JP6196720B1

JP6196720B1 - 導体セグメントの端部成形装置及びステータの製造方法

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Publication number: JP6196720B1
Application number: JP2016197701A
Authority: JP
Inventors: 貴彦保母
Original assignee: HAYASHI INDUSTRY CO.,LTD.
Current assignee: HAYASHI INDUSTRY CO.,LTD.
Priority date: 2016-10-06
Filing date: 2016-10-06
Publication date: 2017-09-13
Anticipated expiration: 2036-10-06
Also published as: JP2018061362A; WO2018066449A1

Abstract

【課題】複数の導体セグメントの端部を比較的簡単な機構によって作業性良く屈曲成形できるようにする。【解決手段】半径方向に並ぶ導体セグメントの延出端部を、第１群の円筒部材と第２群の円筒部材とで交互に保持し、第１群の円筒部材の対向する周面に形成された幅狭スリット２３１と、第２群の円筒部材の対向する周面に形成された幅広スリット２３２とをそれぞれ貫通し、回動動作によって第１群の円筒部材のみを回動させる第１回転レバー２１７と、第２群の円筒部材の対向する周面に形成された幅狭スリット２３１と、第１群の円筒部材の対向する周面に形成された幅広スリット２３２とをそれぞれ貫通し、回動動作によって第２群の円筒部材のみを回動させる第２回転レバー２１８とを逆方向に回動させて、第１群の円筒部材と第２群の円筒部材とを逆方向に回動させる。【選択図】図５

Description

本発明は、ステータコアの一端面側から所定のスロットに所定の配列で挿入され、ステータコアの他端面側から挿出された端部が同心円状に並ぶようにセットされた複数の導体セグメントの端部を所定方向に屈曲させて、導通させるべき導体セグメントの端部どうしを近接させて接合できるようにするための導体セグメントの端部成形装置及びそれを用いたステータの製造方法に関する。

従来から、ステータコアのスロットに挿通された多数のセグメント導体を順次接合して形成されたセグメント順次接合型ステータコイルが知られている。このセグメント順次接合型ステータコイルは、セグメントの一対の脚部をステータコアの略磁極ピッチだけ互いに離れた一対のスロットに個別に挿通して飛び出した両端部を周方向へ曲げ、各セグメントの両脚部の先端を順次接合して形成されている。

このような導体セグメントの端部成形装置として、下記特許文献１には、同心円状に配置された円筒状の捻り治具を用い、各捻り治具の端面にセグメントの端部を保持する挿入部を設け、径方向に１つ置きに配置された、いくつかの捻り治具を時計回り方向に第一の角度で回転させ、上記捻り治具の間に配置された別のいくつかの捻り治具を反時計方向に第二の角度で回転させて、第一の角度と第二の角度の合計が必要なスロットピッチとなるようにして、導体セグメントの端部を屈曲成形する装置が開示されている。

特許第３７８６０５８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された装置においては、同心円状に配置された円筒状の捻り治具をそれぞれ独立した駆動手段によって回転させる構造となっているので、装置が複雑化して製造設備の費用が高くなると共に、製造装置も大型化するという問題があった。

したがって、本発明の目的は、複数の導体セグメントの端部を比較的簡単な機構によって作業性良く屈曲成形できるようにした導体セグメントの端部成形装置及びそれを用いたステータの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の導体セグメントの端部成形装置は、ステータコアの一端面側から所定のスロットに所定の配列で挿入され、前記ステータコアの他端面側から挿出された端部が同心円状に並ぶようにセットされた複数の導体セグメントの端部成形装置において、
下端面に前記導体セグメントの端部を保持する保持溝が形成され、対向する周面に形成された幅狭スリットと、前記幅狭スリットに交差する対向する周面に形成された幅広スリットとを有し、同心円状に並んでセットされた複数の導体セグメントの端部のうち、径方向に１つ置きに並ぶものを前記保持溝に挿入して保持する、複数の第１群の円筒部材と、
下端面に前記導体セグメントの端部を保持する保持溝が形成され、対向する周面に形成された幅狭スリットと、前記幅狭スリットに交差する対向する周面に形成された幅広スリットとを有し、同心円状に並んでセットされた複数の導体セグメントの端部のうち、前記第１群の円筒部材で保持されていない、径方向に１つ置きに並ぶものを前記保持溝に挿入して保持する、複数の第２群の円筒部材と、
前記第１群の円筒部材の対向する周面に形成された幅狭スリットと、前記第２群の円筒部材の対向する周面に形成された幅広スリットとをそれぞれ貫通し、回動動作によって前記第１群の円筒部材のみを回動させる第１回転レバーと、
前記第２群の円筒部材の対向する周面に形成された幅狭スリットと、前記第１群の円筒部材の対向する周面に形成された幅広スリットとをそれぞれ貫通し、回動動作によって前記第２群の円筒部材のみを回動させる第２回転レバーと、
前記第１回転レバー及び前記第２回転レバーを逆方向に回動させて、前記第１群の円筒部材と前記第２群の円筒部材とを逆方向に回動させる駆動装置とを備えていることを特徴とする。

本発明の導体セグメントの端部成形装置によれば、ステータコアの他端面側から挿出され、同心円状に並ぶようにセットされた複数の導体セグメントの端部のうち、径方向に１つ置きに並ぶものを、第１群の円筒部材の保持溝に挿入して保持すると共に、第１群の円筒部材で保持されていない、径方向に１つ置きに並ぶものを、第２群の円筒部材の保持溝に挿入して保持し、第１群の円筒部材の対向する周面に形成された幅狭スリットと、第２群の円筒部材の対向する周面に形成された幅広スリットとをそれぞれ貫通し、回動動作によって第１群の円筒部材のみを回動させる第１回転レバーと、第２群の円筒部材の対向する周面に形成された幅狭スリットと、第１群の円筒部材の対向する周面に形成された幅広スリットとをそれぞれ貫通し、回動動作によって第２群の円筒部材のみを回動させる第２回転レバーとを、駆動装置によって逆方向に回転させることにより、第１群の円筒部材と第２群の円筒部材とをそれぞれ反対方向に回動させて、第１群の円筒部材に保持された導体セグメントの端部は周方向の一方向に屈曲させ、第２群の円筒部材に保持された導体セグメントの端部は周方向の上記とは逆の他方向に屈曲させて、導体セグメントの一方向に屈曲された端部と、それと導通させるべき他の導体セグメントの他方向に屈曲された端部とを近接させて、接合を可能にすることができる。

本発明の導体セグメントの端部成形装置において、前記駆動装置は、前記第１群の円筒部材及び前記第２群の円筒部材を間にして平行に配置され、ネジ溝の方向が軸方向中間部を境にして互いに逆方向となっている一対のボールネジと、該一対のボールネジの対角方向に位置する端部にそれぞれ螺合された第１移動ブロックと、前記一対のボールネジの前記とは異なる対角方向に位置する端部にそれぞれ螺合された第２移動ブロックと、前記一対のボールネジを同時に回動させて、前記第１移動ブロックと前記第２移動ブロックとを互いに近づく方向又は互いに遠ざかる方向に移動させる連動機構とを備え、前記第１回転レバーが前記第１移動ブロックに枢支され、前記２回転レバーが前記第２移動ブロックに枢支されるように構成されていることが好ましい。

上記態様によれば、連動機構を介して、１つの駆動源又は駆動動作によって、一対のボールネジを同時に回転させ、第１移動ブロックと第２移動ブロックとを互いに近づく方向又は互いに遠ざかる方向に移動させて、第１レバー及び第２レバーを互いに反対方向に同時に回動させることができる。

また、本発明の導体セグメントの端部成形装置においては、前記第１回転レバー及び前記第２回転レバーの回動動作に伴って、前記第１群の円筒部材及び前記第２群の円筒部材と、前記ステータコアの他端面との距離を次第に近接させて、前記導体セグメントの端部の前記保持溝からの抜けを防止する離脱防止手段が設けられていることが好ましい。

上記態様によれば、第１回転レバー及び第２回転レバーの回動動作に伴って、導体セグメントの端部の曲げ加工が進行すると、導体セグメントの端部のステータコアの他端面からの突出高さが次第に低くなるが、第１群の円筒部材及び第２群の円筒部材をステータコアの他端面に次第に近接させることにより、導体セグメントの端部が保持溝から抜けてしまうことを防止できる。

本発明の１つの好ましい態様において、前記離脱防止手段は、前記第１群の円筒部材及び前記第２群の円筒部材のそれぞれを、前記ステータコアの他端面に向けて押圧する押圧手段からなる。

上記態様によれば、第１回転レバー及び第２回転レバーの回動動作に伴って、導体セグメントの端部の曲げ加工が進行し、導体セグメントの端部のステータコアの他端面からの突出高さが次第に低くなっても、第１群の円筒部材及び第２群の円筒部材がステータコアの他端面に向けて押圧されているので、導体セグメントの端部が保持溝から抜けてしまうことはなく、また、その押圧力によって導体セグメントの端部の屈曲を促進することができる。

本発明の他の好ましい態様において、前記離脱防止手段は、前記第１群の円筒部材及び前記第２群の円筒部材に設けた前記幅広スリットをカム溝にして、前記第１回転レバー及び前記第２回転レバーが回動して前記幅広スリットを摺動する際に、対応する円筒部材を前記ステータコアの他端面に向けて押圧するように構成したものからなる。

上記態様によれば、第１回転レバー及び第２回転レバーが回動して幅広スリットを摺動する際に、対応する円筒部材をステータコアの他端面に向けて押圧するので、円筒部材の回動動作とステータコアの他端面に向けての押圧動作とを同期させて同じ駆動源で行うことができる。

また、本発明の導体セグメントの端部成形装置においては、前記第１群の円筒部材及び前記第２群の円筒部材のうち、最内周に位置する円筒部材の内周には、該円筒部材の保持溝に保持される導体セグメントの端部が内方に突出することを規制する内側ガイド壁が配置され、最外周に位置する円筒部材の外周には、該円筒部材の保持溝に保持される導体セグメントの端部が外方に突出することを規制する外側ガイド壁が配置されていることが好ましい。

上記態様によれば、内側ガイド壁及び外側ガイド壁をガイドにして複数の円筒部材を円滑に回動させることができ、最内周に位置する導体セグメントの端部が曲げ加工に伴って内周側に飛び出ることを内側ガイド壁によって防止し、最外周に位置する導体セグメントの端部が曲げ加工に伴って外周側に飛び出ることを外側ガイド壁によって防止することができる。

また、本発明のステータの製造方法は、複数の導体セグメントの両端部を、ステータコアの一端面側から、所定のスロットに所定の配列で挿入して、前記ステータコアの他端面側から挿出された前記導体セグメントの端部が、同心円状に並ぶようにする導体セグメント挿入工程と、
前記ステータコアの他端面側から挿出され、同心円状に配列された前記導体セグメントの端部をそれぞれ保持し、同じ円周上に位置する端部は同じ方向に、かつ、同心円の径方向に隣接する端部どうしは交互に逆方向になるように、周方向に移動させて曲げ加工する曲げ加工工程と、
前記曲げ加工によって近接した前記導体セグメントの所定の端部どうしを電気的に導通するように接合する接合工程とを備え、
前記曲げ加工工程において、前記端部成形装置を用いて、前記導体セグメントの端部を、前記第１群の円筒部材及び前記第２群の円筒部材の対応する前記保持溝に挿入して保持させ、前記駆動装置によって前記第１回転レバーと前記第２回転レバーとを反対方向に回動させて、前記第１群の円筒部材と前記第２群の円筒部材とをそれぞれ反対方向に回動させることにより、前記第１群の円筒部材に保持された導体セグメントの端部は周方向の一方向に屈曲させ、前記第２群の円筒部材に保持された導体セグメントの端部は周方向の上記とは反対方向に屈曲させることを特徴とする。

本発明のステータの製造方法によれば、上記端部成形装置を用いて、ステータコアの他端面から突出する導体セグメントの端部を、同じ円周上に位置する端部は同じ方向に、かつ、同心円の径方向に隣接する端部どうしは交互に逆方向になるように、それぞれ周方向に移動させて曲げ加工することができる。それによって、導体セグメントの一方向に屈曲された端部と、それと導通させるべき他の導体セグメントの他方向に屈曲された端部とを近接させて、接合することができる。

本発明のステータの製造方法においては、前記ステータコアの他端面から突出する、前記導体セグメントの端部の、前記第１群の円筒部材に保持される端部と、前記第２群の円筒部材に保持される端部との間に、筒状の絶縁シートを配置して、前記曲げ加工工程を行うことが好ましい。

上記態様によれば、導体セグメントの、第１群の円筒部材に保持される端部と、第２群の円筒部材に保持される端部との間に、筒状の絶縁シートを配置することにより、曲げ加工工程において、導体セグメントの屈曲された端部どうしが接触して、絶縁破壊等が生じるのを防止することができる。

本発明によれば、第１群の円筒部材の対向する周面に形成された幅狭スリットと、第２群の円筒部材の対向する周面に形成された幅広スリットとをそれぞれ貫通し、回動動作によって第１群の円筒部材のみを回動させる第１回転レバーと、第２群の円筒部材の対向する周面に形成された幅狭スリットと、第１群の円筒部材の対向する周面に形成された幅広スリットとをそれぞれ貫通し、回動動作によって第２群の円筒部材のみを回動させる第２回転レバーとを、駆動装置によって逆方向に回転させることにより、第１群の円筒部材と第２群の円筒部材とをそれぞれ反対方向に回動させて、第１群の円筒部材に保持された導体セグメントの端部は周方向の一方向に屈曲させ、第２群の円筒部材に保持された導体セグメントの端部は周方向の上記とは逆の他方向に屈曲させことができるので、複数の導体セグメントの端部を比較的簡単な機構によって作業性良く屈曲成形できる。そして、導体セグメントの一方向に屈曲された端部と、それと導通させるべき他の導体セグメントの他方向に屈曲された端部とを近接させて接合することができる。

複数の導体セグメントを、ステータコアの一端面側から所定のスロットに所定の配列で挿入し、ステータコアの他端面側から挿出された端部が同心円状に並ぶようにセットした状態を示す斜視図である。本発明の導体セグメントの端部成形装置の一実施形態を示す、ステータコアのセット前の状態を示す斜視図である。同端部成形装置に、ステータコアを設置した状態を示す斜視図である。同端部成形装置に、最も内側の円筒部材をセットした状態を示す斜視図である。同端部成形装置に、全ての円筒部材をセットして、第１回転レバーと第２回転レバーとを挿入した状態を示す斜視図である。円筒部材に第１回転レバーと第２回転レバーとを挿入した状態を示す部分拡大斜視図である。第１群の円筒部材と第２群の円筒部材とを示す説明図である。同端部成形装置において、第１群の円筒部材と第２群の円筒部材とを回動させる前の状態を示す平面図である。同端部成形装置において、第１群の円筒部材と第２群の円筒部材とを回動させた後の状態を示す平面図である。同端部成形装置の正面断面図である。同端部成形装置の第１群の円筒部材と第２群の円筒部材との重なり状態を示す部分拡大断面図である。同端部成形装置の第１群の円筒部材と第２群の円筒部材との回動動作の前半工程を示す説明図である。同端部成形装置の第１群の円筒部材と第２群の円筒部材との回動動作の後半工程を示す説明図である。同端部成形装置による導体セグメントの端部の屈曲状態の変化を示す説明図である。同端部成形装置により導体セグメントの端部を屈曲させた状態を示す側面図である。セグメント導体の接続構造の一例を示す斜視図である。セグメント導体を接合した状態を示す斜視図である。円筒部材の幅広スリットをカム溝として、円筒部材をステータコアの端面に向けて押圧する離脱防止手段とした他の実施形態を示す説明図である。

以下図面を参照して本発明のセグメント導体の端部成形装置の一実施形態を説明する。

図１は、ステータコア１００の一端面側から、そのスロット１０１に複数の導体セグメント１０２を挿入し、その延出端部１０５をステータコア１００の他端面側から挿出させた状態を示している。スロット１０１の内周には、スロット絶縁紙１０３が予め挿入され、ステータコア１００の両端面からカフス状に折り返されて装着されている。

導体セグメント１０２は、屈曲成形前の状態で、略Ｕ字状に屈曲された、絶縁被覆された角線からなり、図１６に示すように、ステータコア１００の一端面側から突出する屈曲端部１０４と、ステータコア１００の他端面側から突出する延出端部１０５と、スロット１０１に挿入される直線部１０７とを有している。なお、図１６は、延出端部１０５が既に屈曲成形された状態を示している。
図１に示すように、導体セグメント１０２の延出端部１０５は、ステータコア１００の他端面側から挿出され、スロット１０１内で同心状に配列されてセットされる。屈曲成形されていない状態では、導体セグメント１０２の延出端部１０５は、直線状に伸びて互いに平行に立設されている。

図２に示すように、導体セグメントの端部成形装置２００は、方形状の基板２０１と、その４隅から立設された支柱２０２と、両側部において支柱２０２を連結する両側フレーム２０３と、前後部において支柱２０２を連結する前後下方フレーム２０６とを有している。一対の両側フレーム２０３の両端上部には、軸受板２０７が設置されており、前方に位置する一対の軸受板２０７どうし、及び、後方に位置する一対の軸受板２０７どうしは、前後上方フレーム２０５によって連結されている。
それぞれの両側フレーム２０３に設置された一対の軸受板２０７には、ボールネジ２０８がそれぞれ挿通支持されている。一対のボールネジ２０８は、平行に配置されている。ボールネジ２０８には、その中間部を境にして、巻き方向が反対の雄ネジ２０９、２１０が形成されている。

一対のボールネジ２０８の一端部には、それぞれハンドル２１１が取り付けられている。また、ハンドル２１１に隣接して、タイミングタイミングプーリ２１２が装着されており、一対のタイミングプーリ２１２にタイミングベルト２１３が張設されている。このため、ハンドル２１１を回転させると、タイミングプーリ２１２，タイミングベルト２１３を介して、一対のボールネジ２０８が同方向に同期して回転するようになっている。

図９を併せて参照すると、それぞれの両側フレーム２０３上にはスライドレール２０４が設置されている。それぞれのスライドレール２０４には、第１移動ブロック２１４ａと第２移動ブロック２１４ｂとがスライド可能に装着されている。一対の第１移動ブロック２１４ａと一対の第２移動ブロック２１４ｂは、それぞれ対角方向に配置されている。そして、一対のボールネジ２０８の一方の対角方向に位置する雄ネジ２０９，２１０は、第１移動ブロック２１４ａに螺挿され、他方の対角方向に位置する雄ネジ２０９，２１０は、第２移動ブロック２１４ｂに螺挿されている。

第１移動ブロック２１４ａ、第２移動ブロック２１４ｂには、支軸２１９を介して、支持板２１５が水平方向に回動可能に取り付けられている。なお、支軸２１９は、支持板２１５に設けられた長孔２２７に挿入され、長孔２２７に沿って移動可能に支持板２１５を枢支している。支持板２１５には、支持ブロック２１６が装着されている。第１移動ブロック２１４ａ上に支持された支持ブロック２１６には、第１回転レバー２１７が挿通支持され、第２移動ブロック２１４ｂ上に支持された支持ブロック２１６には、第２回転レバー２１８が挿通支持されている。第１回転レバー２１７，第２回転レバー２１８は、その突出長さを調整可能に支持ブロック２１６に挿通されて、任意の突出長さの位置で図示しない固定手段によって固定できるようになっている。

そして、前述したように、ハンドル２１１を回転させると、タイミングプーリ２１２，タイミングベルト２１３を介して、一対のボールネジ２０８が同方向に同期して回転し、それによって同じボールネジ２０８に装着された第１移動ブロック２１４ａ、第２移動ブロック２１４ｂが、互いに近接又は離反するように移動するようになっている。

基板２０１の中央部には、支持台２２０を介してコア支柱２２１が立設されている。コア支柱２２１の上端部は、段状に縮径して延出する支軸２２２をなしている。そして、支軸２２２の外周に、環状のスペーサ２２６を介して、円筒状をなす内側ガイド壁２２３が回動可能に装着されており、内側ガイド壁２２３には、第１回転レバー２１７、第２回転レバー２１８の突出端部が挿入される支持孔２２４が、９０度間隔で合計４つ形成されている。

コア支柱２２１の外周には、図４に示されるように、ステータコア１００が設置される。また、内側ガイド壁２２３の外周には、図５に示すように、保持治具２３０が設置される。

この保持治具２３０は、図７に示すように、第１群の円筒部材２４０と、第２群の円筒部材２５０とで構成されている。第１群の円筒部材２４０は、４つの円筒部材２４１、２４２，２４３，２４４からなり、第２群の円筒部材２５０は、４つの円筒部材２５１，２５２，２５３，２５４からなっている。すなわち、この実施形態では、保持治具２３０は、第１群の円筒部材２４０を構成する円筒部材２４１〜２４４と、第２群の円筒部材２５０を構成する円筒部材２５１〜２５４との合計８つの円筒部材で構成されている。第１群の円筒部材２４０を構成する円筒部材２４１〜２４４は、図７（ｉ）に示すように、最も内側から１つ置きに同心円状に配列され、第２群の円筒部材２５０を構成する円筒部材２５１〜２５４は、図７（ｊ）に示すように、上記円筒部材２４１〜２４４の間に位置するように、１つ置きに同心円状に配列されて、これらが図５、６に示すように同心円状に重なり合って、保持治具２３０が構成されるようになっている。

図７に示すように、第１群の円筒部材２４０を構成する円筒部材２４１〜２４４には、周方向に対向する上部に一対の幅狭スリット２３１が形成され、この幅狭スリット２３１と直交して周方向に対向する下部に一対の幅広スリット２３２が形成されている。また、第２群の円筒部材２５０を構成する円筒部材２５１〜２５４には、周方向に対向する上部に一対の幅広スリット２３２が形成され、この幅広スリット２３２と直交して周方向に対向する下部に一対の幅狭スリット２３１が形成されている。

なお、この実施形態では、一対の幅狭スリット２３１と、一対の幅広スリット２３２とが、互いに直交する方向に形成されているが、必ずしも直交する方向でなくてもよく、所定の角度で交差する方向となっていればよい。

更に、第１群の円筒部材２４０を構成する円筒部材２４１〜２４４、第２群の円筒部材２５０を構成する円筒部材２５１〜２５４の全てには、その下端部に導体セグメント１０２の延出端部１０５を受け入れる保持溝２３３が形成されている。図１１に示すように、第１群の円筒部材２４０を構成する円筒部材２４１〜２４４に設けられた保持溝２３３に保持される延出端部１０５を第１延出端部１０５ａとし、第２群の円筒部材２５０を構成する円筒部材２５１〜２５４に設けられた保持溝２３３に保持される延出端部１０５を第２延出端部１０５ｂとすると、第１延出端部１０５ａと第２延出端部１０５ｂとは、スロット１０１内において、半径方向に交互に並ぶようになっている。そして、図５に示すように、ステータコア１００の上部には、最外周に配列された第２延出端部１０５ｂを囲むように、円筒状の外側ガイド壁２２５が設置されるようになっている。

図５，６，７に示すように、第１回転レバー２１７は、第１群の円筒部材２４０を構成する円筒部材２４１〜２４４の幅狭スリット２３１を貫通し、かつ、第２群の円筒部材２５０を構成する円筒部材２５１〜２５４の幅広スリット２３２を貫通するように挿入される。また、第２回転レバー２１８は、第１群の円筒部材２４０を構成する円筒部材２４１〜２４４の幅広スリット２３２を貫通し、かつ、第２群の円筒部材２５０を構成する円筒部材２５１〜２５４の幅狭スリット２３１を貫通するように挿入される。第１回転レバー２１７及び第２回転レバー２１８の回動範囲は、それぞれが貫通する幅広スリット２３２の開口角度の範囲、言い換えると幅広スリット２３２の両側開口縁部に当接しない回動範囲で設定される。また、それぞれの幅狭スリット２３１の幅は、第１回転レバー２１７又は第２回転レバー２１８の外径に適合し、第１回転レバー２１７，第２回転レバー２１８が回動すると、それにほぼ連動して、対応する第１群の円筒部材２４０又は第２群の円筒部材２５０を回動させるようになっている。このため、第１回転レバー２１７は、第１群の円筒部材２４０を構成する円筒部材２４１〜２４４のみを回動させ、第２回転レバー２１８は、第２群の円筒部材２５０を構成する円筒部材２５１〜２５４のみを回動させるようになっている。

図１１に示すように、ステータコア１００の上端面から突出する、導体セグメント１０２の延出端部１０５の突出長さは、内径側に位置するものほど短くなっている。それは、保持治具２３０を所定角度で回動させて延出端部１０５を周方向に屈曲させたとき、その屈曲部先端が半径方向に揃うようにするには、内径側に位置するものほど短くしておく必要があるからである。

このため、延出端部１０５を保持溝２３３に受け入れて、その上に設置された第１群の円筒部材２４０及び第２群の円筒部材２５０からなる保持治具２３０の上端面は、内径側に向かうほど階段状に高さが低くなっている。そして、保持治具２３０の上端面には、内径に向かうほど段状をなして突出する段状押圧部２６１を下面側に有する押圧板２６０が設置されるようになっている。この押圧板２６０は、図示しない押圧手段によって、第１群の円筒部材２４０，第２群の円筒部材２５０を下方に向けて押圧し、導体セグメント１０２の延出端部１０５が屈曲されてその高さが低くなっても、延出端部１０５が保持溝２３３から外れないようになっている。

次に、上記構成からなるセグメント導体の端部成形装置を用いた、本発明のステータの製造方法の一実施形態を説明する。

まず、図１に示すように、複数の導体セグメント１０２の両端部を、ステータコア１００の一端面側から、所定のスロット１０１に所定の配列で挿入して、前記ステータコア１００の他端面側から挿出させ、ステータコア１００のスロット１０１内で導体セグメント１０２の延出端部１０５が、同心円状に並ぶようにする。このとき、図１１に示すように、第１群の円筒部材２４０に保持される第１延出端部１０５ａと、第２群の円筒部材２５０に保持される第２延出端部１０５ｂとが、ステータコア１００の径方向に交互に並ぶようにする。

なお、図１５に示すように（ただし図１５は屈曲成形した後の状態を示している）、半径方向に並ぶ、第１延出端部１０５ａと第２延出端部１０５ｂとの間には、絶縁シート１０８を挿入してもよい。絶縁シート１０８を挿入しておくことにより、屈曲成形の際に、第１延出端部１０５ａと第２延出端部１０５ｂとが強く接触して、絶縁被膜が破壊されることを防止できる。以上が、本発明における導体セグメント挿入工程となる。

一方、導体セグメントの端部成形装置２００は、図２に示すように、コア支柱２２１の支軸２２２の外周にスペーサ２２６を介して内側ガイド壁２２３を設置しておく。また、スライドレール２０４に装着された第１移動ブロック２１４ａ、第２移動ブロック２１４ｂをボールネジ２０８の所定の位置に配置されるようにボールネジ２０８に螺合させておく。

そして、図２、３に示すように、内側ガイド壁２２３の外周を通して、コア支柱２２１及びスペーサ２２６の外周にステータコア１００を設置する。なお、ステータコア１００の積厚が変更された場合は、支持台２２０やスペーサ２２６の高さを調整することによって、内側ガイド壁２２３の高さを調整することができる。

次いで、図４に示すように、内側ガイド壁２２３の外周に、最も内側に配置される、第１群の円筒部材２４０の円筒部材２４１を配置する。このとき、円筒部材２４１の保持溝２３３に、最も内径側に配置された、導体セグメント１０２の延出端部１０５（ここでは第１延出端部１０５ａ）が挿入されるようにする。

同様にして、図７に示した円筒部材２５１，２４２，２５２，２４３，２５３，２４４，２５４を、それらの保持溝２３３に、導体セグメント１０２の延出端部１０５が挿入されるようにして、内側から順次重なるように同心円状に配置していく。

このとき、図６、７、８に示すように、第１群の円筒部材２４０の円筒部材２４１〜２４４の幅狭スリット２３１，幅広スリット２３２がそれぞれ整合し、第２群の円筒部材２５０の円筒部材２５１〜２５４の幅狭スリット２３１，幅広スリット２３２がそれぞれ整合すると共に、第１群の円筒部材２４０の円筒部材２４１〜２４４の幅狭スリット２３１が、第２群の円筒部材２５０の円筒部材２５１〜２５４の幅広スリット２３２内に位置し、第２群の円筒部材２５０の円筒部材２５１〜２５４の幅狭スリット２３１が第１群の円筒部材２４０の円筒部材２４１〜２４４の幅広スリット２３２内に位置するように、それぞれの幅狭スリット２３１，幅広スリット２３２を整合させるようにする。

そして、一対の第１回転レバー２１７を、第１群の円筒部材２４０の円筒部材２４１〜２４４の幅狭スリット２３１、及び円筒部材２５１〜２５４の幅広スリット２３２を通して、内側ガイド壁２２３の周方向に対向する位置に形成された支持孔２２４（図２参照）に挿入する。また、一対の第２回転レバー２１８を、第２群の円筒部材２５０の円筒部材２５１〜２５４の幅狭スリット２３１、及び第１群の円筒部材２４０の円筒部材２４１〜２４４の幅広スリット２３２を通して、内側ガイド壁２２３の上記と直交する周方向に対向する位置に形成された支持孔２２４に挿入する。

その結果、第１回転レバー２１７は、第１群の円筒部材２４０の円筒部材２４１〜２４４の幅狭スリット２３１に挿入され、第２群の円筒部材２５０の円筒部材２５１〜２５４の幅広スリット２３２に挿入されているため、第１回転レバー２１７を回動させると、第１群の円筒部材２４０の円筒部材２４１〜２４４は回動するが、第２群の円筒部材２５０の円筒部材２５１〜２５４には回動力を付与しないようになっている。同様に、第２回転レバー２１８は、第２群の円筒部材２５０の円筒部材２５１〜２５４の幅狭スリット２３１に挿入され、第１群の円筒部材２４０の円筒部材２４１〜２４４に挿入されているため、第２回転レバー２１８を回動させると、第２群の円筒部材２５０の円筒部材２５１〜２５４は回動するが、第１群の円筒部材２４０の円筒部材２４１〜２４４には回動力を付与しないようになっている。

また、第１群の円筒部材２４０、第２群の円筒部材２５０の上端面には、図１０に示すように、押圧板２６０を載置し、押圧板２６０を図示しない押圧手段によって押圧した状態にする。

そして、図８に示す状態から、一対のハンドル２１１のうち、いずれか一方又は両方を所定方向に回転させることにより、タイミングプーリ２１２，タイミングベルト２１３（図２参照）を介して、一対のボールネジ２０８を同方向に回動させると、ボールネジ２０８の雄ネジ２０９，２１０に螺合する第１移動ブロック２１４ａ、第２移動ブロック２１４ｂが互いに近接するように移動する。

その結果、支軸２１９が長孔２２７を移動しつつ、第１移動ブロック２１４ａ、第２移動ブロック２１４ｂに支持された支持板２１５の角度が変化していき、第１回転レバー２１７，第２回転レバー２１８の角度が、図１２（ａ）、（ｂ）、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように変化していき、最終的には図９に示す状態となる。その結果、第１回転レバー２１７によって第１群の円筒部材２４０の円筒部材２４１〜２４４が所定方向に回動すると共に、第２回転レバー２１８によって第２群の円筒部材２５０の円筒部材２５１〜２５４が上記とは逆方向に回動する。この回動角度は、例えば半磁極ピッチ分とされる。

上記のように、第１群の円筒部材２４０の円筒部材２４１〜２４４、及び第２群の円筒部材２５０の円筒部材２５１〜２５４が回動するのに伴って、図１２（ａ）、（ｂ）、図１３（ａ）、（ｂ）、図１４に示すように、それぞれの保持溝２３３に保持された導体セグメント１０２の延出端部１０５が屈曲していく。このとき、第１群の円筒部材２４０の円筒部材２４１〜２４４の保持溝２３３に保持された第１延出端部１０５ａと、第２群の円筒部材２５０の円筒部材２５１〜２５４に保持された第２延出端部１０５ｂとの屈曲方向は反対方向となり、図１３（ｂ）、図１４に示すように、最終的には、両者の端部が半径方向に整合した状態に屈曲成形される。なお、図１２（ａ）、（ｂ）、図１３（ａ）、（ｂ）、図１４は、特定の第１延出端部１０５ａ、第２延出端部１０５ｂだけを取出して示した説明図であり、実際には、図１５に示すように、全ての第１延出端部１０５ａ、第２延出端部１０５ｂが同様に屈曲成形される。

なお、第１延出端部１０５ａ、第２延出端部１０５ｂの屈曲に伴って、それぞれの高さが低くなっていくが、図１０に示す押圧板２６０によって、第１群の円筒部材２４０の円筒部材２４１〜２４４、及び第２群の円筒部材２５０の円筒部材２５１〜２５４が下方に押圧されているので、それらがステータコア１００の端面に次第に近づいていき、第１延出端部１０５ａ、第２延出端部１０５ｂが対応する保持溝２３３から抜けてしまうことを防止できる。また、押圧板２６０の押圧力は、第１延出端部１０５ａ、第２延出端部１０５ｂの屈曲を促進する力ともなり、屈曲成形をより容易にすることができる。以上が、本発明における曲げ加工工程となる。

図１６に示すように、屈曲成形された第１延出端部１０５ａ、第２延出端部１０５ｂの端部は、半径方向に交互に整合する（ただし図１６は他の図面に対してステータコアを逆さまにして示している）。そして、図１７に示すように、半径方向に隣接する第１延出端部１０５ａ、第２延出端部１０５ｂの端部どうしを連結部１０６で接合して導通させることにより、この実施形態では、波型巻線のコイルが形成されるようになっている。以上が、本発明における接合工程となる。

このように、本発明によれば、第１回転レバー２１７，第２回転レバー２１８を介して、第１群の円筒部材２４０の円筒部材２４１〜２４４と、第２群の円筒部材２５０の円筒部材２５１〜２５４とを反対方向に回動させることにより、第１群の円筒部材２４０の円筒部材２４１〜２４４の保持溝２３３に保持された第１延出端部１０５ａと、第２群の円筒部材２５０の円筒部材２５１〜２５４に保持された第２延出端部１０５ｂとを、周方向反対方向にそれぞれ同時に屈曲させて、屈曲成形された第１延出端部１０５ａ、第２延出端部１０５ｂの端部が、半径方向に交互に整合した状態にすることができ、図１７に示すように接合できるようにすることができる。

そして、ステータコア１００のスロット１０１に挿入された全ての導体セグメント１０２について、その延出端部１０５を同時に屈曲成形できるので、作業性を良好にすることができる。また、第１群の円筒部材２４０及び第２群の円筒部材２５０に形成した幅狭スリット２３１，幅広スリット２３２に挿通された第１回転レバー２１７と第２回転レバー２１８とを回動させるという比較的簡単な構造で、上記屈曲成形を行うことができるので、設備コストも低減することができる。

図１８には、本発明によるセグメント導体の端部成形装置の他の実施形態が示されている。この実施形態では、第１群の円筒部材２４０，第２群の円筒部材２５０として、カム形状をなす幅広スリット２３２ａを有するものを用いる点が、前記実施形態と異なっている。すなわち、第１群の円筒部材２４０，第２群の円筒部材２５０には、幅狭スリット２３１の他に、カム形状をなした幅広スリット２３２ａが形成されている。そして、幅広スリット２３２ａに挿通された第１回転レバー２１７又は第２回転レバー２１８が回動すると、その第１群の円筒部材２４０，第２群の円筒部材２５０に対して回転力は与えないが、その第１群の円筒部材２４０，第２群の円筒部材２５０に対して保持溝２３３の方向に移動させる力を付与する。その結果、前記実施形態における押圧板２６０を設けなくても、第１群の円筒部材２４０，第２群の円筒部材２５０に対して下方への押圧力が付与されると共に、その下降量を第１回転レバー２１７，第２回転レバー２１８の回転角と同期させることができる。更に、１つの駆動手段によって、第１群の円筒部材２４０，第２群の円筒部材２５０の下降も行うことができるという利点が得られる。この場合、半径方向に並ぶ円筒部材２４１〜２４４、２５１〜２５４に設けた幅広スリット２３２ａのカム形状を少しずつ変えることにより、円筒部材の下降量が外径側ほど大きく、内径側ほど小さくなるように設定することもできる。それによって、曲げ加工された後の最終下降位置が内径側と外径側とで揃うようにして、より正確な曲げ加工が可能となる。

なお、上記実施形態においては、導体セグメント１０２の延出端部１０５の屈曲に伴って、第１群の円筒部材２４０，第２群の円筒部材２５０を下降させるようにしたが、ステータコア１００を上昇させるようにすることもできる。

１００ステータコア
１０１スロット
１０２導体セグメント
１０３スロット絶縁紙
１０４屈曲端部
１０５延出端部
１０５ａ第１延出端部
１０５ｂ第２延出端部
１０６
２００導体セグメントの端部成形装置
２０１基板
２０２支柱
２０３両側フレーム
２０４スライドレール
２０５前後上方フレーム
２０６前後下方フレーム
２０７軸受板
２０８ボールネジ
２０９雄ネジ
２１０雄ネジ
２１１ハンドル
２１２タイミングプーリ
２１３タイミングベルト
２１４ａ第１移動ブロック
２１４ｂ第２移動ブロック
２１５支持板
２１６支持ブロック
２１７第１回転レバー
２１８第２回転レバー
２１９支軸
２２０支持台
２２１コア支柱
２２２支軸
２２３内側ガイド壁
２２４支持孔
２２５外側ガイド壁
２２６スペーサ
２２７長孔
２３０保持治具
２３１幅狭スリット
２３２幅広スリット
２３３保持溝
２４０第１群の円筒部材
２４１〜２４４円筒部材
２５０第２群の円筒部材
２５１〜２５４円筒部材
２６０押圧板
２６１段状押圧部

Claims

ステータコアの一端面側から所定のスロットに所定の配列で挿入され、前記ステータコアの他端面側から挿出された端部が同心円状に並ぶようにセットされた複数の導体セグメントの端部成形装置において、
下端面に前記導体セグメントの端部を保持する保持溝が形成され、対向する周面に形成された幅狭スリットと、前記幅狭スリットに交差する対向する周面に形成された幅広スリットとを有し、同心円状に並んでセットされた複数の導体セグメントの端部のうち、径方向に１つ置きに並ぶものを前記保持溝に挿入して保持する、複数の第１群の円筒部材と、
下端面に前記導体セグメントの端部を保持する保持溝が形成され、対向する周面に形成された幅狭スリットと、前記幅狭スリットに交差する対向する周面に形成された幅広スリットとを有し、同心円状に並んでセットされた複数の導体セグメントの端部のうち、前記第１群の円筒部材で保持されていない、径方向に１つ置きに並ぶものを前記保持溝に挿入して保持する、複数の第２群の円筒部材と、
前記第１群の円筒部材の対向する周面に形成された幅狭スリットと、前記第２群の円筒部材の対向する周面に形成された幅広スリットとをそれぞれ貫通し、回動動作によって前記第１群の円筒部材のみを回動させる第１回転レバーと、
前記第２群の円筒部材の対向する周面に形成された幅狭スリットと、前記第１群の円筒部材の対向する周面に形成された幅広スリットとをそれぞれ貫通し、回動動作によって前記第２群の円筒部材のみを回動させる第２回転レバーと、
前記第１回転レバー及び前記第２回転レバーを逆方向に回動させて、前記第１群の円筒部材と前記第２群の円筒部材とを逆方向に回動させる駆動装置とを備えていることを特徴とする導体セグメントの端部成形装置。
前記駆動装置は、前記第１群の円筒部材及び前記第２群の円筒部材を間にして平行に配置され、ネジ溝の方向が軸方向中間部を境にして互いに逆方向となっている一対のボールネジと、該一対のボールネジの対角方向に位置する端部にそれぞれ螺合された第１移動ブロックと、前記一対のボールネジの前記とは異なる対角方向に位置する端部にそれぞれ螺合された第２移動ブロックと、前記一対のボールネジを同時に回動させて、前記第１移動ブロックと前記第２移動ブロックとを互いに近づく方向又は互いに遠ざかる方向に移動させる連動機構とを備え、前記第１回転レバーが前記第１移動ブロックに枢支され、前記２回転レバーが前記第２移動ブロックに枢支されるように構成されている請求項１記載の導体セグメントの端部成形装置。
前記第１回転レバー及び前記第２回転レバーの回動動作に伴って、前記第１群の円筒部材及び前記第２群の円筒部材と、前記ステータコアの他端面との距離を次第に近接させて、前記導体セグメントの端部の前記保持溝からの抜けを防止する離脱防止手段が設けられている、請求項１又は２記載の導体セグメントの端部成形装置。
前記離脱防止手段は、前記第１群の円筒部材及び前記第２群の円筒部材のそれぞれを、前記ステータコアの他端面に向けて押圧する押圧手段からなる請求項３記載の導体セグメントの端部成形装置。
前記離脱防止手段は、前記第１群の円筒部材及び前記第２群の円筒部材に設けた前記幅広スリットをカム溝にして、前記第１回転レバー及び前記第２回転レバーが回動して前記幅広スリットを摺動する際に、対応する円筒部材を前記ステータコアの他端面に向けて押圧するように構成したものからなる請求項３記載の導体セグメントの端部成形装置。
前記第１群の円筒部材及び前記第２群の円筒部材のうち、最内周に位置する円筒部材の内周には、該円筒部材の保持溝に保持される導体セグメントの端部が内方に突出することを規制する内側ガイド壁が配置され、最外周に位置する円筒部材の外周には、該円筒部材の保持溝に保持される導体セグメントの端部が外方に突出することを規制する外側ガイド壁が配置されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の導体セグメントの端部成形装置。
複数の導体セグメントの両端部を、ステータコアの一端面側から、所定のスロットに所定の配列で挿入して、前記ステータコアの他端面側から挿出された前記導体セグメントの端部が、同心円状に並ぶようにする導体セグメント挿入工程と、
前記ステータコアの他端面側から挿出され、同心円状に配列された前記導体セグメントの端部をそれぞれ保持し、同じ円周上に位置する端部は同じ方向に、かつ、同心円の径方向に隣接する端部どうしは交互に逆方向になるように、周方向に移動させて曲げ加工する曲げ加工工程と、
前記曲げ加工によって近接した前記導体セグメントの所定の端部どうしを電気的に導通するように接合する接合工程とを備え、
前記曲げ加工工程において、前記請求項１〜６のいずれかに記載の端部成形装置を用いて、前記導体セグメントの端部を、前記第１群の円筒部材及び前記第２群の円筒部材の対応する前記保持溝に挿入して保持させ、前記駆動装置によって前記第１回転レバーと前記第２回転レバーとを反対方向に回動させて、前記第１群の円筒部材と前記第２群の円筒部材とをそれぞれ反対方向に回動させることにより、前記第１群の円筒部材に保持された導体セグメントの端部は周方向の一方向に屈曲させ、前記第２群の円筒部材に保持された導体セグメントの端部は周方向の上記とは反対方向に屈曲させることを特徴とするステータの製造方法。
前記ステータコアの他端面から突出する、前記導体セグメントの端部の、前記第１群の円筒部材に保持される端部と、前記第２群の円筒部材に保持される端部との間に、筒状の絶縁シートを配置して、前記曲げ加工工程を行う請求項７記載のステータの製造方法。