WO2013190860A1

WO2013190860A1 - ステータ製造装置及びステータ製造方法

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Publication number: WO2013190860A1
Application number: PCT/JP2013/053246
Authority: WO
Inventors: 高博木村; 岳志柳澤; 寛之矢部
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2013-12-27
Anticipated expiration: 2014-12-22
Also published as: JP5782566B2; US10284057B2; US20150180319A1; JPWO2013190860A1

Description

ステータ製造装置及びステータ製造方法

　本発明は、環状のステータコアのスロットから延出した導体セグメントの延出部を折り曲げるステータ製造装置及びステータ製造方法に関する。

　従来、ステータを製造する際に、環状のステータコアに設けた複数のスロットに導体セグメントを挿入し、各スロットからステータコアの軸方向に延出した導体セグメントの延出部を折り曲げて、隣接する延出部の先端部同士を接合することによりステータコイルを形成する技術が知られている。

　この場合、各導体セグメントの延出部は、ステータコアにおける径方向の位置が異なる複数の層からなる導体層を構成する。そこで、かかる導体セグメントの延出部を折り曲げる技術として、各層の延出部を層毎に折り曲げる層毎の治具を層の数分だけ同心円状に重ねて構成した折曲げ治具を採用したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

　折曲げ治具を構成する各治具には、対応する層の各延出部の先端部が挿入される複数の穴が設けられている。これらの穴で各延出部の先端を保持した治具を回転させることにより、各延出部がステータコアの周方向に折り曲げられる。

　このとき、隣接する各治具は、各導体セグメントでステータコイルを形成できるように、相互に逆方向に回転される。折り曲げられた各導体セグメントの延出部の対応する先端部同士が溶接され、ステータコイルが形成される。

特開２０００－９２７９７号公報

　しかしながら、上記特許文献１の技術では、導体層の各層毎の治具を層の数だけ重ねて構成した折曲げ治具を用いている。このため、導体層の層数や各層間の間隔に応じて異なる折曲げ治具が必要となる。また、この折曲げ治具によれば、各層毎の治具の径が一定であるため、ステータコアの径方向に隣接する延出部間の間隔を拡げながら延出部を折り曲げるといったことが構造上不可能である。したがって、特許文献１の技術は汎用性に乏しい。

　本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑み、汎用性の高いステータ製造装置を提供することにある。

　第１発明のステータ製造装置は、環状のステータコアの径方向に異なる複数の延出位置において該ステータコアのスロットから軸方向に延出した複数の導体セグメントの延出部を折り曲げるステータ製造装置であって、前記径方向において該延出部の延出位置に対応する位置で前記延出部の先端部に係合可能な係合部と、前記延出部の先端部に係合した前記係合部を前記ステータコアの周方向に駆動して該延出部を折り曲げる周方向駆動部と、前記係合部を前記径方向に駆動する径方向駆動部とを備えることを特徴とする。

　第１発明によれば、複数の導体セグメントの延出部の先端部に係合可能な係合部を、延出位置が径方向において異なる各延出部の先端部に係合できるように、各延出部の延出位置に応じて径方向に駆動することができる。これにより、１つの係合部で、延出位置が径方向において異なる複数の延出部の折曲げに対応することができる。また、延出部の延出位置の変化にも対応することができる。

　このため、各スロットから延出する導体セグメントの延出部の数や延出位置の異なる各種のステータに本発明の装置を適用する場合でも、装置の部品を変更する必要はなく、設定値の変更等で対応することができるので、コストの増加を招くことが無く、生産性も高い。すなわち、汎用性の高いステータ製造装置を提供することができる。

　また、係合部を周方向に駆動して延出部を折り曲げるとき、係合部を径方向にも駆動させることができるので、単に周方向に沿って折り曲げる場合に比べ、径方向へのより大きな捻りを伴う折曲げを行うこともできる。

　第２発明は、第１発明において、前記係合部を前記ステータコアの軸方向に駆動する軸方向駆動部を備えることを特徴とする。これによれば、周方向駆動部による係合部の駆動量に応じた駆動量で係合部を軸方向に駆動することにより、係合部と延出部の先端部との位置関係を一定に保持したまま、支障なく延出部を折り曲げることができる。

　第３発明は、第１又は第２発明において、前記径方向駆動部は、前記係合部を前記径方向に移動自在に案内する案内部と、前記係合部に固定された従動部と、前記ステータコアの周方向に回転自在に支持された回転部とを備え、前記回転部は、回転されたときに前記係合部の従動部に作用して該係合部に前記径方向の駆動力を付与する円弧状のカム面を有することを特徴とする。

　これによれば、複数の係合部により一度に複数の延出部の折曲げを行う場合でも、円弧状のカム面等を対応する数だけ設けるだけで足りるので、係合部毎の駆動機構を設ける必要はない。したがって、コンパクトで簡便な構成により、径方向駆動部を構成することができる。

　第４発明は、第１～第３発明のいずれかにおいて、前記係合部は、前記延出部の先端部に係合する係合先端部と、前記係合先端部を交換可能に支持する先端支持部とを備えることを特徴とする。これによれば、摩耗し易い係合部の先端を、容易に交換することができる。

　第５発明は、第１～第４発明のいずれかにおいて、前記ステータコアの端面上に配置され、前記延出部が折り曲げられるときに該延出部の基端部を支持する基端支持部材と、前記延出部の基端部を支持する支持位置と所定の退避位置との間で前記基端支持部材を前記径方向に駆動する支持部材駆動部とを備えることを特徴とする。これによれば、各スロットから延出する導体セグメントの形状によらず、容易に基端支持部材を支持位置に配置することができる。

　第６発明のステータ製造方法は、環状のステータコアに形成されたスロットにおいて該ステータコアの径方向に異なる第１延出位置及び第２延出位置から該ステータコアの軸方向にそれぞれ延出した導体セグメントの第１延出部及び第２延出部を折り曲げるステータ製造方法であって、前記第１延出部及び第２延出部の先端部に対し、それぞれ前記第１延出位置及び第２延出位置に対応する前記径方向の位置に位置するときに係合可能な係合部を、該第１延出部の先端部に係合させ、前記ステータコアの周方向に沿った一方向に駆動して該第１延出部を該一方向に折り曲げる第１折曲げ工程と、前記第１折曲げ工程の後、前記係合部を前記第２延出位置に対応する位置へ前記径方向に駆動する径方向駆動工程と、前記径方向移動工程の後、前記係合部を前記第２延出部の先端部に係合させ、前記一方向とは逆方向に駆動して該第２延出部を該逆方向に折り曲げる第２折曲げ工程とを備えることを特徴とする。

　第６発明によれば、係合部を第１延出部の先端部に係合させ、周方向に沿った一方向に駆動して第１延出部を折り曲げ、その後、係合部を第２延出位置に対応する位置へ径方向に駆動し、第２延出部の先端部に係合させ、逆方向に駆動して該第２延出部を該逆方向に折り曲げるので、同一の係合部で、第１延出部及び第２延出部を折り曲げることができる。また、第１延出位置や第２延出位置が種々異なるステータを製造する場合にも対応することができる。

　このため、各スロットから延出する導体セグメントの延出部の数や延出位置の異なる各種のステータについて本発明の方法を適用する場合でも、該方法を実施する装置の部品を変更する必要はなく、設定値の変更等で対応することができるので、コストの増加を招くことが無く、生産性も高い。すなわち、汎用性の高いステータ製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るステータ製造装置の正面図である。図１のステータ製造装置で加工されるワークピースの一部を示す斜視図である。図１の装置の径方向駆動部の要部を示す分解図である。図１の装置における係合部の係合先端部が係合する様子を例示する図である。図１の装置の基端支持機構の要部を示す斜視図である。図１の装置の拡張部の要部を示す断面図である。図１の装置による折曲げ加工の工程を示すフローチャートである。図７の加工に際して係合部が延出部に位置決めされた様子を示す図である。図７の加工に際して各延出部が若干折り曲げられた状態を示す図である。図７の加工に際して各延出部が大きく折り曲げられた様子を示す図である。図９の状態を軸方向及び周方向に見た様子を模式的に示す図である。図９の若干折り曲げられた各延出部が拡張された様子を示す図である。図１０の状態を軸方向及び周方向に見た様子を模式的に示す図である。図１３の状態において相間紙を挿入する様子を示す図である。図７の加工で２層目の延出部が若干折り曲げられた状態を示す図である。図７の加工が終了したワークピースを例示する斜視図である。図１の装置における係合先端部の他の例を示す斜視図である。図１７の係合先端部により延出部が折り曲げられる様子を示す図である。

　以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は、実施形態に係るステータ製造装置の正面図である。図２は、このステータ製造装置により折曲げ加工が行われるステータのワークピースの一部を示す斜視図である。

　図２に示すように、折曲げ加工が行われるワークピース１は、環状のステータコア２の各スロット３に対して、ステータコイルを形成するための複数の導体セグメント４が挿入されたものである。各スロット３からは、各導体セグメント４の端部側が、ステータコア２の軸方向Ａに延出している。この各導体セグメント４の延出した部分である各延出部５は、ステータコア２の径方向Ｒの位置が異なる複数の層からなる導体層６を構成している。

　導体層６を構成する各層は、各スロット３における径方向Ｒの位置が同一である各延出部５により構成される。すなわち、各スロット３からは、導体層６を構成する層の数と同数の延出部５が、径方向Ｒに異なる各延出位置において延出している。

　ステータ製造装置による折曲げ加工では、ステータコア２の各スロット３から延出した導体セグメント４の延出部５をステータコア２の周方向Ｃに折り曲げる加工が行われる。この折曲げ加工は、導体層６を構成する各層（以下、「加工層」という。）毎に行われる。加工層毎の折曲げ加工に際しては、その加工層に属するすべての各延出部５について、同時に折曲げ加工が行われる。

　図１に示すように、実施形態に係るステータ製造装置７は、各延出部５の先端部に係合可能な複数の係合部８と、ステータ製造装置７にセットされたワークピース１におけるステータコア２の周方向Ｃ、径方向Ｒ及び軸方向Ａ（図２参照）へそれぞれ各係合部８を移動させる周方向駆動部９、径方向駆動部１０及び軸方向駆動部１１を備える。

　導体層６（図２参照）を構成する各加工層毎に、その加工層に属するすべての延出部５について一度で折曲げ加工が行われるように、係合部８は、スロット３と同数が存在し、そのすべてが同時にかつ同様にして駆動される。

　径方向駆動部１０は、各係合部８が係合すべき延出部５の径方向Ｒにおける延出位置に応じて各係合部８を径方向Ｒに駆動する。周方向駆動部９は、径方向駆動部１０を保持して周方向Ｃに回転させる。これにより周方向駆動部９は、各延出部５の先端部に係合した各係合部８を周方向Ｃへ駆動して各延出部５を周方向Ｃに折り曲げることができる。

　軸方向駆動部１１は、装置のフレーム１２上に設けられ、周方向駆動部９を保持して軸方向Ａに駆動する。これにより軸方向駆動部１１は、各係合部８を軸方向Ａに駆動する。軸方向駆動部１１は、周方向駆動部９が各係合部８を周方向Ｃへ駆動して各延出部５を折り曲げるとき、この周方向Ｃへの駆動量に応じた駆動量で各係合部８を軸方向Ａに駆動する。

　図３は、径方向駆動部１０の要部を示す分解図である。図３に示すように、径方向駆動部１０は、各係合部８を径方向Ｒに移動自在に案内する案内部１３と、各係合部８に固定された従動部１４と、周方向Ｃに回転自在に支持された回転部１５とを備える。回転部１５には、係合部８と同数のカム溝１６が設けられる。カム溝１６は、回転部１５が回転されるときに各係合部８の従動部１４に作用して各係合部８に径方向Ｒの駆動力を付与する円弧状のカム面を有する。

　案内部１３は、係合部８と同数の径方向Ｒに長い案内溝１７を有する。各係合部８は、対応する案内溝１７に対して軸方向Ａに挿入される３つの案内ピン１８を有する。各係合部８は、案内ピン１８及び対応する案内溝１７を介して、案内部１３により径方向Ｒに案内される。

　案内部１３と回転部１５との間には、スペーサ１９が設けられる。スペーサ１９は、軸方向Ａに垂直な一方の面が案内部１３の一方の面と対向し、かつこれらの対向面間で、各係合部８が径方向Ｒに移動するための空間を形成するように、案内部１３に固定される。各係合部８は、これらの対向面の間でスムーズに径方向Ｒに移動できるように、各対向面上で転動するローラ２０を有する。

　また、スペーサ１９は、案内部１３の各案内溝１７に対応する位置において、径方向Ｒに長く、軸方向Ａに貫通した、案内溝１７と同数の貫通溝２１を有する。各係合部８の従動部１４は、対応する貫通溝２１を経て回転部１５の対応するカム溝１６に対し、軸方向Ａに挿入される。従動部１４は、貫通溝２１に接触することはない。

　回転部１５は、案内部１３及びスペーサ１９に位置が固定されたモータ２２（図１参照）によりタイミングプーリやタイミングベルトを介して周方向Ｃに回転される。回転部１５が周方向Ｃに回転されると、回転部１５の各カム溝１６が、各係合部８の従動部１４に作用する。

　これにより、各係合部８は、案内部１３の各案内溝１７に沿って、径方向Ｒに駆動される。回転部１５が周方向Ｃにおける逆方向に回転されると、各係合部８は、径方向Ｒにおける逆方向に駆動される。

　各係合部８は、延出部５（図２参照）の先端部に係合可能な係合先端部２３と、係合先端部２３を交換可能に支持する先端支持部２４とを備える。係合先端部２３は、ネジ２５により、先端支持部２４に対して交換可能に取り付けられる。

　図４は、係合先端部２３が、対応する延出部５の先端部に係合しているときの様子を例示する。この例では、係合先端部２３の先端がツメ状になっており、延出部５の先端部には、このツメ状の先端に対応する凹部が設けられている。

　係合先端部２３が周方向Ｃに駆動されるとき、係合先端部２３のツメ状の先端が延出部５先端の凹部に係合し、延出部５に折り曲げ力が付与される。すなわち、係合部８は、延出部５の先端部に対し、径方向Ｒにおいて延出部５の延出位置に対応する位置に位置するときに係合可能となっている。

　図１に示すように、ステータ製造装置７は、各延出部５が折り曲げられるときに各延出部５の基端部を支持する基端支持機構２６を備える。基端支持機構２６は、延出部５が折り曲げられるときに、ステータコア２における端面とスロット３の内壁とが交差するエッジ部分によって延出部５の基端部が損傷するのを防止し、延出部５が基端部において支障なく周方向Ｃに折れ曲がるようにするために設けられている。

　図５は、基端支持機構２６の要部を示す斜視図である。ただし、図５においては、延出部５は図示していない。図５に示すように、基端支持機構２６は、ステータコア２の端面上に配置され、延出部５（図２参照）が折り曲げられるときに各延出部５の基端部を支持する基端支持部材２７と、延出部５の基端部を支持する支持位置と所定の退避位置との間で基端支持部材２７を径方向Ｒに駆動する支持部材駆動部２８とを備える。

　支持部材駆動部２８は、上述の径方向駆動部１０と同様の構成を備える。そして、支持部材駆動部２８は、径方向駆動部１０が係合部８を駆動するのと同様にして基端支持部材２７を径方向Ｒに駆動する。基端支持部材２７は、スロット３と同数が設けられ、そのすべてが同時に同様にして駆動される。

　すなわち、支持部材駆動部２８は、各基端支持部材２７を径方向Ｒに移動自在に案内する案内部２９と、各基端支持部材２７に固定された従動部３０と、周方向Ｃに回転自在に支持された回転部３１とを備える。回転部３１は、基端支持部材２７と同数の円弧状のカム溝３２を有する。カム溝３２は、回転部３１が回転されたとき、各基端支持部材２７の従動部３０に作用して各基端支持部材２７に径方向Ｒの駆動力を付与する。

　案内部２９は、基端支持部材２７と同数の径方向Ｒに長い案内溝３３を有しており、ワーク支持部３４に固定される。各基端支持部材２７は、案内溝３３に対して軸方向Ａに挿入される３つの案内ピン３５を有する。各基端支持部材２７は、案内ピン３５及び案内溝３３を介して、案内部２９により径方向Ｒに案内される。

　案内部２９と回転部３１との間には、スペーサ３６が設けられる。スペーサ３６は、軸方向Ａに垂直な一方の面が案内部２９の一方の面と対向し、かつこれらの対向面間で、各基端支持部材２７が径方向Ｒに移動するための空間を形成するように、案内部２９に固定される。

　また、スペーサ３６は、案内部２９の各案内溝３３に対応する位置において、径方向Ｒに長く、軸方向Ａに貫通した、案内溝３３と同数の貫通溝３７を有する。各基端支持部材２７の従動部３０は、対応する貫通溝３７を経て回転部３１の対応するカム溝３２に対し、軸方向Ａに挿入される。従動部３０は、貫通溝３７に接触することはない。

　回転部３１は、フレーム１２に固定されたモータ３８（図１参照）によりタイミングプーリやタイミングベルトを介して周方向Ｃに回転される。回転部３１が周方向Ｃに回転されると、回転部３１の各カム溝３２が、各基端支持部材２７の従動部３０に作用し、各基端支持部材２７を、案内部２９の各案内溝３３に沿って、径方向Ｒに駆動する。

　図１に示すように、ステータ製造装置７は、さらに、図２のワークピース１を支持するワーク支持部３４と、周方向駆動部９により折り曲げられた各延出部５の基端部と先端部との間の中間部を径方向Ｒの内方から押圧して外方に拡張する拡張部３９とを備える。ワーク支持部３４はフレーム１２上に設けられる。

　図６は、拡張部３９の要部を示す断面図である。図６に示すように、拡張部３９は、各延出部５の中間部を押圧するための押圧部材４０と、押圧部材４０を径方向Ｒに駆動する押圧部材駆動部４１とを備える。押圧部材４０は、スロット３（図１参照）と同数が設けられる。押圧部材駆動部４１は、各スロット３から延出している延出部５の間の空間において押圧部材４０を径方向Ｒに駆動する。その際、すべての押圧部材４０を同時に同様にして径方向Ｒに駆動する。

　押圧部材駆動部４１は、軸方向Ａに駆動される昇降軸４２と、フレーム１２に固定されたメタルガイド４３と、昇降軸４２と各押圧部材４０との間に介在するリンク機構４４とを備える。リンク機構４４は、押圧部材４０と同数が設けられる。昇降軸４２は、図１に示されるモータ４５により、タイミングプーリ、タイミングベルト、ボールネジ等を介して、軸方向Ａに駆動される。メタルガイド４３は、各押圧部材４０を径方向Ｒに移動自在に案内する。

　各リンク機構４４は、昇降軸４２の軸方向Ａの運動を、メタルガイド４３による案内に従った径方向Ｒにおける各押圧部材４０の運動に変換する。拡張部３９は、この各押圧部材４０の運動により、折り曲げられた各延出部５の中間部を拡張する。

　図７は、ステータ製造装置７による折曲げ加工の工程を示すフローチャートである。図７に示すように、折曲げ加工に際しては、まず、加工対象となるワークピース１が、ステータ製造装置７に取り付けられる（ステップＳ１）。

　この取付けは、ワーク支持部３４にワークピース１を支持させることにより行われる。ワークピース１においては、図２のように、導体セグメント４がステータコア２の各スロット３に挿入され、延出部５による導体層６が形成されている。

　次に、基端支持機構２６において、支持部材駆動部２８により、各基端支持部材２７が所定の退避位置から径方向Ｒ内方の支持位置へ駆動される（ステップＳ２）。これにより
、各基端支持部材２７が、図５に示されるように、各延出部５の基端部を支持し得る位置に配置される。

　次に、ステップＳ３の係合部８の位置決めとステップＳ４～Ｓ７の折曲げ工程とが、導体層６を構成する加工層の数と同じ回数だけ繰り返される。１回の折曲げ工程により、１つの加工層のすべての延出部５についての折曲げ加工が行われる。各回の折曲げ工程は、導体層６を構成する加工層のうちの最も外側の最外加工層から最も内側の最内加工層にかけて加工層毎に順次行われる。

　すなわち、ステップＳ３では、軸方向駆動部１１、径方向駆動部１０等により、係合部８が、今回の折曲げ工程に付される１つの加工層に属する各延出部５に対して、図８のように、位置決めされる。

　この位置決めに際し、各係合部８は、径方向駆動部１０により、各延出部５の延出位置に対応する径方向Ｒの位置に位置するように径方向Ｒへ駆動される（径方向駆動工程）。また、このとき、各係合部８は、必要に応じ、周方向駆動部９や軸方向駆動部１１により周方向Ｃや軸方向Ａに駆動される。

　ステップＳ４では、延出部５が若干折り曲げられる。すなわち、周方向駆動部９及び軸方向駆動部１１により、各係合部８が周方向Ｃ及び軸方向Ａに駆動される。この駆動の開始時には、図４のように、各係合部８の係合先端部２３が、延出部５の先端部に係合する。その後、この駆動は、各係合部８とこれに係合している各延出部５の先端部との位置関係が一定に保持され、係合状態が維持されるように行われる。また、この駆動は、各延出部５の先端部の周方向Ｃの位置が、隣接するスロット３間の間隔の半分程度だけ初期位置から移動した位置となるように行われる。

　これにより、各延出部５は、図９のように、若干折り曲げられた状態となる。図１１（ａ）及び（ｂ）は、この状態を、それぞれ軸方向Ａ及び周方向Ｃに見た様子を模式的に示す。

　ステップＳ５では、ステップＳ４で折り曲げられた各延出部５を径方向Ｒの内方から押圧して外方へ拡張する拡張工程が行われる。すなわち、拡張部３９において昇降軸４２が軸方向Ａに駆動され、押圧部材４０が径方向Ｒ外方の所定位置に移動される。また、この駆動に同期して、各係合部８は、各延出部５の先端部との係合が維持されるように、径方向駆動部１０によって径方向Ｒの外方へ駆動される。これにより、ステップＳ４で若干折り曲げられた各延出部５が、図１２に例示されるように、径方向Ｒの外方へ拡張された状態となる。

　ステップＳ６では、各延出部５がさらに折り曲げられる。すなわち、押圧部材４０を上述の所定位置に配置したまま、周方向駆動部９及び軸方向駆動部１１により、各係合部８がさらに周方向Ｃ及び軸方向Ａに駆動される。

　この駆動は、各係合部８とこれに係合している各延出部５の先端部との位置関係が一定に保持され、係合状態が維持されるように行われる。また、この駆動は、各延出部５の先端部の周方向Ｃの位置が、隣接するスロット３間の間隔の３倍程度だけ図８の初期位置から周方向Ｃへ移動した位置となるように行われる。

　このとき、各延出部５は、対応する押圧部材４０の径方向Ｒ外側の端面に沿って、該端面により径方向Ｒ外方に拡張されながら折れ曲がる。これにより、各延出部５は、径方向Ｒに見た状態が図１０に例示したような状態となり、軸方向Ａ及び周方向Ｃに見た状態が図１３に例示したような状態となる。

　ステップＳ７では、図１４に示すように、必要に応じて、隣接する各相のコイル間を絶縁するための相間紙４６が、今回の折曲げ加工の対象とされた加工層の各延出部５と、次回の折曲げ加工の対象とされる加工層の各延出部５との間の隙間に挿入される。これにより導体層６の１つの加工層についての折曲げ加工が完了する。

　次に、ステップＳ８において、今回の折曲げ工程（第１折曲げ工程）に付された加工層が径方向Ｒにおける最も内側の最内加工層であるか否かが判定される。最内加工層でない場合には、ステップＳ３へ戻り、次の加工層に属する各延出部５が、ステップＳ３～Ｓ６の次の折曲げ工程（第２折曲げ工程）に付される。ただし、次の折曲げ工程では、必要に応じて、今回の折曲げ工程における延出部５の折曲げ方向と逆方向に、延出部５の折曲げが行われる。

　図１５では、この折曲げ方向が反転されたときの様子が示されている。すなわち、最外加工層については、折曲げ方向が周方向Ｃについて時計回りであるのに対し、その１つ内側の加工層については、反時計回りとなっている。なお、１つ内側の加工層については、ステップＳ４で若干折り曲げられた状態の延出部５が示されている。

　ステップＳ８において、今回の折曲げ工程に付された加工層が最内加工層であると判定された場合には、図７の折曲げ加工が終了する。折曲げ加工が終了したワークピース１は、例えば図１６に示すような状態となる。このワークピース１については、その後、各延出部５の先端部が所定の組合せで溶接され、ステータコイルが形成される。

　なお、各加工層についての拡張工程での拡張量を変化させることにより、相間紙４６を挿入するための各間隙の幅が一定となるように調整することができる。

　以上のように、本実施形態によれば、係合部８を径方向Ｒに駆動することができるので、１つの係合部８で、延出位置が径方向において異なる複数の延出部５の折曲げに対応することができる。また、延出部５の延出位置が異なるワークピース１にも対応することができる。

　このため、各スロット３から延出する延出部５の数や延出位置の異なる各種のワークピース１を加工する場合でも、装置の部品を変更する必要はなく、設定値の変更等で対応することができるので、コストの増加を招くことが無く、生産性も高い。すなわち、汎用性が高く、経済的なステータ製造装置７を提供することができる。

　また、係合部８を周方向に駆動して延出部５を折り曲げるとき、係合部８を径方向にも駆動させることができるので、延出部５を径方向Ｒに拡張しながら折り曲げる場合でも、係合部８を延出部５の先端部に追従させ、係合部８と延出部５の先端部との係合状態を維持することができる。

　また、係合部８を軸方向Ａに駆動する軸方向駆動部１１を備えるので、係合部８の周方向Ｃの駆動量に応じた駆動量で係合部８を軸方向Ａに駆動することにより、係合部８と延出部５の先端部との係合状態を維持しながら支障なく延出部５を折り曲げることができる。

　また、径方向駆動部１０を、案内部１３、従動部１４及び回転部１５を用いて構成したので、係合部８毎の駆動機構を設ける必要なく、コンパクトで簡便な構成により、１つの加工層に属するすべての係合部８を同時に径方向Ｒに駆動することができる。

　また、係合部８は、延出部５の先端部に係合する係合先端部２３と、係合先端部２３を交換可能に支持する先端支持部２４とで構成したので、摩耗し易い係合部８の先端を、容易に交換することができる。

　また、基端支持部材２７を延出部５の基端部を支持する支持位置と所定の退避位置との間で駆動する支持部材駆動部２８を備えるので、各スロット３から延出する導体セグメント４の形状によらず、容易に基端支持部材２７を支持位置に配置することができる。

　また、本実施形態では、ステータコア２の各スロット３において、径方向Ｒに異なる延出位置である第１延出位置及び第２延出位置から軸方向Ａにそれぞれ延出した各延出部５としての第１延出部及び第２延出部を折り曲げる際に、第１折曲げ工程と、径方向移動工程と、第２折曲げ工程とをこの順で行うことにより折曲げを行うようにしている。

　すなわち、第１折曲げ工程では、係合部８を、第１延出部の先端部に係合させ、周方向Ｃに沿った一方向に駆動して第１延出部を該一方向に折り曲げる。径方向移動工程では、係合部８を第２延出位置に対応する位置へ径方向Ｒに駆動する。そして、第２折曲げ工程では、係合部８を第２延出部の先端部に係合させ、前記一方向とは逆方向に駆動して第２延出部を該逆方向に折り曲げる。

　これによれば、同一の係合部８で、第１延出部及び第２延出部を折り曲げることができる。また、第１延出位置や第２延出位置が種々異なるステータを製造する場合にも対応することができる。

　このため、各スロット３から延出する導体セグメント４の延出部５の数や延出位置の異なるステータを製造する場合でも、装置の部品を変更する必要はなく、設定値の変更等で対応することができるので、コストの増加を招くことがなく、かつ生産性が高い。すなわち、汎用性が高く、経済的なステータ製造方法を提供することができる。

　なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、係合部８の係合先端部２３は、図４に示すツメ状の先端を有する形態のものに代えて、図１７のように、延出部５の先端部に係合する凹部４７を備えたものであってもよい。この場合、凹部４７は、軸方向Ａに長い直方体形状を有する。該直方体形状の３組の対向面は、それぞれ軸方向Ａ、周方向Ｃ及び径方向Ｒに垂直である。

　軸方向Ａに垂直な対向面のうちの一方は、係合先端部２３の先端面において開放された開放面となっている。径方向Ｒに垂直な対向面のうちの一方は、係合先端部２３の径方向Ｒ内側の面において開放された開放面となっている。すなわち、凹部４７は、これらの２つの開放面以外の４つの面で構成される。凹部４７の大きさは、凹部４７に延出部５の先端部を嵌合させたときに若干の隙間が生じる程度に、該先端部より大き目となっている。

　したがって、延出部５の先端部に対して軸方向Ａ及び周方向Ｃについて位置決めされた係合先端部２３を、径方向Ｒの外方から内方へ矢印Ｙのように駆動させることにより、係合先端部２３を延出部５の先端部に嵌合させ、径方向Ｒについても位置決めすることができる。このとき、凹部４７の径方向Ｒに垂直な内壁４７ａが、この径方向Ｒについての位置決めに利用される。

　このようにして位置決めされた係合先端部２３を、周方向Ｃに沿って駆動させ、かつその移動量に応じて係合先端部２３の軸方向Ａの位置を調整することにより、図１８（ａ）～（ｃ）のように、延出部５を折り曲げることができる。

　このとき、周方向Ｃへの駆動を開始する前の時点では、図１８（ａ）のように、延出部５の先端部と凹部４７との間に隙間が存在する。しかし、周方向Ｃへの駆動が開始されると、図１８（ｂ）のように、延出部５の先端部が凹部４７に接触し、延出部５の剛性によって比較的強い摩擦力が該先端部と凹部４７との間に働くので、該先端部は係合先端部２３により良好に保持され、延出部５の折曲げが支障なく開始される。

　なお、折曲げが行われる間、係合先端部２３の軸方向Ａの位置が調整されるので、図１８（ｃ）のように、延出部５の先端部が凹部４７から逸脱することはない。

　本発明は、モータに使用されるステータの製造に際し、ステータコイルを構成するための導体セグメントを折り曲げるために利用される。その際、導体セグメントの数や位置が異なる各種のステータの製造に対応できる。

　２…ステータコア、３…スロット、４…導体セグメント、５…延出部、７…ステータ製造装置、８…係合部、９…周方向駆動部、１０…径方向駆動部、１１…軸方向駆動部、１３…案内部、１４…従動部、１５…回転部、２３…係合先端部、２４…先端支持部、２７…基端支持部材、２８…支持部材駆動部、３９…拡張部、４０…押圧部材、４６…相間紙。

Claims

　環状のステータコアの径方向に異なる複数の延出位置において該ステータコアのスロットから軸方向に延出した複数の導体セグメントの延出部を折り曲げるステータ製造装置であって、
　前記径方向において前記延出部の延出位置に対応する位置で該延出部の先端部に係合可能な係合部と、
　前記延出部の先端部に係合した前記係合部を前記ステータコアの周方向に駆動して該延出部を折り曲げる周方向駆動部と、
　前記係合部を前記径方向に駆動する径方向駆動部とを備えるステータ製造装置。
　前記係合部を前記ステータコアの軸方向に駆動する軸方向駆動部を備える請求項１に記載のステータ製造装置。
　前記径方向駆動部は、
　前記係合部を前記径方向に移動自在に案内する案内部と、
　前記係合部に固定された従動部と、
　前記ステータコアの周方向に回転自在に支持された回転部とを備え、
　前記回転部は、回転されたときに前記係合部の従動部に作用して該係合部に前記径方向の駆動力を付与する円弧状のカム面を有する請求項１に記載のステータ製造装置。
　前記係合部は、
　前記延出部の先端部に係合する係合先端部と、
　前記係合先端部を交換可能に支持する先端支持部とを備える請求項１に記載のステータ製造装置。
　前記ステータコアの端面上に配置され、前記延出部が折り曲げられるときに該延出部の基端部を支持する基端支持部材と、
　前記延出部の基端部を支持する支持位置と所定の退避位置との間で前記基端支持部材を前記径方向に駆動する支持部材駆動部とを備える請求項１に記載のステータ製造装置。
　環状のステータコアに形成されたスロットにおいて、該ステータコアの径方向に異なる第１延出位置及び第２延出位置から該ステータコアの軸方向にそれぞれ延出した導体セグメントの第１延出部及び第２延出部を折り曲げるステータ製造方法であって、
　それぞれ前記第１延出位置及び第２延出位置に対応する前記径方向の位置で前記第１延出部及び第２延出部の先端部に係合可能な係合部を、該第１延出部の先端部に係合させ、前記ステータコアの周方向に沿った一方向に駆動して該第１延出部を該一方向に折り曲げる第１折曲げ工程と、
　前記第１折曲げ工程の後、前記係合部を前記第２延出位置に対応する位置へ前記径方向に駆動する径方向駆動工程と、
　前記径方向駆動工程の後、前記係合部を前記第２延出部の先端部に係合させ、前記一方向とは逆方向に駆動して該第２延出部を該逆方向に折り曲げる第２折曲げ工程とを備えるステータ製造方法。