、コイル押圧機構１４とを備える。コイル曲げ部材１２は、ステータコア１の軸方向端面から突出したセグメントコイルＳＣのリード部Ｒの端部をステータコア１側に押し倒すようにして曲げる機能を有する。具体的には、各リード部Ｒの先端はコイル曲げ部材１２の下面に形成された係合部に係合している。この状態で、コイル曲げ部材１２が周方向に回転するとともに、ステータコア１に接近するように移動する。これにより、リード部Ｒの端部がステータコア１側へ押し倒されるようにして曲げられる。

コイル押圧機構１４は、スロット４内のセグメントコイルＳＣのリード部Ｒをステータコア１の径方向内側からスロット４内のヨーク２に向けて押圧固定する機能を有する。コイル押圧機構１４は、コイル押圧部材１６と、保持部材１８と、軸方向移動部材２０と、ねじ軸２２およびモータ２４とを備える。ねじ軸２２およびモータ２４は、軸方向移動部材２０を軸方向に移動させる駆動手段を構成する。

コイル押圧部材１６は、スロット４内のセグメントコイルＳＣのリード部Ｒを径方向外側に押圧固定する部材である。コイル押圧部材１６は、各スロット４に対応する数（例えば、４８個）で設けられている。コイル押圧部材１６は、例えば金属板によって構成される。また、コイル押圧部材１６は、図１に示すように、側面視で略台形状に形成されており、径方向外側の側面１６ａと径方向内側の傾斜面（内周側傾斜面）１６ｂとを有する。コイル押圧部材１６において、側面１６ａは軸方向に沿って形成されている。傾斜面１６ｂは軸方向に対して傾斜して形成されており、具体的には軸方向一方側から他方側にいくにしたがって径方向外側に位置するように傾斜している。

また、図２に示すように、コイル押圧部材１６の径方向外側の端部１６ｃは他の部分よりも細幅に形成されている。これにより、コイル押圧部材１６の端部１６ｃをスロット４の径方向内側の開口部からスロット４内に挿入することができる。

保持部材１８は、コイル押圧部材１６を径方向に移動可能に保持する部材である。保持部材１８は、例えば、円筒状の金属部材で構成される。保持部材１８は、円盤状をなすベースプレート１９に例えばねじ止め等によって固定されている。保持部材１８には、各スロット４に対向する位置に軸方向に細長いガイド溝１８ａが形成されている。このガイド溝１８ａ内にコイル押圧部材１６が径方向にスライド移動可能に配置されている。

軸方向移動部材２０は、保持部材１８の内側において軸方向に移動可能に設けられている。軸方向移動部材２０は、図１に示すように、略円錐台状の断面を有し、軸方向に対して傾斜したテーパー状の外周面２０ａを有する。この外周面２０ａの傾斜角度は、コイル押圧部材１６の傾斜面１６ｂと同じ傾斜角に設定されている。これにより、軸方向移動部材２０の外周面２０ａの全体が、コイル押圧部材１６の傾斜面１６ｂに当接するように構成されている。

また、軸方向移動部材２０の中心には、雌ねじ穴が軸方向に貫通して形成され、この雌ねじ穴にねじ軸２２が螺合されている。ねじ軸２２は、ベースプレート１９に固定されたモータ２４の回転軸に連結されている。これにより、モータ２４の駆動によってねじ軸２２が回転すると、軸方向移動部材２０が図１において矢印で示す方向（図１中の下方）に移動する。この移動によって、軸方向移動部材２０の外周面２０ａに傾斜面１６ｂが当接しているコイル押圧部材１６が径方向外側へ押圧されて移動する。その結果、コイル押圧部材１６の端部１６ｃによってスロット４内のリード部Ｒがヨーク２に向けて押圧され、ステータコア１に対してセグメントコイルＳＣが固定される。

なお、本実施形態では、駆動手段をねじ軸２２およびモータ２４によって構成した場合について説明するが、これに限定されるものではない。モータ２４に代えて、ねじ軸２２と一体に形成されたボルト頭部を用い、このボルト頭部を工具等で回すことによってねじ軸２２を回転させてもよい。

図４は、スロット内においてセグメントコイルが固定されていない比較例のコイル曲げ装置を示す図である。この比較例では、リード部Ｒがスロット４内に挿入配置されたセグメントコイルＳＣは、屈曲部Ｋの下端が位置決め部材６上に当接されてステータコア１に対して位置決めされる。この状態で、リード部Ｒの端部をステータコア１側へ曲げるためにコイル曲げ部材７によって軸方向の押圧荷重が加えられる。この押圧荷重が大きい場合、セグメントコイルＳＣの屈曲部Ｋがリード部Ｒに加えられた軸方向の押圧荷重に耐えられずに図４中に破線で示すように塑性変形することがある。その結果、曲げ加工後にコイル曲げ装置からステータコア１が取り出されたとき、セグメントコイルＳＣの屈曲部Ｋがスプリングバックすることによって、屈曲部Ｋのステータコア端面からの突出量にばらつきが生じる可能性がある。ステータコア１の軸方向端面からのリード部Ｒの突出長さを短くすることでコイルエンドを小さく形成することができ、モータの小型化および低コスト化に有利である。しかし、この場合にはコイル曲げ加工に要する押圧荷重が従来よりも増大することになるため上述したような事象が特に起こりやすい。

図５は、スロット４内でセグメントコイルＳＣを固定せずにリード部端部の押し倒しを行った場合に屈曲部Ｋの突出量が変化する様子を示すグラフである。このグラフの横軸は、スロット番号を示し、縦軸はステータコア１の端面１ａからの屈曲部Ｋの突出量を示す。縦軸では、下にいくほど突出量が大きくなる目盛となっている。図５中の「○倒し前」で示すように、リード部Ｒの端部を倒して曲げる前には屈曲部Ｋの突出量は規定範囲内に収まっているが、図５中の「●倒し後」で示すようにリード部Ｒの端部を倒して曲げた後には屈曲部Ｋの突出量が規定範囲外に大きくなるスロットが存在し、屈曲部Ｋの突出量にばらつきが生じることがあった。

図６は、スロット４内でセグメントコイルＳＣを固定せずにリード部Ｒの端部の押し倒しを行った場合に屈曲部Ｋにおける絶縁皮膜の膜厚が圧痕により変化する様子を示すグラフである。上述したように屈曲部Ｋの突出量にばらつきが生じると、例えば０．１ｍｍ単位で隙間設計を行っている屈曲部Ｋ同士の間で接触が生じ、セグメントコイルＳＣの絶縁皮膜に圧痕が生じることが確認されている。この圧痕部では、押し倒しによる曲げ加工の前では規定値以上であった絶縁皮膜の厚みが、規定値以下に薄くなっていることが確認された。したがって、曲げ加工によってセグメントコイルＳＣの屈曲部同士が当接して絶縁皮膜に圧痕が生じると、隣接するセグメントコイルＳＣ間での絶縁性能が低下することになる。

これに対し、本実施形態のコイル曲げ装置１０では、コイル押圧機構１４によってスロット４内のセグメントコイルＳＣのリード部Ｒがステータコア１の径方向内側からスロット４内のヨーク２へ向けて押圧固定されている。そのため、セグメントコイルＳＣのリード部Ｒを曲げる際に軸方向の押圧荷重が加えられてもスロット４内でリード部Ｒが軸方向に移動しない。したがって、セグメントコイルＳＣの屈曲部Ｋに軸方向荷重が伝わることを防止でき、セグメントコイルＳＣの屈曲部Ｋが変形するのを抑制できる。その結果、コイル曲げ成形後においてステータコア１の端面１ａからのセグメントコイルの屈曲部Ｋの突出量を安定させることができる。

また、本実施形態のコイル曲げ装置１０では、リード部Ｒの端部の曲げ加工時に屈曲部Ｋが移動することがないため、隣接する屈曲部Ｋ間に所定の隙間を維持することができ、絶縁皮膜に圧痕が生じるのを防止できる。その結果、隣接するセグメントコイルＳＣ間の絶縁性能を維持することができる。

本願発明者らは、図７に示すような簡易な構成のコイル押圧機構１４Ａを作製して、コイル固定力について確認した。図７に示すように、コイル押圧機構１４Ａでは、コイル押圧部材１６Ａを円筒部材２６に螺合された２本の固定ボルト２８を締め付けることによってスロット４内のセグメントコイルＳＣに押し付ける構成とした。この場合、スロット４内に配列されたセグメントコイルＳＣのリード部Ｒの数は８本とした。また、この場合のコイル曲げ部材によるセグメントコイルＳＣに対する軸方向押圧力を４０ｋＮとした。

図８Ａは図７に示す構成においてボルトの締付トルクを１．２Ｎ・ｍとした場合のコイル移動量の結果を示すグラフであり、図８Ｂは図７に示す構成においてボルトの締付トルクを１．５Ｎ・ｍとした場合のコイル移動量の結果を示すグラフである。図８Ａに示すように、固定ボルト２８の締付力を１．２Ｎ・ｍとしたとき、４８個あるスロットのうち２箇所のスロットで０．２ｍｍ以上のコイル移動が発生した。ここでは、隣接するセグメントコイルＳＣの屈曲部Ｋ間の隙間が０．１ｍｍである場合を想定しているため、屈曲部Ｋ同士が接触して絶縁皮膜に圧痕が生じないようにするには０．２ｍｍを超えるコイル移動が生じるようにする必要があり、コイル移動量が０．２ｍｍを超えた場合を不良（ＮＧ）とした。

次に、固定ボルトの締付トルクを１．５Ｎ・ｍとしてセグメントコイルＳＣに同じ軸方向押圧荷重を加えたところ、図８Ｂに示すように、スロット４内でセグメントコイルＳＣのリード部Ｒが軸方向に移動せず、押圧固定されていたことが確認できた。したがって、この場合のコイル押圧機構１４Ａにおける固定ボルトの締付トルクは、１．５Ｎ・ｍ以上が好ましいことが確認できた。

図９は、ボルト締付力が１．５Ｎ・ｍ以上でセグメントコイルの固定が可能であることを確認した結果を示すグラフである。図１０は、ボルト締付力１．５Ｎ・ｍ以上がコイル押圧力５００Ｎ以上に相当することを示すグラフである。図１１は、図７に示す構成においてセグメントコイルを５００Ｎのコイル押圧力で固定した場合に屈曲部における絶縁皮膜の膜厚が圧痕により変化した様子を示すグラフである。

図９に示すグラフは、横軸が固定ボルト２８の締付トルクを表し、縦軸はコイル移動発生率（％）を表す。ここでは、スロット総数が４８個であり、そのうちコイル移動量が０．２ｍｍを超えたスロット数をスロット総数で除算してコイル移動発生率を算出した。図９に示すように、固定ボルト２８の締付トルクが大きくなるにつれてコイル移動発生率が低下し、固定ボルト２８の締付トルクが１．５Ｎ・ｍ以上でコイル移動発生率がゼロ、すなわち、セグメントコイルＳＣのリード部Ｒがスロット内で軸方向に移動しないように押圧固定された状態になったことが確認できた。

図１０に示すグラフは、横軸が固定ボルト締付トルク（Ｎ・ｍ）を表し、縦軸がコイル押圧力（Ｎ）を表している。このグラフから、固定ボルト２８の締付トルクが１．５Ｎ・ｍ以上は、コイル押圧部材１６Ａによるコイル押圧力が５００Ｎ以上に相当する。したがって、図７に示す構成のコイル押圧機構１４Ａでは、コイル押圧部材１６Ａによるコイル押圧力を５００Ｎ以上に設定すれば、スロット内でのコイル固定を確実に行えることが確認できた。

図１１に示すグラフは、横軸がスロット内でのコイル固定の有無を表し、縦軸がセグメントコイルＳＣの屈曲部Ｋでの絶縁皮膜の厚みを表している。図１１に示すように、スロット内でセグメントコイルＳＣを固定しない場合には、コイル移動による屈曲部Ｋでの圧痕が生じるため、絶縁皮膜の厚みが規定値未満となる部分があったが、スロット内でセグメントコイルＳＣを固定した場合にはコイル移動が発生せず屈曲部Ｋ同士の干渉が生じないため絶縁皮膜の厚みを規定値以上に維持できることが確認できた。

次に、図１２〜図１４を参照して、別の実施形態であるコイル曲げ装置１０Ａについて説明する。ここでは、上述した実施形態のコイル曲げ装置１０と同一構成には同一符号を付して重複する説明を省略する。

図１２は、コイル押圧部材１６に２本のスリット３０を形成した例を示す図である。図１２に示すように、コイル押圧部材１６には、周方向に貫通して軸方向に伸びるスリット３０が形成されている。ここでは、径方向内側のスリット３０がコイル押圧部材１６の軸方向一方側端部の近傍から他方側端部まで伸びて形成され、径方向外側のスリット３０がコイル押圧部材１６の軸方向他方側端部の近傍から一方側端部まで伸びて形成されている。このようなスリット３０は、例えば、金属板からなるコイル押圧部材に板厚方向に貫通する貫通孔をレーザ加工によって形成し、この貫通孔を始端としてワイヤソー加工により切削して形成することができる。

この構成によれば、スリット３０によってコイル押圧部材１６が径方向に弾性変形しやすくなるため、セグメントコイルＳＣの製品形状にばらつきがある場合であっても、コイル押圧部材１６が剛体である場合（すなわちスリットが形成されていない場合）に比べて安定した押圧力でスロット４内のセグメントコイルＳＣのリード部Ｒを押圧固定することができる。

図１３は、コイル押圧部材１６に１１本のスリット３０を形成した例を示す図である。図１４は、コイル押圧部材１６に形成したスリット３０の本数とばらつき吸収量の関係を示すグラフである。

図１３に示すように、コイル押圧部材１６には、１１本のスリット３０が形成されている。より詳しくは、スリット３０は、径方向外側の端部近傍において６本のスリット３０が軸方向に並んで形成され、その径方向内側において５本のスリット３０が軸方向に並んで形成されている。なお、スリット３０の形成位置や本数は、所望のばらつき吸収量や製造コスト等に応じて適宜に変更可能である。

図１４に示すグラフは、横軸がスリット本数を表し、縦軸がばらつき吸収量（ｍｍ）を表している。ここでの「ばらつき」とは、スロット４内で複数のセグメントコイルＳＣのリード部Ｒが径方向に積み重なったときの径方向全長のばらつきを意味する。このようなばらつきがあると、コイル押圧部材１６によるコイル押圧力がスロット間でばらついて不安定になる。

図１４のグラフに示すように、スリット本数が１１本以上の場合に、目標吸収量コイルばらつきＸｍｍ以上を実現できることが確認できた。ただし、スリット本数が多くなるほどコイル押圧部材の製造コストが高くなるため、ここではスリット本数が１１本である場合を示している。

次に、図１５〜図１８を参照して、さらに別の実施形態であるコイル曲げ装置１０Ｂについて説明する。ここでは、上述した実施形態のコイル曲げ装置１０と同一構成には同一符号を付して重複する説明を省略する。

コイル押圧部材１６によってスロット４内のセグメントコイルＳＣを押圧固定する場合、図１５Ａに示すように、リード部Ｒとコイル押圧部材１６との間に絶縁シート５が挟まっていない正常状態とするのが好ましい。その理由は、図１５Ｂに示すように、スロット４内のセグメントコイルＳＣのリード部Ｒとコイル押圧部材１６との間に絶縁シートが挟まってしまうと、この絶縁シート５の挟み込みが生じたスロットと隣接するスロットにおいて十分な押圧力が確保できない恐れがあり、その状態が図１６のグラフに示されている。図１６のグラフでは、絶縁シート５の挟み込みが発生したスロットと隣接する２つのスロットにおいてコイル押圧力が規定値以下となってコイル移動が発生したことを示している。

そこで、このような絶縁シート５の挟み込みを発生しにくくするために、図１７に示すように、コイル押圧部材１６の径方向外側端部１６ｃの軸方向端面に、絶縁シート５の両端間に差し込まれるガイド突起１７が形成されているのが好ましい。このガイド突起１７は、略円錐台状をなし丸みを付けた先端（下端）が細く形成されているため、絶縁シート５の開いた両端間に差し込み易い形状になっている。

この構成によれば、ガイド突起１７を絶縁シート５の両端間に差し込むようにコイル押圧部材１６を軸方向に移動させることでコイル押圧部材１６とスロット４内のセグメントコイルＳＣのリード部Ｒとの間に絶縁シート５を挟み込むのを防止できる。その結果、図１８のグラフに示すように、全てのスロット４においてセグメントコイルＳＣを目標コイル押圧力以上の安定した押圧力で押圧固定することができる。

図１９ＡはセグメントコイルＳＣのリード部先端をコイル曲げ部材１２に当接して位置決めした様子を示す図であり、図１９ＢはセグメントコイルＳＣの屈曲部先端を固定治具８に当接して位置決めした様子を示す図である。

図１９Ｂに示すように、セグメントコイルＳＣをスロット４に挿入配置したステータコア１をコイル曲げ装置１０にセットするとき、セグメントコイルＳＣの屈曲部Ｋの下端を固定治具８に当接させて位置決めを行うことがある。この場合、ステータコア１の軸方向一方側の端面１ａからの屈曲部Ｋの突出量Ｌ１が揃えられるが、ステータコア１の軸方向他方側の端面１ｂから突出するセグメントコイルＳＣのリード部Ｒの突出長さＬ２にはセグメントコイルＳＣ自体の製造誤差と、ステータコア１の軸方向の積厚誤差が含まれることになる。

これに対し、図１９Ａに示すように、セグメントコイルＳＣをスロット４に挿入配置したステータコア１をコイル曲げ装置１０にセットするとき、セグメントコイルＳＣを屈曲部Ｋ側から押して、ステータコア１の軸方向他方側の端面から突出したリード部Ｒの先端をコイル曲げ部材１２に押し当てた状態にする。この状態で、コイル押圧部材１６で押圧してセグメントコイルＳＣをステータコア１に対して押圧固定する。このようにすれば、ステータコア１の軸方向他方側の端面１ｂからのリード部Ｒの突出長さＬ２は、セグメントコイルＳＣの製造誤差およびステータコア１の積厚誤差が含まれることなく、予め規定された寸法に正確に設定されることになる。その結果、コイル曲げ装置１０による曲げ工程を良好に行うことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項の範囲内において種々の変更や改良が可能であることはいうまでもない。

１ステータコア、１ａ，１ｂ端面、２ヨーク、３ティース、４スロット、５絶縁シート、６位置決め部材、７，１２コイル曲げ部材、８固定治具、１０，１０Ａ，１０Ｂコイル曲げ装置、１１固定部材、１４、１４Ａコイル押圧機構、
１６，１６Ａコイル押圧部材、１６ａ側面、１６ｂ傾斜面、１６ｃ端部、１７ガイド突起、１８保持部材、１８ａガイド溝、１９ベースプレート、２０軸方向移動部材、２０ａ外周面、２２ねじ軸、２４モータ、２６円筒部材、２８固定ボルト、３０スリット、ＳＣセグメントコイル、Ｋ屈曲部、Ｒリード部。

Claims

円筒状のヨークと、前記ヨークから径方向内側に周方向等間隔で突出する複数のティースとを有し周方向に隣接するティース間にスロットが形成されているステータコアにおいて、屈曲部と前記屈曲部から延びる２本のリード部とを含むＵ字型の導線であるセグメントコイルの各リード部を２つのスロットに挿入した状態で前記ステータコアの軸方向端面から突出している前記リード部の端部を前記ステータコア側に押し曲げるコイル曲げ装置であって、
前記ステータコアの軸方向端面から突出した前記リード部の端部を前記ステータコア側に押し曲げるコイル曲げ部材と、
前記スロット内のセグメントコイルを前記ステータコアの径方向内側から前記スロット内の前記ヨークへ向けて押圧固定するコイル押圧機構と、を備える、
コイル曲げ装置。
請求項１に記載のコイル曲げ装置において、
前記コイル押圧機構は、前記スロット内のセグメントコイルを径方向外側に押圧固定するコイル押圧部材と、前記コイル押圧部材を径方向に移動可能に保持する円筒状の保持部材と、前記保持部材の内側において軸方向に移動可能に設けられ、前記保持部材の内周側傾斜面に当接するテーパー状の外周面を有する軸方向移動部材と、前記軸方向移動部材を軸方向に移動させる駆動手段と、を備える、コイル曲げ装置。
請求項２に記載のコイル曲げ装置において、
前記コイル押圧部材には、周方向に貫通して軸方向に伸びるスリットが形成されている、コイル曲げ装置。
請求項２または３に記載のコイル曲げ装置において、
前記スロット内には絶縁シートがスロット内壁面に沿って設けられ、前記絶縁シートの径方向内側の両端は前記スロットの径方向開口部に対向して開いた状態で配置されており、前記コイル押圧部材の径方向外側端部の軸方向端面には前記絶縁シートの両端間に差し込まれるガイド突起が形成されている、コイル曲げ装置。