WO2020067353A1 - ステータの製造方法 - Google Patents

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WO2020067353A1
WO2020067353A1 PCT/JP2019/037988 JP2019037988W WO2020067353A1 WO 2020067353 A1 WO2020067353 A1 WO 2020067353A1 JP 2019037988 W JP2019037988 W JP 2019037988W WO 2020067353 A1 WO2020067353 A1 WO 2020067353A1
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WO
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conductor
stator core
segment
stator
axial
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/037988
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English (en)
French (fr)
Inventor
神谷友貴
斉藤正樹
Original Assignee
アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
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Publication date
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/08Forming windings by laying conductors into or around core parts
    • H02K15/085Forming windings by laying conductors into or around core parts by laying conductors into slotted stators

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a stator used for a rotating electric machine.
  • Patent Literature 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-027851 discloses a technique in which a coil is disposed around a tooth (12) of a stator core (10) and fixed thereto (in the description of the background art).
  • the code shown in parentheses is that of Patent Document 1.
  • spacers (20, 30) are fixed to both end surfaces of the tooth (12) on the coil end side.
  • the characteristic configuration of the method for manufacturing a stator is a cylinder having a plurality of slots that are opened on both the first axial side which is one side in the axial direction and the second axial side which is the other side in the axial direction.
  • a stator coil comprising: a stator core having a cylindrical shape; and a stator coil formed by joining a plurality of segment conductors inserted into a plurality of the slots, wherein a conductor arrangement for arranging the segment conductors in the slots is provided. And a conductor supporting step of supporting the segment conductor by a supporting member such that a target end that is the axial end of the segment conductor is at an appropriate position with respect to the stator core after the conductor arrangement step.
  • the conductor fixing step is performed in a state where the target end of the segment conductor is supported at an appropriate position by the support member, the state where the target end of the segment conductor is disposed at the appropriate position can be maintained. In this state, the conductor bonding step can be performed with high accuracy.
  • the target end of the segment conductor can be maintained in a state where it is disposed at an appropriate position. Therefore, even if the support of the segment conductor by the support member is released, the target The state of the end can be maintained. Therefore, even when the support of the segment conductor is released, the conductor bonding step can be performed with high accuracy.
  • Partial perspective view of a stator for a rotating electric machine Partial radial sectional view of a stator for a rotating electric machine
  • Radial and axial views of segment conductors Explanatory drawing showing an example of the structure of a foamed resin Explanatory drawing showing before and after foaming of foamed resin
  • Flow chart showing manufacturing process of stator for rotating electric machine
  • Explanatory drawing of the resin arrangement step and the conductor arrangement step Illustration of conductor placement process Illustration of core support process
  • Explanatory drawing of the axial support process Illustration of radial support process Illustration of conductor molding process Illustration of the conductor bonding process Illustration of the joint insulation process
  • the stator 100 manufactured by the manufacturing method of the present embodiment is used as an armature of a rotating electric machine, and in particular, an inner rotor in which a rotor (not shown) as a field is arranged radially inside the stator 100.
  • a rotor not shown
  • the term “rotating electric machine” is used as a concept including any of a motor (electric motor), a generator (generator), and a motor / generator that performs both functions of a motor and a generator as necessary. I have.
  • the “axial direction L”, the “radial direction R”, and the “circumferential direction C” are the cylindrical core inner peripheral surface 1F (see FIG. 2 and the like), unless otherwise specified. Is defined with reference to the axis of. As for the “axial direction L”, one side is defined as “first axial direction L1” and the other side is defined as “second axial direction L2”. Regarding the “radial direction R”, the inside is “radially inside R1” and the outside is “radially outside R2”. In this specification, terms relating to dimensions, arrangement directions, arrangement positions, and the like of each member are used as a concept including a state having a difference due to an error (an error that is allowable in manufacturing).
  • stator 100 manufactured by the manufacturing method of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
  • stator coil 2 is not shown with most of the coil end portions 2 ⁇ / b> E protruding from the stator core 1 in the axial direction L being omitted.
  • the stator 100 joins a cylindrical stator core 1 having a plurality of slots 11 opened on both the first axial side L1 and the second axial side L2, and a plurality of segment conductors 20 inserted into the plurality of slots 11. And a stator coil 2 configured as described above.
  • the stator 100 functions as an armature of a rotating electric machine, and in this example, functions as an armature of a radial gap type (inner rotor type) rotating electric machine.
  • the stator core 1 is configured by laminating a plurality of magnetic steel sheets of magnetic material in the axial direction L, or is mainly configured by a compact formed by pressing a powder of a magnetic material.
  • the end of the stator core 1 on the first side L1 in the axial direction is a first core end E1
  • the end on the second side L2 in the axial direction is a second core end E2 (FIG. 9 and the like). reference).
  • each of the first core end E1 and the second core end E2 has a surface orthogonal to the axial direction L.
  • the stator core 1 can be appropriately supported by the core supporting step S3 (see FIG. 6) described later.
  • the first core end E1 corresponds to a “reference end”.
  • a plurality of slots 11 extending in the axial direction L and the radial direction R are dispersedly arranged in the circumferential direction C in the stator core 1.
  • the slot 11 is open on both the first axial side L1 and the second axial side L2. That is, the slot 11 has an axial opening that opens at each end face of the stator core 1 in the axial direction L.
  • the slot 11 is also opened on the core inner peripheral surface 1F (inner peripheral surface) of the stator core 1. That is, the slot 11 has the opening 11A that opens to the radial inside R1.
  • the plurality of slots 11 are arranged at regular intervals in the circumferential direction C.
  • a tooth 12 is formed between two slots 11 adjacent in the circumferential direction C.
  • the teeth 12 are formed so as to protrude inward in the radial direction R1 from the annular yoke portion 13, and a plurality of the teeth 12 are dispersedly arranged along the circumferential direction C.
  • the above-mentioned opening 11A is formed between the tips of the pair of teeth 12 adjacent in the circumferential direction C.
  • the core inner peripheral surface 1F is a cylindrical virtual surface that connects the ends of the plurality of teeth 12 on the radially inner side R1.
  • the inner surface 11F of the slot 11 is connected to a pair of circumferential inner surface portions 11Fc facing in the circumferential direction C and extending in the radial direction R, and a pair of circumferential inner surface portions 11Fc at the radial outer side R2. And a radial inner surface 11Fr extending in the circumferential direction C.
  • the radial inner surface 11Fr is disposed in an end region of the radial outer R2 of the slot 11, and connects the ends of the radial outer R2 of the pair of circumferential inner surfaces 11Fc to each other.
  • the circumferential inner surface portion 11Fc is constituted by the side surface of the teeth 12 in the circumferential direction C.
  • the radial inner surface portion 11Fr is formed to be a flat surface facing the radial inner side R1, and is configured by a surface of the yoke portion 13 in the radial inner side R1.
  • each of the slots 11 is a semi-open slot.
  • the width in the circumferential direction C of the opening 11A that opens to the radially inner side R1 of the slot 11 is smaller than the interval between a pair of circumferential inner surfaces 11Fc that face each other in the circumferential direction C.
  • protruding portions that protrude on both sides in the circumferential direction C are formed at ends of the teeth 12 on the radial inner side R1.
  • the stator coil 2 is configured by joining a plurality of segment conductors 20.
  • the segment conductor 20 is formed using a conductive material (for example, a metal such as copper or aluminum).
  • a conductive material for example, a metal such as copper or aluminum.
  • the shape of the cross section orthogonal to the extending direction is configured as a rectangular so-called rectangular wire. ing.
  • the “rectangular shape” of the cross-sectional shape of the segment conductor 20 includes those in which corners are chamfered (R chamfering, C chamfering, etc.). In the illustrated example, R chamfering is applied to the four corners.
  • the surface of the segment conductor 20 is covered with an insulating coating made of a resin (for example, enamel or the like) except for a part of the connection with the other segment conductor 20 and the like.
  • the segment conductor 20 is configured such that a pair of conductor sides 20 ⁇ / b> A extending in the axial direction L and ends of the pair of conductor sides 20 ⁇ / b> A on the first axial side L1 are mutually connected. And a connecting portion 20B for connection.
  • Each of the pair of conductor side portions 20A in one segment conductor 20 is inserted into a different slot 11 (a pair of slots 11 spaced apart in the circumferential direction C) while being offset in the radial direction R. .
  • the crossover portion 20B connects a pair of conductor side portions 20A offset in the radial direction R and spaced apart in the circumferential direction C outside the stator core 1 (outside the axial direction L).
  • FIG. 3 schematically shows only a part of the segment conductor 20 and the stator core 1, and omits other components (for example, a foamed resin 3 described later).
  • the transition portion 20B is disposed at a position protruding from the stator core 1 to the first axial side L1. Then, both ends of the pair of conductor sides 20A on the second axial side L2 are disposed at positions protruding from the stator core 1 on the second axial side L2.
  • the portion of the segment conductor 20 that protrudes from the stator core 1 in the first axial direction L1 is referred to as a first protrusion 21
  • the portion of the segment conductor 20 that protrudes in the second axial direction L2 from the stator core 1 is the second protrusion. 22.
  • An assembly of the first protrusions 21 and an assembly of the plurality of second protrusions 22 in the plurality of segment conductors 20 are each referred to as a coil end 2E (see FIG. 9 and the like).
  • an aggregate of portions (portions not protruding from the stator core 1) of the plurality of segment conductors 20 other than the first projecting portion 21 and the second projecting portion 22 and disposed inside the slot 11 is referred to as a slot.
  • the slot accommodating portion 2 ⁇ / b> A includes a plurality of segment conductors 20 arranged in the radial direction R inside the slot 11, and in the present example, includes six segment conductors 20. ing.
  • the second protrusion 22 corresponds to a “projection”.
  • the end of the segment conductor 20 on the second axial side L2, that is, the end of the conductor side 20A on the second axial side L2 is the target end 22a.
  • the target end 22a has a portion (exposed portion) where the insulating film is removed from the conductor side portion 20A (segment conductor 20) to expose the linear conductor.
  • the target end 22a is joined to the target end 22a of the other segment conductor 20 in the same phase in the conductor joining step S10 (see FIG. 6).
  • the outer surface 2AF of the slot accommodating portion 2A has a pair of circumferential outer surface portions 2AFc facing in opposite directions in the circumferential direction C and extending in the radial direction R, and a pair of circumferential direction outer circumferential portions R2 in the radial outer side R2.
  • a radially outer surface 2AFro that connects the outer surface 2AFc and extends in the circumferential direction C
  • a radially inner outer surface 2AFri that connects the pair of circumferentially outer surfaces 2AFc and extends in the circumferential direction C at the radially inner side R1. included.
  • the radially inner outer surface portion 2AFri is an end surface of the radially inner side R1 in the slot accommodating portion 2A and faces the rotor (not shown) after the rotor (not shown) is assembled.
  • the slot accommodating portion 2A is disposed inside the slot 11 such that the distance in the radial direction R between the radially inner outer surface portion 2AFri and the core inner peripheral surface 1F is equal to or longer than a predetermined set distance SD. Is done.
  • the “set distance SD” is set based on an eddy current generated in the slot accommodating portion 2A due to a change in magnetic flux from a rotor (not shown). More specifically, assuming that the limit distance that can suppress the loss due to the eddy current generated in the slot accommodating portion 2A to the allowable limit or less is the allowable distance AD, the set distance SD is set to a value larger than the allowable distance AD. And good.
  • the “allowable distance AD” is a distance that depends on the size of the rotating electric machine, required performance, and the like, and is determined based on experiments and the like. In the present embodiment, the set distance SD and the allowable distance AD are defined based on the core inner peripheral surface 1F.
  • the present invention is not limited to this, and the base points of the set distance SD and the allowable distance AD can be set arbitrarily.
  • the set distance SD and the allowable distance AD may be defined based on the axial center position of the cylindrical stator core 1.
  • a foamed resin 3 is provided between the slot 11 and the slot accommodating portion 2A. More specifically, the foamed resin 3 is provided between the inner surface 11F of the slot 11 and the outer surface 2AF of the slot housing.
  • the slot resin 2A is fixed to the slot 11 by the foam resin 3, and the slot core 2A and the stator core 1 are electrically insulated.
  • the foamed resin 3 is formed between the circumferential inner surface portion 11Fc of the slot 11 and the circumferential outer surface portion 2AFc of the slot housing portion 2A, and the radial inner surface portion 11Fr of the slot 11 and the radial direction of the slot housing portion 2A. It is provided between the outer outer surface 2AFRo. Further, in this example, the foamed resin 3 is provided so as to also cover the radially inner surface 2AFri in the slot housing 2A.
  • the foamed resin 3 expands by heating.
  • a sheet-shaped foamed resin 30 in which a foamed resin material 31 is provided integrally with the sheet member 32 along both surfaces of the sheet member 32 is used.
  • the foamed resin material 31 may be provided along only one of the two surfaces of the sheet member 32.
  • the foam resin material 31 is used as a material that expands and expands under predetermined conditions.
  • the foamed resin material 31 is formed of a resin that has a material that expands by heating and has adhesiveness.
  • FIG. 4 is an explanatory view of the structure of the foamed resin material 31 and is a perspective view conceptually showing the foamed resin material 31 before heating.
  • FIG. 5 is a diagram conceptually showing a state before and after expansion by heating in a capsule body 31B as an example of a material that expands by heating.
  • the foamed resin material 31 is an epoxy resin 31A in which a number of capsule bodies 31B that expand by heating are mixed.
  • the capsule body 31B is foamed and expanded as shown on the right side of FIG. 5 by being heated from the state before heating shown on the left side of FIG. 5.
  • the entire foamed resin material 31 is expanded by heating. Note that, even after the foamed resin material 31 is cured after heating, the capsule body 31B remains in an expanded state inside the foamed resin material 31. 2 shows a state after foaming of the sheet-like foamed resin 30, and FIGS. 7 and 11 show a state before foaming of the sheet-like foamed resin 30.
  • the segment conductor 20 is inserted into the slot 11 from the first axial side L ⁇ b> 1, and is the end of the second axial side L ⁇ b> 2 of the segment conductor 20.
  • An axial supporting step S4 (corresponding to a conductor supporting step) for supporting the segment conductor 20 by an axial supporting jig 5 (corresponding to a supporting member: see FIG. 10) so as to be positioned, and a segment by the axial supporting jig 5
  • a conductor fixing step S6 for fixing the segment conductor 20 to the slot 11 while the conductor 20 is supported, and after the conductor fixing step S6, the segment is fixed by the axial support jig 5.
  • a conductor bonding step S10 described bonding a plurality of target ends 22a together, a.
  • the conductor fixing step S6 is performed using the foamed resin 3. Therefore, the manufacturing method of the stator 100 includes a resin disposing step S1 of disposing the foamed resin 3 before foaming inside the slot 11 before the conductor fixing step S6.
  • a core supporting step S3 for supporting the stator core 1 is provided.
  • a radial support step S5 of supporting the segment conductor 20 from the radial inner side R1 by the inner diameter support jig 6 is provided.
  • a radial support release step S8 for releasing the support of the segment conductor 20 by the inner diameter support jig 6 is also provided.
  • the second protruding portion 22 is bent and formed after the axial support release step S7 and before the conductor bonding step S10, so that the target end 22a is formed.
  • a conductor forming step S9 for arranging the conductor at a joint position with another target end 22a.
  • a joint insulating step S11 for insulating the joints joined in the conductor joining step S10.
  • the left diagram of FIG. 7 shows the resin disposing step S1.
  • the resin disposing step S ⁇ b> 1 is a step of disposing the foamed resin 3 before foaming inside the slot 11.
  • the resin placement step S1 is performed before the conductor placement step S2.
  • the sheet-like foamed resin 30 before foaming is arranged along the inner surface 11F of the slot 11.
  • the sheet-like foamed resin 30 is disposed at least over the entire area of the slot 11 in the axial direction L.
  • FIG. 8 shows a conductor arrangement step S2.
  • the conductor arranging step S2 is a step of arranging the segment conductors 20 on the stator core 1.
  • the segment conductor 20 is inserted into the slot 11 from the first axial side L1 to the second axial side L2.
  • the transition portion 20B of the segment conductor 20 is made to protrude from the first core end E1 of the stator core 1 to the first axial side L1, and the conductor of the segment conductor 20
  • the target end 22a of the side 20A is projected from the second core end E2 of the stator core 1 to the second axial side L2.
  • the portion of the segment conductor 20 that protrudes from the stator core 1 in the first axial direction L1 is the first protruding portion 21, and the portion that protrudes from the stator core 1 in the second axial direction L2 is the second protruding portion.
  • all the segment conductors 20 constituting the stator coil 2 are inserted into the slots 11 in one conductor arrangement step S2.
  • a plurality of (six in the illustrated example) segment conductors 20 are inserted into one slot 11, and the plurality of segment conductors 20 insert the inside of the slot 11.
  • the slot accommodating portion 2A is formed.
  • the target end 22a formed at the end of the conductor side portion 20A constituting the slot accommodating portion 2A on the second axial side L2 is closer to the second axial side L2 than the stator core 1 in shape and shape of the slot 11. It is arranged at a position corresponding to the arrangement position (a position overlapping the slot 11 when viewed in the axial direction L).
  • the plurality of target end portions 22a arranged on the second axial side L2 with respect to the stator core 1 are arranged along the radial direction R of the stator core 1 according to the shape of each slot 11. Further, since a plurality of slots 11 are arranged in the circumferential direction C, a plurality of rows of such target end portions 22a are also arranged in the circumferential direction C.
  • the sheet-like foamed resin 30 before foaming is arranged between the inner surface 11F of the slot 11 and the outer surface 2AF of the slot accommodating portion 2A.
  • FIG. 9 shows the core supporting step S3.
  • the core supporting step S3 is a step of supporting the stator core 1, and is performed before the axial supporting step S4.
  • the stator core 1 is supported in the axial direction L using the core support 4.
  • the core support 4 supports the first core end E1 of the stator core 1 from the first axial side L1 and the second core end E2 of the stator core 1 from the second axial side L2.
  • the core support 4 supports the first core end E1 and has a fixed support portion 41 in which the position in the axial direction L is fixed, and the second core end E2 supports the core support 4 in the axial direction L.
  • a movable support portion 42 that is movable.
  • the operation mechanism of the movable support portion 42 may have any configuration, but in the illustrated example, the operation mechanism is configured to move in the axial direction L by a screw mechanism.
  • the stator core 1 is supported at a plurality of locations (for example, three locations) in the circumferential direction C of the stator core 1 so as to sandwich the stator core 1 from both sides in the axial direction L. That is, in this example, the fixed support portion 41 and the movable support portion 42 are arranged at a plurality of positions along the circumferential direction C of the stator core 1 in a state where the stator core 1 is supported.
  • the fixed support portion 41 and the movable support portion 42 may be formed in, for example, an annular shape (or an arc shape) around the axis of the stator core 1.
  • a state in which the axis (axial direction L) of the stator core 1 is vertically aligned, more specifically, the first protrusion 21 is disposed above the stator core 1 and the second protrusion 22 is The stator core 1 is supported in a state where the stator core 1 is disposed below the stator core 1.
  • the self-weight of the stator core 1 can be made to act in a direction (axial direction L) that supports the stator core 1. Therefore, the stator support 1 can accurately support the stator core 1 in the axial direction L.
  • the transition portion 20B constituting the first projecting portion 21 is disposed above the stator core 1, it is possible to prevent the segment conductor 20 from dropping out of the slot 11.
  • FIG. 10 shows the axial support step S4.
  • the axial supporting step S4 is a step of supporting the segment conductor 20 in the axial direction L, and is performed after the conductor arranging step S2 and before the conductor fixing step S6. In this step, the segment conductor 20 is supported in the axial direction L using the axial support jig 5.
  • the axial supporting step S4 corresponds to a “conductor supporting step”
  • the axial supporting jig 5 corresponds to a “supporting member”.
  • the axial supporting step S4 is performed in a state where the stator core 1 is supported by the core supporting step S3.
  • the distal end (lower end) of the second projection 22 projecting below the stator core 1 is supported from below by the axial support jig 5 in the axial support step S4.
  • the tip (lower end) of the second protrusion 22 is the target end 22a.
  • the axial support jig 5 has an abutment surface 51F that abuts the target end 22a and is movable in the up-down direction (axial direction L).
  • a vertical drive unit 52 (drive unit) that is driven in the vertical direction (axial direction L).
  • the contact surface 51F is brought into contact with the target end portion 22a by moving the axial direction support portion 51 upward, and the target end portion 22a is supported from below (the second axial side L2). I do.
  • the segment conductor 20 is supported such that the distance from the first core end E1 of the stator core 1 to the target end 22a of the segment conductor 20 is the specified distance PD.
  • specified distance PD is a distance determined based on a design value of the position of stator coil 2 with respect to stator core 1.
  • the segment conductor 20 is supported such that the target end portion 22a is at a proper position in the axial direction L with respect to the stator core 1.
  • the amount of protrusion of the second protrusion 22 from the stator core 1 to the second axial side L2 in the radial direction R2 of the target end 22a toward the radially outer side R2 is determined as the appropriate position. It is set to be large. That is, among the plurality of target end portions 22a arranged at appropriate positions, the one arranged on the radially inner side R1 is the second one of the stator core 1 in the axial direction L, compared with the one arranged on the radially outer side R2.
  • the contact surface 51F of the above-described axial support portion 51 has such a shape that each of the plurality of target end portions 22a can be arranged at an appropriate position. That is, the contact surface 51F is shaped such that the radially inner portion R1 is disposed above the radially outer portion R2 (first axial side L1). In the illustrated example, the contact surface 51F is formed in a curved surface shape in which a central portion corresponding to the axis of the stator core 1 is convex upward (first axial direction side L1). Thus, by simultaneously pushing up the plurality of target ends 22a upward (first axial direction L1) by the contact surface 51F, each of the plurality of target ends 22a can be arranged at an appropriate position.
  • FIG. 11 shows the radial support step S5.
  • the radial support step S5 is a step of supporting the segment conductor 20, more specifically, the slot accommodating portion 2A, which is an aggregate of the plurality of segment conductors 20, from the radial inside R1, and is performed before the conductor fixing step S6.
  • the slot accommodating portion 2A is disposed at the radial position shown in FIG. 2 by the radial supporting step S5, and the radial direction between the radially inner outer surface portion 2AFri of the slot accommodating portion 2A and the core inner peripheral surface 1F.
  • the distance R is set to be equal to or longer than a predetermined set distance SD.
  • the slot receiving portion 2A is pressed against the radial outer R2 by using the inner diameter support jig 6 arranged on the radial inner R1 of the stator 100.
  • the inner diameter support jig 6 sandwiches the inner diameter support portion 61 in the circumferential direction C, and the inner diameter support portion 61 arranged in the circumferential direction C corresponding to the number of all slots 11 of the stator core 1.
  • a guide portion 62 for guiding the inner diameter support portion 61 in the radial direction R.
  • the inner diameter support portion 61 is configured to move in the radial direction R, and a driving unit (not shown) that drives the inner diameter support portion 61 in the radial direction R is provided on the radial inner side R1 of the inner diameter support portion 61. ing. Then, the inner diameter support jig 6 is arranged on the radially inner side R1 of the stator 100 in a state where the plurality of inner diameter support parts 61 are on the radially inner side R1, and the drive unit drives the inner diameter support jig 6 from the radially inner side R1. By moving it to R2, the slot accommodating portion 2A in each slot 11 is pressed toward the radially outer side R2.
  • the pressing of the slot accommodating portion 2A in each slot 11 is released by moving the plurality of inner diameter support portions 61 to the radial inner side R1 by the driving portion. (Step S8 of radial support release described later).
  • the inner diameter support portion 61 is moved in this manner, the inner diameter support portion 61 is appropriately guided by the pair of guide portions 62 arranged on both sides of the inner diameter support portion 61 in the circumferential direction C.
  • the slot accommodating portion 2A is pressed toward the radially outer side R2 together with the overlapping portion 3A formed by overlapping both ends of the sheet-like foamed resin 30 in the radial supporting step S5. Thereby, the sheet-like foamed resin 30 is easily bonded at the overlapping portion 3A, and the displacement of the sheet-like foamed resin 30 with respect to the slot accommodating portion 2A can be suppressed.
  • a conductor fixing step S6 is performed.
  • the conductor fixing step S6 is performed while the support state of the axial supporting step S4 and the radial supporting step S5 is continued.
  • the stator coil 2 can be fixed to the stator core 1 in a state where the target end portion 22a is maintained at an appropriate position and a state where the slot accommodating portion 2A is maintained at the radial position shown in FIG. it can.
  • the slot 11 and the segment conductor 20 are fixed by foaming the foamed resin 3.
  • the sheet-shaped foamed resin 30 is expanded by heating at a foaming temperature at which the foamed resin material 31 of the sheet-shaped foamed resin 30 foams.
  • the space between the inner surface 11F of the slot 11 and the outer surface 2AF of the slot housing portion 2A can be filled with the foamed sheet-like resin 30. Therefore, the fixing force of stator coil 2 to stator core 1 can be ensured in the area where sheet-like foamed resin 30 exists. Further, electrical insulation between the inner surface 11F of the slot 11 and the outer surface 2AF of the slot housing 2A can be ensured.
  • the axial support release step S7 is a step of releasing the axial support of the segment conductor 20.
  • the contact surface 51F is separated from the target end portion 22a by moving the axial support portion 51 downward (the second axial side L2) with respect to the stator 100, and the axial support jig 5 is used.
  • the support of the segment conductor 20 is released.
  • the segment conductor 20 is fixed to the slot 11 (stator core 1) by the conductor fixing step S6. Therefore, even after execution of the axial support release step S7, the target end portion 22a is maintained at an appropriate position.
  • the axial support release step S7 corresponds to a “support release step”.
  • a radial support release step S8 is performed.
  • the radial support release step S8 is a step of releasing the radial support of the segment conductor 20.
  • the radial support release step S8 is performed by releasing the pressing of the slot accommodating portion 2A by the inner diameter support jig 6 and removing the inner diameter support jig 6 from the stator 100.
  • the release of the pressing of the slot accommodating portion 2A by the inner diameter support jig 6 is performed by moving the plurality of inner diameter support portions 61 to the radially inner side R1 as described above.
  • the inner diameter support jig 6 and the stator 100 are relatively moved in the axial direction L, so that the inner diameter support jig 6 is removed from the stator 100.
  • the radial support release step S8 may be performed simultaneously and in parallel with the axial support release step S7, or may be performed before the axial support release step S7.
  • each of the steps performed after the axial support release step S7 and the radial support release step S8 includes support by the core supporting step S3. It may be performed during the continuation of the state, or may be performed in a state where the support of the stator core 1 in the core supporting step S3 is released.
  • FIG. 12 shows a conductor forming step S9.
  • the second projecting portion 22 of the segment conductor 20 is bent and formed, and the target end 22a formed at the tip of the second projecting portion 22 is connected to the target end 22a of the other segment conductor 20.
  • This is a step of arranging at the joining position.
  • the conductor forming step S9 is performed after the axial support release step S7 and before the conductor bonding step S10.
  • the second protruding portions 22 before being bent are indicated by phantom lines, and the second protruding portions 22 after being bent are indicated by solid lines.
  • the “joining position” is a position where the pair of target ends 22a joined in the conductor joining step S10 are in contact with each other, and in this example, is a position where the pair of target ends 22a are in contact with each other in the radial direction R. is there.
  • the “joining position” may be, for example, a position where the pair of target end portions 22a contact each other in the axial direction L or the circumferential direction C.
  • the conductor forming step S9 is performed so that the first bent portion 22b, the second bent portion 22c, and the circumferentially extending portion 22d are formed on the second projecting portion 22 extending along the axial direction L. .
  • the first bent portion 22b is a bent portion formed by bending a portion extending along the axial direction L from a central portion in the axial direction L of the second projecting portion 22 in the circumferential direction C.
  • the circumferentially extending portion 22d is an extending portion that is continuous with the first bent portion 22b and extends along the circumferential direction C on the second axial side L2 of the first bent portion 22b.
  • the circumferentially extending portion 22d extends along the circumferential direction C while having a component in the axial direction L (that is, inclined in the radial direction R).
  • the second bent portion 22c is a bent portion that is continuous with the circumferentially extending portion 22d and bent in the axial direction L on the second axial side L2 of the circumferentially extending portion 22d.
  • a portion of the second protruding portion 22 on the second side L2 in the axial direction from the second bent portion 22c extends along the axial direction L, and a target end 22a is formed at a distal end thereof.
  • the pair of second projecting portions 22 each having a pair of target end portions 22a joined to each other has a pair of target end portions 22a as viewed in the radial direction R (in FIG. Only the target end 22a on the side is shown.), And is formed to be line symmetric (or substantially line symmetric) with respect to an imaginary line in the axial direction L passing through.
  • conductor molding is performed using a molding device (not shown) that can hold the second protrusion 22 and has a holding portion that can move relative to the stator core 1 in the circumferential direction C and the axial direction L.
  • Step S9 is performed.
  • the forming device holds the holding portion with respect to the stator core 1 on one side in the circumferential direction C and the first axial direction L1 with the holding portion holding the target end portion 22a and the vicinity thereof in the second projecting portion 22.
  • a first bent portion 22b, a second bent portion 22c, and a circumferentially extending portion 22d are formed.
  • the pair of second protrusions 22 each having a pair of target ends 22a to be joined are bent and formed so as to approach each other in the circumferential direction C. 22a is arranged at the joining position.
  • FIG. 13 shows the conductor bonding step S10.
  • the conductor joining step S10 is a step of joining the plurality of segment conductors 20.
  • the conductor joining step S10 is performed at least after the conductor fixing step S6 and the axial support releasing step S7. In this example, the conductor joining step S10 is performed after the conductor forming step S9.
  • a pair of target end portions 22a that come into contact at the joining position (in this example, come into contact in the radial direction R) are joined.
  • the pair of target ends 22a are joined by welding using the welding device 99.
  • This joining can be performed by, for example, arc welding such as TIG welding, electron beam welding, laser beam welding, resistance welding, ultrasonic welding, brazing, soldering, or the like.
  • FIG. 14 shows a joint insulating step S11.
  • the joint insulating step S11 is a step of insulating the joint joined in the conductor joining step S10.
  • the insulating surrounding portion 7 that integrally covers the pair of target end portions 22a joined in the conductor joining step S10 together with the peripheral portions thereof is formed in the joint insulating step S11.
  • the insulating surrounding portion 7 is formed using a resin material having electrical insulation. Further, the insulating surrounding portion 7 is formed using a resin material having a certain or more mechanical strength.
  • any of a thermoplastic resin and a thermosetting resin may be used.
  • the formation of the insulating surrounding portion 7 in the joint insulating step S11 is performed by powder coating.
  • the coil end 2E on the second core end E2 side is opposed to the liquid resin 98 placed in the container from above (see the left diagram in FIG. 14).
  • all the target end portions 22a joined in the conductor joining step S10 are immersed in the liquid resin 98 (see the center view in FIG. 14).
  • the liquid resin 98 is applied to the peripheral portion including the target end 22a.
  • the liquid resin 98 is dried and hardened to form the insulating surrounding portion 7 (see the right diagram in FIG. 14).
  • the insulating surrounding portion 7 may be formed by molding using a mold to insulate the joint.
  • the joint may be insulated by various known methods.
  • the conductor forming step S9 may not be included in the method for manufacturing the stator 100 according to the present disclosure.
  • the core supporting step S3 for supporting the stator core 1 is executed after the conductor arranging step S2 and before the axial supporting step S4.
  • the timing for executing the core supporting step S3 is not limited to this.
  • it may be executed before the resin arrangement step S1, or after the resin arrangement step S1 and before the conductor arrangement step S2.
  • the configuration in which the core supporting step S3 is performed by supporting the stator core 1 with reference to the first core end E1 has been described as an example.
  • the method of supporting the stator core 1 in the core supporting step S3 is not limited to this.
  • the stator core 1 may be supported based on the second core end E2, or may be supported based on the outer peripheral surface of the stator core 1.
  • the example in which the conductor arranging step S2 is executed after the resin arranging step S1 is executed has been described.
  • the resin placement step S1 may be performed after the conductor placement step S2.
  • the resin placement step S1 and the conductor placement step S2 may be performed simultaneously.
  • the foamed resin 3 before foaming is arranged around the slot accommodating portion 2A before being arranged inside the slot 11, and these slot accommodating portions 2A and the foamed resin 3 before foaming are put together. It may be arranged inside the slot 11.
  • the slot 11 and the segment conductor 20 are fixed using the foamed resin 3 in the conductor fixing step S6 as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the slot 11 and the segment conductor 20 may be fixed by impregnating the gap between the slot 11 and the segment conductor 20 with varnish without using the foamed resin 3.
  • the slot 11 and the segment conductor 20 may be fixed using both the foamed resin 3 and the varnish.
  • the appropriate position of the target end 22a in the axial support step S4 is set such that the proper position of the target end 22a in the radial direction R moves toward the radially outer side R2.
  • the appropriate position of the target end 22a may be such that the amount of protrusion from the stator core 1 to the second axial side L2 is constant regardless of the position of the target end 22a in the radial direction R.
  • the contact surface 51F of the axial support portion 51 be formed on a plane orthogonal to the axial direction L.
  • the segment conductor 20 constituting the stator coil 2 is a U-shaped conductor having a pair of conductor side portions 20A and a crossover portion 20B connecting these to each other
  • the segment conductor 20 may be an I-shaped conductor formed in a linear bar shape having one conductor side, or one conductor side and a connecting portion connected to the conductor side.
  • a J-shaped conductor having the following.
  • stator 100 is for an inner rotor type rotating electric machine
  • the present invention is not limited to this.
  • the stator 100 may be configured to be applied to an outer rotor type rotating electric machine in which a rotor is disposed radially outside R2 with respect to the stator 100.
  • the slots 11 of the stator core 1 are preferably formed so as to open on the outer peripheral surface of the stator core 1.
  • a plurality of slots (11) are formed on both an axial first side (L1), which is one side in the axial direction (L), and an axial second side (L2), which is the other side in the axial direction (L).
  • a stator (100) including a cylindrical stator core (1) having a stator coil (2) formed by joining a plurality of segment conductors (20) inserted into the plurality of slots (11).
  • the axial direction A conductor supporting step (S4) of supporting the segment conductor (20) by a supporting member (5) such that a target end (22a) which is an end of L) is at an appropriate position with respect to the stator core (1).
  • the support member 5) With the segment conductor (20) being supported by the segment conductor (20), the conductor fixing step (S6) for fixing the segment conductor (20) to the slot (11); And a conductor bonding step (S10) of bonding the target ends (22a) to each other.
  • the conductor fixing step (S6) is performed in a state where the target end (22a) of the segment conductor (20) is supported at an appropriate position by the support member (5).
  • the state where the part (22a) is arranged at an appropriate position can be maintained.
  • the conductor bonding step (S10) can be accurately performed.
  • the state in which the target end portion (22a) of the segment conductor (20) is arranged at an appropriate position can be maintained. Even when the support of 20) is released, the state of the target end portion (22a) can be maintained. Therefore, even when the support of the segment conductor (20) is released, the conductor bonding step (S10) can be performed with high accuracy.
  • the foamed resin (3) is arranged inside the slot (11), and the segment is formed by a relatively simple process of only foaming the foamed resin (3) in the conductor fixing step (S6).
  • the conductor (20) can be appropriately fixed to the slot (11).
  • the method further includes a support release step (S7) for releasing the support of the segment conductor (20) by the support member (5), and after the support release step (S7). It is preferable to perform the conductor joining step (S10).
  • the support member (5) can be removed after the conductor fixing step (S6). Then, even after the support release step (S7), since the position of the target end portion (22a) is maintained at an appropriate position by the conductor fixing step (S6), the conductor bonding step (S10) can be appropriately performed. it can.
  • the segment conductor (20) is inserted into the slot (11) from the first axial direction side (L1), and the segment conductor (20) is inserted in the axial direction.
  • the end on the second side (L2) is the target end (22a), and the target end (22a) is arranged to protrude from the stator core (1) toward the second axial side (L2). It is.
  • the method further includes a support release step (S7) for releasing the support of the segment conductor (20) by the support member (5).
  • the portion protruding from the stator core (1) to the second axial side (L2) is defined as a protruding portion (22).
  • the projecting portion (22) Prior to the joining step (S10), the projecting portion (22) is bent and formed, and the conductor forming step (S9) of arranging the target end (22a) at a position where the target end (22a) is joined to the other target end (22a). ) Is preferable.
  • the conductor joining step (S10) after the conductor molding step (S9) the plurality of target ends (22a) can be appropriately joined to each other. Since the conductor forming step (S9) is a step performed after the conductor fixing step (S6), the support of the segment conductor (20) by the support member (5) is released after the support releasing step (S7). In this state, the state where the segment conductor (20) is arranged at an appropriate position in the axial direction (L) is maintained. Therefore, the support member (5) for supporting the segment conductor (20) at an appropriate position in the axial direction (L) is unnecessary. Therefore, the cost of preparing the support member in the conductor molding step (S9) and the trouble of attaching and detaching the support member can be eliminated.
  • the appropriate position is determined by the radial direction (R) of the target end (22a).
  • the projecting portion (22) of the segment conductor (20) projecting from the stator core (1) to the second axial side (L2) is bent toward one side in the circumferential direction (C).
  • the amount of protrusion of the protrusion (22) can be adapted to the interval of the slot (11) in the circumferential direction (C) that increases toward the outside in the radial direction (R2). Therefore, it is easy to appropriately perform such bending of the protruding portion (22).
  • the conductor supporting step (S4) is preferably performed in a state where the stator core (1) is supported in the core supporting step (S3).
  • the distance from the reference end (E1) of the stator core (1) to the target end (22a) of the segment conductor (20) is set to a specified distance (PD).
  • the segment conductor (20) is supported.
  • the segment conductor (20) has a pair of conductor sides (20A) extending in the axial direction (L) and a pair of conductor sides (20A) on the first side (L1) in the axial direction.
  • both ends of the segment conductor (20) project from the stator core (1) to the second axial side (L2) as target ends (22a). Be placed. Therefore, it is easy to appropriately perform the conductor bonding step (S10).
  • the technology according to the present disclosure can be used for a method of manufacturing a stator used for a rotating electric machine.
  • Stator 1 Stator core E1: First core end (reference end) 11: slot 2: stator coil 20: segment conductor 20A: conductor side portion 20B: crossover portion 22: second projecting portion (projecting portion) 22a: target end 3: foam resin 5: axial support (support member)
  • S7 Axial support release step (support release step)

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Abstract

ステータの製造方法は、セグメント導体をスロットに対して配置する導体配置工程(S2)と、導体配置工程(S2)の後、対象端部がステータコアに対して適正位置となるように支持部材によってセグメント導体を支持する導体支持工程(S4)と、支持部材によりセグメント導体が支持された状態で、セグメント導体をスロットに対して固定する導体固定工程(S6)と、導体固定工程(S6)の後、複数の対象端部を互いに接合する導体接合工程(S10)と、を実行する。

Description

ステータの製造方法
 本発明は、回転電機に用いられるステータの製造方法に関する。
 例えば、下記の特許文献1(特開2014-027851号公報)には、ステータコア(10)のティース(12)周りにコイルを配設して固定する技術が開示されている(背景技術の説明において括弧内に示す符号は特許文献1のものである)。特許文献1の技術では、平角線(50)をティース(12)周りに巻装してコイルを形成する構成において、ティース(12)のコイルエンド側の両端面にスペーサ(20,30)を固定することで、コイルがステータコア(10)に対してずれることを防止するずれ防止措置を講じている。
特開2014-027851号公報
 上記の特許文献1の技術では、各ステータコアの全てのティースに対して、接着剤等でスペーサを固定する工程が必要なっていた。そのため、スペーサを固定するための工数が比較的多く必要となり、このことが、製造時の手間が増えたり製造コストが高くなる要因となっていた。
 上記実状に鑑みて、製造時の手間とコストを削減可能なステータの製造方法の実現が望まれる。
 上記に鑑みたステータの製造方法の特徴構成は、軸方向の一方側である軸方向第1側及び前記軸方向の他方側である軸方向第2側の双方に開口する複数のスロットを有する円筒状のステータコアと、複数の前記スロットに挿入された複数のセグメント導体を接合して構成されるステータコイルと、を備えたステータの製造方法であって、前記セグメント導体を前記スロットに配置する導体配置工程と、前記導体配置工程の後、前記セグメント導体の前記軸方向の端部である対象端部が前記ステータコアに対して適正位置となるように支持部材によって前記セグメント導体を支持する導体支持工程と、前記支持部材により前記セグメント導体が支持された状態で、前記セグメント導体を前記スロットに固定する導体固定工程と、前記導体固定工程の後、複数の前記対象端部を互いに接合する導体接合工程と、を有する点にある。
 本構成によれば、支持部材によりセグメント導体の対象端部を適正位置に支持した状態で導体固定工程を行うため、セグメント導体の対象端部が適正位置に配置された状態を維持できる。そして、この状態で導体接合工程を精度良く行うことができる。上記のように、導体固定工程の後には、セグメント導体の対象端部が適正位置に配置された状態を維持できるため、例えば支持部材によるセグメント導体の支持を解除した場合であっても、上記対象端部の状態を維持できる。そのため、このようにセグメント導体の支持を解除した場合においても、導体接合工程を精度良く行うことができる。更に、導体固定工程の後に導体接合工程以外の工程がある場合には、それらの工程についても同様に支持部材による支持なしに行うことができる。このように、本構成によれば、導体固定工程の後の工程において、セグメント導体を支持しておくための工程、及び、そのような工程に用いる支持部材を不要にできる。従って、ステータの製造時における手間とコストを低減することが可能となる。
 本開示に係る技術のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。
回転電機用ステータの一部の斜視図 回転電機用ステータの一部の径方向断面図 セグメント導体の径方向視図及び軸方向視図 発泡樹脂の構造の一例を示す説明図 発泡樹脂の発泡前と発泡後を示す説明図 回転電機用ステータの製造工程を示すフローチャート 樹脂配置工程及び導体配置工程の説明図 導体配置工程の説明図 コア支持工程の説明図 軸方向支持工程の説明図 径方向支持工程の説明図 導体成形工程の説明図 導体接合工程の説明図 接合部絶縁工程の説明図
1.第1実施形態
 第1実施形態に係るステータの製造方法について図面を参照して説明する。本実施形態の製造方法によって製造されるステータ100は、回転電機の電機子として用いられ、特に、界磁としてのロータ(不図示)がステータ100に対して径方向の内側に配置されるインナーロータ型の回転電機に用いられる。なお、本明細書では、「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
 以下の説明では、特に区別して明記している場合を除き、「軸方向L」、「径方向R」、及び「周方向C」は、円筒状のコア内周面1F(図2等参照)の軸心を基準として定義している。そして、「軸方向L」については、その一方側を「軸方向第1側L1」とし、その反対側を「軸方向第2側L2」とする。また、「径方向R」については、その内側を「径方向内側R1」とし、その外側を「径方向外側R2」とする。本明細書では、各部材についての寸法、配置方向、配置位置等に関する用語は、誤差(製造上許容され得る程度の誤差)による差異を有する状態をも含む概念として用いている。
〔ステータの構成〕
 まず、本実施形態の製造方法によって製造されるステータ100の構成について、図1~図5を参照して説明する。なお、図1では、簡略化のため、ステータコイル2について、ステータコア1から軸方向Lに突出するコイルエンド部2Eの大半を切除した状態で省略して示している。
 ステータ100は、軸方向第1側L1及び軸方向第2側L2の双方に開口する複数のスロット11を有する円筒状のステータコア1と、複数のスロット11に挿入された複数のセグメント導体20を接合して構成されるステータコイル2と、を備えている。上述のように、ステータ100は、回転電機の電機子として機能し、本例では、ラジアルギャップ型(インナーロータ型)の回転電機の電機子として機能する。
〔ステータコア〕
 ステータコア1は、磁性体の電磁鋼板を軸方向Lに複数積層して構成され、或いは、磁性材料の粉体を加圧成形してなる圧粉体を主な要素として構成される。本実施形態では、ステータコア1における軸方向第1側L1の端部が第1コア端部E1とされ、軸方向第2側L2の端部が第2コア端部E2とされる(図9等参照)。またここでは、第1コア端部E1及び第2コア端部E2のそれぞれは、軸方向Lに直交する面を有している。これにより、後述するコア支持工程S3(図6参照)によって、ステータコア1を適切に支持可能となっている。なお、本実施形態では、第1コア端部E1が、「基準端部」に相当する。
 ステータコア1には、軸方向L及び径方向Rに延びるスロット11が、周方向Cに複数分散配置されている。スロット11は、軸方向第1側L1及び軸方向第2側L2の双方に開口している。すなわち、スロット11は、ステータコア1の軸方向Lの両端面のそれぞれに開口する軸方向開口部を有している。また本例では、スロット11は、ステータコア1のコア内周面1F(内周面)にも開口している。すなわち、スロット11は、径方向内側R1に開口する開口部11Aを有している。本実施形態では、複数のスロット11は、周方向Cに一定の間隔で配置されている。周方向Cに隣接する2つのスロット11の間には、ティース12が形成されている。ティース12は、環状のヨーク部13から径方向内側R1に突出するように形成されており、周方向Cに沿って複数分散配置されている。上述の開口部11Aは、周方向Cに隣接する一対のティース12それぞれの先端部の間に形成されている。なお、本例では、コア内周面1Fは、複数のティース12の径方向内側R1の端部同士を繋ぐ円筒状の仮想面とされている。
 図2に示すように、スロット11の内面11Fには、周方向Cに対向すると共に径方向Rに延びる一対の周方向内面部11Fcと、径方向外側R2において一対の周方向内面部11Fcを連結すると共に周方向Cに延びる径方向内面部11Frと、が含まれる。径方向内面部11Frは、スロット11の径方向外側R2の端部領域に配置されており、一対の周方向内面部11Fcそれぞれの径方向外側R2の端部同士を連結している。
 周方向内面部11Fcは、ティース12の周方向Cの側面によって構成されている。径方向内面部11Frは、径方向内側R1を向く平面となるように形成されており、ヨーク部13の径方向内側R1の面によって構成されている。
 本実施形態では、スロット11のそれぞれはセミオープンスロットである。具体的には、スロット11の径方向内側R1に開口する開口部11Aの周方向Cの幅は、周方向Cにおいて対向する一対の周方向内面部11Fc同士の間隔よりも小さい。このような構成を実現するため、ティース12における径方向内側R1の端部には、周方向Cの両側に突出する突出部が形成されている。
〔ステータコイル〕
 ステータコイル2は、複数のセグメント導体20が接合して構成される。セグメント導体20は、導電性を有する材料(例えば、銅やアルミニウム等の金属)を用いて形成され、本例では、延在方向に直交する直交断面の形状が矩形状のいわゆる平角線として構成されている。なお、セグメント導体20の断面形状について「矩形状」とは、角部に面取り加工(R面取りやC面取り等)が施されているものを含む。図示の例では、四隅にR面取り加工が施されている。セグメント導体20の表面は、他のセグメント導体20との接続部等の一部を除いて、樹脂(例えばエナメル等)等からなる絶縁被膜により被覆されている。
 図3に示すように、本実施形態では、セグメント導体20は、軸方向Lに延びる一対の導体辺部20Aと、一対の導体辺部20Aのそれぞれにおける軸方向第1側L1の端部を互いに接続する渡り部20Bと、を有している。1つのセグメント導体20における一対の導体辺部20Aのそれぞれは、径方向Rにオフセットされた状態で互いに異なるスロット11(周方向Cに離間して配置された一対のスロット11)に挿入されている。渡り部20Bは、径方向Rにオフセットされると共に周方向Cに離間して配置された一対の導体辺部20Aを、ステータコア1の外側(軸方向Lの外側)で連結している。なお、図3では、セグメント導体20及びステータコア1の一部のみを模式的に示しており、他の構成要素(例えば、後述する発泡樹脂3等)は省略している。
 図示の例では、渡り部20Bが、ステータコア1に対して軸方向第1側L1に突出した位置に配置されている。そして、一対の導体辺部20Aにおける軸方向第2側L2の端部の双方が、ステータコア1に対して軸方向第2側L2に突出した位置に配置されている。
 ここでは、セグメント導体20におけるステータコア1から軸方向第1側L1に突出した部分を第1突出部21とし、セグメント導体20におけるステータコア1から軸方向第2側L2に突出した部分を第2突出部22とする。そして、複数のセグメント導体20における第1突出部21の集合体及び複数の第2突出部22の集合体を、それぞれコイルエンド部2Eと称する(図9等参照)。また、複数のセグメント導体20における第1突出部21及び第2突出部22以外の部分であって、スロット11の内部に配置された部分(ステータコア1から突出していない部分)の集合体を、スロット収容部2Aと称する(図1等参照)。図2に示す例では、スロット収容部2Aは、スロット11の内部において径方向Rに並んで配置された複数のセグメント導体20から構成されており、本例では、6つのセグメント導体20から構成されている。なお、本実施形態では、第2突出部22が、「突出部」に相当する。
 図3に示すように、本実施形態では、セグメント導体20の軸方向第2側L2の端部、すなわち、導体辺部20Aにおける軸方向第2側L2の端部は、対象端部22aとされる。対象端部22aは、導体辺部20A(セグメント導体20)から絶縁皮膜を除去して線状導体を露出させた部分(剥き出しの部分)を有している。詳細は後述するが、対象端部22aは、導体接合工程S10(図6参照)により、同相の他のセグメント導体20における対象端部22aに接合される。
 図2に示すように、スロット収容部2Aの外面2AFには、周方向Cにおいて互いに反対側を向くと共に径方向Rに延びる一対の周方向外面部2AFcと、径方向外側R2において一対の周方向外面部2AFcを連結すると共に周方向Cに延びる径方向外側外面部2AFroと、径方向内側R1において一対の周方向外面部2AFcを連結すると共に周方向Cに延びる径方向内側外面部2AFriと、が含まれる。
 径方向内側外面部2AFriは、スロット収容部2Aにおける径方向内側R1の端面であり、ロータ(不図示)の組付け後において当該ロータに対向する。本実施形態では、スロット収容部2Aは、径方向内側外面部2AFriとコア内周面1Fとの径方向Rの距離が予め定められた設定距離SD以上となるように、スロット11の内部に配置される。
 ここで、「設定距離SD」は、ロータ(不図示)からの磁束の変化に起因してスロット収容部2Aにおいて発生する渦電流に基づいて設定される。より詳しくは、スロット収容部2Aにおいて発生する渦電流による損失を許容限度以下に抑えることができる限界の距離を許容距離ADとすると、設定距離SDは、許容距離ADよりも大きい値に設定されると良い。この「許容距離AD」は、回転電機のサイズや要求される性能等によって異なり、実験等に基づいて決定される距離である。なお、本実施形態では、設定距離SD及び許容距離ADは、コア内周面1Fを基点として定義される。但し、これに限らず、設定距離SD及び許容距離ADの基点は、任意に設定することができる。例えば、円筒状のステータコア1の軸心位置を基点として、設定距離SD及び許容距離ADを定義してもよい。
〔発泡樹脂〕
 図2に示すように、スロット11とスロット収容部2Aとの間には、発泡樹脂3が設けられている。より具体的には、発泡樹脂3は、スロット11の内面11Fとスロット収容部の外面2AFとの間に設けられている。発泡樹脂3により、スロット11に対してスロット収容部2Aが固定されると共に、スロット収容部2Aとステータコア1とが電気的に絶縁されている。
 本実施形態では、発泡樹脂3は、スロット11における周方向内面部11Fcとスロット収容部2Aにおける周方向外面部2AFcとの間と、スロット11における径方向内面部11Frとスロット収容部2Aにおける径方向外側外面部2AFroとの間とに設けられている。更に本例では、発泡樹脂3は、スロット収容部2Aにおける径方向内側外面部2AFriも覆うように設けられている。
 発泡樹脂3は、加熱により発泡して膨張するものである。本実施形態では、発泡前の発泡樹脂3として、発泡樹脂材料31がシート部材32の双方の面に沿ってシート部材32と一体的に設けられたシート状発泡樹脂30を用いている。但し、このような構成に限定されることなく、発泡樹脂材料31は、シート部材32の2つの面のうち一方の面のみに沿って設けられていても良い。
 本実施形態では、発泡樹脂材料31には、予め定められた条件の下で発泡して膨張する材料を用いる。例えば、図4及び図5に示すように、発泡樹脂材料31は、加熱によって膨張する材料が配合されていると共に接着性を有する樹脂で構成されている。なお、図4は、発泡樹脂材料31の構造の説明図であり、加熱前の発泡樹脂材料31を概念的に示す斜視図である。図5は、加熱によって膨張する材料の一例としてのカプセル体31Bにおける、加熱による膨張の前後の状態を概念的に示す図である。
 図4に示す例では、発泡樹脂材料31は、加熱によって膨張するカプセル体31Bが多数配合されたエポキシ樹脂31Aである。カプセル体31Bは、図5の左側に示す加熱前の状態から、加熱されることによって、図5の右側に示すように発泡して膨張する。この結果、発泡樹脂材料31は、加熱により全体が膨張する。なお、カプセル体31Bは、加熱後に発泡樹脂材料31が硬化した後も、発泡樹脂材料31の内部に、膨張したままの状態で残る。なお、図2が、シート状発泡樹脂30の発泡後の状態を示しており、図7及び図11が、シート状発泡樹脂30の発泡前の状態を示している。
〔ステータの製造方法〕
 次に、本実施形態に係るステータ100の製造方法について説明する。図6に示すように、このステータ100の製造方法では、セグメント導体20をスロット11に対して軸方向第1側L1から挿入し、当該セグメント導体20の軸方向第2側L2の端部である対象端部22aをステータコア1から軸方向第2側L2に突出させた状態に配置する導体配置工程S2と、導体配置工程S2の後、対象端部22aがステータコア1に対して軸方向Lに適正位置となるように軸方向支持治具5(支持部材に相当:図10参照)によってセグメント導体20を支持する軸方向支持工程S4(導体支持工程に相当)と、軸方向支持治具5によりセグメント導体20が支持された状態で、セグメント導体20をスロット11に対して固定する導体固定工程S6と、導体固定工程S6の後、軸方向支持治具5によるセグメント導体20の支持を解除する軸方向支持解除工程S7(支持解除工程に相当)と、軸方向支持解除工程S7の後、複数の対象端部22aを互いに接合する導体接合工程S10と、を有する。
 本実施形態では、導体固定工程S6は、発泡樹脂3を用いて行う。そこで、ステータ100の製造方法は、導体固定工程S6の前に、発泡前の発泡樹脂3をスロット11の内部に配置する樹脂配置工程S1を有する。
 また、本実施形態では、上記の各工程に加えて、軸方向支持工程S4の前に、ステータコア1の軸方向第1側L1の端部である第1コア端部E1(基準端部に相当)を基準として、ステータコア1を支持するコア支持工程S3を有する。更に、本例では、上述の軸方向支持工程S4に加えて、内径支持治具6(図11参照)によってセグメント導体20を径方向内側R1から支持する径方向支持工程S5を有しており、また、この内径支持治具6によるセグメント導体20の支持を解除する径方向支持解除工程S8も有している。
 また、本実施形態では、上記の各工程に加えて、軸方向支持解除工程S7の後であって導体接合工程S10の前に、第2突出部22を曲げ成形して、対象端部22aを他の対象端部22aとの接合位置に配置する導体成形工程S9を有する。更に、本例では、導体接合工程S10によって接合された接合部を絶縁する接合部絶縁工程S11を有している。
以下、本実施形態に係るステータ100の製造方法で実行される各工程について詳細に説明する。
〔樹脂配置工程〕
 図7の左図は、樹脂配置工程S1を示している。樹脂配置工程S1は、発泡前の発泡樹脂3をスロット11の内部に配置する工程である。本実施形態では、樹脂配置工程S1は、導体配置工程S2の前に行われる。この樹脂配置工程S1では、発泡前のシート状発泡樹脂30を、スロット11の内面11Fに沿って配置する。樹脂配置工程S1により、少なくとも、スロット11における軸方向Lの全域にシート状発泡樹脂30を配置する。
〔導体配置工程〕
 図8は、導体配置工程S2を示している。導体配置工程S2は、セグメント導体20をステータコア1に配置する工程である。この工程では、セグメント導体20を、スロット11に対して軸方向第1側L1から軸方向第2側L2に挿入する。そして、図8の右図に示すように、セグメント導体20における渡り部20Bをステータコア1の第1コア端部E1から軸方向第1側L1に突出させた状態にすると共に、セグメント導体20の導体辺部20Aにおける対象端部22aをステータコア1の第2コア端部E2から軸方向第2側L2に突出させた状態とする。導体配置工程S2の後において、セグメント導体20におけるステータコア1から軸方向第1側L1に突出した部分が第1突出部21であり、ステータコア1から軸方向第2側L2に突出した部分が第2突出部22である。
 本実施形態では、ステータコイル2を構成する全てのセグメント導体20を1回の導体配置工程S2でスロット11に挿入する。図7の右図に示すように、本例では、1つのスロット11に対して複数(図示の例では6つ)のセグメント導体20が挿入され、当該複数のセグメント導体20によってスロット11の内部にスロット収容部2Aが形成される。また、スロット収容部2Aを構成する導体辺部20Aの軸方向第2側L2の端部に形成された対象端部22aは、ステータコア1よりも軸方向第2側L2において、スロット11の形状およびその配置位置に対応した位置(軸方向L視においてスロット11と重複する位置)に配置される。従って、本例では、ステータコア1よりも軸方向第2側L2に配置された複数の対象端部22aは、各スロット11の形状に合わせてステータコア1の径方向Rに沿って配列されている。また、複数のスロット11が周方向Cに複数配置されているため、このような対象端部22aの列も、周方向Cに複数配置されている。なお、導体配置工程S2の実行により、スロット11の内面11Fとスロット収容部2Aの外面2AFとの間に、発泡前のシート状発泡樹脂30が配置された状態となる。
〔コア支持工程〕
 図9は、コア支持工程S3を示している。コア支持工程S3は、ステータコア1を支持する工程であり、軸方向支持工程S4の前に行われる。本実施形態では、コア支持具4を用いて、ステータコア1を軸方向Lに支持する。ここでは、コア支持具4によって、ステータコア1の第1コア端部E1を軸方向第1側L1から支持すると共に、ステータコア1の第2コア端部E2を軸方向第2側L2から支持する。本実施形態では、コア支持具4は、第1コア端部E1を支持すると共に軸方向Lの位置が固定された固定支持部41と、第2コア端部E2を支持すると共に軸方向Lに移動自在な可動支持部42と、を有している。可動支持部42の動作機構としては任意の構成とすることができるが、図示の例では、ねじ機構によって軸方向Lに移動させる構成としている。
 本実施形態では、ステータコア1の周方向Cにおける複数箇所(例えば3箇所)において、ステータコア1を軸方向Lの両側から挟むように支持する。すなわち、本例において固定支持部41及び可動支持部42は、ステータコア1を支持した状態において、ステータコア1の周方向Cに沿う複数箇所に配置される。但し、このような構成に限定されることなく、固定支持部41及び可動支持部42は、例えば、ステータコア1の軸心を中心とする円環状(或いは円弧状)に形成されていても良い。
 本実施形態では、ステータコア1の軸心(軸方向L)を上下方向に沿わせた状態、より詳細には、第1突出部21をステータコア1よりも上方に配置すると共に第2突出部22をステータコア1よりも下方に配置した状態で、当該ステータコア1を支持する。これにより、ステータコア1(ステータ100)の自重を、当該ステータコア1を支持する方向(軸方向L)に作用させることができる。従って、コア支持具4によりステータコア1を軸方向Lに精度良く支持することが可能となる。また、第1突出部21を構成する渡り部20Bがステータコア1よりも上方に配置されているため、セグメント導体20がスロット11から抜け落ちることも抑制できる。
〔軸方向支持工程〕
 図10は、軸方向支持工程S4を示している。軸方向支持工程S4は、セグメント導体20を軸方向Lに支持する工程であり、導体配置工程S2の後であって導体固定工程S6の前に行われる。この工程では、軸方向支持治具5を用いて、セグメント導体20を軸方向Lに支持する。本実施形態では、軸方向支持工程S4が「導体支持工程」に相当し、軸方向支持治具5が「支持部材」に相当する。
 図10に示すように、本例では、軸方向支持工程S4は、コア支持工程S3によりステータコア1が支持された状態で行う。本実施形態では、軸方向支持工程S4により、ステータコア1よりも下方に突出した第2突出部22の先端部(下端部)を軸方向支持治具5によって下方から支持する。ここでは、第2突出部22の先端部(下端部)が対象端部22aとなっている。本例では、軸方向支持治具5は、対象端部22aに当接する当接面51Fを有すると共に上下方向(軸方向L)に移動自在な軸方向支持部51と、軸方向支持部51を上下方向(軸方向L)に駆動する昇降駆動部52(駆動部)と、を有している。
軸方向支持工程S4では、軸方向支持部51を上方へ移動させることにより、当接面51Fを対象端部22aに当接させ、対象端部22aを下方(軸方向第2側L2)から支持する。
 本実施形態に係る軸方向支持工程S4では、ステータコア1の第1コア端部E1からセグメント導体20の対象端部22aまでの距離が規定距離PDとなるように、セグメント導体20を支持する。ここでは、「規定距離PD」は、ステータコア1に対するステータコイル2の位置の設計値に基づいて定まる距離である。
 上述のように、軸方向支持工程S4では、対象端部22aがステータコア1に対して軸方向Lに適正位置となるようにセグメント導体20を支持する。本実施形態では、この適正位置は、対象端部22aの径方向Rの位置が径方向外側R2へ向かうに従って、ステータコア1からの軸方向第2側L2への第2突出部22の突出量が大きくなるように設定されている。すなわち、適正位置に配置された複数の対象端部22aのうち、径方向内側R1に配置されるものは、径方向外側R2に配置されるものに比べて、軸方向Lにおいてステータコア1の第2コア端部E2に近い位置に配置される。このため、本実施形態では、上述の軸方向支持部51が有する当接面51Fは、複数の対象端部22aのそれぞれを適正位置に配置可能な形状となっている。すなわち、当接面51Fは、径方向内側R1の部分が、径方向外側R2の部分よりも上方(軸方向第1側L1)に配置されるような形状となっている。図示の例では、当接面51Fは、ステータコア1の軸心に対応する中心部分が上方(軸方向第1側L1)に凸となる湾曲面状に形成されている。これにより、当接面51Fによって複数の対象端部22aを同時に上方(軸方向第1側L1)に押し上げることで、複数の対象端部22aのそれぞれを適正位置に配置することができる。
〔径方向支持工程〕
 図11は、径方向支持工程S5を示している。径方向支持工程S5は、セグメント導体20、より詳細には、複数のセグメント導体20の集合体であるスロット収容部2Aを径方向内側R1から支持する工程であり、導体固定工程S6の前に行われる。本実施形態では、径方向支持工程S5によって、スロット収容部2Aを図2に示す径方向位置に配置して、スロット収容部2Aの径方向内側外面部2AFriとコア内周面1Fとの径方向Rの距離が予め定められた設定距離SD以上となるようにする。
 図11に示すように、径方向支持工程S5では、ステータ100の径方向内側R1に配置される内径支持治具6を用いて、スロット収容部2Aを径方向外側R2に押圧する。本例では、内径支持治具6は、ステータコア1が有する全てのスロット11の数に対応して周方向Cに並んで配置される内径支持部61と、内径支持部61を周方向Cに挟んで当該内径支持部61を径方向Rに案内する案内部62と、を有している。内径支持部61は、径方向Rに移動するように構成されており、内径支持部61の径方向内側R1には、内径支持部61を径方向Rに駆動する不図示の駆動部が設けられている。そして、複数の内径支持部61が径方向内側R1にある状態で内径支持治具6がステータ100の径方向内側R1に配置され、そこから前記駆動部によって複数の内径支持部61を径方向外側R2へ移動させることによって、各スロット11内においてスロット収容部2Aが径方向外側R2へ押圧される。また、内径支持治具6をステータ100から取り外す場合には、前記駆動部によって複数の内径支持部61を径方向内側R1へ移動させることによって、各スロット11内におけるスロット収容部2Aの押圧を解除する(後述する径方向支持解除工程S8)。このように内径支持部61を移動させる際には、内径支持部61の周方向Cの両側に配置された一対の案内部62によって、当該内径支持部61が適切に案内される。本実施形態では、径方向支持工程S5によって、シート状発泡樹脂30の両端部が互いに重ねられて形成された重複部3Aと共に、スロット収容部2Aを径方向外側R2へ押圧する。これにより、シート状発泡樹脂30が重複部3Aにおいて接着され易くなり、スロット収容部2Aに対するシート状発泡樹脂30の位置ずれを抑制することができる。
〔導体固定工程〕
 軸方向支持工程S4の後、導体固定工程S6が行われる。本例では、軸方向支持工程S4及び径方向支持工程S5の後、これら軸方向支持工程S4及び径方向支持工程S5による支持状態を継続したままで、導体固定工程S6が行われる。これにより、対象端部22aが適正位置に維持された状態、かつ、スロット収容部2Aが図2に示す径方向位置に維持された状態で、ステータコイル2をステータコア1に対して固定することができる。
 本実施形態に係る導体固定工程S6では、発泡樹脂3を発泡させてスロット11とセグメント導体20とを固定する。ここでは、シート状発泡樹脂30の発泡樹脂材料31が発泡する発泡温度で加熱することにより当該シート状発泡樹脂30を膨張させる。これにより、図2に示すように、スロット11の内面11Fとスロット収容部2Aの外面2AFとの間を発泡したシート状発泡樹脂30によって埋めることができる。よって、このシート状発泡樹脂30が存在する領域において、ステータコア1に対するステータコイル2の固定力を確保することができる。更に、スロット11の内面11Fとスロット収容部2Aの外面2AFとの間の電気的絶縁性を確保することもできる。
〔軸方向支持解除工程〕
 導体固定工程S6の後、軸方向支持解除工程S7が行われる。軸方向支持解除工程S7は、セグメント導体20の軸方向支持を解除する工程である。本実施形態では、軸方向支持部51をステータ100に対して下方(軸方向第2側L2)に移動させることで当接面51Fを対象端部22aから離間させ、軸方向支持治具5によるセグメント導体20の支持を解除する。軸方向支持解除工程S7の前には、導体固定工程S6によってセグメント導体20がスロット11(ステータコア1)に対して固定されている。そのため、軸方向支持解除工程S7の実行後であっても、対象端部22aは適正位置に維持される。なお、本実施形態では、軸方向支持解除工程S7が、「支持解除工程」に相当する。
〔径方向支持解除工程〕
 導体固定工程S6の後であって軸方向支持解除工程S7の後、径方向支持解除工程S8が行われる。径方向支持解除工程S8は、セグメント導体20の径方向支持を解除する工程である。本実施形態では、内径支持治具6によるスロット収容部2Aの押圧を解除すると共に、当該内径支持治具6をステータ100から取り去ることにより、径方向支持解除工程S8を行う。内径支持治具6によるスロット収容部2Aの押圧解除は、上記のとおり、複数の内径支持部61を径方向内側R1へ移動させることによって行う。そして、径方向支持解除工程S8では、内径支持治具6とステータ100とを軸方向Lに相対移動させることにより、内径支持治具6をステータ100から取り去る。なお、径方向支持解除工程S8は、軸方向支持解除工程S7と同時並行で行っても良いし、軸方向支持解除工程S7よりも前に行っても良い。
 ここで、本実施形態では、上述した軸方向支持工程S4、径方向支持工程S5、導体固定工程S6、軸方向支持解除工程S7、及び、径方向支持解除工程S8を、コア支持工程S3による支持状態の継続中に行う。一方、軸方向支持解除工程S7及び径方向支持解除工程S8の後に行う各工程(例えば、後述する導体成形工程S9、導体接合工程S10、及び接合部絶縁工程S11)は、コア支持工程S3による支持状態の継続中に行っても良いし、コア支持工程S3によるステータコア1の支持を解除した状態で行っても良い。
〔導体成形工程〕
 図12は、導体成形工程S9を示している。導体成形工程S9は、セグメント導体20における第2突出部22を曲げ成形して、第2突出部22の先端部に形成された対象端部22aを他のセグメント導体20における対象端部22aとの接合位置に配置する工程である。導体成形工程S9は、軸方向支持解除工程S7の後であって導体接合工程S10の前に行われる。なお、図12では、曲げ成形される前の第2突出部22を仮想線で示し、曲げ成形された後の第2突出部22を実線で示している。
 ここで、「接合位置」は、導体接合工程S10によって接合される一対の対象端部22aが、互いに接する位置であり、本例では、一対の対象端部22aが径方向Rに互いに接する位置である。但し、これに限定されることなく、「接合位置」は、例えば、一対の対象端部22aが互いに軸方向L又は周方向Cに互いに接する位置であっても良い。
 本実施形態では、軸方向Lに沿って延びる第2突出部22に、第1屈曲部22bと第2屈曲部22cと周方向延在部22dとを形成するように、導体成形工程S9を行う。
 図12に示すように、第1屈曲部22bは、第2突出部22における軸方向Lの中央部から軸方向Lに沿って延びる部分が周方向Cに屈曲して形成された屈曲部分である。周方向延在部22dは、第1屈曲部22bの軸方向第2側L2において当該第1屈曲部22bに連続すると共に、周方向Cに沿って延びる延在部分である。本例では、周方向延在部22dは、軸方向Lの成分を有しつつ、周方向Cに沿って延びている(すなわち、径方向R視で傾斜している。)。第2屈曲部22cは、周方向延在部22dの軸方向第2側L2において当該周方向延在部22dに連続すると共に、軸方向Lに屈曲して形成された屈曲部分である。第2突出部22における第2屈曲部22cよりも軸方向第2側L2の部分は、軸方向Lに沿って延びており、その先端部には、対象端部22aが形成されている。図12に示すように、互いに接合される一対の対象端部22aをそれぞれ有する一対の第2突出部22は、径方向R視での形状が、一対の対象端部22a(図12では紙面手前側の対象端部22aのみを示している。)を通る軸方向Lの仮想線を基準として線対称(或いは、略線対称)となるように曲げ成形される。
 本実施形態では、第2突出部22を保持可能であると共に、ステータコア1に対して周方向C及び軸方向Lに相対移動可能な保持部を有する成形装置(不図示)を用いて、導体成形工程S9を行う。例えば、成形装置は、保持部により第2突出部22における対象端部22a及びその近傍を保持した状態で、当該保持部をステータコア1に対して周方向Cの一方側及び軸方向第1側L1に相対移動させることで、第1屈曲部22b、第2屈曲部22c、及び周方向延在部22dを形成する。そして、このように曲げ成形した第2突出部22の接合対象である他の第2突出部22を曲げ成形する場合には、当該他の第2突出部22を保持する保持部をステータコア1に対して周方向Cの他方側及び軸方向第1側L1に相対移動させる。これにより、図12に示すように、接合対象である一対の対象端部22aをそれぞれ有する一対の第2突出部22が、周方向Cにおいて互いに接近するように曲げ成形され、一対の対象端部22aが接合位置に配置される。
〔導体接合工程〕
 図13は、導体接合工程S10を示している。導体接合工程S10は、複数のセグメント導体20を接合する工程である。導体接合工程S10は、少なくとも、導体固定工程S6及び軸方向支持解除工程S7の後に行われる。本例では、導体接合工程S10は、導体成形工程S9の後に行われる。
 導体接合工程S10では、接合位置において接する(本例では径方向Rに接する)一対の対象端部22aを接合する。本実施形態では、溶接装置99を用いて、一対の対象端部22aを溶接により接合する。この接合は、例えばTIG溶接等のアーク溶接、電子ビーム溶接、レーザビーム溶接、抵抗溶接、超音波溶接、或いは、蝋付け、半田付け等によって行うことができる。
〔接合部絶縁工程〕
 図14は、接合部絶縁工程S11を示している。接合部絶縁工程S11は、導体接合工程S10によって接合された接合部を絶縁する工程である。本実施形態では、接合部絶縁工程S11により、導体接合工程S10によって接合された一対の対象端部22aをその周辺部分と共に一体的に覆う絶縁包囲部7を形成する。絶縁包囲部7は、電気的絶縁性を有する樹脂材料を用いて形成されている。また、絶縁包囲部7は、一定以上の機械的強度を有する樹脂材料を用いて形成されている。絶縁包囲部7を構成する樹脂材料は、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれを用いても良い。
 本実施形態では、接合部絶縁工程S11による絶縁包囲部7の形成は、粉体塗装により行う。例えば図14に示すように、本例では、容器内に入れられた液状樹脂98に対して第2コア端部E2側のコイルエンド部2Eを上方から対向させて(図14の左図参照)、導体接合工程S10により接合された全ての対象端部22aを当該液状樹脂98に浸漬させる(図14の中央図参照)。これにより、対象端部22aを含む周辺部分に液状樹脂98を塗布する。その後、液状樹脂98を乾燥させて硬化させることで、絶縁包囲部7を形成する(図14の右図参照)。但し、このような構成に限定されることなく、接合部絶縁工程S11では、金型を用いたモールド成形により絶縁包囲部7を形成して接合部を絶縁しても良い。また、これらの方法以外にも、公知の各種方法により接合部を絶縁しても良い。
2.その他の実施形態
 次に、ステータの製造方法のその他の実施形態について説明する。
(1)上記の実施形態では、軸方向支持解除工程S7の後であって導体接合工程S10の前に、導体成形工程S9を実行する例について説明した。しかし、導体成形工程S9は、本開示に係るステータ100の製造方法に含まれていなくても良い。
(2)上記の実施形態では、ステータコア1を支持するコア支持工程S3を、導体配置工程S2の後であって軸方向支持工程S4の前に実行する例について説明した。しかし、コア支持工程S3を実行する時期はこれには限られない。例えば、樹脂配置工程S1の前に実行しても良いし、或いは、樹脂配置工程S1の後であって導体配置工程S2の前に実行しても良い。また、上記の実施形態では、コア支持工程S3を、第1コア端部E1を基準としてステータコア1を支持することにより行う構成を例として説明した。しかし、コア支持工程S3によるステータコア1の支持方法はこれには限定されない。例えば、第2コア端部E2を基準としてステータコア1を支持し、或いは、ステータコア1の外周面を基準として支持しても良い。
(3)上記の実施形態では、樹脂配置工程S1の実行後に、導体配置工程S2を実行する例について説明した。しかし、このような例に限定されることなく、導体配置工程S2の実行後に、樹脂配置工程S1を実行しても良い。或いは、樹脂配置工程S1と導体配置工程S2とを同時に実行しても良い。この場合、例えば、スロット11の内部に配置される前のスロット収容部2Aの周りに発泡前の発泡樹脂3を配置して、これらのスロット収容部2Aと発泡前の発泡樹脂3とを一緒にスロット11の内部に配置するようにしても良い。
(4)上記の実施形態では、コア支持工程S3及び軸方向支持工程S4において、ステータコア1の軸心(軸方向L)を上下方向に沿わせた状態とする例について説明した。しかし、このような例に限定されることなく、コア支持工程S3又は軸方向支持工程S4では、ステータコア1の軸心(軸方向L)を水平方向、或いは、水平方向に対して傾斜する方向に沿わせた状態としても良い。
(5)上記の実施形態では、ステータコイル2を構成する全てのセグメント導体20について1回の導体配置工程S2でスロット11に挿入する例について説明した。しかし、このような例に限定されることなく、一部のセグメント導体20について導体配置工程S2と導体接合工程S10とを行い、この2つの工程を繰り返し実行することにより、全てのセグメント導体20について導体配置工程S2と導体接合工程S10とが実行されるようにしても良い。
(6)上記の実施形態では、導体固定工程S6において発泡樹脂3を用いてスロット11とセグメント導体20とを固定する構成を例として説明したが、これには限定されない。
例えば、発泡樹脂3を用いず、スロット11とセグメント導体20との隙間にワニスを含浸させてスロット11とセグメント導体20とを固定しても良い。或いは、発泡樹脂3とワニスの双方を用いてスロット11とセグメント導体20とを固定しても良い。
(7)上記の実施形態では、軸方向支持工程S4における対象端部22aの適正位置が、対象端部22aの径方向Rの位置が径方向外側R2へ向かうに従って、ステータコア1からの軸方向第2側L2への突出量が大きくなるように設定されている構成を例として説明したが、これには限定されない。例えば、対象端部22aの適正位置が、対象端部22aの径方向Rの位置に関わらず、ステータコア1からの軸方向第2側L2への突出量が一定である構成としても良い。この場合、軸方向支持部51が有する当接面51Fは、軸方向Lに直交する平面上に形成されると好適である。
(8)上記の実施形態では、ステータコイル2を構成するセグメント導体20が、一対の導体辺部20Aとこれらを互いに接続する渡り部20Bとを有するU字状の導体である構成を例として説明したが、これには限定されない。例えば、セグメント導体20が、1つの導体辺部を有する直線的な棒状に形成されたI字状の導体であっても良いし、1つの導体辺部と当該導体辺部に接続された渡り部とを有するJ字状の導体であっても良い。
(9)上記の実施形態では、ステータ100がインナーロータ型の回転電機用のものである構成を例として説明したが、これには限定されない。例えば、ステータ100に対して径方向外側R2にロータが配置されるアウターロータ型の回転電機に適用されるように、ステータ100が構成されていても良い。この場合、ステータコア1のスロット11は、ステータコア1の外周面に開口するように形成されると良い。
(10)なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。
3.上記実施形態の概要
 以下、上記において説明したステータの製造方法の概要について説明する。
 軸方向(L)の一方側である軸方向第1側(L1)及び前記軸方向(L)の他方側である軸方向第2側(L2)の双方に開口する複数のスロット(11)を有する円筒状のステータコア(1)と、複数の前記スロット(11)に挿入された複数のセグメント導体(20)を接合して構成されるステータコイル(2)と、を備えたステータ(100)の製造方法であって、前記セグメント導体(20)を前記スロット(11)に配置する導体配置工程(S2)と、前記導体配置工程(S2)の後、前記セグメント導体(20)の前記軸方向(L)の端部である対象端部(22a)が前記ステータコア(1)に対して適正位置となるように支持部材(5)によって前記セグメント導体(20)を支持する導体支持工程(S4)と、前記支持部材(5)により前記セグメント導体(20)が支持された状態で、前記セグメント導体(20)を前記スロット(11)に固定する導体固定工程(S6)と、前記導体固定工程(S6)の後、複数の前記対象端部(22a)を互いに接合する導体接合工程(S10)と、を有する。
 本構成によれば、支持部材(5)によりセグメント導体(20)の対象端部(22a)を適正位置に支持した状態で導体固定工程(S6)を行うため、セグメント導体(20)の対象端部(22a)が適正位置に配置された状態を維持できる。そして、この状態で導体接合工程(S10)を精度良く行うことができる。上記のように、導体固定工程(S6)の後には、セグメント導体(20)の対象端部(22a)が適正位置に配置された状態を維持できるため、例えば支持部材(5)によるセグメント導体(20)の支持を解除した場合であっても、上記対象端部(22a)の状態を維持できる。そのため、このようにセグメント導体(20)の支持を解除した場合においても、導体接合工程(S10)を精度良く行うことができる。更に、導体固定工程(S6)の後に導体接合工程(S10)以外の工程がある場合には、それらの工程についても同様に支持部材(5)による支持なしに行うことができる。このように、本構成によれば、導体固定工程(S6)の後の工程において、セグメント導体(20)を支持しておくための工程、及び、そのような工程に用いる支持部材(5)を不要にできる。従って、ステータ(100)の製造時における手間とコストを低減することが可能となる。
 ここで、前記導体固定工程(S6)の前に、発泡前の発泡樹脂(3)を前記スロット(11)の内部に配置する樹脂配置工程(S1)を有し、前記導体固定工程(S6)では、前記発泡樹脂(3)を発泡させて前記スロット(11)と前記セグメント導体(20)とを固定すると好適である。
 本構成によれば、スロット(11)の内部に発泡樹脂(3)を配置しておき、導体固定工程(S6)において当該発泡樹脂(3)を発泡させるだけの比較的簡易な工程により、セグメント導体(20)をスロット(11)に対して適切に固定することができる。
 また、前記導体固定工程(S6)の後、前記支持部材(5)による前記セグメント導体(20)の支持を解除する支持解除工程(S7)を更に有し、前記支持解除工程(S7)の後、前記導体接合工程(S10)を行うと好適である。
 本構成によれば、支持解除工程(S7)を行うことにより、導体固定工程(S6)の後において支持部材(5)を撤去できる。そして、支持解除工程(S7)の後においても、導体固定工程(S6)により対象端部(22a)の位置は適正位置に維持されているため、適切に導体接合工程(S10)を行うことができる。
 また、前記導体配置工程(S2)では、前記セグメント導体(20)を前記スロット(11)に対して前記軸方向第1側(L1)から挿入し、当該セグメント導体(20)の前記軸方向第2側(L2)の端部を前記対象端部(22a)として、当該対象端部(22a)を前記ステータコア(1)から前記軸方向第2側(L2)に突出させた状態に配置すると好適である。
 本構成によれば、対象端部(22a)がステータコア(1)に対して軸方向(L)に適正位置となるように、セグメント導体(20)を配置し易い。
 また、前記導体固定工程(S6)の後、前記支持部材(5)による前記セグメント導体(20)の支持を解除する支持解除工程(S7)を更に有し、前記セグメント導体(20)における、前記導体配置工程(S2)の後、前記ステータコア(1)から前記軸方向第2側(L2)に突出した部分を突出部(22)として、前記支持解除工程(S7)の後であって前記導体接合工程(S10)の前に、前記突出部(22)を曲げ成形して、前記対象端部(22a)を他の前記対象端部(22a)との接合位置に配置する導体成形工程(S9)を有すると好適である。
 本構成によれば、導体成形工程(S9)の後の導体接合工程(S10)において、複数の前記対象端部(22a)を互いに適切に接合できる。また、この導体成形工程(S9)は導体固定工程(S6)の後に行われる工程であるため、支持解除工程(S7)の後、支持部材(5)によるセグメント導体(20)の支持が解除された状態でも、セグメント導体(20)が軸方向(L)の適正位置に配置された状態が維持されている。そのため、セグメント導体(20)を軸方向(L)の適正位置に支持しておくための支持部材(5)が不要である。従って、導体成形工程(S9)において支持部材を用意するコストや支持部材の脱着の手間を不要とすることができる。
 また、前記ステータコア(1)の径方向(R)に沿って複数の前記対象端部(22a)が配列される場合において、前記適正位置は、前記対象端部(22a)の前記径方向(R)の位置が前記径方向の外側(R2)へ向かうに従って、前記ステータコア(1)からの前記軸方向第2側(L2)への突出量が大きくなるように設定されていると好適である。
 この構成によれば、セグメント導体(20)におけるステータコア(1)から前記軸方向第2側(L2)に突出した突出部(22)を、周方向(C)の一方側に向けて曲げ成形する場合において、当該突出部(22)の突出量を、径方向外側(R2)へ向かうに従って大きくなる周方向(C)のスロット(11)の間隔に適合させることができる。従って、このような突出部(22)の曲げ成形を適切に行うことが容易となる。
 また、前記ステータコア(1)の前記軸方向第1側(L1)の端部である基準端部(E1)を基準として、前記ステータコア(1)を支持するコア支持工程(S3)を有し、前記導体支持工程(S4)は、前記コア支持工程(S3)により前記ステータコア(1)が支持された状態で行うと好適である。
 本構成によれば、ケースやフレーム等に対するステータ(100)の支持がステータコア(1)の軸方向第1側(L1)の端部を基準に行われる場合に、ステータ(100)の支持位置の設計値に対する誤差を少なくすることができる。
 前記ステータコア(1)の前記軸方向第1側(L1)の端部である基準端部(E1)を基準として、前記ステータコア(1)を支持するコア支持工程(S3)を有する構成において、
 前記導体支持工程(S4)では、前記ステータコア(1)の前記基準端部(E1)から前記セグメント導体(20)の前記対象端部(22a)までの距離が規定距離(PD)となるように、前記セグメント導体(20)を支持すると好適である。
 本構成によれば、ステータコイル(2)も含めて、ケース等に対するステータ(100)の支持位置の設計値に対する誤差を少なくすることができる。
 また、前記セグメント導体(20)は、前記軸方向(L)に延びる一対の導体辺部(20A)と、一対の前記導体辺部(20A)のそれぞれにおける前記軸方向第1側(L1)の端部を互いに接続する渡り部(20B)と、を有し、一対の前記導体辺部(20A)における前記軸方向第2側(L2)の端部の双方が、前記ステータコア(1)に対して前記軸方向第2側(L2)に突出した位置に配置されていると好適である。
 本構成によれば、導体配置工程(S2)の後、セグメント導体(20)の両端部が、対象端部(22a)としてステータコア(1)から軸方向第2側(L2)に突出した状態に配置される。従って、導体接合工程(S10)を適切に行うことが容易となっている。
 本開示に係る技術は、回転電機に用いられるステータの製造方法に利用することができる。
100   :ステータ
1     :ステータコア
E1    :第1コア端部(基準端部)
11    :スロット
2     :ステータコイル
20    :セグメント導体
20A   :導体辺部
20B   :渡り部
22    :第2突出部(突出部)
22a   :対象端部
3     :発泡樹脂
5     :軸方向支持具(支持部材)
S1    :樹脂配置工程
S2    :導体配置工程
S3    :コア支持工程
S4    :軸方向支持工程(導体支持工程)
S6    :導体固定工程
S7    :軸方向支持解除工程(支持解除工程)
S9    :導体成形工程
S10   :導体接合工程
L     :軸方向
L1    :軸方向第1側
L2    :軸方向第2側
R     :径方向
R1    :径方向内側
R2    :径方向外側
PD    :規定距離

Claims (9)

  1.  軸方向の一方側である軸方向第1側及び前記軸方向の他方側である軸方向第2側の双方に開口する複数のスロットを有する円筒状のステータコアと、複数の前記スロットに挿入された複数のセグメント導体を接合して構成されるステータコイルと、を備えたステータの製造方法であって、
     前記セグメント導体を前記スロットに配置する導体配置工程と、
     前記導体配置工程の後、前記セグメント導体の前記軸方向の端部である対象端部が前記ステータコアに対して適正位置となるように支持部材によって前記セグメント導体を支持する導体支持工程と、
     前記支持部材により前記セグメント導体が支持された状態で、前記セグメント導体を前記スロットに固定する導体固定工程と、
     前記導体固定工程の後、複数の前記対象端部を互いに接合する導体接合工程と、を有する、ステータの製造方法。
  2.  前記導体固定工程の前に、発泡前の発泡樹脂を前記スロットの内部に配置する樹脂配置工程を有し、
     前記導体固定工程では、前記発泡樹脂を発泡させて前記スロットと前記セグメント導体とを固定する、請求項1に記載のステータの製造方法。
  3.  前記導体固定工程の後、前記支持部材による前記セグメント導体の支持を解除する支持解除工程を更に有し、
     前記支持解除工程の後、前記導体接合工程を行う、請求項1又は2に記載のステータの製造方法。
  4.  前記導体配置工程では、前記セグメント導体を前記スロットに対して前記軸方向第1側から挿入し、当該セグメント導体の前記軸方向第2側の端部を前記対象端部として、当該対象端部を前記ステータコアから前記軸方向第2側に突出させた状態に配置する、請求項1から3のいずれか一項に記載のステータの製造方法。
  5.  前記導体固定工程の後、前記支持部材による前記セグメント導体の支持を解除する支持解除工程を更に有し、
     前記セグメント導体における、前記導体配置工程の後、前記ステータコアから前記軸方向第2側に突出した部分を突出部として、
     前記支持解除工程の後であって前記導体接合工程の前に、前記突出部を曲げ成形して、前記対象端部を他の前記対象端部との接合位置に配置する導体成形工程を有する、請求項4に記載のステータの製造方法。
  6.  前記ステータコアの径方向に沿って複数の前記対象端部が配列される場合において、前記適正位置は、前記対象端部の前記径方向の位置が前記径方向の外側へ向かうに従って、前記ステータコアからの前記軸方向第2側への突出量が大きくなるように設定されている、請求項4又は5に記載のステータの製造方法。
  7.  前記ステータコアの前記軸方向第1側の端部である基準端部を基準として、前記ステータコアを支持するコア支持工程を有し、
     前記導体支持工程は、前記コア支持工程により前記ステータコアが支持された状態で行う、請求項1から6のいずれか一項に記載のステータの製造方法。
  8.  前記導体支持工程では、前記ステータコアの前記基準端部から前記セグメント導体の前記対象端部までの距離が規定距離となるように、前記セグメント導体を支持する、請求項7に記載のステータの製造方法。
  9.  前記セグメント導体は、前記軸方向に延びる一対の導体辺部と、一対の前記導体辺部のそれぞれにおける前記軸方向第1側の端部を互いに接続する渡り部と、を有し、
     一対の前記導体辺部における前記軸方向第2側の端部の双方が、前記ステータコアに対して前記軸方向第2側に突出した位置に配置されている、請求項1から8のいずれか一項に記載のステータの製造方法。
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