JP6717227B2 - ステータの製造方法 - Google Patents

Description

本明細書は、ステータコアと、前記ステータコアのティースに集中巻で巻回されたステータコイルと、を有したステータの製造方法に関する。

回転電機のステータは、ステータコアと、当該ステータコアのティースに巻回されたステータコイルと、を有している。ステータコイルの態様としては、種々のバリエーションがあるが、広く知られた態様として、巻線を集中巻して三相コイルを構成するとともに、当該三相コイルをスター結線する態様がある。

集中巻では、各相コイルは、一つのティースに巻線を巻回して成る単コイルを複数有しており、同相の単コイルが直列接続される。ステータコアには、第１相の単コイル、第２相の単コイル、第３相の単コイルが、周方向に順番に繰り返し並ぶように配される。また、スター結線の場合、各相コイルの末端に設けられた中性線を互いに接合して中性点を形成する。

ここで、三相、すなわち、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の単コイルが、この順番で、繰り返し配された場合を考える。この場合、Ｗ相コイルの単コイルのうち最下流に位置する単コイル（以下「最終単コイル」という）は、Ｕ相コイルの単コイルのうち最上流に位置する単コイル（以下「開始単コイル」という）に隣接することになる。例えば、図１に示す例では、Ｕ相の開始単コイルＵ１と、Ｗ相の最終単コイルＷ５が周方向に隣接する。このＷ相の最終単コイルＷ５とＵ相の開始単コイルＵ１との電位差は大きくなるため、Ｗ相の最終単コイルＷ５とＵ相の開始単コイルＵ１との間は、十分な絶縁距離が確保されている必要がある。しかし、Ｗ相の最終単コイルＷ５からは、中性点を形成するための中性線が延びており、Ｕ相の開始単コイルＵ１側に倒れやすくなっている。

特開２０１６−０７７１１１号公報

そこで、従来から、一つの相の最終単コイルが、他の相の開始単コイル側に倒れ込むことを防止し、ひいては、相間絶縁を十分に確保するための技術が提案されている。図１４は、特許文献１に開示された技術を示す模式図である。特許文献１には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相コイルが、集中巻かつスター結線された電動機のステータが開示されている。この特許文献１では、単コイルが、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順に、周方向に繰り返し並ぶように配されている。その結果、Ｗ相の最終単コイルＷ５と、Ｕ相の開始単コイルＵ１と、が周方向に隣接している。特許文献１では、図１４に示すように、Ｕ相の最終単コイルＵ５の一部を、Ｖ相の最終単コイルＶ５に当接させている。これにより、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の中性線２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗを接合した中性点が、Ｕ相の開始単コイルＵ１側に倒れこまないようにしている。

しかしながら、特許文献１の技術では、Ｕ相の最終単コイルＵ５の形状のみを、Ｖ相の最終単コイルＶ５に当接するような特殊形状にする必要があり、手間であった。そこで、Ｕ相の最終単コイルＵ５の一部をＶ相の最終単コイルＶ５に、事前に、当接させておくのではなく、接合の過程で当接させることも考えられる。すなわち、接合前の状態で、Ｕ相の最終単コイルＵ５を通常の形状とする一方で、最終単コイルＵ５の終端から延びる中性線２４Ｕの末端位置を、図１４において二点鎖線で示すように、Ｖ相の最終単コイルＶ５の末端位置から離間させておく。この状態で、Ｕ相の中性線２４Ｕを、Ｖ相の中性線２４Ｖに向かって倒せば、Ｕ相の最終単コイルＵ５の一部も、Ｖ相の最終単コイルＶ５に向かって倒れ、当接する。これにより、Ｕ相の最終単コイルＵ５を特殊形状にしなくても、相間絶縁を維持できる。

しかし、Ｕ相の中性線２４Ｕを、Ｖ相の中性線２４Ｖと離間させた場合において、Ｕ相の中性線２４Ｕを周方向に倒すと、Ｕ相の中性線２４Ｕの末端の軸方向高さが低下し、３本の中性線２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗの末端高さが不揃いとなる。この状態で、３本の中性線２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗを溶接接合すると、中性点２０における溶融玉の形状が崩れてしまい、強度の低下や、接合不良等を招く。

そこで、本明細書では、中性点における溶融玉の形状をより安定させることができるステータの製造方法を開示する。

本明細書で開示するステータの製造方法は、ステータコアと、前記ステータコアのティースに集中巻で巻回されたステータコイルと、を有したステータの製造方法であって、前記ステータコイルは、中性点で電気的に接続された第１相コイル、第２相コイル、第３相コイルと、を有しており、各相コイルは、巻線をティースに巻回して成る複数の単コイルであって、互いに直列に接続された複数の単コイルと、前記複数の単コイルのうち最下流に位置する最終単コイルの終端から延びる中性線であって、末端が他の相の中性線と接合される接合部となる中性線と、を備えており、前記第２相の中性線は、対応する最終単コイルの終端から軸方向に延びており、前記第１相および第３相の中性線は、前記第２相の中性線の周方向両側に位置するとともに、対応する最終単コイルの終端から前記第２相の中性線に向かって周方向に延びた後に軸方向に延びており、前記中性点は、周方向に並んだ前記三つの相の接合部を、一対の挟持部材で周方向に挟持した状態で、接合することで形成され、前記接合部を挟持する前の状態で、前記第２相の接合部と前記第１相の接合部との周方向距離は、前記第２相の接合部と前記第３相の接合部との周方向距離よりも、大きく、前記接合部を挟持する際は、前記第１相の接合部に隣接する静止側挟持部材を静止させた状態で、前記第３相の接合部に隣接する可動側挟持部材を前記静止側挟持部材に向かって移動させる、ことを特徴とする。

かかる構成によれば、軸方向に延びる第２相の中性線と、当該第２相の中性線との周方向距離が短い第３相の中性線を、第２相の中性線との周方向距離が長い第１相の中性線に向かって移動させることになる。これにより、３つの中性線の末端高さのバラツキを低減でき、溶融玉の形状をより安定させることができる。

なお、前記第３相の最終単コイルは、前記第１相の前記複数の単コイルのうち最上流に位置する開始単コイルに周方向に隣接していてもよい。

かかる構成とすることで、中性点が、第１相の開始単コイル側に倒れにくくなり、第３相の最終単コイルと第１相の開始単コイルとの相間絶縁を維持しやすくなる。

また、前記第２相の中性線は、前記最終単コイルの周方向下流側端部から軸方向に延びており、前記第１相の最終単コイルは、前記第２相の最終単コイルの周方向上流側に隣接しており、前記第３相の最終単コイルは、前記第２相の最終単コイルの周方向下流側に隣接していてもよい。

かかる構成とすることで、第２相、第３相の揺動中心が、径方向内側に飛び出しにくくなり、ステータコイルとロータとのギャップの低下を抑制できる。

本明細書で開示するステータの製造方法によれば、軸方向に延びる第２相の中性線と、当該第２相の中性線との周方向距離が短い第３相の中性線を、第２相の中性線との周方向距離が長い第１相の中性線に向かって移動させることになる。これにより、３つの中性線の末端高さのバラツキを低減でき、溶融玉の形状をより安定させることができる。

ステータの軸方向視図である。 中性点近傍のステータコイルの構成を示す概略図である。 中性点の形成過程を示す図である。 中性点の形成過程を示す図である。 中性点の形成過程を示す図である。 挟持前の段階で、Ｕ相接合部およびＷ相接合部を、Ｖ相接合部に近接させた比較例を示す図である。 挟持のために、Ｗ相接合部を静止させ、Ｕ相接合部を移動させた比較例を示す図である。 （ａ）は、Ｕ相接合部の移動軌跡を、（ｂ）は、Ｖ相接合部の移動軌跡を示す図である。 比較例の製造方法を示す図である。 比較例の製造方法を示す図である。 中性点近傍の概略軸方向視図である。 図１１のＡ部拡大図である。 他の製造方法の一例を示す図である。 特許文献１に開示された技術を示す模式図である。

以下、回転電機のステータ１０の製造について図面を参照して説明する。図１は、ステータ１０の軸方向視図であり、図２は、中性点２０近傍のステータコイル１４の構成を示す概略図である。なお、以下の説明において、「周方向」、「軸方向」、「径方向」とは、ステータ１０の周方向、軸方向、径方向を意味する。また、ステータ１０の軸方向のうち、中性点２０が設けられる側（図２の紙面上側）を「結線側」、中性点２０が設けられていない側（図２の紙面下側）を「反結線側」と呼ぶ。

ステータ１０は、積層電磁鋼板や圧粉磁芯等からなるステータコア１２と、当該ステータコア１２に巻回されたステータコイル１４と、を有している。ステータコア１２は、さらに、略環状のヨーク１６と、当該ヨーク１６の内周縁から径方向内側に突出する複数のティース１８と、に大別される。複数のティース１８は、周方向に等間隔に並んでいる。このティース１８の個数は、３の倍数であれば特に限定されず、本例では、１５個としている。各ティースには、絶縁部材（図示せず）を介して巻線が巻回されている。この絶縁部材は、ステータコイル１４とステータコア１２とを絶縁する。

ステータコイル１４は、平角線である巻線をティース１８に集中巻で巻回することで構成される。平角線（巻線）の表面には、隣接する平角線との間で絶縁を確保するためにエナメル加工が施されている。ただし、後述する中性線２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗの末端に設けられた接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗの部分だけは、エナメル加工は、除去されており、導体が外部に露出している。

ステータコイル１４は、三相のコイル、すなわち、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルを有している。この三相コイルは、スター結線されており、その末端は互いに接合されて、中性点２０を形成している。より具体的に説明すると、各相コイルは、１以上（図示例では五つ）の単コイルＵｉ，Ｖｉ，Ｗｉ（ｉ＝１，２，・・・，５）から構成される。単コイルＵｉ，Ｖｉ，Ｗｉは、平角線からなる巻線を一つのティース１８に巻回することで構成される。単コイルＵｉ，Ｖｉ，Ｗｉは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順で周方向に繰り返し並んでいる。一つの相を構成する複数の単コイルＵｉ，Ｖｉ，Ｗｉは、その並びの順番で、直列に接続されている。以下では、これら複数の単コイルＵｉ，Ｖｉ，Ｗｉのうち、最も上流に配された単コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１を、「開始単コイル」と呼び、５番目（最後尾）に配された単コイルＵ５，Ｖ５，Ｗ５を「最終単コイル」と呼ぶ。また、Ｕ相の開始単コイルＵ１から他の単コイルを経てＷ相の最終単コイルＷ５に向かう向きを「周方向下流側」と呼び、その逆を、「周方向上流側」と呼ぶ。

いずれの単コイルＵｉ，Ｖｉ，Ｗｉにおいても、巻線の巻き始め（始端）は最外周に、巻き終わり（終端）は最内周に位置している。各単コイルＵｉ，Ｖｉ，Ｗｉは、渡り線２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗを介して、同相の他の単コイルＵｉ，Ｖｉ，Ｗｉに接続されている。渡り線２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗは、軸方向結線側端部において、周方向に延びて、一つの単コイルＵｉ，Ｖｉ，Ｗｉの終端と、同相の他の単コイルＵｉ＋１，Ｖｉ＋１，Ｗｉ＋１の始端とを接続する巻線部分である。したがって、例えば、Ｕ相単コイルＵ１の終端は、渡り線２２Ｕを介して、Ｕ相単コイルＵ２の始端に接続され、Ｕ相単コイルＵ２の終端は、渡り線２２Ｕを介して、Ｕ相単コイルＵ３の始端に接続される。

開始単コイルＵ１，Ｖ１，Ｗ１の始端は、インバータからの３相の電力ライン（図示せず）に接続されている。また、最終単コイルＵ５，Ｖ５，Ｗ５の終端からは、中性線２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗが延びている。中性線２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗは、必要に応じて屈曲された後、互いに接合され、中性点２０を構成する。

ここで、図２に示す通り、また、既述した通り、単コイルＵｉ，Ｖｉ，Ｗｉは、この順番で繰り返し並ぶように配されている。そのため、Ｕ相最終単コイルＵ５は、４番目のＷ相単コイルＷ４に隣接し、Ｗ相最終単コイルＷ５は、Ｕ相開始単コイルＵ１に隣接している。

中性線２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗは、最終単コイルＵ５，Ｖ５，Ｗ５の終端３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗから延びる巻線部分であり、最終単コイルＵ５，Ｖ５，Ｗ５の軸方向結線側端部より軸方向外側に突出した巻線部分である。各最終単コイルＵ５，Ｖ５，Ｗ５の終端３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗは、図示例では、最終単コイルＵ５，Ｖ５，Ｗの周方向下流端（図２における左端）、かつ、軸方向結線側端部（図２における上端）に位置している。

各中性線２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗは、さらに、実際に接合されて中性点２０を形成する接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗと、当該接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗと終端３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗを接続する中継部２８Ｕ，２８Ｖ，２８Ｗと、に大別される。

三つの中性線２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗのうち、中央に位置するＶ相中性線２４Ｖは、Ｖ相最終単コイルＶ５の終端３０Ｖから、周方向に屈曲することなく、軸方向にほぼ真っ直ぐ延びている。したがって、Ｖ相中性線２４Ｖにおいて、接合部２６Ｖと中継部２８Ｖは、一直線状に連続している。

Ｗ相中性線２４Ｗは、Ｖ相中性線２４Ｖに対して、周方向下流側に隣接する。このＷ相中性線２４Ｗの中継部２８Ｗは、Ｗ相最終単コイルＷ５の終端３０Ｗから軸方向外側に延びた後、周方向に屈曲して、Ｖ相中性線２４Ｖ近傍まで周方向に進む。接合部２６Ｗは、中継部２８Ｗの末端から軸方向外側に延びている。

Ｕ相中性線２４Ｕは、Ｖ相中性線２４Ｖに対して、周方向上流側に隣接する。このＵ相中性線２４Ｕの中継部２８Ｕは、Ｕ相最終単コイルＵ５の終端３０Ｕから軸方向外側に延びた後、周方向に屈曲して、Ｖ相中性線２４Ｖ近傍まで周方向に進む。接合部２６Ｕは、中継部２８Ｕの末端から軸方向外側に延びている。

つまり、Ｕ相中性線２４ＵおよびＷ相中性線２４Ｗは、Ｖ相中性線２４Ｖの周方向両側に位置しており、三相の接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗは、周方向に並んでいる。中性点２０は、この三つの接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗを、一対の挟持部材で挟持した状態で、互いに溶接接合することで形成される。ここで、この中性点２０の形成の流れについて、図３〜図５を参照して説明する。図３〜図５は、中性点２０の形成過程を示す図である。

既述した通り、三つの接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗは、この順番で、周方向に隣接している。ただし、図３に示すように、挟持前の段階において、Ｕ相接合部２６ＵとＶ相接合部２６Ｖとの周方向距離Ｄｕｖは、Ｖ相接合部２６ＶとＷ相接合部２６Ｗとの距離Ｄｖｗよりも、大きくなっている（Ｄｖｗ＜Ｄｕｖ）。これは、Ｗ相最終単コイルＷ５とＵ相開始単コイルＵ１との相間絶縁距離を確保するためであるが、これについては、後述する。

中性点２０を形成する際には、この三つの接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗを、静止側挟持部材４０ｓと、可動側挟持部材４０ｍと、で挟持する。静止側挟持部材４０ｓおよび可動側挟持部材４０ｍ（以下、静止側と可動側とを区別しない場合は、単に「挟持部材４０」という）は、スポット溶接の電極として機能する。この一対の挟持部材４０が、接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗを挟持した状態で通電されると、当該接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗが互いに溶接され、接合される。

接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗを挟持する際には、図４に示すように、静止側挟持部材４０ｓは、Ｕ相接合部２６Ｕの隣に、可動側挟持部材４０ｍは、Ｗ相接合部２６Ｗの隣に、配される。その後、可動側挟持部材４０ｍを、静止側挟持部材４０ｓに向かって移動させる。このとき、静止側挟持部材４０ｓは、その場で静止させ続ける。

可動側挟持部材４０ｍを移動させることで、Ｗ相接合部２６ＷおよびＶ相接合部２６Ｖが、Ｕ相接合部２６Ｕへと移動する。そして、最終的には、図５に示すように、三つの接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗが、一対の挟持部材４０で挟持される。この状態になれば、挟持部材４０にスポット溶接用の電流を印加し、接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗを溶接し、接合する。これにより、中性点２０が形成される。

ここで、これまでの説明で明らかな通り、本明細書で開示する方法では、挟持前の段階において、Ｕ相接合部２６ＵとＶ相接合部２６Ｖとの距離Ｄｕｖを、Ｖ相接合部２６ＶとＷ相接合部２６Ｗとの距離Ｄｖｗより大きくしている。換言すれば、Ｗ相接合部２６ＷをＶ相接合部２６Ｖに近接させる一方で、Ｕ相接合部２６ＵをＶ相接合部２６Ｖから離している。かかる構成とするのは、Ｗ相最終単コイルＷ５とＵ相開始単コイルＵ１との絶縁距離を確保するためである。これについて図６を参照して説明する。図６は、挟持前の段階で、Ｕ相接合部２６ＵおよびＷ相接合部２６Ｗの双方を、Ｖ相接合部２６Ｖに近接させた比較例を示す図である。

挟持前の段階で、Ｕ相接合部２６ＵおよびＷ相接合部２６Ｗの双方を、Ｖ相接合部２６Ｖに近接させた場合、これら接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗを接合して成る中性点２０は、Ｖ相最終単コイルＶ５の終端３０Ｖのほぼ真上に位置する。この場合、何らかの原因で、接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗまたは中性点２０に周方向下流側（開始単コイルＵ１側、図６における左側）の力がかかって、図６において二点鎖線で示すように、接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗとともに、各最終単コイルＵ５，Ｖ５，Ｗ５の一部も、周方向下流側へと倒れ込むことがある。そして、Ｗ相最終単コイルＷ５の一部が、Ｕ相開始単コイルＵ１に接触して、相間絶縁が確保できないおそれがある。

一方、本明細書で開示する方法のように、予めＵ相接合部２６Ｕを、Ｖ相接合部２６Ｖから離間させるとともに、Ｖ相接合部２６ＶおよびＷ相接合部２６Ｗを、Ｕ相接合部２６Ｕ側に押し付けたとする。この場合、図２に示すように、中性点２０は、Ｖ相最終単コイルＶ５の終端３０Ｖよりも、周方向上流側になる。そして、Ｖ相接合部２６ＶおよびＷ相接合部２６Ｗは、ともに、周方向上流側（開始単コイルＵ１から離れる側）に傾斜している。この状態において、接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗまたは中性点２０に周方向下流側の力がかかったとする。この場合、Ｗ相最終単コイルＷ５の一部が、Ｕ相開始単コイルＵ１に当接する前に、Ｕ相最終単コイルＵ５の一部が、隣接するＶ相最終単コイルＶ５に当接し、更なる、倒れ込みが規制される。その結果、中性点２０等が、周方向下流側に押されても、Ｗ相最終単コイルＷ５とＵ相開始単コイルＵ１との絶縁距離が維持できる。つまり、三つの接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗのうち、周方向中央の接合部２６Ｖと開始単コイルＵ１側の接合部２６Ｗとの距離Ｄｖｗよりも、周方向中央の接合部２６Ｖと開始単コイルＵ１と反対側の接合部２６Ｕとの距離Ｄｕｖを大きくすることにより、中性点２０等が倒れても相間絶縁距離を維持しやすくなっている。

ところで、これまで説明した例では、三つの接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗを挟持する際に、Ｖ相接合部２６Ｖに近接するＷ相接合部２６Ｗを移動させ、Ｖ相接合部２６Ｖから離間したＵ相接合部２６Ｕは静止させている。かかる構成とするのは、三つの接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗの末端高さを揃えるためである。これについて図７、図８を参照して説明する。図７は、挟持のために、Ｗ相接合部２６Ｗを静止させ、Ｕ相接合部２６Ｕを移動させた比較例を示す図である。また、図８（ａ）は、Ｕ相接合部２６Ｕの移動軌跡Ｔ１を、図８（ｂ）は、Ｖ相接合部２６Ｖの移動軌跡Ｔ２を示す図である。

繰り返し述べるように、また、図３に示すように、本明細書で開示する方法では、接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗを挟持する前の段階において、Ｖ相中性線２４Ｖは、周方向に屈曲することなく、ほぼ軸方向に延びている。また、Ｗ相接合部２６Ｗは、Ｖ相接合部２６Ｖに近接する一方で、Ｕ相接合部２６Ｕは、Ｖ相接合部２６Ｖから離間している。

この場合において、図７に示すように、Ｕ相接合部２６Ｕの隣に可動側挟持部材４０ｍを、Ｗ相接合部２６Ｗの隣に静止側挟持部材４０ｓを配し、Ｕ相接合部２６Ｕを周方向に移動させたとする。この場合、図７に示すように、Ｕ相接合部２６Ｕの末端高さが、Ｖ相接合部２６ＶおよびＷ相接合部２６Ｗよりも、大幅に低くなってしまう。

これは、Ｕ相接合部２６Ｕの末端と揺動中心とが周方向に離間しているためである。すなわち、図８に示すように、Ｕ相接合部２６Ｕを周方向下流側に押した場合、Ｕ相接合部２６Ｕは、最終単コイルＵ５の反結線側端部（以下「下端３２Ｕ」と呼ぶ）を中心として揺動する。この下端３２Ｕは、Ｕ相接合部２６Ｕと周方向に離間している。この場合、Ｕ相接合部２６Ｕの末端は、Ｖ相接合部２６Ｖに近づくにつれて軸方向内側に進むような軌跡Ｔ１に沿って移動する。そして、結果として、Ｕ相接合部２６Ｕを移動させた場合には、Ｕ相接合部２６Ｕの末端高さが、Ｖ相接合部２６Ｖの末端高さに比べて低くなる。

このように三つの接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗの末端高さが不ぞろいであると、溶接によって形成される溶融玉の形状が崩れ、溶接部分の強度低下等を招く。そこで、挟持後の末端高さを揃えるために、図９に示すように、挟持後の末端高さが揃うように、Ｕ相接合部２６Ｕを、他の接合部２６Ｖ，２６Ｗに比べて長くすることも考えられる。しかし、この場合、余分なコイル材料が必要となり、コストアップを招く。また、別の形態として、図１０に示すように、Ｕ相接合部２６Ｕの軸方向移動を規制するガイド部材４２を設け、Ｕ相接合部２６Ｕの低下を防止することも考えられる。しかし、この場合では、専用のガイド部材４２を追加する必要があり、コストアップや、製造工程の煩雑化を招く。

一方、本明細書で開示する方法のように、Ｖ相接合部２６Ｖから離間したＵ相接合部２６Ｕを静止させるとともに、Ｖ相接合部２６Ｖに近接するＷ相接合部２６Ｗを押すようにすれば、容易に末端高さを揃えることができる。これについて、図８（ｂ）を参照して説明する。Ｗ相接合部２６Ｗを、Ｕ相接合部２６Ｕに向かって押した場合、Ｗ相接合部２６Ｗは、比較的、早期に、Ｖ相接合部２６Ｖに当接する。Ｖ相接合部２６Ｖに当接したＷ相接合部２６Ｗは、当該Ｖ相接合部２６Ｖと可動側挟持部材４０ｍと挟持されることになり、Ｖ相接合部２６Ｖに対する移動が規制される。換言すれば、Ｖ相接合部２６Ｖに当接したＷ相接合部２６Ｗは、Ｖ相接合部２６Ｖと同じ軌跡Ｔ２に沿って移動する。

Ｖ相接合部２６Ｖは、Ｕ相接合部２６Ｕに向かって押されると、Ｖ相最終単コイルＶ５の終端３０Ｖまたは下端３２Ｖを中心として揺動する。すなわち、Ｖ相最終単コイルＶ５の巻線の動き（揺動）が、当該巻線より内側に位置する他の巻線またはティース１８によって規制される場合は、終端３０Ｖが、規制されない場合は、下端３２Ｖが揺動中心となる。

ここで、Ｖ相接合部２６Ｖは、その揺動中心（終端３０Ｖまたは下端３２Ｖ）のほぼ真上に位置している。換言すれば、Ｖ相接合部２６Ｖと、揺動中心（終端３０Ｖまたは下端３２Ｖ）との周方向位置がほぼ同じである。そのため、揺動中心（終端３０Ｖまたは下端３２Ｖ）を中心としてＶ相接合部２６Ｖが揺動した際、当該Ｖ相接合部２６Ｖの末端は、水平に近い円弧の軌跡Ｔ２に沿って動くこととなり、軸方向の位置変化が少ない。また、既述した通り、Ｖ相接合部２６Ｖに近接するＷ相接合部２６Ｗは、早期にＶ相接合部２６Ｖに当接し、Ｖ相接合部２６Ｖとともに移動する。結果として、Ｗ相接合部２６Ｗ側をＵ相接合部２６Ｕ側に押した場合には、Ｖ相接合部２６ＶおよびＷ相接合部２６Ｗの軸方向高さの低下を効果的に抑えることができ、図５に示す通り、挟持した段階での三つの接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗの末端高さのバラツキを効果的に低減できる。そして、これにより、溶接で形成される溶融玉の形状を安定させることができ、溶接部分の強度を高く保つことができる。

また、Ｕ相接合部２６Ｕを静止させて、Ｖ相接合部２６ＶおよびＷ相接合部２６Ｗを移動させる構成とすることで、最終単コイルＵ５，Ｖ５，Ｗ５とロータ１００との間隙低下を抑制できる。これについて図１１、図１２を参照して説明する。図１１は、中性点２０近傍の概略軸方向視図であり、図１２は、図１１のＡ部拡大図である。図８（ａ）を参照して説明した通り、Ｕ相接合部２６Ｕを、Ｖ相接合部２６Ｖ側に移動させた場合、Ｕ相接合部２６Ｕは、Ｕ相最終単コイルＵ５の下端３２Ｕを中心として揺動する。このとき、Ｕ相最終単コイルＵ５の終端３０Ｕも、Ｖ相接合部２６Ｖの方向に移動する。この場合、図１２において二点鎖線で示すように、終端３０Ｕは、径方向内側に突出することになり、移動後におけるロータ１００との間隙Ｄａが、移動前におけるロータ１００との間隙Ｄｂに比べて小さくなる。こうした最終単コイルＵ５とロータ１００との間隙低下は、引きずり損失の増加を招き、回転電機の効率の低下を招く。

一方、本明細書で開示する方法のように、Ｕ相接合部２６Ｕを静止させた状態で、Ｖ相接合部２６ＶおよびＷ相接合部２６Ｗを移動させた場合、図８（ｂ）を参照して説明した通り、Ｖ相最終単コイルＶ５およびＷ相最終単コイルＷ５の終端３０Ｖ，３０Ｗは、殆ど動かない。その結果、最終単コイルＵ５，Ｖ５，Ｗ５とロータ１００との間隙の低下を抑制でき、ひいては、損失の増加を防止できる。

なお、これまで説明した構成は、一例であり、第１、第２、第３相の接合部が周方向に並んでおり、挟持前の段階で、第１相の接合部と第２相の接合部との距離が、第２相の接合部と第３相の接合部との距離より大きい場合に、三つの接合部を挟持するために、第１相の接合部を静止させるとともに第３相の接合部を移動させるのであれば、その他の構成は、変更されてもよい。

例えば、これまでの説明では、Ｖ相（第２相）の終端３０Ｖが、Ｖ相の最終単コイルＶ５の周方向一端側（例えば下流側）に位置する場合、当該Ｖ相に対して周方向一端側に隣接する相（図２の例では、Ｗ相）をＶ相に近接する第３相とし、当該Ｖ相に対して周方向他端側に隣接する相（図２の例では、Ｕ相）をＶ相から離間する第３相としていた。しかし、図１３に示すように、Ｖ相（第２相）の終端３０Ｖが、Ｖ相の最終単コイルＶ５の周方向一端側（例えば下流側）に位置する場合、当該Ｖ相に対して周方向他端側（上流側）に隣接するＵ相を、Ｖ相に近接する第３相とし、当該Ｖ相に対して周方向一端側（下流側）に隣接するＷ相を、Ｖ相から離間する第２相としてもよい。この場合において、中性点２０を形成する際には、Ｕ相の接合部２６Ｕに隣接する可動側挟持部材４０ｍを、Ｗ相の接合部２６Ｗに隣接する静止側挟持部材４０ｓに向かって、周方向に移動させればよい。この場合でも、接合部２６Ｕ，２６Ｖ，２６Ｗの末端高さのバラツキを低減でき、ひいては、溶融玉の形状を安定させることができる。ただし、図１３の構成とする場合には、Ｗ相最終単コイルＷ５とＵ相開始単コイルＵ１との絶縁を維持するための構成を追加することが望ましい。

また、これまでの説明では、周方向上流側から下流側に向かって、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順番に並ぶ場合を例示したが、当然ながら、この並びは、変更されてもよく、例えば、Ｖ相、Ｕ相、Ｗ相の順番で並んでもよい。また、各相コイルを構成する単コイルＵｉ，Ｖｉ，Ｗｉの個数も、適宜、変更されてよい。また、これまでの説明は、全て、ステータ１０の内部にロータ１００を配したインナーロータ型を例に挙げて行ったが、本明細書で開示する製造方法は、アウターロータ型のステータに適用されてもよい。

１０ ステータ、１２ ステータコア、１４ ステータコイル、１６ ヨーク、１８ ティース、２０ 中性点、２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗ 渡り線、２４Ｕ Ｕ相中性線、２４Ｖ Ｖ相中性線、２４Ｗ Ｗ相中性線、２６Ｕ Ｕ相接合部、２６Ｖ Ｖ相接合部、２６Ｗ Ｗ相接合部、３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ 終端、４０ｍ 可動側挟持部材、４０ｓ 静止側挟持部材、４２ ガイド部材、１００ ロータ、Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１ 開始単コイル、Ｕ５，Ｖ５，Ｗ５ 最終単コイル。

Claims (1)

1. ステータコアと、前記ステータコアのティースに集中巻で巻回されたステータコイルと、を有したステータの製造方法であって、
   前記ステータコイルは、中性点で電気的に接続された第１相コイル、第２相コイル、第３相コイルと、を有しており、
   各相コイルは、
   巻線をティースに巻回して成る複数の単コイルであって、互いに直列に接続された複数の単コイルと、
   前記複数の単コイルのうち最下流に位置する最終単コイルの終端から延びる中性線であって、末端が他の相の中性線と接合される接合部となる中性線と、
   を備えており、
   前記第２相の中性線は、対応する最終単コイルの終端から軸方向に延びており、
   前記第１相および第３相の中性線は、前記第２相の中性線の周方向両側に位置するとともに、対応する最終単コイルの終端から前記第２相の中性線に向かって周方向に延びた後に軸方向に延びており、
   前記中性点は、周方向に並んだ前記三つの相の接合部を、一対の挟持部材で周方向に挟持した状態で、接合することで形成され、
   前記接合部を挟持する前の状態で、前記第２相の接合部と前記第１相の接合部との周方向距離は、前記第２相の接合部と前記第３相の接合部との周方向距離よりも、大きく、
   前記接合部を挟持する際は、前記第１相の接合部に隣接する静止側挟持部材を静止させた状態で、前記第３相の接合部に隣接する可動側挟持部材を前記静止側挟持部材に向かって移動させる、
   ことを特徴とするステータの製造方法。