(57)【要約】【課題】コイルセグメントを形成する線材の長さを短くし、コイル重量の低減、材料コストの低減、及びコイルの抵抗値低減を図ることのできる回転電機用ステータ、及び回転電機用ステータの製造方法を提供する。【解決手段】回転電機用ステータは、複数のスロット１２が形成された円環状のステータコア１１と、ステータコア１１の略径方向から複数のスロット１２に挿入される複数のコイルセグメント２０が接続されて成るコイルと、を備える。コイルセグメント２０がスロット１２に挿入される際に、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第１方向側におけるコイルセグメント２０の軸方向位置が規定されることによって、軸方向Ｄｃの第１方向側における複数のコイルセグメント２０の各端部（例えば、先端部２２ｔ）とステータコア１１の端面（例えば、端面１１Ｅ）との間の距離は同一に規定されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のオープンスロットが形成された円環状のステータコアと、
前記ステータコアの略径方向から前記複数のオープンスロットに挿入される複数の導体セグメントが接続されて成るコイル群と、
を備え、
前記導体セグメントが前記オープンスロットに挿入される際に、前記ステータコアの軸方向の一方における前記導体セグメントの軸方向位置が規定されることによって、前記軸方向の一方における前記複数の導体セグメントの各端部と前記ステータコアの端面との間の距離は同一に設定されている、
ことを特徴とする回転電機用ステータ。
【請求項２】
前記軸方向の一方における前記導体セグメントの前記軸方向位置は、前記導体セグメントが前記オープンスロットに挿入される際にガイド部材によって規定される、
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機用ステータ。
【請求項３】
前記ステータコアは、前記軸方向の一方の端面に設けられた締結部材装着用の座面を備え、
前記ガイド部材は、前記座面に接触して位置決めされる、
ことを特徴とする請求項２に記載の回転電機用ステータ。
【請求項４】
前記ガイド部材は、
前記複数の導体セグメントの各端部が接触するガイド面を有する板状部と、
前記端面に接触することによって、前記軸方向の一方に所定距離を置いて前記ガイド面を前記ステータコアの前記端面と平行にして、前記板状部を支持する支持部と、
を備える、
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の回転電機用ステータ。
【請求項５】
ステータコアの軸方向の一方における複数の導体セグメントの各端部と前記ステータコアの端面との間の距離を所定距離に規定しながら、前記ステータコアに形成された複数のオープンスロットに前記複数の導体セグメントを挿入する挿入工程を含む、
ことを特徴とする回転電機用ステータの製造方法。
【請求項６】
前記挿入工程は、
前記軸方向の一方における前記導体セグメントの前記端部を、前記ステータコアの前記軸方向の一方の端面と前記所定距離を置いて平行に配置されるガイド部材のガイド面に接触させながら、前記導体セグメントを前記オープンスロットに挿入する、
ことを特徴とする請求項５に記載の回転電機用ステータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機用ステータ、及び回転電機用ステータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ステータコアに形成されたスロットに、絶縁フィルムを介してコイルが装着される電動機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、絶縁フィルムを用いる構成では、部品点数が増え、電動機の製作コスト及び製作の増加に繋がる。
【０００３】
これに対し、ステータコアのスロットに、クランク状のコイルセグメントが複数挿入される構成の回転電機のステータが提案されている（例えば、特許文献２参照）。コイルセグメントは、ステータコアの軸方向に延び、スロットに挿入される直線状の挿入部と、挿入部の両端から、それぞれステータコアの周方向に延びる延出部とを一体に備えている。ステータコアの周方向に複数形成されるスロットのそれぞれには、コイルセグメントの挿入部が挿入される。延出部は、スロットに対して軸方向の外側で、ステータコアの周方向に延びている。複数のコイルセグメントは、延出部の端部同士が電気的に接合され、これによってステータのコイルが形成されている。コイルセグメントは、導体と、導体を被覆する絶縁被覆とを有する線材により形成されている。これにより、スロット内で、コイルセグメントの導体とスロットの内周面との間に、絶縁被覆が介在することで、絶縁フィルムを不要としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１８７７３９号公報
【特許文献２】特開２０００−２２８８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記したようなコイルセグメントは、挿入部の両端部において、ステータコイルの軸方向に延びる挿入部と、周方向に延びる延出部との間に屈曲部を有している。コイルセグメントの挿入部をスロットに挿入する際、コイルセグメントの屈曲部がステータコアの端部の角等に接触して、コイルセグメントの絶縁被覆が剥がれると、絶縁性が損なわれてしまう。
【０００６】
このため、コイルセグメントは、スロットに挿入した状態で挿入部の両端部がスロットから軸方向両側に突出するよう、挿入部の長さが、スロットの軸方向の長さよりも大きく形成されている。すなわち、コイルセグメントの挿入部は、スロットの軸方向両側に余長を有している。これにより、挿入部の両端部の屈曲部をスロットの軸方向の両側に離し、挿入部のスロットへの挿入の際に、屈曲部とステータコアとが干渉するのを避けている。
【０００７】
しかしながら、挿入部の軸方向の長さをスロットよりも大きくして余長を有する様にすると、コイルセグメントを形成するのに必要な線材（導体及び絶縁被覆）の長さが大きくなる。その結果、コイル重量の増加、材料コストの増加、コイルにおける抵抗値増加に繋がる。
【０００８】
そこで、本発明は、コイルセグメントを形成する線材の長さを短くし、コイル重量の低減、材料コストの低減、及びコイルの抵抗値低減を図ることのできる回転電機用ステータ、及び回転電機用ステータの製造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】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の回転電機用ステータ（例えば、実施形態における回転電機用ステータ１０）は、複数のオープンスロット（例えば、実施形態におけるスロット１２）が形成された円環状のステータコア（例えば、実施形態におけるステータコア１１）と、前記ステータコアの略径方向から前記複数のオープンスロットに挿入される複数の導体セグメント（例えば、実施形態におけるコイルセグメント２０）が接続されて成るコイル群（例えば、実施形態におけるコイル１５）と、を備え、前記導体セグメントが前記オープンスロットに挿入される際に、前記ステータコアの軸方向の一方（例えば、実施形態における軸方向Ｄｃの第１方向）における前記導体セグメントの軸方向位置が規定されることによって、前記軸方向の一方における前記複数の導体セグメントの各端部（例えば、実施形態における各先端部２２ｓ，２２ｔ）と前記ステータコアの端面（例えば、実施形態における端面１１Ｅ）との間の距離は同一に設定されている、ことを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、ステータコアの軸方向の一方における導体セグメントの軸方向位置が規定されるように、導体セグメントがオープンスロットに挿入される。これにより、軸方向の一方における複数の導体セグメントの各端部とステータコアの端面との間の距離は同一に設定されている。したがって、複数の導体セグメントをステータコアに対して軸方向で高精度に配置することができ、導体セグメントの挿入時の位置誤差及び位置のばらつきに対応して、予め設けられる導体セグメントの余長の増大を抑制することができる。その結果、例えば、導体セグメントの外形が屈曲した形状に形成されている場合などにおいて、導体セグメントのオープンスロットに対する余長を小さく抑えても、導体セグメントを形成する線材の絶縁被覆がステータコアに干渉して損傷することを防ぎつつ、導体セグメントのオープンスロットへの取り付けを適正に行うことが可能となる。
【００１１】
また、本発明の回転電機用ステータでは、前記軸方向の一方における前記導体セグメントの前記軸方向位置は、前記導体セグメントが前記オープンスロットに挿入される際にガイド部材（例えば、実施形態におけるガイド部材４０）によって規定されるのが好ましい。
【００１２】
このような構成によれば、ガイド部材によって導体セグメントの軸方向位置を容易に規定することができる。したがって、複数の導体セグメントをステータコアに対して軸方向で高精度に配置することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の回転電機用ステータでは、前記ステータコアは、前記軸方向の一方の端面に設けられた締結部材装着用の座面（例えば、実施形態における座面１１Ａ）を備え、前記ガイド部材は、前記座面に接触して位置決めされるのが好ましい。
【００１４】
このような構成によれば、ガイド部材はステータコアに対して締結部材装着用の座面で位置決めされるので、ガイド部材がステータコアのオープンスロットに挿入される導体セグメントと意図せずに干渉してしまうことを抑制することができる。したがって、導体セグメントをオープンスロットに挿入する作業を適正に行うことができ、作業性の低下を抑制することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の回転電機用ステータでは、前記ガイド部材は、前記複数の導体セグメントの各端部が接触するガイド面（例えば、実施形態におけるガイド面５１Ａ）を有する板状部（例えば、実施形態における板状部５１）と、前記端面に接触することによって、前記軸方向の一方に所定距離（例えば、実施形態における所定距離Ｌ）を置いて前記ガイド面を前記ステータコアの前記端面と平行にして、前記板状部を支持する支持部（例えば、実施形態における支持部５２）と、を備えるのが好ましい。
【００１６】
このような構成によれば、ステータコアの軸方向の一方におけるステータコアの端面とガイド部材のガイド面との平行度及び距離を容易に高精度に設定することができる。これによりガイド面によって案内される複数の導体セグメントの各端部とステータコアの端面との間の距離を高精度に規定することができる。したがって、導体セグメントの挿入時の位置誤差及び位置のばらつきに対応して、予め設けられる導体セグメントの余長の増大を抑制することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の回転電機用ステータの製造方法は、ステータコア（例えば、実施形態におけるステータコア１１）の軸方向の一方（例えば、実施形態における軸方向Ｄｃの第１方向）における複数の導体セグメント（例えば、実施形態におけるコイルセグメント２０）の各端部（例えば、実施形態における各先端部２２ｓ，２２ｔ）と前記ステータコアの端面（例えば、実施形態における端面１１Ｅ）との間の距離を所定距離（例えば、実施形態における所定距離Ｌ）に規定しながら、前記ステータコアに形成された複数のオープンスロットに前記複数の導体セグメントを挿入する挿入工程（例えば、実施形態におけるステップＳ０２）を含む、ことを特徴とする。
【００１８】
このような方法によれば、ステータコアの軸方向の一方における複数の導体セグメントの軸方向位置が規定されながら、各導体セグメントがオープンスロットに挿入される。これにより、軸方向の一方における複数の導体セグメントの各端部とステータコアの端面との間の距離は同一に設定されている。したがって、複数の導体セグメントをステータコアに対して軸方向で高精度に配置することができ、導体セグメントの挿入時の位置誤差及び位置のばらつきに対応して、予め設けられる導体セグメントの余長の増大を抑制することができる。その結果、例えば、導体セグメントの外形が屈曲した形状に形成されている場合などにおいて、導体セグメントのオープンスロットに対する余長を小さく抑えても、導体セグメントを形成する線材の絶縁被覆がステータコアに干渉して損傷することを防ぎつつ、導体セグメントのオープンスロットへの取り付けを適正に行うことが可能となる。
【００１９】
また、本発明の回転電機用ステータの製造方法では、前記挿入工程は、前記軸方向の一方における前記導体セグメントの前記端部を、前記ステータコアの前記軸方向の一方の端面と前記所定距離を置いて平行に配置されるガイド部材（例えば、実施形態におけるガイド部材４０）のガイド面（例えば、実施形態におけるガイド面５１Ａ）に接触させながら、前記導体セグメントを前記オープンスロットに挿入するようにしてもよい。
【００２０】
このような方法によれば、ガイド部材によって導体セグメントの軸方向位置を容易に規定することができる。したがって、複数の導体セグメントをステータコアに対して軸方向で高精度に配置することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、導体セグメントを形成する線材の長さを短くし、コイル重量の低減、材料コストの低減、及びコイルの抵抗値低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態における回転電機用ステータを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における回転電機用ステータの一部を示す拡大斜視図である。
【図３】本発明の実施形態における回転電機用ステータにおいて、スロットに設けられたコイルセグメントのレイアウトを示す図である。
【図４】本発明の実施形態における回転電機用ステータの周方向に対する断面図であり、図１に示すＡ−Ａ線の位置での切断面によって破断された図である。
【図５】本発明の実施形態における回転電機用ステータの製造に用いるガイド部材及びコイル組付装置の概略構成を示す斜視図である。
【図６】コイルセグメントをスロットに挿入した後における図５に示すＢ−Ｂ線の位置での切断面によって破断された断面図である。
【図７】本発明の実施形態における回転電機用ステータの製造に用いるコイル組付装置の保持部の動作例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の回転電機用ステータ、及び回転電機用ステータの製造方法の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は、本発明の実施形態における回転電機用ステータ１０を示す斜視図である。図２は、本発明の実施形態における回転電機用ステータ１０の一部を示す拡大斜視図である。
図１及び図２に示すように、回転電機用ステータ１０は、円環状のステータコア１１と、ステータコア１１に設けられたコイル１５と、を主に備える。
【００２５】
ステータコア１１の外形は、円環状に形成されている。ステータコア１１は、例えば、積層された複数枚の円環状の電磁鋼板によって形成されている。ステータコア１１の内周面１１ｉには、ステータコア１１の周方向Ｄｒに沿って等間隔に配列された複数のスロット１２が設けられている。
スロット１２は、いわゆるオープンスロットであり、軸方向にステータコア１１を貫通するとともに、径方向内方に向かって開放されている。スロット１２は、例えば、ステータコア１１の内周面１１ｉからステータコア１１の径方向外側に向かって窪む凹溝状に形成されている。スロット１２は、軸方向Ｄｃに延び、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第１の端部１１ｅから第２の端部１１ｆまで連続している。スロット１２は、ステータコア１１の第１及び第２の端部１１ｅ，１１ｆのそれぞれにおいて、軸方向Ｄｃに開口している。
【００２６】
図３は、本発明の実施形態における回転電機用ステータ１０において、スロット１２に設けられたコイルセグメント２０のレイアウトを示す図である。
図２及び図３に示すように、コイル１５は、ステータコア１１の複数のスロット１２のそれぞれに設けられた複数のコイルセグメント２０を備えている。各コイルセグメント２０は、いわゆるマグネットワイヤであり、導体と、この導体を被覆する絶縁被膜と、で構成された線材２０ｗからなる。
【００２７】
コイルセグメント２０は、直線状に延びる挿入部２１と、挿入部２１の軸方向Ｄｃの第１端部２１ａから延びる第１延出部２２と、挿入部２１の軸方向Ｄｃの第２端部２１ｂから延びる第２延出部２３と、を一体に有している。さらに、コイルセグメント２０は、挿入部２１の第１端部２１ａと第１延出部２２との間に屈曲部２４を有し、挿入部２１の第２端部２１ｂと第２延出部２３との間に屈曲部２５を有している。第１延出部２２は、挿入部２１の第１端部２１ａから、ステータコア１１の周方向Ｄｒの第１方向側に斜めに延び、第２延出部２３は、挿入部２１の第２端部２１ｂから周方向Ｄｒの第２方向側に斜めに延びている。これにより、第１延出部２２と第２延出部２３とは、挿入部２１から周方向Ｄｒにおいて互いに異なる方向に延びている。すなわち、コイルセグメント２０の外形は、クランク状に形成されている。
【００２８】
また、各スロット１２には、複数のコイルセグメント２０が径方向に積層されて設けられている。図３におけるステータコア１１の径方向は、軸方向Ｄｃ及び周方向Ｄｒに直交する方向である。ステータコア１１の径方向において互いに隣り合うコイルセグメント２０は、第１延出部２２及び第２延出部２３の周方向Ｄｒへの延出方向が互いに異なっている。
【００２９】
各コイルセグメント２０の挿入部２１は、各スロット１２に挿入されている。各スロット１２に挿入部２１が挿入された状態で、屈曲部２４及び第１延出部２２は、ステータコア１１の第１の端部１１ｅに対して軸方向Ｄｃの外側に配置され、屈曲部２５及び第２延出部２３は、ステータコア１１の第２の端部１１ｆに対して軸方向Ｄｃの外側に配置される。
【００３０】
ステータコア１１の周方向Ｄｒに設けられた複数のスロット１２に保持された複数のコイルセグメント２０において、電気的に同相のコイルセグメント２０同士は接合される。すなわち、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の３相交流の回転電機の場合、コイル１５は、３相のそれぞれにおいて、複数のコイルセグメント２０同士が電気的に接合されている。
【００３１】
同相の複数のコイルセグメント２０において、ステータコア１１の径方向の第１方向側に位置するコイルセグメント２０Ａの第１延出部２２Ａと、径方向の第２方向側に位置するコイルセグメント２０Ｂの第１延出部２２Ｂとは、周方向Ｄｒで互いに異なる方向に延びている。同様に、径方向の第１方向側に位置するコイルセグメント２０Ａの第２延出部２３Ａと、径方向の第２方向側に位置するコイルセグメント２０Ｂの第２延出部２３Ｂとは、周方向Ｄｒで互いに異なる方向に延びている。
【００３２】
同相のコイルセグメント２０同士において、径方向の第１方向側のコイルセグメント２０Ａの第１延出部２２Ａ及び第２延出部２３Ａの各先端部２２ｓ，２３ｓと、径方向の第２方向側のコイルセグメント２０Ｂの第１延出部２２Ｂ及び第２延出部２３Ｂの各先端部２２ｔ，２３ｔとは、互いに重ね合わせて接合されている。なお、接合とは、各コイルセグメント２０Ａ、２０Ｂを形成する線材２０ｗの導体を覆う絶縁被膜が除去されて、導体同士が電気的に接続される状態である。
【００３３】
このように、ステータコア１１の径方向において互いに隣り合う複数のコイルセグメント２０同士の接合が繰り返されることで、コイル１５が構成されている。
図１に示すように、コイル１５には、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のそれぞれに対応したバスバー１８が接続されている。
【００３４】
図４は、本発明の実施形態における回転電機用ステータ１０の周方向Ｄｒに対する断面図であり、図１に示すＡ−Ａ線の位置での切断面によって破断された図である。
図４に示すように、上記のような回転電機用ステータ１０において、軸方向Ｄｃの第１方向側における複数のコイルセグメント２０の各端部（例えば、図３に示す各第１延出部２２Ａ，２２Ｂの各先端部２２ｓ，２２ｔ）と、ステータコア１１の端面（例えば、図３に示す第１の端部１１ｅの端面１１Ｅ）との間の距離は同一の所定距離Ｌに設定されている。一方、軸方向Ｄｃの第２方向側における複数のコイルセグメント２０の各端部（例えば、図３に示す各第２延出部２３Ａ，２３Ｂの各先端部２３ｓ，２３ｔ）と、ステータコア１１の端面（例えば、図３に示す第２の端部１１ｆの端面１１Ｆ）との間の距離には、所定許容範囲内において、軸方向Ｄｃの第１方向側に比べて、より大きなばらつきが許容されている。
【００３５】
図５は、本発明の実施形態における回転電機用ステータ１０の製造に用いるガイド部材４０及びコイル組付装置４１の概略構成を示す斜視図である。図６は、コイルセグメント２０をスロット１２に挿入した後における図５に示すＡ−Ａ線の位置での切断面によって破断された断面図である。図７は、本発明の実施形態における回転電機用ステータ１０の製造に用いるコイル組付装置４１の保持部６１の動作例を示す図である。
【００３６】
図５及び図６に示すように、上記したようなコイルセグメント２０は、ステータコア１１に装着されるガイド部材４０によって案内されながら、コイル組付装置４１によってステータコア１１に組み付けられる。
ガイド部材４０は、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第１方向側に配置されている。ガイド部材４０は、板状部５１と、複数の支持部５２と、を備えている。
板状部５１の外形は、例えば、ステータコア１１と同程度の大きさの円板状に形成されている。板状部５１は、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第１方向側における端面（例えば、図３に示す第１の端部１１ｅの端面１１Ｅ）に対して、所定距離Ｌを置いて対向して平行に配置されるガイド面５１Ａを備えている。
複数の支持部５２は、板状部５１を支持する。各支持部５２は、例えば、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第１方向側における端面（例えば、図３に示す第１の端部１１ｅの端面１１Ｅ）に設けられる締結部材装着用の座面１１Ａに突き当てられて位置決めされる。座面１１Ａは、ステータコア１１の端面において、ステータコア１１に設けられる装着孔１１ａに装着される締結部材（図示略、例えば、ボルトなど）が接触する部位である。例えば、複数の支持部５２は、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第１方向側において、ステータコア１１の端面１１Ｅと板状部５１のガイド面５１Ａとを所定距離Ｌを置いて平行にして、板状部５１を支持する。
【００３７】
図６に示すように、コイル組付装置４１は、コイルセグメント２０をスロット１２に挿入する際に、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第１方向側において、コイルセグメント２０の端部（例えば、図３に示す各第１延出部２２Ａ，２２Ｂの各先端部２２ｓ，２２ｔ）を、ガイド部材４０のガイド面５１Ａに突き当てた状態でスライド移動させる。これによりコイル組付装置４１は、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第１方向側における各コイルセグメント２０の軸方向位置を規定し、複数のコイルセグメント２０の各端部（例えば、各先端部２２ｓ，２２ｔ）と、ステータコア１１の端面（例えば、第１の端部１１ｅの端面１１Ｅ）との間の距離を同一の所定距離Ｌに設定する。
【００３８】
図５に示すように、コイル組付装置４１は、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第２方向側に配置されている。例えば、コイル組付装置４１は、保持部６１と、アーム部６２と、制御部６３と、を備える。
【００３９】
保持部６１は、アーム部６２の先端に設けられている。保持部６１は、少なくとも１つのコイルセグメント２０を保持する。例えば、保持部６１は、３つのコイルセグメント２０を把持固定する把持機構６４を備えている。例えば、把持機構６４は、３つのハンド部６５と、各ハンド部６５の先端に設けられる把持部６６と、を備えている。
【００４０】
図７に示すように、把持部６６は、１対の支持部材６６ａと、押出部材６６ｂと、を備えている。
１対の支持部材６６ａは、１つのコイルセグメント２０の挿入部２１を把持する（例えば、図７に示す状態ａ）。１対の支持部材６６ａは、コイルセグメント２０の挿入部２１の一部を支持部材６６ａの先端から突出させた状態で、コイルセグメント２０を厚さ方向の両側から挟み込んで支持する。１対の支持部材６６ａは、先端から突出したコイルセグメント２０の挿入部２１の一部がステータコア１１のスロット１２に挿入された後にコイルセグメント２０の支持を解除する（例えば、図７に示す状態ｂから状態ｃ）。
押出部材６６ｂは、ハンド部６５の内部に収容され、ハンド部６５の外部に突出可能に構成されている。例えば、押出部材６６ｂは、１対の支持部材６６ａの間において各支持部材６６ａの先端に向かって突出することによって、１対の支持部材６６ａに支持されていたコイルセグメント２０を外部に押し出す（例えば、図７に示す状態ｃ）。押出部材６６ｂは、１対の支持部材６６ａによる支持が解除されたコイルセグメント２０、つまりスロット１２内に挿入部２１の一部が挿入されたコイルセグメント２０を、スロット１２内に押し込む。
【００４１】
アーム部６２は、保持部６１を所定の位置に移動させる。例えば、アーム部６２は、保持部６１を待機位置及び挿入位置の各々に移動させる。待機位置は、ステータコア１１の外部において保持部６１が格納部（図示略）からコイルセグメント２０を取得する位置である。例えば、格納部は、複数のコイルセグメント２０が格納されるケースなどである。挿入位置は、ステータコア１１の内側において保持部６１がコイルセグメント２０をスロット１２に挿入する位置である。例えば、挿入位置は、ステータコア１１の略径方向（径方向、及び径方向に対して所定の許容角度範囲で傾斜する方向など）において処理対象となるスロット１２に所定間隔を置いて臨む位置などである。
図５に示すように、アーム部６２は、少なくとも、径方向アクチュエータ６２ａと、軸方向アクチュエータ６２ｂと、周方向アクチュエータ（図示略）と、を備えている。径方向アクチュエータ６２ａは、保持部６１をステータコア１１の径方向に移動させる。軸方向アクチュエータ６２ｂと、保持部６１をステータコア１１の軸方向Ｄｃに移動させる。周方向アクチュエータは、保持部６１とステータコア１１とを周方向Ｄｒで相対移動させる。
【００４２】
制御部６３は、保持部６１及びアーム部６２の各々の動作を制御する。例えば、制御部６３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部である。ソフトウェア機能部は、ＣＰＵ等のプロセッサ、プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、及びタイマー等の電子回路を備えるＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。なお、制御部６３の少なくとも一部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路であってもよい。
制御部６３は、アーム部６２によって保持部６１を待機位置及び挿入位置の各々に移動させ、保持部６１によって待機位置でコイルセグメント２０を取得させるとともに挿入位置でコイルセグメント２０をスロット１２に挿入させる。
【００４３】
以下に、上記のような回転電機用ステータ１０の製造方法において、特に、複数のステータコア１１の各々に複数のコイルセグメント２０を組み付ける方法について説明する。
なお、以下に示す一連の処理の実行に先立って、ステータコア１１はワーク保持台（図示略）に設置され、コイル組付装置４１は、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第２方向側に配置され、ガイド部材４０は、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第１方向側に配置される。
先ず、制御部６３は、ステータコア１１に組み付けるべきコイルセグメント２０を保持部６１によって保持する。続いて、アーム部６２を作動させ、保持部６１をステータコア１１の軸方向Ｄｃの第２方向側における外部の待機位置からステータコア１１の内側の挿入位置に移動させる（ステップＳ０１）。これにより、制御部６３は、保持部６１のコイルセグメント２０を、ステータコア１１の所定のスロット１２に対し、径方向で所定の間隔をあけた状態で対向させる。
この工程において、さらに、制御部６３は、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第１方向側において、保持部６１のコイルセグメント２０の端部（例えば、各先端部２２ｓ，２２ｔ）をガイド部材４０のガイド面５１Ａに突き当てる。これにより、制御部６３は、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第１方向側において、コイルセグメント２０の端部（例えば、各先端部２２ｓ，２２ｔ）と、ステータコア１１の端面（例えば、第１の端部１１ｅの端面１１Ｅ）との間の距離を所定距離Ｌに規定する。
【００４４】
次に、制御部６３は、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第１方向側において、コイルセグメント２０の端部（例えば、各先端部２２ｓ，２２ｔ）をガイド部材４０のガイド面５１Ａに接触させながら、コイルセグメント２０を径方向アクチュエータ６２ａで径方向にスライド移動させ、挿入部２１を所定のスロット１２に挿入する（ステップＳ０２）。これにより、制御部６３は、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第１方向側において、コイルセグメント２０の端部（例えば、各先端部２２ｓ，２２ｔ）と、ステータコア１１の端面（例えば、第１の端部１１ｅの端面１１Ｅ）との間の距離を所定距離Ｌに規定しながら、スロット１２にコイルセグメント２０を挿入する。
続いて、制御部６３は、保持部６１を径方向アクチュエータ６２ａで挿入位置に戻した後に、アーム部６２を作動させ、保持部６１をステータコア１１の内側の挿入位置から軸方向Ｄｃの第２方向側の外部の待機位置に移動させる。
【００４５】
そして、制御部６３は、コイルセグメント２０を保持する保持部６１とステータコア１１とを周方向Ｄｒに相対回転させながら、上記したようなステップＳ０１及びステップＳ０２の処理を順次繰り返すことで、ステータコア１１の全てのスロット１２に、所定数のコイルセグメント２０を組み付けていく。
なお、各コイルセグメント２０は、スロット１２に挿入部２１が挿入された後に、他のコイルセグメント２０と、第１延出部２２の先端部２２ｓ，２２ｔ同士、及び、第２延出部２３の先端部２３ｓ、２３ｔ同士が、レーザー溶接等によって接合される。
これにより、回転電機用ステータ１０の組立が完了する。
【００４６】
上述したように、本実施形態の回転電機用ステータ１０によれば、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第１方向側におけるコイルセグメント２０の軸方向位置が規定されるように、コイルセグメント２０がスロット１２に挿入される。これにより、軸方向Ｄｃの第１方向側における複数のコイルセグメント２０の各端部（例えば、各先端部２２ｓ，２２ｔ）とステータコア１１の端面（例えば、第１の端部１１ｅの端面１１Ｅ）との間の距離は同一に規定されている。したがって、複数のコイルセグメント２０をステータコア１１に対して軸方向Ｄｃで高精度に配置することができる。これにより、コイルセグメント２０の挿入部２１と第１延出部２２及び第２延出部２３との間の屈曲部２４，２５が、ステータコア１１に干渉して損傷することを防ぐことができる。
【００４７】
その結果、各コイルセグメント２０の挿入時の位置誤差及び位置のばらつきに対応して予め設けられるコイルセグメント２０の余長の増大を抑制することができる。そして、コイルセグメント２０の挿入部２１のスロット１２に対する余長を小さく抑えても、絶縁被覆の損傷を防止しつつコイルセグメント２０のスロット１２への挿入を適正に行うことが可能となる。したがって、コイルセグメント２０を形成する線材２０ｗの長さを短くし、コイル１５の重量の低減、材料コストの低減、及びコイル１５の抵抗値低減を図ることが可能となる。
【００４８】
また、各コイルセグメント２０は、軸方向Ｄｃの第１方向側においてステータコア１１に配置されるガイド部材４０によって案内されながらスロット１２に挿入される。これにより、複数のコイルセグメント２０のステータコア１１に対する軸方向Ｄｃの位置合わせを容易に精度良く行うことが可能となる。
また、ガイド部材４０は、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第１方向側における端面（例えば、第１の端部１１ｅの端面１１Ｅ）に設けられる締結部材装着用の座面１１Ａに突き当てられて位置決めされる。これにより、ガイド部材４０がステータコア１１のスロット１２に挿入されるコイルセグメント２０又はコイル組付装置４１と意図せずに干渉してしまうことを抑制することができる。したがって、コイルセグメント２０をスロット１２に挿入する作業を適正に行うことができ、作業性の低下を抑制することが可能となる。
【００４９】
また、ガイド部材４０は、ガイド面５１Ａを有する板状部５１と、ステータコア１１の座面１１Ａに接触することによって、軸方向Ｄｃの第１方向側に所定距離Ｌを置いてガイド面５１Ａをステータコア１１の端面（例えば、第１の端部１１ｅの端面１１Ｅ）と平行にして、板状部５１を支持する支持部５２と、を備える。これにより、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第１方向側におけるステータコア１１の端面とガイド部材４０のガイド面５１Ａとの平行度及び距離を容易に高精度に設定することが可能となる。
【００５０】
また、上述の回転電機用ステータ１０の製造方法は、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第１方向側における複数のコイルセグメント２０の各端部（例えば、各先端部２２ｓ，２２ｔ）とステータコア１１の端面（例えば、端面１１Ｅ）との間の距離を所定距離Ｌに規定しながら、複数のスロット１２に複数のコイルセグメント２０を挿入する。
このような方法によれば、コイルセグメント２０を、ステータコア１１に対して軸方向Ｄｃで高精度に配置することができる。したがって、コイルセグメント２０を形成する線材２０ｗの絶縁被覆がステータコア１１に干渉して損傷するのを抑えることができる。その結果、コイル１５重量の低減、材料コストの低減、及びコイル１５の抵抗値低減を図ることができる回転電機用ステータ１０を提供することが可能となる。
【００５１】
また、各コイルセグメント２０は、ステータコア１１の軸方向Ｄｃの第１方向側における端部（例えば、各先端部２２ｓ，２２ｔ）を、ガイド部材４０のガイド面５１Ａに接触させながら、スロット１２に挿入される。
このような方法によれば、ガイド部材４０によってコイルセグメント２０の軸方向位置を容易に規定することができる。したがって、複数のコイルセグメント２０をステータコア１１に対して軸方向Ｄｃで高精度に配置することが可能となる。
【００５２】
以下、実施形態の変形例について説明する。
上述した実施形態において、コイル組付装置４１の保持部６１は、コイルセグメント２０を把持固定する把持機構６４を備えるとしたが、これに限定されない。
コイル組付装置４１の保持部６１は、把持機構６４の代わりに、例えば、コイルセグメント２０を負圧により吸着固定する吸着ホルダなどを備えてもよい。
【００５３】
本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５４】
１０…回転電機用ステータ、１１…ステータコア、１１Ａ…座面、１１Ｅ…端面、１２…スロット、１５…コイル（コイル群）、２０…コイルセグメント（導体セグメント）、２２ｓ，２２ｔ…先端部（端部）、４０…ガイド部材、４１…コイル組付装置、５１…板状部、５１Ａ…ガイド面、５２…支持部、Ｄｃ…軸方向、Ｄｒ…周方向、Ｓ０２…ステップ（挿入工程）
【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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