(57)【要約】コイル成形装置（５０）は、内周面の曲率中心を回転軸の軸心（Ｐ）として回転可能な複数の成形型（１Ｓ〜４Ｓ）と、内周面の曲率中心を回転軸の軸心（Ｐ）として回転可能な複数のクランプ型（１Ｃ〜４Ｃ）と、それぞれの成形型およびクランプ型を回転駆動する駆動機構（５２）と、それぞれの成形型（１Ｓ〜４Ｓ）およびクランプ型（１Ｃ〜４Ｃ）の回転方向を変換する駆動方向変換機構（５１）とを有し、平面曲げ加工された中間コイル（６）の直線部（６１ａ１〜６１ｂ２）を周方向の両側から把持する一対の成形型とクランプ型とは、それぞれコイル成形装置（５０）の径方向の幅が等しく、コイル成形装置（５０）の内周側から外周側に向かって配置される複数の直線部（６１ａ１〜６１ｂ２）を把持する成形型とクランプ型は、直線部（６１ａ１〜６１ｂ２）を挟んで周方向に交互に配置されている。
2017085953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本の導線からなる折り曲げられた中間コイルを、
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部から径方向内側に突出する複数のティース部とを有する回転電機の固定子コアの異なる２つのスロットに装着できる重ね巻きコイルに展開するコイル成形装置であって、
前記中間コイルは、１本の導線が全長に渡って平面上にて平面曲げ加工され、
前記導線の両端部が、端末側としての同一方向を向き、４本以上の偶数の直線部が重なるように並列し、前記導線の前記両端部に繋がる２本の前記直線部以外の前記直線部の前記端末側は、それぞれ端末側折返部によって、他の前記直線部の端末側に繋がり、
全ての前記直線部の反端末側は、それぞれ反端末側折返部によって、他のいずれかの前記直線部の反端末側に繋がるように折り曲げられており、
前記コイル成形装置は、
前記端末側折返部および前記反端末側折返部を前記重ね巻きコイルのコイルエンド部として成形する、前記コイル成形装置の軸方向に垂直な断面の内周側および外周側が円弧状であり、内周面の曲率中心を回転軸の軸心として互いに相対的に回転可能な複数の成形型と、
それぞれの前記成形型の周方向端面との間に、それぞれ１本の前記直線部を周方向の両側から把持する、前記コイル成形装置の軸方向に垂直な断面の内周側および外周側が円弧状であり、内周面の曲率中心を回転軸の軸心として互いに相対的に回転可能な複数のクランプ型と、
それぞれの前記成形型および前記クランプ型を回転駆動する駆動機構と、
それぞれの前記成形型および前記クランプ型の回転方向を変換する駆動方向変換機構とを備え、
それぞれの前記直線部を周方向の両側から把持する一対の前記成形型と前記クランプ型とは、それぞれ前記コイル成形装置の径方向の幅が等しく、
前記コイル成形装置の内周側から外周側に向かって配置される複数の前記直線部を把持する前記成形型と前記クランプ型は、前記直線部を挟んで周方向に交互に配置されているコイル成形装置。
【請求項２】
前記コイル成形装置の径方向の最も内周側に配置される前記クランプ型の内周側には、前記コイル成形装置の軸方向に垂直な断面の外周側が円弧状であり、外周面の曲率中心を回転軸の軸心として回転可能な内壁を備え、
前記コイル成形装置の径方向の最も外周側に配置される前記クランプ型の外周側には、前記コイル成形装置の軸方向に垂直な断面の内周側が円弧状であり、内周面の曲率中心を回転軸の軸心として回転可能な外壁を備え、
前記内壁と前記内壁の前記コイル成形装置の径方向外側に配置された最初の前記成形型との間と、
前記成形型と当該成形型の前記コイル成形装置の径方向外側に配置された次の前記成形型との間と、
前記外壁と前記外壁の前記コイル成形装置の径方向内側に配置された最も外周側の前記成形型との間に、
前記コイルエンド部を案内する案内溝が形成され、
内側からＮ番目の案内溝と内側からＮ＋１番目の案内溝の径方向の位置は、Ｎ番目の前記案内溝に案内される導線分だけ異なる請求項１に記載のコイル成形装置。
【請求項３】
前記成形型の端末側かつ、当該成形型と前記一対をなす前記クランプ型側の角には、斜めに切り落とされた端末側斜辺部成形スロープが設けられ、
前記成形型の反端末側かつ、当該成形型と前記一対をなす前記クランプ型側の角には、斜めに切り落とされた反端末側斜辺部成形スロープが設けられている請求項２に記載のコイル成形装置。
【請求項４】
前記端末側斜辺部成形スロープの最も端末側の端部と、
前記反端末側斜辺部成形スロープの最も反端末側の端部とに、
軸方向に垂直に切り欠かれた切り欠きを備える請求項３に記載のコイル成形装置。
【請求項５】
それぞれの前記成形型およびそれぞれの前記クランプ型の曲率半径は、前記端末側と前記反端末側で異なる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコイル成形装置。
【請求項６】
それぞれの前記成形型および、それぞれの前記クランプ型の曲率半径は、前記端末側と前記反端末側とで異なり、
前記内壁および前記外壁の曲率半径は、前記端末側と前記反端末側とで異なる請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のコイル成形装置。
【請求項７】
１本の導線からなる折り曲げられた中間コイルを、
環状のヨーク部と、前記ヨーク部から径方向内側に突出する複数のティース部とを有する回転電機の固定子コアの異なる２つのスロットに装着する重ね巻きコイルに展開するコイル成形方法であって、
前記中間コイルは、前記導線の両端部が、端末側としての同一方向を向き、４本以上の偶数の直線部が重なるように並列し、前記導線の前記両端部に繋がる２本の前記直線部以外の前記直線部の前記端末側は、それぞれ端末側折返部によって、他の前記直線部の端末側に繋がり、
全ての前記直線部の反端末側は、それぞれ反端末側折返部によって、他のいずれかの前記直線部の反端末側に繋がるものであり、
前記中間コイルを成形する平面曲げ工程と、
前記中間コイルの隣り合う２本の前記直線部の間の相対距離を、前記重ね巻きコイルが前記固定子コアに装着されるときの周方向に相対的に広げるコイル展開工程とを有するコイル成形方法。
【請求項８】
前記コイル展開工程において、隣り合う前記直線部を、交互に、反対方向に広げて前記中間コイルを展開する請求項７に記載のコイル成形方法。
【請求項９】
前記平面曲げ加工前に、前記固定子コアのスロット内に収納されるスロット収納部となる前記直線部の長手方向に垂直な断面形状を成形する断面形状成形部成形工程Ａを実施する請求項７又は請求項８に記載のコイル成形方法。
【請求項１０】
前記平面曲げ加工後に、前記中間コイルに対して、前記固定子コアのスロット内に収納されるスロット収納部となる直線部の長手方向に垂直な断面形状を一度に成形する断面形状成形部成形工程Ｂを実施する請求項７又は請求項８に記載のコイル成形方法。
【請求項１１】
前記平面曲げ加工前に、前記固定子コアのスロット内に収納されるスロット収納部となる前記直線部を含み、前記直線部より長い部分の長手方向に垂直な断面形状を成形する断面形状成形部成形工程Ａを実施する請求項７又は請求項８に記載のコイル成形方法。
【請求項１２】
前記平面曲げ加工後に、前記中間コイルに対して、前記固定子コアのスロット内に収納される全てのスロット収納部となる直線部を含み、前記直線部より長い部分の長手方向に垂直な断面形状を一度に成形する断面形状成形部成形工程Ｂを実施する請求項７又は請求項８に記載のコイル成形方法。
【請求項１３】
前記断面形状は、矩形である請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載のコイル成形方法。
【請求項１４】
前記断面形状は、台形である請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載のコイル成形方法。
【請求項１５】
前記中間コイルのうち、前記重ね巻きコイルとして展開したときに最も外側のスロット収納部となる前記直線部と、最も内側のスロット収納部となる前記直線部は、前記反端末側において反端末側折返部によって接続されている請求項７から請求項１４のいずれか１項に記載のコイル成形方法。
【請求項１６】
１本の導線からなる折り曲げられた中間コイルを、
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部から径方向内側に突出する複数のティース部とを有する回転電機の固定子コアの異なる２つのスロットに装着できる重ね巻きコイルに展開するコイル成形装置を用いて前記中間コイルを展開するコイル成形方法であって、
前記中間コイルは、１本の導線が全長に渡って平面上にて平面曲げ加工され、
前記導線の両端部が、端末側としての同一方向を向き、４本以上の偶数の直線部が重なるように並列し、前記導線の前記両端部に繋がる２本の前記直線部以外の前記直線部の前記端末側は、それぞれ端末側折返部によって、他の前記直線部の端末側に繋がり、
全ての前記直線部の反端末側は、それぞれ反端末側折返部によって、他のいずれかの前記直線部の反端末側に繋がるように折り曲げられており、
前記コイル成形装置は、
前記端末側折返部および前記反端末側折返部を前記重ね巻きコイルのコイルエンド部として成形する、前記コイル成形装置の軸方向に垂直な断面の内周側および外周側が円弧状であり、内周面の曲率中心を回転軸の軸心として互いに相対的に回転可能な複数の成形型と、
それぞれの前記成形型の周方向端面との間に、それぞれ１本の前記直線部を周方向の両側から把持する、前記コイル成形装置の軸方向に垂直な断面の内周側および外周側が円弧状であり、内周面の曲率中心を回転軸の軸心として互いに相対的に回転可能な複数のクランプ型と、
それぞれの前記成形型および前記クランプ型を回転駆動する駆動機構と、
それぞれの前記成形型および前記クランプ型の回転方向を変換する駆動方向変換機構とを備え、
それぞれの前記直線部を周方向の両側から把持する一対の前記成形型と前記クランプ型とは、それぞれ前記コイル成形装置の径方向の幅が等しく、
前記コイル成形装置の内周側から外周側に向かって配置される複数の前記直線部を把持する前記成形型と前記クランプ型は、前記直線部を挟んで周方向に交互に配置されており、
前記コイル成形装置の径方向の最も内周側に配置される前記クランプ型の内周側には、前記コイル成形装置の軸方向に垂直な断面の外周側が円弧状であり、外周面の曲率中心を回転軸の軸心として回転可能な内壁を備え、
前記コイル成形装置の径方向の最も外周側に配置される前記クランプ型の外周側には、前記コイル成形装置の軸方向に垂直な断面の内周側が円弧状であり、内周面の曲率中心を回転軸の軸心として回転可能な外壁を備え、
前記内壁と前記内壁の前記コイル成形装置の径方向外側に配置された最初の前記成形型との間と、
前記成形型と当該成形型の前記コイル成形装置の径方向外側に配置された次の前記成形型との間と、
前記外壁と前記外壁の前記コイル成形装置の径方向内側に配置された最も外周側の前記成形型との間に、
前記コイルエンド部を案内する案内溝が形成され、
内側からＮ番目の案内溝と内側からＮ＋１番目の案内溝の径方向の位置は、Ｎ番目の前記案内溝に案内される導線分だけ異なり、
前記成形型の端末側かつ、当該成形型と前記一対をなす前記クランプ型側の角には、斜めに切り落とされた端末側斜辺部成形スロープが設けられ、
前記成形型の反端末側かつ、当該成形型と前記一対をなす前記クランプ型側の角には、斜めに切り落とされた反端末側斜辺部成形スロープが設けられ、
前記端末側斜辺部成形スロープの最も端末側の端部と、
前記反端末側斜辺部成形スロープの最も反端末側の端部とに、
軸方向に垂直に切り欠かれた切り欠きを備え、
前記コイル成形方法は、前記中間コイルを成形する平面曲げ工程と、
前記中間コイルの隣り合う２本の前記直線部の間の相対距離を、前記重ね巻きコイルが前記固定子コアに装着されるときの周方向に相対的に広げるコイル展開工程とを有し、
前記コイル展開工程において、
１つの前記端末側折返部は、径方向に前記導線の１本分の位置が異なる２つの前記案内溝内で周方向に引き延ばされ、それぞれの前記案内溝を構成する前記成形型の前記切り欠きの間に形成されたレーンチェンジ溝を通って、端末側のコイルエンド部のレーンチェンジ部となり、
１つの前記反端末側折返部は、最も内側と最も外側の２つの前記案内溝内で周方向に引き延ばされ、それぞれの前記案内溝を構成する前記成形型の前記切り欠きの間に形成されたレーンチェンジ溝を通って、他の反端末側のコイルエンド部を跨いで前記反端末側のコイルエンド部のレーンチェンジ部となるコイル成形方法。
【請求項１７】
前記コイル成形装置の軸方向に対して傾けて、複数の前記直線部が径方向に並ぶように前記中間コイルを前記コイル成形装置に配設し、隣り合う前記直線部を、交互に反対方向に広げて前記中間コイルを展開することにより、
前記端末側のコイルエンド部の幅と前記反端末側のコイルエンド部の幅が異なる前記重ね巻きコイルを成形する請求項１６に記載のコイル成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機の固定子のコイルを成形するコイル成形装置及びコイル成形方法に関し、特に、分布巻用コイルの成形過程における生産性の向上とコイルの品質向上に資するコイル成形装置及びコイル成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動機、発電機等の回転電機は、多様な用途に対応する必要があり、生産性の向上と品質向上が要望されている。特に、分布巻コイルを用いた回転電機は、固定子コアへのコイルの設置工程が複雑であり、コイル及び固定子の組立性の向上が望まれている。
固定子コアへコイルを設置する組立工程の作業性を向上できる固定子として、同芯巻で形成されており、隣り合う導線の間に他の導線が挿入可能な隙間を有し、且つコイルエンド部に形成されるレーンチェンジ部が導線１本分の幅をかわすように形成されているコイル体を作製し、複数のコイル体を周方向に配設して形成したコイル籠にステータコアを配置して作製された固定子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
分布巻きの重ね巻きコイルを成形する方法としては、巻き枠にコイルを巻いて中間成形コイルを成形する中間成形コイル成形工程と、中間成形コイルのコイルエンド部に対して、レーンチェンジ部を形成するクランク成形工程と、中間成形コイルをスタータコアの形状に合わせて円弧状に曲げる円弧成形工程を有する中間成形コイルの製造方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１２５０４３号公報（第８−１０頁、第３−４図、第７図）
【特許文献２】特開２０１４−２０９８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２のような従来のコイル成形方法では、分布巻用のコイルを成形するとき、巻き枠に導線を巻いて中間成形コイルを成形する中間コイル成形工程と、中間コイルのコイルエンド部に対して、レーンチェンジ部を形成するクランク成形工程と、ステータコアの形状に合わせて中間コイルを円弧状に曲げる円弧成形工程を経てコイルの最小単位が成形される。このとき、中間成形コイルのスロット収納部の各直線部分は、最初に中間コイル成形工程で成形された後にクランク成形工程及び円弧成形工程を経るために、相互の位置関係が変動する。これにより、コイルを所望の形状に精度良く成形することが難しく、固定子コイルに対して固定子コアを挿入する時に、固定子コイルの導線にストレスを掛けずに精度良く組み立てることが難しいという課題があった。【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、
コイルの成形性が良く、複数のコイルを組み立てた固定子コイルに対して固定子コアを挿入する際に、コイルの形状変化がなく、導線の皮膜の損傷を防止できるコイル成形装置及びコイルの成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るコイル成形装置は、
１本の導線からなる折り曲げられた中間コイルを、
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部から径方向内側に突出する複数のティース部とを有する回転電機の固定子コアの異なる２つのスロットに装着できる重ね巻きコイルに展開するコイル成形装置であって、
前記中間コイルは、１本の導線が全長に渡って平面上にて平面曲げ加工され、
前記導線の両端部が、端末側としての同一方向を向き、４本以上の偶数の直線部が重なるように並列し、前記導線の前記両端部に繋がる２本の前記直線部以外の前記直線部の前記端末側は、それぞれ端末側折返部によって、他の前記直線部の端末側に繋がり、
全ての前記直線部の反端末側は、それぞれ反端末側折返部によって、他のいずれかの前記直線部の反端末側に繋がるように折り曲げられており、
前記コイル成形装置は、
前記端末側折返部および前記反端末側折返部を前記重ね巻きコイルのコイルエンド部として成形する、前記コイル成形装置の軸方向に垂直な断面の内周側および外周側が円弧状であり、内周面の曲率中心を回転軸の軸心として互いに相対的に回転可能な複数の成形型と、
それぞれの前記成形型の周方向端面との間に、それぞれ１本の前記直線部を周方向の両側から把持する、前記コイル成形装置の軸方向に垂直な断面の内周側および外周側が円弧状であり、内周面の曲率中心を回転軸の軸心として互いに相対的に回転可能な複数のクランプ型と、
それぞれの前記成形型および前記クランプ型を回転駆動する駆動機構と、
それぞれの前記成形型および前記クランプ型の回転方向を変換する駆動方向変換機構とを備え、
それぞれの前記直線部を周方向の両側から把持する一対の前記成形型と前記クランプ型とは、それぞれ前記コイル成形装置の径方向の幅が等しく、
前記コイル成形装置の内周側から外周側に向かって配置される複数の前記直線部を把持する前記成形型と前記クランプ型は、前記直線部を挟んで周方向に交互に配置されているものである。【０００８】
この発明に係るコイル成形方法は、
１本の導線からなる折り曲げられた中間コイルを、
環状のヨーク部と、前記ヨーク部から径方向内側に突出する複数のティース部とを有する回転電機の固定子コアの異なる２つのスロットに装着する重ね巻きコイルに展開するコイル成形方法であって、
前記中間コイルは、前記導線の両端部が、端末側としての同一方向を向き、４本以上の偶数の直線部が重なるように並列し、前記導線の前記両端部に繋がる２本の前記直線部以外の前記直線部の前記端末側は、それぞれ端末側折返部によって、他の前記直線部の端末側に繋がり、
全ての前記直線部の反端末側は、それぞれ反端末側折返部によって、他のいずれかの前記直線部の反端末側に繋がるものであり、
前記中間コイルを成形する平面曲げ工程と、
前記中間コイルの隣り合う２本の前記直線部の間の相対距離を、前記重ね巻きコイルが前記固定子コアに装着されるときの周方向に相対的に広げるコイル展開工程とを有するものである。【０００９】
この発明に係るコイル成形方法は、
１本の導線からなる折り曲げられた中間コイルを、
環状のヨーク部と、
前記ヨーク部から径方向内側に突出する複数のティース部とを有する回転電機の固定子コアの異なる２つのスロットに装着できる重ね巻きコイルに展開するコイル成形装置を用いて前記中間コイルを展開するコイル成形方法であって、
前記中間コイルは、１本の導線が全長に渡って平面上にて平面曲げ加工され、
前記導線の両端部が、端末側としての同一方向を向き、４本以上の偶数の直線部が重なるように並列し、前記導線の前記両端部に繋がる２本の前記直線部以外の前記直線部の前記端末側は、それぞれ端末側折返部によって、他の前記直線部の端末側に繋がり、
全ての前記直線部の反端末側は、それぞれ反端末側折返部によって、他のいずれかの前記直線部の反端末側に繋がるように折り曲げられており、
前記コイル成形装置は、
前記端末側折返部および前記反端末側折返部を前記重ね巻きコイルのコイルエンド部として成形する、前記コイル成形装置の軸方向に垂直な断面の内周側および外周側が円弧状であり、内周面の曲率中心を回転軸の軸心として互いに相対的に回転可能な複数の成形型と、
それぞれの前記成形型の周方向端面との間に、それぞれ１本の前記直線部を周方向の両側から把持する、前記コイル成形装置の軸方向に垂直な断面の内周側および外周側が円弧状であり、内周面の曲率中心を回転軸の軸心として互いに相対的に回転可能な複数のクランプ型と、
それぞれの前記成形型および前記クランプ型を回転駆動する駆動機構と、
それぞれの前記成形型および前記クランプ型の回転方向を変換する駆動方向変換機構とを備え、
それぞれの前記直線部を周方向の両側から把持する一対の前記成形型と前記クランプ型とは、それぞれ前記コイル成形装置の径方向の幅が等しく、
前記コイル成形装置の内周側から外周側に向かって配置される複数の前記直線部を把持する前記成形型と前記クランプ型は、前記直線部を挟んで周方向に交互に配置されており、
前記コイル成形装置の径方向の最も内周側に配置される前記クランプ型の内周側には、前記コイル成形装置の軸方向に垂直な断面の外周側が円弧状であり、外周面の曲率中心を回転軸の軸心として回転可能な内壁を備え、
前記コイル成形装置の径方向の最も外周側に配置される前記クランプ型の外周側には、前記コイル成形装置の軸方向に垂直な断面の内周側が円弧状であり、内周面の曲率中心を回転軸の軸心として回転可能な外壁を備え、
前記内壁と前記内壁の前記コイル成形装置の径方向外側に配置された最初の前記成形型との間と、
前記成形型と当該成形型の前記コイル成形装置の径方向外側に配置された次の前記成形型との間と、
前記外壁と前記外壁の前記コイル成形装置の径方向内側に配置された最も外周側の前記成形型との間に、
前記コイルエンド部を案内する案内溝が形成され、
内側からＮ番目の案内溝と内側からＮ＋１番目の案内溝の径方向の位置は、Ｎ番目の前記案内溝に案内される導線分だけ異なり、
前記成形型の端末側かつ、当該成形型と前記一対をなす前記クランプ型側の角には、斜めに切り落とされた端末側斜辺部成形スロープが設けられ、
前記成形型の反端末側かつ、当該成形型と前記一対をなす前記クランプ型側の角には、斜めに切り落とされた反端末側斜辺部成形スロープが設けられ、
前記端末側斜辺部成形スロープの最も端末側の端部と、
前記反端末側斜辺部成形スロープの最も反端末側の端部とに、
軸方向に垂直に切り欠かれた切り欠きを備え、
前記コイル成形方法は、前記中間コイルを成形する平面曲げ工程と、
前記中間コイルの隣り合う２本の前記直線部の間の相対距離を、前記重ね巻きコイルが前記固定子コアに装着されるときの周方向に相対的に広げるコイル展開工程とを有し、
前記コイル展開工程において、
１つの前記端末側折返部は、径方向に前記導線の１本分の位置が異なる２つの前記案内溝内で周方向に引き延ばされ、それぞれの前記案内溝を構成する前記成形型の前記切り欠きの間に形成されたレーンチェンジ溝を通って、端末側のコイルエンド部のレーンチェンジ部となり、
１つの前記反端末側折返部は、最も内側と最も外側の２つの前記案内溝内で周方向に引き延ばされ、それぞれの前記案内溝を構成する前記成形型の前記切り欠きの間に形成されたレーンチェンジ溝を通って、他の反端末側のコイルエンド部を跨いで前記反端末側のコイルエンド部のレーンチェンジ部となるものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係るコイル成形装置によれば、
中間コイルの直線部を周方向の両側から成形型、クランプ型を用いて把持し、固定子コアに取り付ける位置の曲率と同じ曲率で周方向に展開できるので、成形後のコイルの各スロット収納部を固定子コアのスロットに収納される時の相互の位置関係と同じ位置関係で一度に高精度に成形できる。【００１１】
この発明に係るコイル成形方法によれば、
また、一旦、平面状の中間コイルを成形した後に、実際のコイル形状と同一形状の同芯巻き形状に展開するので、コイルの成形性が良い。また、複数のコイルを組み立てた固定子コイルに対して固定子コアを挿入する際に、コイルの形状変化がなく、導線の皮膜の損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る固定子の斜視模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る固定子を軸方向に垂直に切断した断面模式図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る分割コアの斜視図と平面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る固定子コイルに、分割コアを挿入する工程を示す模式図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るコイルの正面図と平面図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る１個のコイルが配設された固定子コアを軸方向に対して垂直に切断した断面の部分模式図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係るコイルを成形する工程の概略を示すフロー図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る第一平面曲げ工程を終えた導線の平面図である。
【図９】図８の要部拡大図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る第二平面曲げ工程を終えた中間コイルの平面図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係るコイル成形装置の構成を示す概念図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係るコイル成形装置を端末側から見た図である。
【図１３】図１２の内壁を外した状態を示す斜視図である。
【図１４】この発明の実施の形態１に係るコイル成形装置を端末側から見た平面図である。
【図１５】この発明の実施の形態１に係るコイル成形装置を反端末側から見た図である。
【図１６】図１５の内壁を外した状態を示す斜視図である。
【図１７】この発明の実施の形態１に係るコイル成形装置を反端末側から見た平面図である。
【図１８】この発明の実施の形態１に係るコイル成形装置の軸方向に垂直な断面図であり、断面を端末側から見た図である。
【図１９】この発明の実施の形態１に係るコイル成形装置に装着した中間コイルの直線部が、スロット収納部へと展開される方向を示す図である。
【図２０】この発明の実施の形態２に係る固定子の要部断面図である。
【図２１】この発明の実施の形態２に係るコイルを成形する工程の概略を示すフロー図である。
【図２２】この発明の実施の形態２に係る導線の断面形状成形部を示す図である。
【図２３】この発明の実施の形態２に係る中間コイルの直線部を成形する前後を示す模式図である。
【図２４】この発明の実施の形態２に係る中間コイルの平面図である。
【図２５】この発明の実施の形態２に係る中間コイルを装着したコイル成形装置の軸方向に垂直な断面図であり、断面を端末側から見た図である。
【図２６】この発明の実施の形態２に係るコイル成形装置に装着した中間コイルの直線部が、コイルのスロット収納部へと展開される方向を示す図である。
【図２７】この発明の実施の形態２に係る他のコイルの例を示す正面図である。
【図２８】この発明の実施の形態３に係るコイルを成形する工程の概略を示すフロー図である。
【図２９】この発明の実施の形態３に係る中間コイルの直線部を成形する前後を示す模式図である。
【図３０】この発明の実施の形態４に係る中間コイルの平面図である。
【図３１】この発明の実施の形態４に係るコイルの正面図と平面図である。
【図３２】この発明の実施の形態５に係る固定子コアに、収縮コイル籠を装着した状態の固定子の斜視図である。
【図３３】この発明の実施の形態５に係る固定子コアを軸方向から見た図である。
【図３４】この発明の実施の形態５に係るコイル籠の斜視図である。
【図３５】この発明の実施の形態５に係る重ね巻きコイルの正面模式図である。
【図３６】この発明の実施の形態５に係る重ね巻きコイルの側面模式図である。
【図３７】この発明の実施の形態５に係る中間コイルを把持させた状態のコイル成形装置の斜視図である。
【図３８】図３７を中間コイルの部分で軸方向に切断した断面図である。
【図３９】図３７の内壁を外した状態を示す斜視図である。
【図４０】この発明の実施の形態５に係る重ね巻きコイルを成形した後のコイル成形装置５５０の斜視図であり、内壁を外した状態を示す図である。
【図４１】この発明の実施の形態５に係るコイル籠の内側に、内側コアを配置した状態を軸方向、端末側から見た図である。
【図４２】この発明の実施の形態５に係るコイル籠の内側に、内側コアが配設された状態を示す断面模式図である。
【図４３】この発明の実施の形態５に係る収縮コイル籠を装着した内側コアの斜視図である。
【図４４】図４３に示す収縮コイル籠５０４ｋ２を装着した内側コア５０２ａを中心軸を通る平面で切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係るコイル成形装置及びコイル成形方法を図を用いて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１に係る固定子１００の斜視模式図である。
図２は、固定子１００を軸方向に垂直に切断した断面模式図である。
図３（ａ）は、固定子コア２を構成する分割コア２０の斜視図である。
図３（ｂ）は、分割コア２０の平面図である。
【００１４】
本明細書中の固定子１００についての説明において、特に断り無く「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」、「内側」、「外側」というときは、固定子コア２の「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」、「内側」、「外側」をいうものとする。また、「上」、「下」と言うときは、基準となる場所において、軸方向に垂直な面を想定し、その面を境界として固定子コア２の中心点が含まれる側を「下」、その反対を「上」とする。また、高さの高低を比較する場合は、固定子コア２の中心からの距離が長い方を「高い」とする。
【００１５】
本明細書中のコイル成形装置についての説明において、特に断り無く「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」、「内側」、「外側」というときは、コイル成形装置の「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」、「内側」、「外側」をいうものとする。また、「上」、「下」と言うときは、基準となる場所において、軸方向に垂直な面を想定し、その面を境界としてコイル成形装置の中心点が含まれる側を「下」、その反対を「上」とする。また、高さの高低を比較する場合は、コイル成形装置の中心からの距離が長い方を「高い」とする。
【００１６】
また、固定子１００において、コイル４の一方の端末線である第一端末線４２ａと、他方の端末線である第二端末線４２ｂとが、それぞれ固定子コア２から軸方向上方に延出する側を端末側とし、その反対側（端末線の無い側）を反端末側とする。
【００１７】
図１及び図２に示すように、本実施の形態の固定子１００は、円筒状の固定子コア２と重ね巻きコイル４（以下、単にコイル４という。）を周方向に複数（ここでは４８本）結合することにより構成される固定子コイル１０とを備える。
【００１８】
図２、３に示すように、固定子コア２は、周方向に分割される複数の分割コア２０からなる。分割コア２０は、全て同じ形状を有しており、周方向に等分されたバックヨーク２２と、バックヨーク２２の内周面から径方向内側に突出しているティース２１とからなる。図２に示すように、組み合わせると隣り合うティース２１の周方向の間に、固定子コイル１０を収納するスロット５が形成される。
【００１９】
なお、図示しないが、固定子コア２と固定子コイル１０との間には相互の絶縁性を確保するシート状の絶縁部材が取り付けられている。
【００２０】
固定子コイル１０は、詳細を後述する複数のコイル４を結合して構成されており、Ｕ相とＶ相とＷ相との３相のコイル群がＹ結線されている。各コイル４のスロット収納部は、軸方向の両端部においては、固定子コア２から露出し、複数（ここでは６個）のティース２１を跨いで他のスロット５内に挿入されて固定子コア２に巻回されている。すなわち、固定子コイル１０は分布巻コイルである。
【００２１】
図４は、複数のコイル４を組み合わせて結合したコイル籠である固定子コイル１０に、分割コア２０を挿入する工程を示す模式図である。
固定子コイル１０は、コイル４を周方向に等間隔に並べて籠状に構成されている。図示しない絶縁部材を装着した分割コア２０は、２つのティース２１の周方向の間に形成されるスロット５にコイル４が絶縁部材を介して配置されるように、固定子コイル１０に対して径方向外側から内側に向かって挿入される。すべての分割コア２０が、固定子コイル１０に対して組みつけられ、コイル４の端部の結線をすると、固定子コア２と固定子コイル１０とが組み付けられた固定子１００となる。本実施の形態では、コイル４、スロット５およびティース２１が、各々４８個となっている固定子コイル１０および固定子コア２を例示しているが、これに限るものではない。
【００２２】
次に、コイル４について説明する。
図５（ａ）は、固定子コイル１０を構成する最小単位であるコイル４の正面図である。
図５（ｂ）は、コイル４を端末側から見た平面図である。
図５（ｃ）は、コイル４を反端末側から見た平面図である。
コイル４は、導体部と導体部の表面を被覆する絶縁皮膜とからなる１本の導線３を略六角形状に重ね巻きして成形されている。すなわち、同芯巻きに成形されている。また、図５（ｂ）に示すように、導線３として、断面が円形の丸線を用いているが、断面が矩形の平角線を用いてもよい。
【００２３】
図６は、１個のコイル４が配設された固定子コア２を軸方向に対して垂直に切断した断面の部分模式図である。
コイル４のうち、スロット５に収納される部分をスロット収納部４１という。また、スロット収納部４１間を固定子コア２の軸方向端面上で連結する部分のうち、コイル４の端末側に存在する部分を端末側コイルエンド部４２ｃといい、反端末側に存在する部分を反端末側コイルエンド部４３（第一反端末側コイルエンド部４３ａ、第二反端末側コイルエンド部４３ｂ）という（詳細は後述）。また、スロット収納部４１から軸方向に延出した端部を第一端末線４２ａ、第二端末線４２ｂという。
【００２４】
次に、コイル４の詳細な形状と、固定子コア２のスロット５内における導線３の各部分の収納位置関係を説明する。
【００２５】
図６では、一つのコイル４の収納状態を示しているため、導線３の断面は４箇所のみ描いている。実際には、１つのスロット５には、４本の導線（コイル４は１本の導線で構成されるが、スロット５内のみに注目すると４本となる）が収納されている。最も内側の導線３が収納される位置をＡ（Ａレーン）、Ａの外側の収納位置をＢ（Ｂレーン）、Ｂの外側の収納位置をＣ（Ｃレーン）、最も外側の収納位置をＤ（Ｄレーン）とする。
【００２６】
スロット収納部４１のうち、図５（ａ）における紙面左側に位置する一方のスロット収納部４１（二本一組）が、第一スロット収納部４１ａである。紙面右側に位置する他方のスロット収納部４１（二本一組）が、第二スロット収納部４１ｂである。また、図５（ａ）、図６に示すように、第一スロット収納部４１ａは、スロット５内において固定子コア２の内側に位置する第一スロット内側収納部４１ａ１と、外側に位置する第一スロット外側収納部４１ａ２とで構成されている。同様に、第二スロット収納部４１ｂは、他のスロット５内において内側に位置する第二スロット内側収納部４１ｂ１と、外側に位置する第二スロット外側収納部４１ｂ２とで構成されている。反端末側コイルエンド部４３は、第一反端末側コイルエンド部４３ａと第二反端末側コイルエンド部４３ｂとからなる。
【００２７】
１つのコイル４に注目すると、第一端末線４２ａに繋がる第一スロット外側収納部４１ａ２は、端末側から反端末側に、あるスロット５のＣの位置に収納されている。そして当該スロット５から反端末側に延出した導線３は、第一反端末側コイルエンド部４３ａとなり、６つのティース２１を跨いで、他のスロット５のＢの位置に、第二スロット内側収納部４１ｂ１となって収納されている。
【００２８】
そして、当該スロット５から端末側に延出した導線３は、端末側コイルエンド部４２ｃとなり、先述の６つのティース２１を跨いで戻り、最初のスロット５のＡの位置に、第一スロット内側収納部４１ａ１となって収納されている。そして当該スロット５から反端末側に延出した導線３は、第二反端末側コイルエンド部４３ｂとなり、先の第一反端末側コイルエンド部４３ａの上を交差して、６つのティース２１を跨いで、先述した他のスロット５のＤの位置に、第二スロット外側収納部４１ｂ２となって収納され、軸方向端末側に延出して第二端末線４２ｂとなる。
【００２９】
これまでは、１つのコイル４に注目してコイル４を構成する各部分がどのように構成され、固定子コア２に配設されているかを説明した。次に、１つのスロット５に注目して、あるスロット５内での導線３の配置を説明する。
【００３０】
１つのスロット５において、あるコイル４の第一スロット内側収納部４１ａ１がＡの位置に収納され、同じコイル４の第一スロット外側収納部４１ａ２はＣの位置に収納される。そして、Ｂの位置には、他のコイル４の第二スロット内側収納部４１ｂ１が収納され、Ｄの位置には、上述の他のコイル４の第二スロット外側収納部４１ｂ２が収納される。このように、１つのスロット５内には、あるコイル４の第一スロット収納部４１ａを構成する導線３と、他のコイル４の第二スロット収納部４１ｂを構成する導線３が、交互に４本（実際の物理的な導線の数は２本）収納されている。
【００３１】
図５（ｂ）、図６に示すように、端末側コイルエンド部４２ｃには、第二スロット内側収納部４１ｂ１を、第一スロット内側収納部４１ａ１に対して導線３の１本分（ここでは直径分）だけ径方向外側へシフトさせるように位置調整するためのレーンチェンジ部４２ｃ１が設けられている。
【００３２】
図５（ｃ）、図６に示すように、第一反端末側コイルエンド部４３ａには、第一スロット外側収納部４１ａ２を、第二スロット内側収納部４１ｂ１に対して導線３の直径分だけ径方向外側へシフトさせるように位置調整するためのレーンチェンジ部４３ａ１が設けられている。
【００３３】
同様に、第二反端末側コイルエンド部４３ｂには、第二スロット外側収納部４１ｂ２を、第一スロット内側収納部４１ａ１に対して導線３の直径の３倍分だけ径方向外側へシフトさせるように位置調整するためのレーンチェンジ部４３ｂ１が設けられている。また、第二反端末側コイルエンド部４３ｂは、第一反端末側コイルエンド部４３ａを軸方向上側から覆うように配置されており、反端末側から見るとレーンチェンジ部４３ｂ１とレーンチェンジ部４３ａ１とは交差している。
【００３４】
次に、コイル４の中間成形体である中間コイル６の製造工程について説明する。
図７は、コイル４を成形する工程の概略を示すフロー図である。
まず、直線状の導線３に対して第一平面曲げ工程と第二平面曲げ工程を連続して実施してコイル４の元になる平面状の中間コイル６を成形する。
次に、コイル展開工程により中間コイル６を展開し、固定子コア２に装着できる立体形状のコイル４に成形する。
【００３５】
図８は、第一平面曲げ工程を終えた導線３の平面図である。
図９は、図８の要部拡大図である。
第一平面曲げ工程により、直線状の導線３を平面上で二つ折りに折り曲げる。第一平面曲げ工程によって曲げる部分を第一曲部６２ｃ１とする。
【００３６】
導線３をヘアピン状に曲げて第一曲部６２ｃ１を成形する際は、図９に示すように、所定の直径を有するピン７などに導線３を巻きつけて折り返す。このとき、折り返された導線３同士の間に隙間が開かないようにピン７に近い部分（図に示すＮ部分）から相互に接触させる。第一曲部６２ｃ１の形状は図９に示すヘアピン状に限ったものではなく、導線３を半分に折り返して、導線３同士を相互に接触できればよい。
【００３７】
図１０は、第二平面曲げ工程を終えた中間コイル６の平面図である。
次に、図１０に示すように、第一曲げ工程を終えた導線３を、更に同一平面上において２本一緒に、二つ折りに折り返す。このとき、第一曲部６２ｃ１が無い側が少し長くなるように折り返す。すると、第一曲部６２ｃ１と反対方向に第二曲部６３が成形される。第二曲部６３では、導線３が二重に重ねて曲げられている。
【００３８】
このように、１本の導線３を、同一平面上で二回折り返すことにより、４本の導線３が重なるように並列して並んだ（厳密には導線３は連続した１本であるが、説明の都合上、導線３のそれぞれの直線部分を１本として説明している）平面状の中間コイル６を成形する。
【００３９】
図１０に示す上側２本の導線３（直線部分を１本と数えて）のＸ１−Ｘ１線から左側部分が、第一折返部６２ｃ（端末側折返部）である。そして、第一折返部６２ｃの内、図１０の紙面Ｘ２−Ｘ２線から左側部分が、第一曲部６２ｃ１である。後のコイル展開工程により、第一折返部６２ｃは、コイル４の端末側コイルエンド部４２ｃとなり、第一曲部６２ｃ１は、レーンチェンジ部４２ｃ１となる。
【００４０】
また、図１０に示すＹ１−Ｙ１線から右側かつ、２重に折り返された導線３の内側の部分が、第二内側折返部６３ａ（反端末側折返部）であり、外側部分が、第二外側折返部６３ｂ（反端末側折返部）である。そして、第二内側折返部６３ａのうち、図１０に示すＹ２−Ｙ２線から右側部分が、第二内側曲部６３ａ１であり、第二外側折返部６３ｂの同部分が、第二外側曲部６３ｂ１である。
【００４１】
後のコイル展開工程により、第二内側折返部６３ａは、コイル４の第一反端末側コイルエンド部４３ａとなり、第二外側折返部６３ｂは、第二反端末側コイルエンド部４３ｂとなる。また、第二内側曲部６３ａ１は、第一反端末側コイルエンド部４３ａのレーンチェンジ部４３ａ１となり、第二外側曲部６３ｂ１は、第二反端末側コイルエンド部４３ｂのレーンチェンジ部４３ｂ１となる。
【００４２】
このように、中間コイル６の、図１０に示す中間部分（Ｂ１で示す範囲）の直線部６１ａ１〜６１ｂ２は、後のコイル展開工程によりコイル４のスロット収納部４１となる部分である。直線部６１ａ１は、第一スロット内側収納部４１ａ１になり、直線部６１ｂ１は、第二スロット内側収納部４１ｂ１になり、直線部６１ａ２は、第一スロット外側収納部４１ａ２になり、直線部６１ｂ２は、第二スロット外側収納部４１ｂ２となる。
【００４３】
中間コイル６の直線部６１ａ１〜６１ｂ２は、スロット５内に配置される位置が内側になるものから外側になるものの順に並ぶ。なお、ここでは、中間コイル６の直線部は、コイル４の各スロット収納部内で導線３が径方向に、内側に配置されるものから順番に並べられるものとしたが、逆順であってもよい。
【００４４】
次に、中間コイル６をコイル４に成形するコイル成形装置と、このコイル成形装置を用いて中間コイル６からコイル４を成形する方法について説明する。以下の説明において、図１０に示す中間コイル６の導線３のうち、直線部６１ａ１を含む紙面左端から右端までの部分を１番線という。同様に、直線部６１ｂ１を含む部分を２番線、直線部６１ａ２を含む部分を３番線、直線部６１ｂ２を含む部分を４番線という。
【００４５】
図１１は、コイル成形装置５０の構成を示す概念図である。コイル成形装置５０は、中間コイル６をコイル４の形状に成形する成形型１Ｓ〜４Ｓと、成形型１Ｓ〜４Ｓに対して中間コイル６を固定するクランプ型１Ｃ〜４Ｃと、外周側から中間コイル６を保持する外壁ＯＵＴと、内周側から中間コイル６を保持する内壁ＩＮと、成形型１Ｓ〜４Ｓ、クランプ型１Ｃ〜４Ｃ、外壁ＯＵＴ、内壁ＩＮの駆動方向を個別に変換する駆動方向変換機構５１と、駆動方向変換機構５１に対して駆動力を加える駆動機構としてのモータ５２と、モータ５２に対する駆動量と駆動方向変換機構５１とを制御するコントローラ５３とからなる。
【００４６】
図１２（ａ）は、コイル成形装置５０を端末側から見た要部斜視図であり、中間コイル６を装着する前の状態を示している（準備位置）。駆動方向変換機構５１、モータ５２及びコントローラ５３は省略している。
図１２（ｂ）は、コイル成形装置５０を端末側から見た要部斜視図であり、中間コイル６を装着した状態を示している（把持位置）。
図１２（ｃ）は、コイル成形装置５０を端末側から見た要部斜視図であり、中間コイル６をコイル４の形状に成形後の状態を示している（成形位置）。
【００４７】
図１３（ａ）は、図１２（ｂ）の左側の内壁ＩＮを外した状態を示す斜視図である。
図１３（ｂ）は、図１２（ｃ）の左側の内壁ＩＮを外した状態を示す斜視図である。
【００４８】
図１４（ａ）は、コイル成形装置５０を端末側から見た平面図であり、中間コイル６を装着する前の状態を示している。
図１４（ｂ）は、コイル成形装置５０を端末側から見た平面図であり、中間コイル６を装着した状態を示している。
図１４（ｃ）は、コイル成形装置５０を端末側から見た平面図であり、中間コイル６をコイル４の形状に成形後の状態を示している。
【００４９】
図１５（ａ）は、コイル成形装置５０を反端末側から見た要部斜視図であり、中間コイル６を装着する前の状態を示している。図１２（ａ）を反対側から見た図なので、図１２（ａ）とは左右が逆になっている。
図１５（ｂ）は、コイル成形装置５０を反端末側から見た要部斜視図であり、中間コイル６を装着した状態を示している。図１２（ｂ）を反対側から見た図なので、図１２（ｂ）とは左右が逆になっている。
図１５（ｃ）は、コイル成形装置５０を反端末側から見た要部斜視図であり、中間コイル６をコイル４の形状に成形後の状態を示している。図１２（ｃ）を反対側から見た図なので、図１２（ｃ）とは左右が逆になっている。
【００５０】
図１６（ａ）は、図１５（ｂ）の右側の内壁ＩＮを外した状態を示す斜視図である。図１３（ａ）を反対側から見た図なので、図１３（ａ）とは左右が逆になっている。
図１６（ｂ）は、図１５（ｃ）の右側の内壁ＩＮを外した状態を示す斜視図である。
【００５１】
図１７（ａ）は、コイル成形装置５０を反端末側から見た平面図であり、中間コイル６を装着する前の状態を示している。図１４（ａ）を反対側から見た図なので、図１４（ａ）とは左右が逆になっている。
図１７（ｂ）は、コイル成形装置５０を反端末側から見た平面図であり、中間コイル６を装着した状態を示している。図１４（ｂ）を反対側から見た図なので、図１４（ｂ）とは左右が逆になっている。
図１７（ｃ）は、コイル成形装置５０を反端末側から見た平面図であり、中間コイル６をコイル４の形状に成形後の状態を示している。図１４（ｃ）を反対側から見た図なので、図１４（ｃ）とは左右が逆になっている。
【００５２】
図１８（ａ）は、コイル成形装置５０の軸方向に垂直な断面図であり、断面を端末側から見た図である。中間コイル６を装着する前の状態を示している。
図１８（ｂ）は、中間コイル６を装着したコイル成形装置５０の軸方向に垂直な断面図であり、断面を端末側から見た図である。コイル４の成形前の状態を示している。
図１８（ｃ）は、コイル成形装置５０の軸方向に垂直な断面図であり、断面を端末側から見た図である。中間コイル６をコイル４の形状に成形後の状態を示している。
【００５３】
図１９は、コイル成形装置５０に装着した中間コイル６の直線部６１ａ１〜６１ｂ２が、スロット収納部４１ａ１〜４１ｂ２へと展開される方向を示す図である。
【００５４】
各図に示すコイル成形装置５０の成形型１Ｓ〜４Ｓは、中間コイル６の１番線〜４番線を成形型１Ｓ〜４Ｓの外周面に沿わせて中間コイル６からコイル４を成形するための型枠である。クランプ型１Ｃ〜４Ｃは、成形型１Ｓ〜４Ｓの周方向の端面との間に１番線〜４番線の直線部６１ａ１〜６１ｂ２を挟んで固定するための固定具である。
【００５５】
図１２、図１４（ａ）に示すように、コイル成形装置５０は、中間コイル６を把持していない開放状態においては、図１４（ａ）の左側に示す第一グループの構成部材として、内側から外側に向かって、それぞれ軸方向に垂直な断面の内周側および外周側が円弧状の内壁ＩＮ、クランプ型１Ｃ、成形型２Ｓ、クランプ型３Ｃ、成形型４Ｓが径方向に並んで配置されている。そしてこれらの一群から周方向に間隙を開けて、右側に示す第二グループの構成部材として、内側から外側に向かって、それぞれ軸方向に垂直な断面の内周側および外周側が円弧状の、成形型１Ｓ、クランプ型２Ｃ、成形型３Ｓ、クランプ型４Ｃ、外壁ＯＵＴが径方向に並んで配置されている。
【００５６】
内壁ＩＮ、成形型１Ｓ〜４Ｓ、クランプ型１Ｃ〜４Ｃ、外壁ＯＵＴの外周面及び内周面の軸方向に垂直な断面は全て、仮に固定子コア２を、コイル成形装置５０に軸方向から重ねたと仮定すると、それぞれの曲率中心が同心となる円弧状である。また、一対の成形型１Ｓとクランプ型１Ｃは、コイル成形装置５０の回転軸の軸心Ｐから同じ距離の位置にあり、径方向の幅は等しい。成形型２Ｓとクランプ型２Ｃ、成形型３Ｓとクランプ型３Ｃ、成形型４Ｓとクランプ型４Ｃについても同様である。そして、第一、第二いずれのグループも、成形型とクランプ型は、径方向に交互に並ぶように配置されている。すなわち、第一グループにおいては、成形型２Ｓと４Ｓとが、クランプ型３Ｃを挟んで配置され、成形型２Ｓと内壁ＩＮとが、クランプ型１Ｃを挟んで配置されている。また、第二グループにおいては、クランプ型２Ｃと４Ｃとが、成形型３Ｓを挟んで配置され、成形型３Ｓと外壁ＯＵＴとが、クランプ型４Ｃを挟んで配置されている。従って、中間コイル６の各直線部６１ａ１〜６１ｂ２を周方から把持する成形型とクランプ型の組み合わせに注目すると、外周側に向かって左右が入れ替わって交互に配置されていることになる。内壁ＩＮ、成形型１Ｓ〜４Ｓ、クランプ型１Ｃ〜４Ｃ、外壁ＯＵＴは、上述の曲率中心を回転軸の軸心Ｐとして、それぞれ時計回り、反時計回りに回転可能である。
【００５７】
次に、コイル成形装置５０によって、中間コイル６を図１２（ｂ）に示すように把持する中間コイル把持工程ついて説明する。
コイル成形装置５０は、中間コイル６の長手方向がコイル成形装置５０の軸方向と一致し、中間コイル６の各直線部６１ａ１〜６１ｂ２が、コイル成形装置の径方向に並ぶように中間コイル６を把持する。
【００５８】
内壁ＩＮ、クランプ型１Ｃ、成形型２Ｓ、クランプ型３Ｃ、成形型４Ｓが、図１２（ａ）に示す準備位置から、時計回りに図１２（ｂ）に示す把持位置まで回転され、成形型１Ｓ、クランプ型２Ｃ、成形型３Ｓ、クランプ型４Ｃ、外壁ＯＵＴが、開放位置から反時計回りに把持位置まで回転されると、１番線の直線部６１ａ１は、周方向の両側から、成形型１Ｓとクランプ型１Ｃによって全長に渡って把持され、２番線の直線部６１ｂ１は、周方向の両側から、成形型２Ｓとクランプ型２Ｃによって全長に渡って把持され、３番線の直線部６１ａ２は、周方向の両側から、成形型３Ｓとクランプ型３Ｃによって全長に渡って把持され、４番線の直線部６１ｂ２は、周方向の両側から、成形型４Ｓとクランプ型４Ｃによって全長に渡って把持される。
【００５９】
次に、コイル成形装置５０によって、中間コイル６をコイル４の形状に成形するコイル成形工程を説明する。
中間コイル把持工程において、中間コイル６の各直線部６１ａ１〜６１ｂ２を把持した状態から、それぞれの直線部６１ａ１〜６１ｂ２を把持したまま、図１４（ｃ）、図１８（ｃ）に示すように、内壁ＩＮ、成形型２Ｓ、クランプ型２Ｃ、成形型４Ｓ、クランプ型４Ｃを時計回りに２２．５度、コイル成形位置まで回転させる。
【００６０】
それと同時に、成形型１Ｓ、クランプ型１Ｃ、成形型３Ｓ、クランプ型３Ｃ、外壁ＯＵＴを、反時計回りに２２．５度、コイル成形位置まで回転させる。これにより、１番線と３番線の２本と、２番線と４番線の２本は、周方向に４５度離れた位置に引き離される。３６０度に対して４８スロット存在するので、４５度では、６スロット分引き離されたことになる。これにより、直線部６１ａ１〜６１ｂ２が、コイル４のスロット収納部４１ａ１〜４１ｂ２として成形される。
【００６１】
次に、中間コイル６からコイル４の各コイルエンド部が成形させる過程を説明する。説明の都合上、主に１番線を使って説明する。図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、内壁ＩＮの外周面と成形型２Ｓの内周面との間に案内溝Ａが形成され、同様に、成形型２Ｓと成形型４Ｓとの間に案内溝Ｃが形成され、成形型１Ｓと成形型３Ｓとの間に案内溝Ｂが形成され、成形型３Ｓと外壁ＯＵＴとの間に案内溝Ｄが形成される。案内溝Ａ〜Ｄのコイル成形装置５０の軸心Ｐからの距離は、それぞれ、図６に示すスロット収納部４１ａ１〜４１ｂ２の、固定子１００の軸心から図６に示したＡ〜Ｄの位置までの距離に等しい。すなわち、固定子コア２におけるＡ〜Ｄの位置は、コイル成形装置５０における案内溝Ａ〜Ｄの位置に対応し、案内溝Ａと案内溝Ｂのコイル成形装置５０の軸心Ｐからの距離は、案内溝Ａに案内される導線３の１本分（ここでは直径分）だけ異なる。コイル４の端末側コイルエンド部４２ｃ、第一反端末側コイルエンド部４３ａ、第二反端末側コイルエンド部４３ｂは、案内溝Ａ〜Ｄ内で成形型１Ｓ〜４Ｓの軸方向端面に沿って成形される。各案内溝Ａ〜Ｄは、コイルエンド部４２ｃ、４３ａ、４３ｂを案内する溝となる。
【００６２】
図１２（ｂ）、図１３（ａ）に示す把持位置から、コイル成形装置５０の内壁ＩＮ、成形型１Ｓ〜４Ｓ、クランプ型１Ｃ〜４Ｃ、外壁ＯＵＴを駆動して、図１３（ｂ）に示す成形位置に移動させると。１番線の直線部６１ａ１は、成形型１Ｓとクランプ型１Ｃによって把持されて反時計回りに移動し、２番線の直線部６１ｂ１は、成形型２Ｓとクランプ型２Ｃに把持されて時計回りに移動するので、直線部６１ａ１の端末側端部と直線部６１ｂ１の端末側端部との間に形成されている第一折返部６２ｃは、コイル成形装置５０の周方向に、次第に引き延ばされていく。
【００６３】
このとき、第一折返部６２ｃの図１４（ｃ）に示すクランプ型１Ｃ側の半分弱（第一曲部６２ｃ１の部分を除くので）の部分は、案内溝Ａ内にあり、クランプ型２Ｃ側の半分弱の部分は、案内溝Ｂ内にある。成形型１Ｓの端末側かつクランプ型１Ｃ側の角には、斜めに切り落とされた斜辺部成形スロープ１ｓｓｔ（端末側斜辺成形スロープ）が設けられている。また、成形型１Ｓの反端末側かつクランプ型１Ｃ側の角にも、斜めに切り落とされた斜辺部成形スロープ１ｓｓｈ（反端末側斜辺成形スロープ）が設けられている。
【００６４】
次第に引き延ばされた第一折返部６２ｃのクランプ型１Ｃ側の半分弱の部分は、成形型１Ｓの斜辺部成形スロープ１ｓｓｔに沿って斜辺部４２ｃｓ１に成形される。第一折返部６２ｃのクランプ型２Ｃ側の半分弱の部分は、同様に成形型２Ｓの端末側かつクランプ型２Ｃ側の角に形成された斜辺部成形スロープ２ｓｓｔに沿って斜辺部４２ｃｓ２に成形される。なお、斜辺部４２ｃｓ１、４２ｃｓ２は径方向内側から見ると図１３（ｂ）のように斜めに見えるが、端末側から見ると、内壁ＩＮ、成形型１Ｓに沿って円弧状にカーブしている。なお、実際には、案内溝Ａ、Ｂの径方向の幅は、導線３の直径より大きいので、完全な円弧形状となる訳ではない。
【００６５】
ところで、図１３（ａ）に示すように、斜辺部成形スロープ１ｓｓｔ、２ｓｓｔの最も端末側の端部は、それぞれ軸方向に垂直に切り欠かれている。当該部分が、切り欠き１ｓｋｔ、２ｓｋｔである。コイル成形装置５０の各可動構成部材が成形位置にあるとき、成形型１Ｓの切り欠き１ｓｋｔと成形型２Ｓの切り欠き２ｓｋｔとは径方向に斜めに案内溝Ａから案内溝Ｂに連通し、軸方向に凹んだレーンチェンジ溝Ｍ１を形成する。このレーンチェンジ溝Ｍ１の中を通って端末側コイルエンド部４２ｃのレーンチェンジ部４２ｃ１が成形される。このように、コイル成形装置５０の各可動構成部材を把持位置から成形位置に移動させることにより、コイル成形装置５０の案内溝Ａ内、案内溝Ｂ内、斜辺部成形スロープ１ｓｓｔ、２ｓｓｔ、レーンチェンジ溝Ｍ１の底に沿って端末側コイルエンド部４２ｃが成形される。なお、端末側には、３番線と４番線を結合するコイルエンド部は存在しないので、成形型３Ｓ、４Ｓの端末側には、斜辺部成形スロープや切り欠きは無い。
【００６６】
また、斜辺部成形スロープと切り欠きがなくてもコイルエンド部を成形することは可能であるが、これらを設けることにより、設計値に近い形状で端末側コイルエンド部４２ｃを成形することができる。
【００６７】
次に、第一反端末側コイルエンド部４３ａの成形について説明する。
図１６（ａ）に示す把持位置から、コイル成形装置５０の内壁ＩＮ、成形型１Ｓ〜４Ｓ、クランプ型１Ｃ〜４Ｃ、外壁ＯＵＴを駆動して、図１６（ｂ）に示す成形位置に移動させると、図１８に示すように、２番線の直線部６１ｂ１は、成形型２Ｓとクランプ型２Ｃによって把持され、３番線の直線部６１ａ２は、成形型３Ｓとクランプ型３Ｃに把持される。そして成形型２Ｓ、３Ｓ、クランプ型２Ｃ、３Ｃが成形位置に移動すると、直線部６１ｂ１の反端末側端部と直線部６１ａ２の反端末側端部との間に形成されている第二内側折返部６３ａは、コイル成形装置５０の周方向に、次第に引き延ばされていく。
【００６８】
このとき、第二内側折返部６３ａのクランプ型２Ｃ側の半分弱の部分は、反端末側の案内溝Ｂ内にあり、クランプ型３Ｃ側の半分弱の部分は、反端末側の案内溝Ｃ内にある。成形型２Ｓの反端末側かつクランプ型２Ｃ側の角には、斜めに切り落とされた斜辺部成形スロープ２ｓｓｈが設けられている。また、成形型３Ｓの反端末側かつクランプ型３Ｃ側の角にも、斜めに切り落とされた斜辺部成形スロープ３ｓｓｈが設けられている。
【００６９】
次第に引き延ばされた第二内側折返部６３ａのクランプ型２Ｃ側の半分弱の部分は、図１７（ｃ）に示す成形型２Ｓの斜辺部成形スロープ２ｓｓｈに沿って斜辺部４３ａｓ１に成形される。第二内側折返部６３ａのクランプ型３Ｃ側の半分弱の部分は、同様に成形型３Ｓの反端末側かつクランプ型３Ｃ側の角に形成された斜辺部成形スロープ３ｓｓｈに沿って斜辺部４３ａｓ２に成形される。
【００７０】
斜辺部成形スロープ２ｓｓｈ、３ｓｓｈの最も反端末側の端部は、それぞれ軸方向に垂直に切り欠かれている。当該部分が、切り欠き２ｓｋｈ、３ｓｋｈである。コイル成形装置５０の各可動構成部材が成形位置にあるとき、成形型２Ｓの切り欠き２ｓｋｈと成形型３Ｓの切り欠き３ｓｋｈは、径方向に斜めに連通し、軸方向に凹んだ図１７（ｃ）に示すレーンチェンジ溝Ｍ２を形成する。
【００７１】
このレーンチェンジ溝Ｍ２の中を通って第一反端末側コイルエンド部４３ａのレーンチェンジ部４３ａ１が成形される。このように、コイル成形装置５０の各可動構成部材を把持位置から成形位置に移動させることにより、コイル成形装置５０の反端末側の案内溝Ｂ内、案内溝Ｃ内、斜辺部成形スロープ２ｓｓｈ、３ｓｓｈ、レーンチェンジ溝Ｍ２の底に沿って第一反端末側コイルエンド部４３ａが成形される。
【００７２】
次に、反端末側の、第二反端末側コイルエンド部４３ｂの成形について説明する。実際には、上述の第一反端末側コイルエンド部４３ａの成形工程と、以下に説明する第二反端末側コイルエンド部４３ｂの成形工程は同時に進行する。
【００７３】
図１６（ａ）に示す把持位置から、コイル成形装置５０の内壁ＩＮ、成形型１Ｓ〜４Ｓ、クランプ型１Ｃ〜４Ｃ、外壁ＯＵＴを駆動して、図１６（ｂ）に示す成形位置に移動させると、１番線の直線部６１ａ１は、成形型１Ｓとクランプ型１Ｃによって把持され、４番線の直線部６１ｂ２は、成形型４Ｓとクランプ型４Ｃに把持される。そして成形型１Ｓ、４Ｓ、クランプ型１Ｃ、４Ｃが成形位置に移動すると、直線部６１ａ１の反端末側端部と直線部６１ｂ２の反端末側端部との間に形成されている第二外側折返部６３ｂは、コイル成形装置５０の周方向に、次第に引き延ばされていく。
【００７４】
このとき、第二外側折返部６３ｂのクランプ型１Ｃ側の３分の１程度の部分は、反端末側の案内溝Ａ内にあり、クランプ型４Ｃ側の３分の１程度の部分は、反端末側の案内溝Ｄ内にある。成形型１Ｓの反端末側かつクランプ型１Ｃ側の角には、斜めに切り落とされた斜辺部成形スロープ１ｓｓｈが設けられている。また、成形型４Ｓの反端末側かつクランプ型４Ｃ側の角にも、斜めに切り落とされた斜辺部成形スロープ４ｓｓｈが設けられている。
【００７５】
次第に引き延ばされた第二外側折返部６３ｂのクランプ型４Ｃ側の３分の１程度の部分は、図１７（ｃ）に示す成形型４Ｓの斜辺部成形スロープ４ｓｓｈに沿って斜辺部４３ｂｓ１に成形される。第二外側折返部６３ｂのクランプ型１Ｃの３分の１程度の部分は、同様に成形型１Ｓの反端末側かつクランプ型１Ｃ側の角に形成された斜辺部成形スロープ１ｓｓｈに沿って斜辺部４３ｂｓ２に成形される。
【００７６】
斜辺部成形スロープ１ｓｓｈ、４ｓｓｈは、それぞれ反端末側端部が軸方向に垂直に切り欠かれている。当該部分が、切り欠き１ｓｋｈ、４ｓｋｈである。コイル成形装置５０の各可動構成部材が成形位置にあるとき、成形型１Ｓの切り欠き１ｓｋｈと成形型４Ｓの切り欠き４ｓｋｈは、径方向に斜めに先のレーンチェンジ溝Ｍ２と連通する図１７（ｃ）に示すレーンチェンジ溝Ｍ３を形成する。
【００７７】
このレーンチェンジ溝Ｍ３の中を通り、第一反端末側コイルエンド部４３ａの軸方向上方を径方向に斜めに横切って、第二反端末側コイルエンド部４３ｂのレーンチェンジ部４３ｂ１が成形される。このように、コイル成形装置５０の各可動構成部材を把持位置から成形位置に移動させることにより、コイル成形装置５０の反端末側の案内溝Ａ内、案内溝Ｄ内、斜辺部成形スロープ１ｓｓｈ、４ｓｓｈ、レーンチェンジ溝Ｍ３の底に沿い、第一反端末側コイルエンド部４３ａのレーンチェンジ部４３ａ１の上を径方向に斜めに横切って第二反端末側コイルエンド部４３ｂが成形される。
【００７８】
この発明の実施の形態１に係るコイル成形方法によれば、
直線状に切り出した導線３を、平面上にて中間コイル６として成形する平面曲げ工程（第一曲工程、第二曲げ工程）と、スロット収納部となる中間コイルの直線部６１ａ１〜６１ｂ２を把持し、交互に周方向の反対方向に相対距離を広げるコイル展開工程の２つの工程でコイル４を成形できるので、コイル４の製造工程数を抑制でき、コイル４の生産性を向上することができる。
【００７９】
また、重ね巻きコイル４の各スロット収納部４１ａ１〜４１ｂ２、各コイルエンド部４２ｃ、４３の斜辺部４２ｃｓ１等、レーンチェンジ部４２ｃ１等を全て同時に成形することができるので、コイル４の成形性と精度を向上できる。
【００８０】
また、一旦、平面状の中間コイル６を成形した後に、実際のコイル形状と同一形状の同芯巻き形状のコイル４に展開するので、コイル４の成形性が良い。また、複数のコイル４を組み立てた固定子コイル１０に対して分割コア２０を挿入する際に、コイル４の形状変化がなく、導線３の皮膜の損傷を防止できる。
【００８１】
この発明の実施の形態１に係るコイル成形装置によれば、
中間コイル６の直線部６１ａ１〜６１ｂ２を周方向の両側から成形型１Ｓ〜４Ｓ、クランプ型１Ｃ〜４Ｃを用いて把持し、固定子コア２に取り付ける位置の曲率と同じ曲率で周方向に展開できるので、成形後のコイル４の各スロット収納部４１ａ１〜４１ｂ２を固定子コア２のスロット５に収納される時の相互の位置関係と同じ位置関係で一度に高精度に成形できる。
【００８２】
また、コイル４が固定子コア２に取り付けられる位置における固定子コア２の曲率に合わせてコイルエンド部４２ｃ、４３を円弧形状に成形することができるので、精度の高いコイル４の形状を実現できる。
【００８３】
なお、本実施の形態では、中間コイル６の把持位置から、コイル成形装置５０を構成する第一、第二の各グループの各部材をそれぞれ反対方向に２２．５度（３スロット分）回転させたが、一方のスロット収納部４１を構成する２本の直線部を固定しておいて、他方のスロット収納部を構成する２本の直線部を４５度（６スロット分）回転させてもよい。すなわち、中間コイル６の直線部６１ａ１〜６１ｂ２を、交互に、周方向の反対方向に、それぞれの間の相対距離が広がるように移動できればよく、例えば、成形型１Ｓから見れば成形型２Ｓが回転するように見え、成形型２Ｓから見れば成形型１Ｓが回転するように見えるように、隣り合う成形型を互いに相対的に回転できれば良い。クランプ型についても同様である。
実施の形態２．
【００８４】
以下、この発明の実施の形態２に係るコイル成形装置及びコイル成形方法を図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図２０は、固定子２００の要部断面図である。
コイル２０４は、図２０に示すように、スロット５に対する占積率を向上するためにスロット収納部２４１（２４１ａ１〜２４１ｂ２）の断面をスロット５の形状に沿った台形形状に成形したコイルである。
【００８５】
次に、コイル２０４の成形方法について説明する。図２０に示す固定子コア２のスロット５の軸方向に垂直な断面形状が外周側に広がる台形形状であるため、このコイル２０４のスロット収納部２４１ａ１〜２４１ｂ２の長手方向に垂直な断面形状も台形形状に成形している。なお、スロット収納部４１の断面形状は、台形形状に限らず例えば矩形状でもよい。
【００８６】
図２１は、コイル２０４を成形する工程の概略を示すフロー図である。
図２２は、導線３の断面形状成形部と金型の配置を示す図である。
図２３は、中間コイル２０６の直線部２６１ａ１を成形する前後を示す模式図であり、図２３（ａ）は、成形前、図２３（ｂ）は成形後を示している。
図２４は、中間コイル２０６の平面図である。
図２５（ａ）は、実施の形態２に係る中間コイル２０６を装着したコイル成形装置５０の軸方向に垂直な断面図であり、断面を端末側から見た図である。コイル２０４の成形前の状態を示している。
図２５（ｂ）は、コイル成形装置５０の軸方向の断面図である。中間コイル２０６をコイル２０４の形状に成形後の状態を示している。
図２６は、コイル成形装置５０に装着した中間コイル２０６の直線部２６１ａ１〜２６１ｂ２が、スロット収納部２４１ａ１〜２４１ｂ２へと展開される方向を示す図である。
【００８７】
スロット収納部２４１ａ１〜２４１ｂ２の長手方向に垂直な断面形状が台形状の場合は、各番線の成形型１Ｓ〜４Ｓとクランプ型１Ｃ〜４Ｃが、導線３の各直線部２６１ａ１〜２６１ｂ２をクランプする周方向端部部分（クランプ部）の形状も、中間コイル２０６の直線部２６１ａ１〜２６１ｂ２の長手方向に垂直な断面形状に沿った形状にする。これにより、直線部２６１ａ１〜２６１ｂ２を周方向に回転させてコイルを成形する途中に、導線３の断面形状がねじれることがなく、コイル２０４の成形後も台形状の断面形状が、固定子コア２の軸心方向を向いて整列するようにコイル２０４を成形することができる。
【００８８】
直線状の導線３のスロット収納部２４１ａ１〜２４１ｂ２となる４箇所の直線部２６１ｂ２、２６１ａ１、２６１ｂ１、２６１ａ２の長手方向に垂直な断面形状が、それぞれ、コイル２０４となって、スロット５に収納される場所の軸方向に垂直な断面形状に沿うように予め導線３を成形する。すなわち、導線３は、実施の形態１と同様に２回折り返されるので、導線３が直線状態にある状態で加工するに当たっては、直線部２６１ｂ２と２６１ｂ１の組と、２６１ａ１と２６１ａ２の組とは、外周側と内周側が反対になるように成形する必要がある。従って、直線状の導線３から、４箇所の直線部２６１ａ１〜２６１ｂ２をそれぞれ長手方向に垂直な断面を台形状に加工するには、図２３に示す下金型２６１ａ１ｄ、上金型２６１ａ１ｕのようなセットが４組必要になる。
【００８９】
直線部２６１ａ１〜２６１ｂ２を上述のように加工した導線３を実施の形態１で示した要領で平面状の中間コイル２０６に成形し、その後、コイル２０４を成形する。導線３の直線部２６１ｂ２、２６１ａ１、２６１ｂ１、２６１ａ２に対応する部分を、それぞれの形状に対応する下金型２６１ｂ２ｄ、２６１ａ１ｄ、２６１ｂ１ｄ、２６１ａ２ｄ内に配置し、それぞれの下金型に対応する上金型２６１ａ１ｕ等を用いて直線部２６１ａ１〜２６１ｂ２を長手方向垂直断面が台形形状になるように成形する（断面形状成形部成形工程Ａ）。
【００９０】
その後、実施の形態の１と同様に平面曲げ工程を実施することで図２３に示す中間コイル２０６を成形する。長手方向に垂直な断面が台形形状に成形された４本のスロット収納部２４１ａ１〜２４１ｂ２を１本ずつ把持し、４本のスロット収納部２４１ａ１〜２４１ｂ２をそれぞれ所定の回転方向に、所定の回転角度だけ、交互に反対方向に、広げる方向に移動させる。
【００９１】
従来のように、もし、重ね巻き形状にコイルを成形した後に、スロット収納部の断面形状の成形を行うとすると、コイルが変形し所望の最終形状が得られない。また、重ね巻き形状にコイルを成形した後に、コイルの断面形状を成形した場合は、潰し加工を施す部分の両端間が伸びて、スロット収納部の長さが軸方向に長くなってしまい、コイルエンド部が軸方向に高くなってしまう。
【００９２】
この発明の実施の形態２に係るコイル成形装置５０及びコイル成形方法によれば、１本の導線３の内の、コイル２０４のスロット収納部２４１ａ１〜２４１ｂ２となる部分の、長手方向に垂直な断面形状を予め成形した上でコイル２０４を成形するので、コイル２０４を所望の最終形状に近い形状でコイル２０４を成形でき、コイル２０４の成形性が高い。またコイル２０４を最終形状にする前に、スロット収納部２４１ａ１〜２４１ｂ２となる直線部２６１ａ１〜２６１ｂ２の断面形状を成形するので、最終形状におけるコイル２０４のスロット収納部２４１ａ１〜２４１ｂ２の伸びが無くコイル２０４のコイルエンド部を低くできる。
【００９３】
図２７は、この発明の実施の形態２に係る他のコイル２０４ｂの正面図である。
導線３の長手方向に垂直な断面形状を台形に予め成形する断面形状成形部Ｓの範囲は、成形後のコイルのスロット収納部２４１の領域Ｂ２よりも長く成形してもよい。導線３の断面形状成形部Ｓをコイル２０４ｂの端末側コイルエンド部２４２ｃ、第一反端末側コイルエンド部２４３ａ、第二反端末側コイルエンド部２４３ｂ、第一端末線２４２ａ、第二端末線２４２ｂの一部に相当する部分まで延長して成形する。すなわち、中間コイルに対する断面形状成形部成形工程Ａにおいて、直線部２６１ａ１〜２６１ｂ２を含み、直線部２６１ａ１〜２６１ｂ２よりも長い範囲について導線３の断面形状を成形する。
【００９４】
このようにすることで、中間コイルを成形する際に、直線状の導線３の断面形状成形部に位置にずれがあった場合でも、中間コイルをコイル２０４ｂに成形した時にスロット収納部２４１ｂの断面形状が確実に成形されたコイル２０４ｂを製造することができる。
【００９５】
また、各コイルエンド部におけるテーパー形状になる断面形状成形部Ｓと断面形状が円形の非成形部Ｎとの境界部Ｋと、スロット収納部２４１ｂと、端末側コイルエンド部２４２ｃ、第一反端末側コイルエンド部２４３ａ、第二反端末側コイルエンド部２４３ｂとの境界となる円弧部Ｒの位置をずらすことができるので、境界部Ｋにおいて導線３が曲げられて、導線３の絶縁が劣化することを防止することができる。なお、４箇所の断面形状成形部Ｓの長さは同じでなくてもよい。
【００９６】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３に係るコイル成形装置及びコイル成形方法を図を用いて実施の形態１、２と異なる部分を中心に説明する。
本実施の形態で使用するコイル３０４は、実施の形態２と同様に、スロット５に対する占積率を向上するためにスロット収納部の断面をスロット５の形状に沿った形状に成形したコイル３０４である。以下、そのコイル３０４の成形方法について説明する。ここでは、実施の形態２と同様に台形の段面形状の場合について説明する。
【００９７】
図２８は、コイル３０４を成形する工程の概略を示すフロー図である。
直線状の導線３から実施の形態１と同様の方法で、まず先に平面巻形状の中間コイル３０６を成形し、その後、中間コイル３０６のスロット収納部を４本同時に断面形状成形し（断面形状成形部成形工程Ｂ）、コイル３０４を成形するという流れである。
【００９８】
図２９は、中間コイル３０６の直線部３６１ａ１〜３６１ｂ２を成形する前後を示す模式図であり、図２９（ａ）は、成形前、図２９（ｂ）は成形後を示している。
図２９（ａ）、（ｂ）に示すように、中間コイル３０６の直線部３６１ａ１〜３６１ｂ２（断面形状成形部）は、下金型３６１ｄ内に４本纏めて配置され、上金型３６１ｕにより４本同時に成形される。その後、実施の形態２と同様の方法でコイル３０４が成形される。
【００９９】
本実施の形態３に係るコイル成形装置及びコイル成形方法によれば、実施の形態２と同様の効果を得られる他に、４箇所の断面形状成形部を一度に成形できることからコイル３０４の工程数の抑制ができ、コイル３０４の生産性を向上できる。
【０１００】
また、中間コイル３０６を成形してから、スロット収納部の形状成形を行うため、実施の形態２よりも中間コイル３０６の断面形状成形部のずれが少なく成形性がよい。また、本実施の形態３においても、導線３の断面形状成形部の範囲をコイル３０４のスロット収納部よりも長くし、余分に導線３を潰すことで、実施の形態２と同様にスロット収納部４１の断面形状が確実に成形されたコイル３０４を製造することができる。また、導線３の絶縁性の劣化を防ぐことができる。なお、４本の各導線３の断面形状成形部の成形範囲は同じでなくてもよい。
【０１０１】
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４に係るコイル成形装置及びコイル成形方法を図を用いて実施の形態１〜３と異なる部分を中心に説明する。実施の形態１〜３では、スロット収納部４１の数が４本のコイルについて説明した。本実施の形態４では、スロット収納部が６本のコイルについて説明する。
【０１０２】
図３０は、スロット収納部を６本有する重ね巻きコイル用の中間コイル４０６の平面図である。
図３１（ａ）は、中間コイル４０６を展開して成形したコイル４０４の正面図である。
図３１（ｂ）は、コイル４０４を端末側から見た平面図である。
図３１（ｃ）は、コイル４０４を反端末側から見た平面図である。
実施の形態１〜３と同様に、平面巻形状の中間コイル４０６のスロット収納部となる各直線部４６１ａ１〜４６１ｂ２を把持して、交互に周方向に反対方向に距離が離れるように展開することにより、コイル４０４が成形される。
【０１０３】
本実施の形態４では、スロット収納部が６本の場合を示したが、スロット収納部は６本に限ったものではなく、８本、１０本など４本以上かつ偶数の場合も平面巻形状の中間コイルを成形した後に、コイル展開をすることによりコイル４０４が成形できる。
【０１０４】
本実施の形態４に係るコイル成形装置及びコイル成形方法によれば、実施の形態１と同様に、平面状の中間コイル４０６を成形した後に展開して重ね巻きコイル４０４に成形するため、所望の最終形状でコイル４０４を成形でき、コイル４０４の成形性が高い。また平面上で行う平面曲げ工程と、コイル展開工程の２工程でコイル成形が可能なため、コイル４０４の製造工程数が少なくコイル４０４の生産性が高い。
実施の形態５．
【０１０５】
以下、この発明の実施の形態５に係るコイル成形装置及びコイル成形方法を図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。実施の形態１では、複数の重ね巻きコイル４を組み合わせたコイル籠である固定子コイル１０に、分割コア２０を外周側から挿入する方法で固定子１００を製造した。また、コイル４を成形するコイル成形装置５０及びコイル成形方法について詳細に説明した。本実施の形態５では、実施の形態１とは異なる工程で製造される重ね巻きコイルのコイル成形装置及びコイル成形方法について説明する。なお、実施の形態５においても中間コイルの成形方法については、実施の形態１と同様である。
【０１０６】
図３２は、固定子コア５０２に収縮コイル籠５０４ｋ２を装着した状態の固定子５００の斜視図である。
【０１０７】
図３３は、固定子コア５０２をその軸方向から見た図である。
図３３に示すように、固定子コア５０２は、内側コア５０２ａと、内側コア５０２ａとは別体であり、且つ内側コア５０２ａの外周面に内周面が嵌合された円筒状の外側コア５０２ｂとで構成されている。内側コア５０２ａは、複数のティース５２１と複数の連結部５２１ａとで構成されている。
【０１０８】
複数のティース５２１は、周方向に、一定の間隔を設けて放射状に配置されている。連結部５２１ａは、隣接するティース５２１の径方向内側の先端部同士を連結している。そして、複数のティース５２１の径方向の内側の先端部と複数の連結部５２１ａとで１つの環状体を形成している。隣接するティース５２１の間が、スロット５０５となる。そして、外側コア５０２ｂは、固定子コア５０２のバックヨークになっている。
【０１０９】
図３４は、複数の重ね巻きコイル５０４を組み合わせたコイル籠５０４ｋの斜視図である。図３２に示すように、コイル籠５０４ｋが径方向に収縮されて内側コア５０２ａに入ったものを収縮コイル籠５０４ｋ２と呼ぶ。図３２に示す固定子５００は、第一端末線５４２ａと第二端末線５４２ｂとが、未だ周方向に折り曲げられておらず、且つ溶接等により接合されてはいない。
【０１１０】
図３５は、コイル籠５０４ｋを構成する１個の単位コイルである重ね巻きコイル５０４（以下、単にコイル５０４という）の正面模式図である。
図３６は、コイル５０４の側面模式図である。
本実施の形態５では、コイル５０４の形状およびコイル籠５０４ｋの形状が、実施の形態１と異なっている。ただし、コイル５０４における、スロット収納部５４１ａ１〜５４１ｂ２の導線数と、各コイルエンド部５４２ｃ、５４３ａ、５４３ｂの数と、レーンチェンジ部５４２ｃ１、５４３ａ１、５４３ｂ１が径方向に位置をシフトする幅、及びコイル５０４が１本の導線３を巻回して形成されている点は、実施の形態１と同様である。
【０１１１】
図３５に示すように、コイル５０４は、端末側コイルエンド部５４２ｃの周方向の幅Ｅ１が、第一反端末側コイルエンド部５４３ａおよび第二反端末側コイルエンド部５４３ｂの周方向の幅Ｅ２より広くなっている。
【０１１２】
次に、コイル５０４の成形方法について説明する。本実施の形態では実施の形態１と同様の中間コイル５０６を用いる。
図３７は、中間コイル５０６を把持させた状態のコイル成形装置５５０の斜視図である。
図３８は、図３７を中間コイル５０６の部分で軸方向に切断した断面図である。
コイル成形装置５５０の構成は、実施の形態１と基本的に同様であるが、実施の形態１のコイル成形装置５０とは、コイル成形装置５５０の内壁ＩＮ２、外壁ＯＵＴ２、各クランプ型１Ｃ２〜４Ｃ２および成形型１Ｓ２〜４Ｓ２が、コイル成形装置５５０の中心軸に対して、傾いて配置されている点が異なる。すなわち、成形型１Ｓ２〜４Ｓ２は、端末側の軸方向端部と、反端末側の軸方向端部では、曲率中心は、いずれもコイル成形装置５５０の中心軸上にあるが、曲率半径は、異なっており、反端末側の方が小さい。
【０１１３】
中間コイル５０６は、成形型１Ｓ２〜４Ｓ２の傾きと同様の角度だけ傾けてコイル成形装置５５０に配設され、各クランプ型１Ｃ２〜４Ｃ２、成形型１Ｓ２〜４Ｓ２により把持される。
【０１１４】
図３９は、図３７に示すコイル成形装置５５０の内壁ＩＮ２を外した状態を示す斜視図である。
図４０は、コイル５０４を成形した後のコイル成形装置５５０の斜視図であり、内壁ＩＮ２を外した状態を示す図である。
【０１１５】
コイル成形装置５５０を用いたコイル５０４の成形手順は、実施の形態１と同様であり、図３９の状態から実施の形態１と同様に、内壁ＩＮ２、成形型１Ｓ２〜４Ｓ２、クランプ型１Ｃ２〜４Ｃ２、外壁ＯＵＴ２を周方向に回転させることで、中間コイル５０６をコイル５０４に成形する。
【０１１６】
このコイル成形装置５５０を用いることにより、実施の形態１と同じ工数でコイルを成形できるため、複雑な形状を有するコイル５０４を、製造工程を増やすことなく製造できる。
【０１１７】
次に、本実施の形態に係る固定子５００の製造方法について説明する。
図３４に示すように、コイル籠５０４ｋは、端末側の内径が反端末側の内径より大きくなっている。すなわち、図３６に示す中心軸Ｘをコイル籠５０４ｋの中心軸とすると、第一スロット内側収納部５４１ａ１の端末側の端部と、中心軸Ｘとの距離Ｔ１が、第一スロット収納部５４１ａ１の反端末側の端部と中心軸Ｘとの距離Ｔ２より大きくなっている。このように、コイル籠５０４ｋを形成しているコイル５０４は、第一スロット収納部５４１ａ、第二スロット収納部５４１ｂが、中心軸Ｘに対して傾いている。
【０１１８】
図４１は、コイル籠５０４ｋの内側に、内側コア５０２ａを配置した状態を軸方向、端末側から見た図である。
図４２は、コイル籠５０４ｋの内側に、内側コア５０２ａが配設された状態を示す断面模式図である。
図４１、４２に示すように、内側コア５０２ａの外径５０２ａＯＵＴは、コイル籠５０４ｋの端末側端部の内径ＬＴより小さく、反端末側の端部の内径ＬＨより大きくなっている。
【０１１９】
図４３は、収縮コイル籠５０４ｋ２を装着した内側コア５０２ａの斜視図である。
図４４は、図４３に示す収縮コイル籠５０４ｋ２を装着した内側コア５０２ａを中心軸を通る平面で切断した断面図である。
【０１２０】
内側コア５０２ａにコイル籠５０４ｋを装着するには、まず、コイル籠５０４ｋの端末側から内側コア５０２ａを軸方向に挿入する。このとき、各コイル５０４のスロット収納部５４１ａ１〜５４１ｂ２の反端末側がスロット５０５内に斜めに挿入される。そして、図４１、図４２の矢印Ｑに示すように、コイル籠５０４ｋの外周側から、内側に向かって均等に力を加える。
【０１２１】
すると、図４３に示すように、コイル籠５０４ｋの端末側が、径方向内側に収縮して、コイル籠５０４ｋのスロット収納部５４１ａ１〜５４１ｂ２が、内側コア５０２ａのスロット５０５内に完全に収納され、コイル籠５０４ｋが、収縮コイル籠５０４ｋ２となる。次に、収縮コイル籠５０４ｋ２が装着された内側コア５０２ａの外周面に、外側コア５０２ｂの外周面を圧入して、固定子５００を得る。
【０１２２】
なお、図３９のクランプ型１Ｃ２に示すように、実施の形態１〜５において、各クランプ型１ｃ２〜４ｃ２には、切り欠きＫ２を設けてもよい。また各クランプ型１ｃ２〜４ｃ２のコイル把持部の長さＺ１は、各成形型１Ｓ２〜４Ｓ２のコイル把持部の長さＺ２と同じでなくてもよい。
【０１２３】
本発明の実施の形態５に係る、コイル成形装置及びコイル成形方法によれば、複雑な形状を有するコイル５０４であっても、実施の形態１に比べて製造工程を増やすことなく製造することができる。
【０１２４】
また、内側コア５０２ａ、外側コア５０２ｂに分割した固定子コア５０２を用いることにより、固定子コア５０２の内周の形状精度が優れており、固定子５００を用いる回転電機のコギングトルクおよびトルクリップルを少なくできる。
【０１２５】
なお、上記コイル成形方法では、コイル５０４の端末側コイルエンド部５４２ｃの幅Ｅ１が、反端末側コイルエンド部５４３ａ、５４３ｂの幅Ｅ２より広い場合について説明したが、逆であってもよい。
【０１２６】
尚、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【国際調査報告】
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