(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸線に対して傾斜した押圧面を一端に有する一対の直線部と前記一対の直線部の他端同士を連結した架橋部とを有し平角導体で形成された複数のコイルセグメントを用意し、
前記複数のコイルセグメントの前記直線部を、固定子鉄心の一端面側から複数のスロットに挿通し、前記固定子鉄心の他端面側から所定長さ軸方向に突出した複数の延出端部を構成し、各スロットに複数の前記直線部を径方向に並べて配置することにより、前記複数の延出端部を前記固定子鉄心と同軸の４層以上の複数層の円筒状に配列し、
第１押圧治具の押圧部により前記押圧面を前記固定子鉄心の軸方向に前記他端面に向かって押圧しながら、前記固定子鉄心および前記第１押圧治具の少なくともいずれかを周方向に回動させて、前記押圧面が前記他端面に沿うように前記延出端部を前記固定子鉄心の周方向に折曲げ、
前記折曲げられた前記複数の延出端部の押圧面に重ねて第２押圧治具を配置し、前記第２押圧治具により前記延出端部を前記固定子鉄心の軸方向に前記他端面に向かって押圧し、
前記第２押圧治具による押圧とともに、前記円筒状に配列された最外層の複数の延出端部の外周面に当接する環状の外壁治具と前記円筒状に配列された最内層の複数の延出端部の内周面に当接する環状の内壁治具とにより、前記複数層の延出端部を前記固定子鉄心の径方向外側および径方向内側から押圧する固定子の製造方法。
【請求項２】
前記第２押圧治具は、それぞれ前記押圧面に対向する複数の開口部を有し、
接合は、前記第２押圧治具、前記外壁治具、および前記内壁治具により前記複数の延出端部を押圧した状態で、前記開口部を通してレーザー光を前記押圧面に照射し、前記固定子鉄心の径方向に隣合う前記押圧面を互いに溶接して接合する請求項１に記載の固定子の製造方法。
【請求項３】
前記接合は、前記第２押圧治具を常温よりも高い温度に温めた後、前記レーザー光を前記押圧面に照射して行う請求項２に固定子の製造方法。
【請求項４】
前記第２押圧治具は、前記開口部が前記径方向に隣合う前記押圧面の間の境界部と対向する位置に配置され、前記接合は、前記開口部を通して前記境界部にレーザー光を照射して行う請求項２に記載の固定子の製造方法。
【請求項５】
中心軸線に対して傾斜した押圧面を一端に有する一対の直線部と前記一対の直線部の他端同士を連結した架橋部とを有する平角導体で形成された複数のコイルセグメントの前記直線部が、固定子鉄心の一端面側から前記固定子鉄心に設けられた複数のスロットに挿通されるとともに前記固定子鉄心の他端面側から所定長さ軸方向に延出端部として突出し、各スロットに複数の前記直線部が径方向に並べて配置されることにより、前記複数の延出端部が前記固定子鉄心と同軸の４層以上の複数層の円筒状に配列された固定子組立体の前記押圧面のそれぞれを、前記固定子鉄心の軸方向に前記他端面に向かって押圧する押圧部を備えるとともに、前記固定子鉄心の中心軸に対する周方向の相対位置が可変に構成された第１押圧治具と、
前記固定子鉄心の前記他端面に沿うように折り曲げられた前記複数の延出端部の前記押圧面に重ねて前記延出端部を前記固定子鉄心の軸方向に前記他端面に向かって押圧する第２押圧治具と、
前記延出端部を径方向の両側から押圧する、前記円筒状に配列された最外層の複数の延出端部の外周面に当接する環状の外壁治具および前記円筒状に配列された最内層の複数の延出端部の内周面に当接する環状の内壁治具と、を備える固定子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、固定子の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機は、筒状の固定子と、固定子に対して回転自在に設けられた回転子とを有している。固定子は、円環状の電磁鋼板を多数枚積層して構成された固定子鉄心と、固定子鉄心に取付けられたコイルと、を有している。複数のコイルセグメントを接合して構成されるコイルは、固定子鉄心の両端面から軸方向に突出するコイルエンドを有している。近年、回転電機の固定子は、一層の小型化が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３０４５０７号公報
【特許文献２】特開２０１７−８５８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態の課題は、小型化を図りつつ複数のコイルセグメントを良好に接合することのできる固定子の製造方法および製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の固定子の製造方法は、中心軸線に対して傾斜した押圧面を一端に有する一対の直線部と前記一対の直線部の他端同士を連結した架橋部とを有し平角導体で形成された複数のコイルセグメントを用意する。前記複数のコイルセグメントの前記直線部を、固定子鉄心の一端面側から複数のスロットに挿通し、前記固定子鉄心の他端面側から所定長さ軸方向に突出した複数の延出端部を構成し、各スロットに複数の前記直線部を径方向に並べて配置することにより、前記複数の延出端部を前記固定子鉄心と同軸の４層以上の複数層の円筒状に配列する。第１押圧治具の押圧部により前記押圧面を前記固定子鉄心の軸方向に前記他端面に向かって押圧しながら、前記固定子鉄心および前記第１押圧治具の少なくともいずれかを周方向に回動させて、前記押圧面が前記他端面に沿うように前記延出端部を前記固定子鉄心の周方向に折曲げる。前記折曲げられた前記複数の延出端部の押圧面に重ねて第２押圧治具を配置し、前記第２押圧治具により前記延出端部を前記固定子鉄心の軸方向に前記他端面に向かって押圧する。前記第２押圧治具による押圧とともに、前記円筒状に配列された最外層の複数の延出端部の外周面に当接する環状の外壁治具と前記円筒状に配列された最内層の複数の延出端部の内周面に当接する環状の内壁治具とにより、前記複数の延出端部を前記固定子鉄心の径方向外側および径方向内側から押圧する。
実施形態の固定子の製造装置は、中心軸線に対して傾斜した押圧面を一端に有する一対の直線部と前記一対の直線部の他端同士を連結した架橋部とを有する平角導体で形成された複数のコイルセグメントの前記直線部が、固定子鉄心の一端面側から前記固定子鉄心に設けられた複数のスロットに挿通されるとともに前記固定子鉄心の他端面側から所定長さ軸方向に延出端部として突出し、各スロットに複数の前記直線部が径方向に並べて配置されることにより、前記複数の延出端部が前記固定子鉄心と同軸の４層以上の複数層の円筒状に配列された固定子組立体の前記押圧面のそれぞれを、前記固定子鉄心の軸方向に前記他端面に向かって押圧する押圧部を備えるとともに、前記固定子鉄心の中心軸に対する周方向の相対位置が可変に構成された第１押圧治具と、前記固定子鉄心の前記他端面に沿うように折り曲げられた前記複数の延出端部の前記押圧面に重ねて前記延出端部を前記固定子鉄心の軸方向に前記他端面に向かって押圧する第２押圧治具と、前記延出端部を径方向の両側から押圧する、前記円筒状に配列された最外層の複数の延出端部の外周面に当接する環状の外壁治具および前記円筒状に配列された最内層の複数の延出端部の内周面に当接する環状の内壁治具と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、実施形態に係る回転電機を示す縦断面図。
【図２】図２は、前記回転電機を示す横断面図。
【図３】図３は、前記回転電機の固定子の他端面側を示す斜視図。
【図４】図４は、図３の領域Ａであって前記固定子のコイルセグメントのコイルエンド部分を拡大して示す斜視図。
【図５】図５は、前記コイルセグメントを示す斜視図。
【図６】図６は、固定子鉄心および円筒状に配列されたコイルセグメントを示す斜視図。
【図７】図７は、前記固定子鉄心に前記コイルセグメントを装着した状態である固定子組立体を示す斜視図。
【図８】図８は、前記固定子鉄心の他端面側およびコイルセグメントの延出端部を示す斜視図。
【図９】図９は、図８の領域Ｂを拡大して示す斜視図。
【図１０】図１０は、前記固定子鉄心の内部に内壁治具を取り付けた状態を示す斜視図。
【図１１】図１１は、前記コイルセグメントを折曲げ成形する成形治具を示す斜視図。
【図１２】図１２は、前記固定子鉄心に装着された前記コイルセグメントのうち６層目（最外層）に位置する４８個のコイルセグメントを、４８本の前記成形治具によって最初（１回目）に折曲げ成形する状態を示す斜視図。
【図１３】図１３は、図１２の領域Ｄにおける１本のコイルセグメントの折曲げ成形前の状態を示す斜視図。
【図１４】図１４は、図１２の領域Ｄにおける１本のコイルセグメントの折曲げ成形後の状態を示す斜視図。
【図１５】図１５は、コイルセグメントの折曲げ成形の過程を模式的に示す側面図。
【図１６】図１６は、前記固定子鉄心に装着された前記コイルセグメントのうち１層目（最内層）に位置する４８個の前記コイルセグメントを、４８本の前記成形治具によって最後（６回目）に折曲げ成形する状態を示す斜視図。
【図１７】図１７は、図１６の領域Ｅにおける１本のコイルセグメントの折曲げ成形前の状態を示す斜視図。
【図１８】図１８は、図１６の領域Ｅにおける１本のコイルセグメントの折曲げ成形後の状態を示す斜視図。
【図１９】図１９は、折曲げ成形されたコイルセグメントの押圧面を拡大して示す斜視図。
【図２０】図２０は、図１９のコイルセグメントの押圧面を拡大して示す斜視図。
【図２１】図２１は、図２０の押圧面が固定子鉄心の他端面に対して傾斜している状態を模式的に示す側面図。
【図２２】図２２は、コイルセグメントの押圧面を押圧する矯正治具を示す斜視図。
【図２３】図２３は、矯正治具によるコイルセグメントの矯正成形を示す斜視図。
【図２４】図２４は、矯正成形された前記コイルセグメントの押圧面を拡大して示す斜視図。
【図２５】図２５は、図２４のコイルセグメントの押圧面を拡大して示す斜視図。
【図２６】図２６は、図２５の押圧面が固定子鉄心の他端面に対して傾斜していない状態を模式的に示す側面図。
【図２７】図２７は、内壁治具および外壁治具によるコイルセグメントの湾曲成形を示す斜視図。
【図２８】図２８は、湾曲加工によるコイルセグメントの延出端部の一部を拡大して示す斜視図。
【図２９】図２９は、図２８の領域Ｍにおいて、矯正治具の開口部と溶接ポイントとの関係を模式的に示す斜視図。
【図３０】図３０は、湾曲成形された前記コイルセグメントの押圧面を拡大して示す斜視図。
【図３１】図３１は、コイルセグメントの溶接工程を示す斜視図。
【図３２】図３２は、溶接された前記コイルセグメントの押圧面を拡大して示す斜視図。
【図３３】図３３は、変形例の矯正治具を示す斜視図。
【図３４】図３４は、矯正治具の第１開口部、第２開口部および第３開口部と溶接ポイントとの関係を模式的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【０００８】
（実施形態）
初めに、実施形態に係る固定子が適用される回転電機の一例について説明する。
図１は、実施形態に係る回転電機の縦断面図であり、中心軸線Ｃ１を中心として片側の半分だけを示している。図２は、回転電機の横断面図である。
【０００９】
図１に示すように、回転電機１０は、例えば、永久磁石型の回転電機として構成されている。回転電機１０は、環状あるいは円筒状の固定子１２と、固定子１２の内側に中心軸線Ｃ１の回りで回転自在に、かつ固定子１２と同軸的に支持された回転子１４と、これら固定子１２および回転子１４を支持するケーシング３０と、を備えている。
以下の説明では、中心軸線Ｃ１の延在方向を軸方向、中心軸線Ｃ１回りに回転する方向を周方向、軸方向および周方向に直交する方向を径方向と称する。
【００１０】
図１および図２に示すように、固定子１２は、円筒状の固定子鉄心１６と固定子鉄心１６に巻き付けられた回転子巻線（コイル）１８とを備えている。固定子鉄心１６は、磁性材、例えば、ケイ素鋼などの円環状の電磁鋼板１７を多数枚、同芯状に積層して構成されている。多数枚の電磁鋼板１７は、固定子鉄心１６の外周面の複数個所を溶接することにより、互いに積層状態に連結されている。固定子鉄心１６は、軸方向一端に位置する一端面１６ａ、および軸方向他端に位置する他端面１６ｂを有している。一端面１６ａおよび他端面１６ｂは、中心軸線Ｃ１と直交して延在している。
【００１１】
固定子鉄心１６の内周部には、複数のスロット２０が形成されている。複数のスロット２０は、円周方向に等間隔を置いて並んでいる。各スロット２０は、固定子鉄心１６の内周面に開口し、この内周面から放射方向に延出している。各スロット２０は、固定子鉄心１６の軸方向の全長に亘って延在している。各スロット２０の一端は一端面１６ａに開口し、他端は他端面１６ｂに開口している。
複数のスロット２０を形成することにより、固定子鉄心１６の内周部は、中心軸線Ｃ１に向かって突出する複数（例えば、本実施形態では４８個）のティース２１を構成している。ティース２１は、周方向に沿って等間隔を置いて配置されている。このように、固定子鉄心１６は、円環状のヨーク部と、ヨーク部の内周面から中心軸線Ｃ１に向かって径方向に突出した複数のティース２１とを一体に有している。
【００１２】
複数のスロット２０にコイル１８が埋め込まれ、各ティース２１に巻き付けられている。コイル１８は、固定子鉄心１６の一端面１６ａおよび他端面１６ｂから軸方向外側に向かって延出するコイルエンド１８ａ、１８ｂを有している。コイル１８に交流電流を流すことにより、固定子１２（ティース２１）に所定の鎖交磁束が形成される。
【００１３】
図１に示すように、固定子鉄心１６の軸方向両端には、固定子鉄心１６と略同一断面形状を有する鉄心端板２４がそれぞれ設けられている。更に、これら鉄心端板２４の上に鉄心押え２６が設けられている。
ケーシング３０は、ほぼ円筒状の第１ブラケット３２ａと、お椀形状の第２ブラケット３２ｂと、を有している。第１ブラケット３２ａは、固定子鉄心１６の駆動端側に位置する鉄心押え２６に連結されている。第２ブラケット３２ｂは、反駆動端側に位置する鉄心押え２６に連結されている。第１および第２ブラケット３２ａ、３２ｂは、例えば、アルミニウム合金等で形成されている。第１ブラケット３２ａの先端側に、環状のベアリングブラケット３４がボルトにて同軸的に締結されている。ベアリングブラケット３４の中央部に、例えば、ころ軸受３５を内蔵した第１軸受部３６が締結されている。第２ブラケット３２ｂの中央部に、例えば玉軸受３７を内蔵した第２軸受部３８が締結されている。
【００１４】
一方、回転子１４は、第１および第２軸受部３６、３８により、中心軸線Ｃ１を中心に回転自在に支持された円柱形状のシャフト（回転軸）４２と、シャフト４２の軸方向ほぼ中央部に固定された円筒形状の回転子鉄心４４と、回転子鉄心４４内に埋め込まれた複数の永久磁石４６と、を有している。回転子鉄心４４は、磁性材、例えば、ケイ素鋼などの円環状の電磁鋼板４７を多数枚、同芯状に積層した積層体として構成されている。回転子鉄心４４は中心軸線Ｃ１と同軸的に形成された内孔４８を有している。シャフト４２は内孔４８に挿通および嵌合され、回転子鉄心４４と同軸的に延在している。回転子鉄心４４の軸方向両端に、略円板状の磁気遮蔽板５４、回転子鉄心押え５６が設けられている。
【００１５】
図１および図２に示すように、回転子鉄心４４は、固定子鉄心１６の内側に僅かな隙間（エアギャップ）を置いて同軸的に配置されている。すなわち、回転子鉄心４４の外周面は、僅かな隙間をおいて、固定子鉄心１６の内周面（ティース２１の先端面）に対向している。
【００１６】
回転子鉄心４４には、軸方向に貫通する複数の磁石埋め込み孔が形成されている。各磁石埋め込み孔内に永久磁石４６が装填および配置され、例えば、接着剤等により回転子鉄心４４に固定されている。各永久磁石４６は、回転子鉄心４４の全長に亘って延在している。また、複数の永久磁石４６は、回転子鉄心４４の周方向に所定の間隔を置いて配列されている。
【００１７】
図２に示すように、回転子鉄心４４は、それぞれ回転子鉄心４４の半径方向あるいは放射方向に延びるｄ軸、およびｄ軸に対して電気的に９０°離間したｑ軸を有している。ここでは、隣合う磁極間の境界および中心軸線Ｃ１を通って放射方向に延びる軸をｑ軸とし、ｑ軸に対して電気的に直角な方向をｄ軸としている。ｄ軸およびｑ軸は、回転子鉄心４４の円周方向に交互に、かつ、所定の位相で設けられている。
【００１８】
回転子鉄心４４の円周方向において、各ｄ軸の両側に２つの永久磁石４６が配置されている。各永久磁石４６は、断面が矩形状の細長い平板状に形成され、回転子鉄心４４の軸方向長さとほぼ等しい長さを有している。回転子鉄心４４の中心軸線Ｃ１と直交する断面でみた場合、永久磁石４６は、それぞれｄ軸に対して傾斜している。２つの永久磁石４６は、例えば、ほぼＶ字状に並んで配置されている。ここでは、永久磁石４６の内周側の端はそれぞれｄ軸に隣接し、僅かな隙間をおいて互いに対向している。永久磁石４６の外周側の端は、回転子鉄心４４の円周方向に沿ってｄ軸から離間し、回転子鉄心４４の外周面の近傍およびｑ軸の近傍に位置している。これにより、永久磁石４６の外周側の端は、隣合う磁極の永久磁石４６の外周側端と、ｑ軸を挟んで隣接対向している。
【００１９】
図３は、固定子の他端面側を示す斜視図、図４は、図３の領域Ａであって固定子の第２コイルエンド部分を拡大して示す斜視図、図５は、コイルセグメントを示す斜視図である。図３および図４に示すように、コイル１８は、平角導体として断面形状が矩形の銅の平角線からなる複数のコイルセグメント１９を用いて構成され、固定子鉄心１６に組みつけられている。
平角導体は、長手方向に垂直な断面（横断面）が略矩形の形状をしているか、少なくとも、長手方向に垂直な断面の形状が対向する２長辺を有する。平角導体の長手方向に垂直な断面（横断面）が矩形である場合、四隅は直角である必要はなく、面取りやＲ加工がされていてもよい。また、長手方向に垂直な断面（横断面）が対向する２長辺を有する場合、例えば長円状など、断面においてこれらの対向する２長辺の端部を結ぶ部分は曲線であってもよい。
【００２０】
図５に示すように、コイルセグメント１９は、平角線を切断および折曲げることにより、ほぼＵ字形状に形成されている。すなわち、コイルセグメント１９は、互いに間隔を置いて対向する一対の直線部１９ａと、直線部１９ａの一端部同士を連結した架橋部１９ｄと、を一体に有している。コイルセグメント１９は、矩形の断面形状を有し、すなわち、断面は、互いに対向する一対の長辺および互いに対向する一対の短辺を有している。コイルセグメント１９の外面は、エナメル等の絶縁被膜１９ｆ（ドットで図示）で覆われている。各直線部１９ａの延出端は、絶縁被膜１９ｆが除去され、導通可能な状態となっている。延出端部１９ｂは、その先端部分に、直線部１９ａの中心軸線Ｃ２に対して角度θ１（９０°未満）傾斜した押圧面１９ｃを有している。押圧面１９ｃは、矩形状に形成され、一対の長辺が中心軸線Ｃ２に対し所定角度傾斜し、一対の短辺が中心軸線Ｃ２と直交する方向に延在している。図５においてドットで図示している絶縁被膜１９ｆは、図５以外の図面において図示を省略している。
【００２１】
図３に示すように、複数のコイルセグメント１９は、複数の円筒状、ここでは、６層の円筒状に配列され、各コイルセグメントの一対の直線部１９ａが、例えば、固定子鉄心１６の一端面１６ａ側からそれぞれ対応する異なるスロット２０に差し込まれ、固定子鉄心１６の他端面１６ｂから所定長さだけ突出している。図２に示すように、１スロット２０に例えば、６つの直線部１９ａが挿通される。スロット２０において、６つの直線部１９ａは、固定子鉄心１６の半径方向に並んで配置されている。６つの直線部１９ａは、長辺同士が平行に向かい合った状態で、スロット２０内に配置されている。
【００２２】
コイルセグメント１９の架橋部１９ｄは、固定子鉄心１６の一端面１６ａに僅かに隙間を置いて対向している。架橋部１９ｄは、固定子鉄心１６のほぼ円周方向に沿って延在し、幾つかの架橋部１９ｄは、他の架橋部１９ｄと交差して延在している。これらの架橋部１９ｄは、一端面１６ａから突出するコイルエンド１８ａを構成している。
【００２３】
図３および図４に示すように、他端面１６ｂから所定長さ軸方向に延出している直線部１９ａは、固定子鉄心１６の周方向に沿って折曲げられ、軸方向に対して傾斜して延在している。詳細には、各直線部１９ａの延出端部１９ｂは、固定子鉄心１６の軸方向から周方向に所定角度折れ曲がる第１曲げ部１９Ｍと、第１曲げ部１９Ｍから軸方向に対して傾斜して直線的に延在する傾斜部１９Ｎとを有している。延出端部１９ｂの先端に位置する押圧面１９ｃは、固定子鉄心１６の他端面１６ｂとほぼ平行に位置している。
【００２４】
各スロット２０に挿通された６本の直線部１９ａの延出端部１９ｂは、交互に一方向および逆方向に折曲げられている。すなわち、最内周に位置する延出端部１９ｂは、固定子鉄心１６の周方向の一方向に折曲げられ、１つ外側の延出端部１９ｂは、周方向の他方向（逆方向）に折曲げられている。更に１つ外側の延出端部１９ｂは、一方向に折曲げられている。異なる複数のスロット２０から延出している６本の延出端部１９ｂは、押圧面１９ｃが、固定子鉄心１６の径方向にほぼ一列に並んで位置するように折曲げられている。これら６つの押圧面１９ｃは、ほぼ同一平面に延在している。
【００２５】
径方向に並んだ各列の６つの直線部１９ａの先端面あるいは押圧面１９ｃは、２つずつ（２本ずつ）互いに機械的かつ電気的に接合されている。接合には、例えば、レーザー溶接を用いることができる。２つの押圧面１９ｃにレーザー光を照射し導体を部分的に溶融することにより、溶接ビード１９ｇを形成する。径方向に隣合う２つの先端部を接合することにより、複数のコイルセグメント全体で３相のコイル１８を構成している。また、固定子鉄心１６の延出端部１９ｂは、他端面１６ｂから突出するコイルエンド１８ｂを構成している。直線部１９ａの押圧面（溶接面）を含む先端部（導電部）は、粉体塗装、ワニス等の図示しない絶縁材料で覆われる。
図３に示すように、コイル１８の内、３本のコイルに、それぞれＵ相接続端子ＴＵ、Ｖ相接続端子ＴＶ、Ｗ相接続端子ＴＷが接続されている。
【００２６】
次に、実施形態に係る回転電機の固定子の製造方法の一例について説明する。
図６は、固定子鉄心１６および円筒状に配列されたコイルセグメント１９を示す斜視図である。
図６に示すように、まず、多数本のコイルセグメント１９を用意し、これらを円筒状に配列する。図示していないが、それぞれ円筒状に配列された３組のコイルセグメント１９を用意する。１組（４８本）のコイルセグメント１９は、固定子鉄心１６の複数のスロット２０に沿って円筒形状に配列されている。１組のコイルセグメント１９は、Ｕ相用の２本のコイルセグメント１９Ｕ１と１９Ｕ２、Ｖ相用の２本のコイルセグメント１９Ｖ１と１９Ｖ２、およびＷ相用の２本のコイルセグメント１９Ｗ１と１９Ｗ２の合計６本を最小ユニットとして、８ユニットから構成されている。円筒状に配列された１組において、コイルセグメント１９の直線部１９ａは、径方向に２列に並んでいる。すなわち、多数（４８本×２）の直線部１９ａは、径の異なる２層の円筒状に配列されている。
【００２７】
図７は、固定子鉄心１６にコイルセグメント１９を装着した状態である固定子鉄心組立体を示す斜視図である。
図７に示すように、各組のコイルセグメント１９は、固定子鉄心１６の一端面１６ａ側からスロット２０に挿入される。コイルセグメント１９の直線部１９ａは、スロット２０に差し込まれ、固定子鉄心１６の他端面１６ｂから所定長さだけ突出し、延出端部１９ｂを構成する。円筒状に配列された１組（４８本）のコイルセグメント１９の両端に位置する９６個（４８×２）の直線部１９ａは、対応する４８個のスロット２０において、２層分の円筒に相当し、例えば６層目（最外層）と５層目の位置に差し込まれる。円筒状に配列された３組（１４４本、４８本×３）のコイルセグメント１９が、固定子鉄心１６の一端面１６ａ側から対応する４８個のスロット２０に挿入される。３組のコイルセグメント１９の直線部１９ａおよび延出端部１９ｂは、同芯で径の異なる６層の円筒状に配列される。各スロット２０において、直線部１９ａは、６層目（最外層）から１層目（最内層）まで径方向に並んで配置される。
【００２８】
図８は、固定子鉄心１６に全てのコイルセグメント１９を装着し、かつ、上下向きを変えて示す斜視図、図９は、図８の領域Ｂを拡大して示す斜視図である。
図８および図９に示すように、コイルセグメント１９が装着された固定子鉄心１６（固定子鉄心組立体）は、後述するコイルセグメント１９の延出端部１９ｂの成形のために、上下の向きが反転される。各スロット２０に挿通された６本の直線部１９ａは、固定子鉄心１６の径方向に並んで位置している。以下、径方向において、最外層（６層目）に位置するコイルセグメント、直線部、延出端部、押圧面を１９Ｐ、１９Ｐａ、１９Ｐｂ、１９Ｐｃとし、５層目に位置するコイルセグメント、直線部、延出端部、押圧面を１９Ｑ、１９Ｑａ、１９Ｑｂ、１９Ｑｃとし、４層目に位置するコイルセグメント、直線部、延出端部、押圧面を１９Ｒ、１９Ｒａ、１９Ｒｂ、１９Ｒｃとし、３層目に位置するコイルセグメント、直線部、延出端部、押圧面を１９Ｓ、１９Ｓａ、１９Ｓｂ、１９Ｓｃとし、２層目に位置する直線部、延出端部、押圧面を１９Ｔ、１９Ｔａ、１９Ｔｂ、１９Ｔｃとし、最内層（１層目）に位置するコイルセグメント、直線部、延出端部、押圧面を１９Ｕａ、１９Ｕｂ、１９Ｕｃと称する。
径方向に並んだ押圧面１９Ｐｃ、１９Ｑｃ、１９Ｒｃ、１９Ｓｃ、１９Ｔｃ、１９Ｕｃの傾斜方向は、交互に逆向きにしている。すなわち、６層目、４層目、２層目の押圧面１９Ｐｃ、１９Ｒｃ、１９Ｔｃは同一方向に傾斜し、５層目、３層目、１層目の押圧面１９Ｑｃ、１９Ｓｃ、１９Ｕｃは、逆方向に傾斜している。
【００２９】
図１０は、固定子鉄心１６の内部に内壁治具１０１を取り付けた状態を示す斜視図である。
図１０に示すように、円筒状に配列された最内層の延出端部１９Ｕｂの内側に内壁治具１０１が配置される。内壁治具１０１は、円筒形状に形成され、支持面と機能する外周面１０１ａを有している。内壁治具１０１は、十分な剛性を備えた金属から形成されている。内壁治具１０１の直径は、最内層の延出端部１９Ｕｂによって構成される円筒の内径とほぼ等しく形成されている。なお、内壁治具１０１は、円筒形状に限らず、中実の円柱形状に形成されていてもよい。
内壁治具１０１は、固定子鉄心１６と同軸的に配置され、最内層の延出端部１９Ｕｂの内側に挿通される。これにより、内壁治具１０１の外周面１０１ａは、延出端部１９Ｕｂの内周側の側面に隣接対向している。最内層の延出端部１９Ｕｂを固定子鉄心１６の周方向に折曲げ成形する際、内壁治具１０１は、延出端部１９Ｕｂが固定子鉄心１６の径方向内側に向かって傾斜しないように、延出端部１９Ｕｂを内周側から支持する。ここで、１層目（最内層）に位置する延出端部１９Ｕｂは、固定子鉄心１６の径方向内側に隣接する他の延出端部１９ｂが存在しない。そのため、１層目（最内層）に位置する延出端部１９Ｕｂを内壁治具１０１によって径方向内側から支持することにより、径方向内側に向かって倒れることを防止する。
【００３０】
図１１は、コイルセグメント１９を折曲げ成形する成形治具１０２を示す斜視図である。
図１１では、一例として８個の成形治具１０２を図示している。成形治具１０２は、後述する図１２等に示すように、４８個を１組として構成し、ほぼ均等な間隔で円筒状に配置されている。１組の成形治具１０２は、固定子鉄心１６に装着されているコイルセグメント１９のうち、各１層の４８本の延出端部１９ｂを同時に押圧して折曲げ成形する。
【００３１】
成形治具１０２（第１押圧治具）は、固定子鉄心１６の中心軸線Ｃ１と平行に延びる、すなわち、鉛直方向に延びる角柱形状の本体部１０２ａと、本体部１０２ａから下方に延出し下端が円弧状に湾曲した押圧部１０２ｂと、押圧部１０２ｂよりも固定子鉄心１６の径方向外側に位置するフランジ部１０２ｃと、を有し、金属等により一体に形成されている。フランジ部１０２ｃは、押圧部１０２ｂよりも幅および長さが大きく形成され、押圧部１０２ｂの両側縁および下端縁から外方に突出している。すなわち、フランジ部１０２ｃは、押圧部１０２ｂを、固定子鉄心１６の径方向外側から内側に向かって覆うように形成されている。具体的には、成形治具１０２は、本体部１０２ａの下端部の両側縁部および下端縁部を部分的に切削することにより、固定子鉄心１６の径方向内側に位置する部分を押圧部１０２ｂとして、固定子鉄心１６の径方向外側に位置する部分をフランジ部１０２ｃとしている。本体部１０２ａは、図示しない、昇降自在な支持体に支持されている。
【００３２】
上述した１組の成形治具１０２を用いて、コイルセグメント１９の延出端部１９ｂを１層毎に折曲げ成形する。一例では、成形治具１０２により、最外層（６層目）から最内層（１層目）に向かって、１層ごとに、延出端部１９ｂを押し曲げる。
【００３３】
図１２は、６層目（最外層）に位置する４８個の延出端部１９Ｐｂを成形治具１０２によって折曲げ成形する工程を示す斜視図である。
図１２に示すように、１組の成形治具１０２の間隔を調整し、最外層の延出端部１９Ｐｂからなる円筒の径とほぼ一致する径に配列する。４８個の成形治具１０２が４８本の延出端部１９Ｐｂと整列する位置に成形治具１０２を配置し、押圧部１０２ｂを延出端部１９Ｐｂの先端面（押圧面）１９Ｐｃに当接させ、フランジ部１０２ｃを延出端部１９Ｐｂの外周側の側面に当接させる。この状態で、成形治具１０２を軸方向に下降させ押圧面１９Ｐｃを介して延出端部１９Ｐｂを押圧するとともに、固定子鉄心１６を中心軸線の回りで押圧面１９Ｐｃの傾斜方向、ここでは、反時計方向ＣＣＷに回動する。これにより、最外層の４８本の延出端部１９Ｐｂが折曲げられ、押圧面１９Ｐｃは、固定子鉄心１６の他端面１６ｂに沿った状態になる。なお、本実施形態においては固定子鉄心１６を中心軸線の回りに回動させているが、成形治具１０２の固定子鉄心１６の中心軸線に対する周方向の相対位置が変わればよく、成形治具１０２を固定子鉄心１６の中心軸線の回りに回動させても、もしくは、固定子鉄心１６と成形治具１０２の両者をそれぞれ逆方向に固定子鉄心１６の中心軸線の回りに周方向に回動させても構わない。
【００３４】
図１３は、コイルセグメント１９Ｐの折曲げ成形前の状態を示す斜視図、図１４は、そのコイルセグメント１９Ｐの折曲げ成形後の状態を示す斜視図である。図１５は、折曲げ成形の工程を模式的に示す側面図である。
図１３および図１５（Ａ）に示すように、折曲げ成形する直前の状態において、延出端部１９Ｐｂは、固定子鉄心１６の軸方向に沿って、固定子鉄心１６の他端面１６ｂから上方に突出している。延出端部１９Ｐｂの押圧面１９Ｐｃは、中心軸線に対して傾斜している。成形治具１０２の押圧部１０２ｂは押圧面１９Ｐｃに当接し、フランジ部１０２ｃは延出端部１９Ｐｂの外側面を固定子鉄心１６の径方向内側に向かって支持している。
【００３５】
図１４、図１５（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、成形治具１０２が降下し、押圧部１０２ｂが押圧面１９Ｐｃを固定子鉄心１６の軸方向に沿って他端面１６ｂ側に押圧しつつ、固定子鉄心１６が反時計方向ＣＣＷに回動される。これにより、延出端部１９Ｐｂを押圧面１９Ｐｃの傾斜方向と反対の方向、かつ、固定子鉄心１６の周方向に押し倒し折曲げ成形する。この際、押圧面１９Ｐｃは、固定子鉄心１６の他端面１６ｂに向かって降下するが、固定子鉄心１６の周方向に移動しない。すなわち、折曲げ成形に伴って、延出端部１９Ｐｂの先端（押圧面１９Ｐｃ）は固定子鉄心１６の周方向に移動することなく、延出端部１９Ｐｂの基端部が固定子鉄心１６の周方向に折れ曲がる。これにより、延出端部１９Ｐｂは、基端側から先端側に対して時計方向ＣＷに傾斜するように折曲げ成形される。図１４および図１５（Ｄ）に示すように、押圧面１９Ｐｃが固定子鉄心１６の他端面１６ｂとほぼ平行となる位置まで延出端部１９Ｐｂを折曲げる。
【００３６】
折曲げ成形の間、成形治具１０２のフランジ部１０２ｃは、延出端部１９Ｐｂの外周側の側面に当接し、延出端部１９Ｐｂが固定子鉄心１６の径方向外側に倒れないように支持する。すなわち、６層目（最外層）の延出端部１９Ｐｂは、固定子鉄心１６の径方向外側において隣接する他の延出端部１９ｂが存在しないことから、成形治具１０２のフランジ部１０２ｃが存在しなければ、径方向外側に向かって傾斜し易い。一方、６層目（最外層）の延出端部１９ｂは、固定子鉄心１６の径方向内側において隣接する５層目の延出端部１９ｂにより、径方向内側に向かって傾斜することが抑制される。
【００３７】
１組の成形治具１０２は、折曲げ成形後、コイルセグメント１９から離間する位置まで上昇される。次いで、図示しない駆動機構により、成形治具１０２を一層分だけ径方向内側に移動させるとともに、成形治具１０２間の間隔を狭めるように調整し、成形治具１０２の配置径を５層目の延出端部１９Ｑｂの径に合わせる。この状態で、成形治具１０２を下降させ５層目に位置する４８個の延出端部１９Ｑｂの押圧面１９Ｑｃを同時に押圧するとともに、固定子鉄心１６を時計方向ＣＷに回動することにより、５層目の延出端部１９Ｑｂを固定子鉄心１６の周方向に沿って同時に折曲げる。
【００３８】
成形治具１０２は、延出端部１９ｂの折曲げ成形が終了する毎に、コイルセグメント１９の１層分に相当する距離だけ固定子鉄心１６の径方向内側に移動され、上述した折曲げ成形を繰り返し行う。成形治具１０２は、全ての層（最外層の６層目から最内層の１層目までの合計６層）における延出端部１９ｂの折曲げ成形が終了した後、固定子鉄心１６の径方向外側に移動されて、最外層に対応する位置まで戻る。
【００３９】
延出端部１９Ｐｂ、１９Ｑｂ、１９Ｒｂ、１９Ｓｂ、１９Ｔｂおよび１９Ｕｂは、固定子鉄心１６の周方向に沿って交互に逆方向に折曲げ成形される。すなわち、延出端部１９Ｐｂ（６層目）、１９Ｒｂ（４層目）および１９Ｔｂ（２層目）は、固定子鉄心１６の周方向に沿って、基端側から先端側に対して時計方向ＣＷに折曲げ成形される。また、延出端部１９Ｑｂ（５層目）、１９Ｓｂ（３層目）および１９Ｕｂ（１層目）は、固定子鉄心１６の周方向に沿って、基端側から先端側に対して反時計方向ＣＣＷに折曲げ成形される。折曲げ方向は、押圧面１９ｃの傾斜方向および固定子鉄心１６の回動方向を変えることにより、選択することができる。
【００４０】
なお、成形治具１０２の押圧部１０２ｂにより、例えば、５層目に位置する延出端部１９Ｕｂの押圧面１９ｃを押圧し折曲げ成形する際、成形治具１０２のフランジ部１０２ｃが折曲げ成形済みの６層目の延出端部１９Ｕｂに当接する場合がある。この場合、６層目の延出端部１９ｂは、フランジ部１０２ｃに押されて一旦弾性変形するが、成形治具１０２が離間した段階でスプリングバックにより元の折曲げ成形位置に戻る。
【００４１】
図１６、図１７、図１８、図１９は、最内層の延出端部を折曲げ成形する工程をそれぞれ示す斜視図である。
図１６に示すように、１組の成形治具１０２は、互いの間隔を最も狭めるように移動され、最内層の延出端部１９Ｕｂの径に一致する径に調整される。調整後、成形治具１０２は、固定子鉄心１６の中心軸線方向に下降し、最内層に位置する４８個の延出端部１９Ｕｂの押圧面Ｕｃを同時に押圧する。
【００４２】
図１７および図１８に示すように、成形治具１０２の押圧部１０２ｂは、延出端部１９Ｕｂの押圧面１９Ｕｃを下方に押圧する。同時に、固定子鉄心１６は、時計方向ＣＷに回動される。これにより、延出端部１９Ｕｂの基端部が、押圧面１９Ｕｃの傾斜方向と反対の方向、かつ、固定子鉄心１６の円周方向に折り曲げられる。延出端部１９Ｕｂは、押圧面１９Ｕｃが固定子鉄心１６の他端面１６ｂとほぼ平行となる位置まで折曲げられる。
折曲げ成形の間、成形治具１０２のフランジ部１０２ｃは、延出端部１９Ｕｂの外周側の側面を支持し、延出端部１９Ｕｂの径方向外側への移動、変形を防止する。更に、折曲げ成形の間、延出端部１９Ｕｂの内周側の側面を内壁治具１０１の外周面１０１ａで支持することにより、延出端部１９Ｕｂの径方向内方への移動、変形を防止している。すなわち、１層目（最内層）の延出端部１９Ｕｂは、固定子鉄心１６の径方向内側に隣接する他の延出端部１９ｂが存在していないため、押圧工程に伴って径方向内側に変形し易いが、内壁治具１０１の外周面１０１ａによって延出端部１９Ｕｂを押えることにより、延出端部１９Ｕｂの径方向内側への変形、倒れを防止することができる。
コイルセグメント１９の折曲げ成形後、１組の成形治具１０２は、内壁治具１０１の上方まで引き上げられ、コイルセグメント１９から離間する。
【００４３】
なお、成形治具１０２によって延出端部１９ｂを折曲げ成形する際に、延出端部１９ｂが固定子鉄心１６の径方向外側に倒れるか否かは、コイルセグメント１９の材質や折曲げ条件に依存する。そのため、延出端部１９ｂが固定子鉄心１６の径方向外側に倒れ難い条件の場合、また、延出端部１９ｂの倒れ具合が許容範囲内となる場合、フランジ部１０２ｃを省略した成形治具１０２を用いてもよい。
【００４４】
図１９は、折曲げ成形されたコイルセグメント１９の一部を拡大して示す斜視図、図２０は、図１９のコイルセグメント１９の押圧面１９ｃを拡大して示す斜視図、図２１は、図２０の押圧面１９ｃが固定子鉄心１６の他端面１６ｂに対して傾斜している状態を模式的に示す側面図である。
図示のように、成形治具１０２をコイルセグメント１９から離間させた状態において、コイルセグメント１９の延出端部１９Ｐｂ、１９Ｑｂ、１９Ｒｂ、１９Ｓｂ、１９Ｔｂ、１９Ｕｂは、折曲げ成形後にスプリングバックが発生している。これにより、コイルセグメント１９の押圧面１９Ｐｃ、１９Ｑｃ、１９Ｒｃ、１９Ｓｃ、１９Ｔｃ、１９Ｕｃは、固定子鉄心１６の他端面１６ｂから離れる方向（上方）と、固定子鉄心１６の径方向外方に向かって、それぞれ位置ずれしている。この結果、各々の押圧面１９ｃは、固定子鉄心１６の他端面１６ｂに対して傾斜しつつ、固定子鉄心１６の径方向外側に向かって突出している。
これに伴い、図２０に示すように、固定子鉄心１６の径方向に沿って隣合うコイルセグメント１９の押圧面１９ｃには、互いに重なり合う重複部分１９ｘ１が発生している。すなわち、押圧面１９Ｑｃは、押圧面１９Ｐｃに部分的に乗り上げている。また、押圧面１９Ｓｃは、押圧面１９Ｒｃに部分的に乗り上げている。同様に、押圧面１９Ｕｃは、押圧面１９Ｔｃに部分的に乗り上げている。コイルセグメント１９の重複部分１９ｘ１は、製造を良好に進めるために、縮小することが望ましい。
また、図２１に示すように、一例として、固定子鉄心１６の径方向に沿って隣合うコイルセグメント１９Ｔの押圧面１９Ｔｃと、コイルセグメント１９Ｕの押圧面１９Ｕｃは、固定子鉄心１６の他端面１６ｂに対して平行に位置決めされていない。このため、コイルセグメント１９Ｔの押圧面１９Ｔｃと、コイルセグメント１９Ｕの押圧面１９Ｕｃは、交差した状態になっている。すなわち、押圧面１９Ｐｃ、１９Ｑｃ、１９Ｒｃ、１９Ｓｃ、１９Ｔｃ、１９Ｕｃは、固定子鉄心１６の上方向および周方向に互いにずれて位置し、固定子鉄心１６の径方向にジグザグに並んでいる。
このようなことから、６層目に押圧面１９Ｐｃと５層目の押圧面１９Ｑｃとの間、４層目の押圧面１９Ｒｃと３層目の押圧面１９Ｓｃとの間、および２層目の押圧面１９Ｔｃと１層目の押圧面１９Ｕｃとの間には、重複部分１９ｘ１および隙間が生じている。
【００４５】
そこで、以下に述べる矯正成形によって、延出端部１９ｂの押圧面１９ｃを固定子鉄心１６の他端面１６ｂと平行になるように矯正しつつ、隣合う押圧面１９ｃにおける重複部分１９ｘ１と隙間を縮小させる。
【００４６】
図２２は、コイルセグメント１９の押圧面１９ｃを押圧する矯正治具１０３を示す斜視図である。
図２２に示すように、矯正治具１０３（第２押圧治具）は、ほぼリング状の金属板で構成されている。矯正治具１０３には、上面１０３ａから下面１０３ｂまで貫通した４８個の開口部１０３ｃが、矯正治具１０３の周方向に一定の間隔で形成されている。開口部１０３ｃは、長孔で構成され、矯正治具１０３の中心に対して、放射方向に延びている。各開口部１０３ｃは、矯正治具１０３の外周面１０３ｄ近傍から内周面１０３ｅ近傍まで延びている。４８個の開口部１０３ｃは、固定子鉄心１６の４８個のスロット２０に対応する形状、大きさ、配設位置に形成されている。
矯正治具１０３は、延出端部１９ｂの押圧面１９ｃを固定子鉄心１６の軸方向に他端面１６ｂに向かって押圧して、押圧面１９ｃが他端面１６ｂとほぼ平行に位置するように延出端部１９ｂを固定子鉄心１６の軸方向に折曲げるために用いる治具である。複数の開口部１０３ｃは、後述する接合工程において、溶接に用いるレーザー光を通す開口として用いられる。
【００４７】
図２３は、矯正治具１０３によるコイルセグメント１９の矯正成形を示す斜視図、図２４は、矯正成形されたコイルセグメント１９の押圧面１９ｃを拡大して示す斜視図である。
図２３に示すように、矯正工程において、矯正治具１０３は、固定子鉄心１６に形成された４８個のスロット２０に対向するように位置決めされる。すなわち、矯正治具１０３は、各開口部１０３ｃが、固定子鉄心１６の径方向に沿って並んだ複数のコイルセグメント１９の押圧面１９ｃに対向するように位置決めされる。具体的には、各開口部１０３ｃは、６、５、４、３、２および１層目に位置する押圧面１９Ｐｃ、１９Ｑｃ、１９Ｒｃ、１９Ｓｃ、１９Ｔｃおよび１９Ｕｃを部分的に露出させるように、矯正治具１０３に形成されている。特に、開口部１０３ｃは、固定子鉄心１６の径方向に隣合う押圧面１９ｃの境界部に対向して位置される。
位置決めされた矯正治具１０３は、図示しない駆動機構により、固定子鉄心１６の他端面１６ｂ側に移動され、コイルセグメント１９の押圧面１９ｃに押し付けられる。これにより、コイルセグメント１９の押圧面１９ｃは、矯正治具１０３の下面１０３ｂによって他端面１６ｂ側に押圧され、互いに重なることなく固定子鉄心１６の他端面１６ｂとほぼ平行な位置に矯正される。
【００４８】
図２５は、図２４のコイルセグメント１９の押圧面１９ｃを拡大して示す斜視図、図２６は、図２５の押圧面１９ｃが固定子鉄心１６の他端面１６ｂに対して傾斜していない状態を模式的に示す側面図である。
図示のように、矯正工程の後、矯正治具１０３をコイルセグメント１９から離間させた状態において、コイルセグメント１９の押圧面１９Ｐｃ、１９Ｑｃ、１９Ｒｃ、１９Ｓｃ、１９Ｔｃ、１９Ｕｃは、固定子鉄心１６の他端面１６ｂとほぼ平行な状態になっている。これにより、図２５に示す固定子鉄心１６の径方向に沿って隣合うコイルセグメント１９の重複部分１９ｘ２は、図２０に示すコイルセグメント１９の重複部分１９ｘ１と比較して、大幅に縮小されている。
一方、延出端部１９Ｐｂ、１９Ｑｂ、１９Ｒｂ、１９Ｓｂ、１９Ｔｂ、１９Ｕｂは、折曲げ成形後のスプリングバックによって、固定子鉄心１６の径方向外側に向かって僅かに位置ずれしている。押圧面１９Ｐｃ、１９Ｑｃ、１９Ｒｃ、１９Ｓｃ、１９Ｔｃ、１９Ｕｃは、固定子鉄心１６の周方向に互いにずれて位置し、固定子鉄心１６の径方向にジグザグに並んでいる。６層目に押圧面１９Ｐｃと５層目の押圧面１９Ｑｃとの間、４層目の押圧面１９Ｒｃと３層目の押圧面１９Ｓｃとの間、および２層目の押圧面１９Ｔｃと１層目の押圧面１９Ｕｃとの間には、それぞれ僅かな隙間が生じている。
【００４９】
そこで、以下に説明する湾曲成形によって、延出端部１９ｂを湾曲させつつ、延出端部１９ｂの固定子鉄心１６の径方向に沿った位置ずれを解消して、押圧面１９ｃ間の隙間を減少させる。
図２７は、湾曲成形を示す斜視図、図２８は、湾曲加工によるコイルセグメントの延出端部の一部を拡大して示す斜視図、図２９は、図２８の領域Ｍにおいて、矯正治具の開口部と溶接ポイントとの関係を模式的に示す斜視図である。
図２７に示すように、湾曲成形では、矯正治具１０３により延出端部１９ｂが固定子鉄心１６の軸方向に押圧されている状態で、内壁治具１０１と外壁治具１０５とで延出端部１９ｂを径方向両側から押圧することにより、延出端部１９ｂを曲げ加工する。外壁治具１０５は、リング形状の部材を複数、例えば、４分割した４つの円弧状の分割治具１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ、１０５Ｄで構成されている。外壁治具１０５は、押圧面として機能する内周面１０５ａを有している。分割治具１０５Ａ〜１０５Ｄを組み合わせてリング状の外壁治具１０５を構成した状態において、内周面１０５ａの直径は、６層目（最外層）に位置する４８個の延出端部１９Ｐｂによって構成される円筒の外径よりも僅かに小さい。分割治具１０５Ａ〜１０５Ｄは、十分な剛性を備えた金属から形成されている。
【００５０】
図２７および図２８に示すように、湾曲成形では、図示しない駆動機構により、４つの分割治具１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ、１０５Ｄを径方向外方から内壁治具１０１に向かって移動させ、外壁治具１０５の内周面１０５ａで最外層の延出端部１９ｂを内壁治具１０１に向かって所定の圧力で押圧する。６層の延出端部１９Ｐｂ、１９Ｑｂ、１９Ｒｂ、１９Ｓｂ、１９Ｔｂおよび１９Ｕｂは、外壁治具１０５の内周面１０５ａと内壁治具１０１の外周面１０１ａとの間に挟み込まれ、径方向の両側から外壁治具１０５および内壁治具１０１により押圧される。これにより、６層の延出端部１９Ｐｂ、１９Ｑｂ、１９Ｒｂ、１９Ｓｂ、１９Ｔｂおよび１９Ｕｂの少なくとも先端部は、外壁治具１０５の内周面１０５ａおよび内壁治具１０１の外周面１０１ａに沿うように曲げられる。
図２９に示すように、溶接ポイント１９ｉを外すように、開口部１０３ｃは、各々のスロット２０において、６層目に位置する押圧面１９Ｐｃと５層目に位置する押圧面１９Ｑｃとの境界部、４層目に位置する押圧面１９Ｒｃと３層目に位置する押圧面１９Ｓｃとの境界部、２層目に位置する押圧面１９Ｔｃと１層目に位置する押圧面１９Ｕｃとの境界部と対向する位置に位置決めされる。
なお、本実施形態においては、矯正治具１０３によるコイルセグメント１９の矯正成形を行なう矯正工程の後に内壁治具１０１と外壁治具１０５による湾曲成形を行なう湾曲成形工程を行なうものを例として示したが、矯正治具１０３による固定子鉄心１６の軸方向への押圧（軸方向の押圧）と内壁治具１０１と外壁治具１０５による径方向両側からの押圧（径方向の押圧）とが同時に作用する時間が少なくとも一部にあれば、矯正工程と湾曲形成工程の順序は入れ替えても構わない。すなわち、本実施形態においては、矯正治具１０３による軸方向の押圧とともに内壁治具１０１と外壁治具１０５による径方向の押圧が行われる。
【００５１】
図３０は、曲げ加工が施された後の延出端部１９ｂを示す斜視図である。
図示のように、曲げ加工を施すことにより、コイルセグメント１９の延出端部１９Ｐｂ、１９Ｑｂ、１９Ｒｂ、１９Ｓｂ、１９Ｔｂおよび１９Ｕｂは、径方向外側への位置ずれおよび隙間が無くなり、押圧面１９Ｐｃ、１９Ｑｃ、１９Ｒｃ、１９Ｓｃ、１９Ｔｃ、１９Ｕｃは、互いに隣接して固定子鉄心１６の径方向にほぼ一列に並んでいる。これにより、６層目の押圧面１９Ｐｃと５層目の押圧面１９Ｑｃとの間の隙間、４層目の押圧面１９Ｒｃと３層目の押圧面１９Ｓｃとの間の隙間、および２層目の押圧面１９Ｔｃと１層目の押圧面１９Ｕｃとの間の隙間、がほとんど無くなり、それぞれ接合が容易な状態となる。
【００５２】
上述した曲げ加工の後、径方向に隣合う２つの押圧面１９ｃを互いに機械的かつ電気的に接合し、３相のコイル１８を構成する。図３１は、接合工程の一例を示す斜視図、図３２は、接合された接合部を示す斜視図である。
本実施形態によれば、一例として、接合工程は、レーザー光による溶接によって押圧面を接合する。図３１に示すように、折曲げ成形された６層の延出端部１９ｂを矯正治具１０３と内壁治具１０１と外壁治具１０５とで挟んだ状態で、かつ、矯正治具１０３で押圧面１９ｃを上から押えた状態で、押圧面１９ｃをレーザー溶接する。
この際、接合工程に先立ち、調温器（ヒータ）１０４によって矯正治具１０３を常温よりも高い所定の温度に加熱する。調温器１０４は、一例として、電源１０４ａと、電源１０４ａと矯正治具１０３を電気的につなぐケーブル１０４ｂを含んで構成されている。矯正治具１０３は、電気抵抗率が十分に高い金属によって構成する。調温器１０４は、電源１０４ａからケーブル１０４ｂを介して矯正治具１０３に電流を入力することにより、矯正治具１０３を電気抵抗によって加熱する。矯正治具１０３の加熱に伴い、延出端部１９ｂの先端部も矯正治具１０３を介して所定の温度に加熱される。
なお、調温器１０４は、上記のように通電により矯正治具１０３を直接的に加熱する構成に限定されることなく、矯正治具１０３の上面１０３ａ等に加熱用のペルチェ素子や熱電対を設けて、矯正治具１０３を間接的に加熱する構成としてもよい。
【００５３】
次に、レーザー光源１０６からレーザー光Ｌを出射し、ガルバノミラー１０７を介して延出端部１９ｂの押圧面１９ｃにレーザー光Ｌを照射する。レーザー光Ｌは、矯正治具１０３の開口部１０３ｃを通過して、コイルセグメント１９の押圧面１９ｃに照射される。具体的には、固定子鉄心１６を所定位置に保持した状態でガルバノミラー１０７を駆動し、径方向に一列に並んだ６層目の押圧面１９Ｐｃと５層目の押圧面１９Ｑｃとの境界部、４層目の押圧面１９Ｒｃと３層目の押圧面１９Ｓｃとの境界部、および２層目の押圧面１９Ｔｃと１層目の押圧面１９Ｕｃとの境界部に、それぞれレーザー光を照射する。隣合う２つの押圧面１９ｃは、それぞれレーザー光Ｌにより部分的に加熱、溶解され、その後、融合した状態で固まり溶接ビード１９ｇ（図３２を参照）が形成される。溶接ビード１９ｇによって、隣合う２つの押圧面１９ｃが機械的かつ電気的に接合される。
【００５４】
一列の押圧面１９ｃを溶接した後、固定子鉄心１６を周方向に７．５度（３６０度を４８で割った角度）回転させてから停止する。この状態で、２列目の押圧面１９Ｐｃと押圧面１９Ｑｃとの境界部、押圧面１９Ｒｃと押圧面１９Ｓｃとの境界部、および押圧面１９Ｔｃと押圧面１９Ｕｃとの境界部に、ガルバノミラー１０７および開口部１０３ｃを介してレーザー光Ｌをそれぞれ照射し、隣合う２つの押圧面同士を溶接する。このような溶接工程を繰り返し行い、径方向に並んだ全列の押圧面を２つずつ溶接する。図３２に示すように、各列の押圧面１９ｃを２つずつ溶接および接合することにより、複数のコイルセグメント１９からなる３相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）のコイル１８が形成される。
【００５５】
なお、接合工程において、レーザー溶接は、半導体レーザーから導出されたレーザー光を光ファイバーによって伝播し、光ファイバーから導出されたレーザー光を集光レンズによって押圧面１９ｃに集光して行う構成としてもよい。この場合、光ファイバーに接続された集光レンズを、直動ステージやロボットハンド等によってコイルセグメント１９の押圧面１９ｃの近傍に移動させる。また、接合工程は、レーザー溶接に限定されことなく、半田付けや超音波接合等の他の接合手法を用いてもよい。
【００５６】
接合工程が終了した後、内壁治具１０１、外壁治具１０５および矯正治具１０３を固定子鉄心１６およびコイルセグメント１９から取り外す。続いて、延出端部１９ｂの先端部および接合部を粉体塗装、あるいは、ワニス等の絶縁材料で覆うことにより、コイル１８間の電気的絶縁を担保する。更に、コイル１８の各相に、それぞれＵ相接続端子ＴＵ、Ｖ相接続端子ＴＶ、Ｗ相接続端子ＴＷが接続される。
以上の製造工程により、固定子鉄心１６にコイル１８を装着および接続し、固定子１２が構成される。
【００５７】
以上のように構成された本実施形態に係る固定子の製造方法によれば、矯正治具１０３（第２押圧治具）により押圧面１９ｃを固定子鉄心１６の軸方向に他端面１６ｂに向かって押圧し、複数の押圧面１９ｃの高さが揃うように延出端部１９ｂの曲げを矯正する。
矯正治具１０３（第２押圧治具）により、押圧面１９ｃを他端面１６ｂに対して傾斜した状態からほぼ平行な状態に矯正することで、図２５に示すコイルセグメント１９の重複部分１９ｘ２は、図２０に示すコイルセグメント１９の重複部分１９ｘ１と比較して、大幅に縮小することができる。これにより、６層目の押圧面１９Ｐｃと５層目の押圧面１９Ｑｃとの間における重複および隙間、４層目の押圧面１９Ｒｃと３層目の押圧面１９Ｓｃとの間における重複および隙間、および２層目の押圧面１９Ｔｃと１層目の押圧面１９Ｕｃとの間における重複および隙間を大幅に減少させて、それぞれ接合が容易な状態にすることができる。
このような製造方法によれば、延出端部１９ｂの先端部を把持することなく延出端部１９ｂを折り曲げることが可能となる。そのため、コイルセグメント１９の延出端部１９ｂに把持部を設ける必要がなく、把持部の分だけ、延出端部１９ｂを短く設定することができる。従って、形成されるコイル１８のコイルエンド１８ｂの突出高さ（固定子鉄心１６の他端面１６ｂからの突出高さ）を低く抑えることができる。この結果、コイル１８および固定子１２の小型化が可能となる。
以上のことから、本実施形態によれば、小型化を図りつつ複数のコイルセグメント１９を良好に接合できる固定子１２の製造方法が得られる。
【００５８】
また、本実施形態の製造方法によれば、矯正治具１０３は複数の開口部１０３ｃを有し、矯正治具１０３は、開口部１０３ｃが押圧面１９ｃの境界部に対向するように、位置決めされる。このような製造方法によれば、溶接すべき押圧面１９ｃ同士の境界部が、矯正治具１０３の開口部１０３ｃを通して露出されることから、開口部１０３ｃを介して、押圧面１９ｃ同士の境界部を容易に溶接することができる。溶接される押圧面１９ｃ同士の境界部の周囲は矯正治具１０３により覆われていることから、溶接に伴うスパッタが周囲に飛散することを抑制できる。すなわち、矯正治具１０３を、スパッタの飛散を防止するカバーとして兼用することができる。この結果、固定子鉄心１６の径方向に隣合う押圧面１９ｃを良好に、かつ、容易に接合することができる。
【００５９】
また、本実施形態の製造方法によれば、矯正治具１０３により延出端部１９ｂの押圧面１９ｃを押圧した状態で押圧面１９ｃを溶接する際、矯正治具１０３を常温よりも高い所定の温度に加熱している。そのため、レーザー光Ｌの照射により生じる熱が押圧面１９ｃから矯正治具１０３に放熱することを抑制でき、押圧面１９ｃの溶接部を良好に加熱、溶融することができる。従って、レーザー溶接を安定して行うことができ、隣合う押圧面１９ｃを良好に、かつ、容易に接合することができる。
【００６０】
次に、矯正治具の変形例について説明する。図３３は、変形例に係る矯正治具を示す斜視図、図３４は、矯正治具の第１開口部、第２開口部および第３開口部と溶接ポイントとの関係を模式的に示す斜視図である。
図示のように、変形例によれば、矯正治具１０３の各開口部１０３ｃは、長孔に代えて、複数の小孔で構成されている。詳細には、矯正治具１０３は、前述した実施形態の矯正治具と同一の外径形状を有し、すなわち、リング状の金属板で構成されている。矯正治具１０３は、環状の上面１０３ａ、環状の下面１０３ｂ、内周面１０３ｅ、外周面１０３ｄを有している。矯正治具１０３には、上面１０３ａから下面１０３ｂまで貫通した４８組の開口部１０３ｃが、矯正治具１０３の周方向に一定の間隔で形成されている。各組の開口部１０３ｃは、矯正治具１０３の径方向に間隔を置いて並んで設けられた複数、例えば、３つの第１開口部１０３ｃ１、第２開口部１０３ｃ２および第３開口部１０３ｃ３によって構成されている。各開口は、例えば、円形あるいは楕円形の小孔である、これら第１開口部１０３ｃ１、第２開口部１０３ｃ２および第３開口部１０３ｃ３は、図２３に示した製造工程において、矯正治具１０３を延出端部１９ｂの押圧面１９ｃに重ねて配置した際に、径方向に隣合う押圧面１９ｃの境界部とそれぞれ対向する位置に配置されている。
具体的には、図３４に示すように、溶接ポイント１９ｉを外すように、各組の第１開口部１０３ｃ１は、各々のスロット２０において、６層目に位置する押圧面１９Ｐｃと５層目に位置する押圧面１９Ｑｃとの境界部と対向する位置に位置決めされる。各組の第２開口部１０３ｃ２は、各々のスロット２０において、４層目に位置する押圧面１９Ｒｃと３層目に位置する押圧面１９Ｓｃとの境界部と対向する位置に位置決めされる。各組の第３開口部１０３ｃ３は、各々のスロット２０において、２層目に位置する押圧面１９Ｔｃと１層目に位置する押圧面１９Ｕｃとの境界部と対向する位置に位置決めされる。
【００６１】
上記のように構成された変形例の矯正治具１０３を用いた場合でも、第１開口部１０３ｃ１、第２開口部１０３ｃ２および第３開口部１０３ｃ３を通して、押圧面１９ｃの溶接個所にレーザー光を照射することができ、押圧面１９ｃ同士を容易に接合することができる。更に、溶接の際、溶接個所のみが開口を介して露出し、溶接されない他の領域を矯正治具１０３によって覆うことができる。具体的には、５層目に位置する押圧面１９Ｑｃと４層目に位置する押圧面１９Ｒｃとの境界部、３層目に位置する押圧面１９Ｓｃと２層目に位置する押圧面１９Ｔｃとの境界部は、それぞれ溶接されない領域であり、矯正治具１０３の第１開口部１０３ｃ１、第２開口部１０３ｃ２および第３開口部１０３ｃ３に対向せず、矯正治具１０３の下面１０３ｂによって覆われる。従って、溶接不要箇所にレーザー光が照射されることがなく、溶接個所のみにレーザー光を的確に照射することが可能となる。同時に、矯正治具１０３で覆うことにより、溶接に伴うスパッタの飛散を防止し、溶接不要領域にスパッタが付着することを抑制できる。このように、変形例に係る矯正治具１０３は、第１開口部１０３ｃ１、第２開口部１０３ｃ２および第３開口部１０３ｃ３によって、溶接すべき押圧面１９ｃ同士の境界部のみを露出させることから、溶接に伴うスパッタの付着を最小限に抑制できる。
【００６２】
なお、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。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。これら実施形態や変形例は、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。
例えば、コイルの巻数、コイルセグメントの設置数は、上述した実施形態に限定されることなく、適宜、増減可能である。例えば、１スロットに４本あるいは８本のセグメント直線部が配置されるように構成してもよい。回転子の寸法、材質、形状等は、前述した実施形態に限定されることなく、設計に応じて種々変更可能である。本実施形態に係る回転子および回転電機は、永久磁石界磁電動機に限らず、誘導電動機にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…回転電機、１２…固定子、１６…固定子鉄心、１６ａ…一端面、１６ｂ…他端面、
１８…コイル、１８ａ，１８ｂ…コイルエンド、
１９，１９Ｐ，１９Ｑ，１９Ｒ，１９Ｓ，１９Ｔ，１９Ｕ…コイルセグメント、
１９ａ…直線部、
１９ｂ，１９Ｐｂ，１９Ｑｂ，１９Ｒｂ，１９Ｓｂ，１９Ｔｂ，１９Ｕｂ…延出端部、
１９ｃ，１９Ｐｃ，１９Ｑｃ，１９Ｒｃ，１９Ｓｃ，１９Ｔｃ，１９Ｕｃ…押圧面、
１９ｄ…架橋部、１９ｆ…絶縁被膜、１９ｇ…溶接ビード、１９ｉ…溶接ポイント、
１９ｘ１…重複部分、１９ｘ２…重複部分、２０…スロット
１０１…内壁治具、１０１ａ…外周面、１０２…成形治具（第１押圧治具）、
１０２ａ…本体部、１０２ｂ…押圧部、１０２ｃ…フランジ部、
１０３…矯正治具（第２押圧治具）、１０３ａ…上面、１０３ｂ…下面、
１０３ｃ…開口部、１０３ｃ１…第１開口部、１０３ｃ２…第２開口部、
１０３ｃ３…第３開口部、１０３ｄ…外周面、１０３ｅ…内周面、１０４…調温器、
１０５…外壁治具、１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃ，１０５Ｄ…分割治具、
１０５ａ…内周面、１０６…レーザー光源、１０７…ガルバノミラー
【要約】
小型化を図りつつ複数のコイルセグメントを良好に接合することのできる固定子の製造方法および製造方法を提供する。
実施形態では、成形治具１０２（第１押圧治具）の押圧部１０２ｂによって押圧面１９ｃを固定子鉄心１６の軸方向に他端面１６ｂに向かって押圧しながら、固定子鉄心１６および成形治具の少なくともいずれかを周方向に回動させて、コイルセグメント１９の押圧面１９ｃが他端面１６ｂに沿うように延出端部１９ｂを固定子鉄心１６の周方向に折曲げる。矯正治具１０３（第２押圧治具）により複数の延出端部１９ｂを固定子鉄心１６の軸方向に他端面１６ｂに向かって押圧するとともに、外壁治具１０５と内壁治具１０１により、複数の延出端部１９ｂを固定子鉄心１６の径方向外側および径方向内側から押圧する。【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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