CN101606302A - 矩形线材的沿边弯曲加工方法和弯曲加工设备 - Google Patents

Abstract

矩形截面线材的沿边弯曲加工方法和设备，包括：约束机构(57)，其用于以如下方式约束具有包括长边(B)和短边(A1)的矩形截面的矩形截面线材(15)：按压线材的包括长边(B)的表面，并以与线材的包括短边(A1)的表面接触的方式保持线材；以及外导引部(59)和旋转机构(60)，其用于将矩形截面线材(15)沿边弯曲。约束机构(57)在线材的弹性变形的范围内以比线材的短边的长度更短的约束尺寸(A1－A2)约束线材(15)的一部分，并且外导引部(59)和旋转机构(60)在线材的与约束机构(57)进行接触的短边(A1)处将线材沿边弯曲。

Description

矩形线材的沿边弯曲加工方法和弯曲加工设备

技术领域

本发明涉及将矩形截面的线材沿边弯曲的技术，具体而言，涉及在沿边弯曲加工时抑制线材的内周部分膨凸的技术。

背景技术

传统地，已经使用了将圆形截面的线材卷绕以提供电动机的定子或转子中的线圈的技术。另一方面，近年来，已经提出了将矩形截面线材沿边卷绕以产生线圈的技术作为用于提高导体对槽的空间系数的技术之一。

例如，根据JP 2004-80860A所揭示的电动机部件及其制造方法，以利用两个圆锥辊对线材间歇地加压的方式来制造具有连续的弯曲部分和直线部分的线圈。

当用圆锥辊辊压直线状较长的矩形截面的线材时，矩形截面的线材被成形为与形成在两个锥形辊之间的截面梯形的空间共形，使得线材具有在外周较薄而在内周较厚的截面。通过此辊压，形成外周部分的材料被向前后挤压，使被辊压的部分延展，从而形成弯曲部(角部)。这种利用圆锥辊的部分辊压可以因此产生具有连续的弯曲部分和直线部分的线圈。在辊压之后，用绝缘材料完全涂覆矩形截面的线材。

此外，JP 2006-288025A解释了一种矩形线圈、该矩形线圈的制造方法及其制造设备，由此在由辊支撑线材的内侧的同时用夹具将矩形截面线材沿边卷绕。此技术能够在沿边弯曲加工中防止线圈的内侧膨凸，从而避免电阻的变化。

当矩形截面线材被沿边弯曲时，线材的弯曲部分在外周处较薄而在内周处较厚，这是由于与其中用锥形辊使矩形截面线材弯曲的JP′086A相同的原理所引起的。具体而言，在沿边弯曲加工中，在外周处的弯曲部分在压力下延展，限制了内周侧的弯曲部分，引起形成线材的材料的转移，导致厚度的变化。

在矩形截面线材的截面中，如果弯曲部分在内周侧的短边宽于外周侧的短边，则将在成品线圈的相邻线材之间形成间隙。换言之，当线圈安装在定子或转子的槽中时，这种间隙易于减小线圈对槽的空间系数。

因此，在JP′025A中，以如下方式制造线圈：预先涂覆有绝缘涂层的矩形截面线材插入在辊的槽中，该槽具有与线材的厚度相等的宽度，然后用弯曲夹具将线材沿边弯曲，从而防止内周侧的线圈膨凸。

发明内容

本发明解决的问题

但是，即使诸如JP′025A之类的传统技术也将带来安装在槽中的线圈的空间系数不能充分增大的问题。

用于驱动车辆的电动机尤其需要尺寸减小和输出功率的增大。因此，对于导体对定子或转子的槽的更高空间系数具有增长的需求。

在JP′860A中，由矩形截面线材制成的线圈的弯曲部分被有意地变形成为截面梯形的形状。因此，在成品线圈中，弯曲部分在内周较厚而在外周较薄，使得相邻的矩形截面线材在内周侧彼此干扰。因此，导体不能提供相对于槽的更高空间系数。

另一方面，在JP′025A中，具有宽度与矩形截面线材的截面的短边的长度相等的槽的辊被用于沿边弯曲，以解决JP′860A中的问题。用具有宽度与线材的截面的短边的长度相等的槽的辊来对矩形截面线材进行沿边弯曲能够避免矩形截面线材在塑性范围内的变形。

这是由于在沿边弯曲加工中，矩形截面线材的尺寸不会改变得比辊的槽宽度更大，由此从内周侧的弯曲部分挤压出的材料仅仅朝向外周侧转移。这意在避免内周侧的矩形截面线材塑性变形，以维持矩形截面线材的短边的长度。

但是，申请人进行调查并得到结论：即使JP′025A所揭示的技术仍引起矩形截面线材的短边长度的略微增大。因此发现，不能充分提高线圈对槽的空间系数。

可以想到，矩形截面线材的短边的长度略微增大是由于弹性范围内的变形。在具有宽度与线圈的短边的长度相等的槽的辊的情况下，线材也弹性变形。因此，当在沿边弯曲加工之后从辊释放线材时，线材的弹性变形回复到其初始形状，因此线材的短边略微增大。

沿边弯曲加工中由弹性变形导致的矩形截面线材的短边长度的增大只是较轻微的。但是，矩形截面线材必须绕十匝以上以形成线圈，因此线材的短边长度的增大被累积。这导致导体对槽的空间系数的减小。

对于将在需要进一步尺寸减小和更高功率输出的车辆电动机中所使用的线圈，这种由弹性变形导致的矩形截面线材的短边长度的略微增大是不期望的。

考虑到以上情况作出了本发明，本发明的目的是提供一种矩形截面线材的沿边弯曲加工方法和加工设备，由此能够在沿边弯曲加工中将内周处的线材的短边的长度的增大减至最小。

解决问题的手段

(1)为了实现以上目的，本发明提供了一种用于矩形截面线材的沿边弯曲加工方法，包括以下步骤：由约束装置以如下方式约束具有包括长边和短边的矩形截面的所述矩形截面线材：按压所述线材的包括所述长边的表面，并以与所述线材的包括所述短边的表面接触的方式保持所述线材；以及由弯曲装置将所述矩形截面线材沿边弯曲；其中，所述约束装置在所述线材的弹性变形的范围内以比所述线材的所述短边的长度更短的约束尺寸约束所述线材的一部分，并且所述弯曲装置在所述线材的与所述约束装置接触的所述短边处将所述线材沿边弯曲。

(2)优选地，在方法(1)中，所述矩形截面线材涂覆有涂覆材料。

(3)在方法(1)或(2)中，优选地，所述约束装置包括按压所述矩形截面线材的包括所述长边的所述表面的凸缘、被设置成面对所述凸缘的基部、插入穿过所述基部的轴、以及具有与所述约束尺寸相对应的厚度的间隔体，并且所述间隔体在面对将所述轴与所述凸缘接合的接合部分的角部处形成有倒角。

(4)在方法(1)至(3)中的一项中，优选地，包括：由馈送装置馈送所述矩形截面线材的第一步骤；由夹持装置将所述线材保持在适合的位置处并由所述约束装置约束所述线材的第二步骤；在由所述夹持装置保持所述线材的同时由所述弯曲装置将所述线材沿边弯曲的第三步骤；以及从所述夹持装置和所述约束装置释放所述矩形截面线材的第四步骤；重复地执行第一至第四步骤。

(5)根据另一方面，本发明提供了一种用于矩形截面线材的沿边弯曲加工设备，所述设备包括：约束装置，其用于以如下方式约束具有包括长边和短边的矩形截面的所述矩形截面线材：按压所述线材的包括所述长边的表面，并以与所述线材的包括所述短边的表面接触的方式保持所述线材；以及弯曲装置，其用于将所述矩形截面线材沿边弯曲；其中，所述约束装置在所述线材的弹性变形的范围内以比所述线材的所述短边的长度更短的约束尺寸约束所述线材的一部分，并且所述弯曲装置在所述线材的与所述约束装置接触的所述短边处将所述线材沿边弯曲。

(6)在设备(5)中，优选地，所述约束装置包括按压所述矩形截面线材的包括所述长边的所述表面的凸缘、被设置成面对所述凸缘的基部、插入穿过所述基部的轴、以及具有与所述约束尺寸相对应的厚度的间隔体，并且所述间隔体在面对将所述轴与所述凸缘接合的接合部分的角部处形成有倒角。

以下将对根据本发明的以上矩形截面线材的沿边弯曲方法的操作和优点给出解释。

以上矩形截面线材的沿边弯曲方法(1)包括以下步骤：由约束装置以如下方式约束具有包括长边和短边的矩形截面的所述矩形截面线材：按压所述线材的包括所述长边的表面，并以与所述线材的包括所述短边的表面接触的方式保持所述线材；以及由弯曲装置将所述矩形截面线材沿边弯曲；其中，所述约束装置在所述线材的弹性变形的范围内以比所述线材的所述短边的长度更短的约束尺寸约束所述线材的一部分，并且所述弯曲装置在所述线材的与所述约束装置接触的所述短边处将所述线材沿边弯曲。

一些用于电动机的线圈通过将矩形截面线材沿边弯曲来制造。在许多情况下，此矩形截面线材由诸如铜之类的金属导体制成。

如上所述，传统地，已经在不考虑弹性变形的影响的情况下制造这种线圈。这似乎是因为铜难以弹性变形。

不仅是矩形截面线材，而是大部分材料在受到压力时都会塑性变形和弹性变形。因此，当压力解除时，塑性变形的每个材料的形状保持不变，而弹性变形的每个材料的形状将回复变形量。

在将矩形截面线材沿边弯曲时也会引起此现象。如上所述，申请人确定，当根据JP2006-288025所揭示的方法在包括长边的表面被按压和约束的情况下将矩形截面线材沿边弯曲时，矩形截面线材的短边的长度由于弹性变形而增大，但只是略微地增大。

在考虑矩形截面线材的弹性变形范围的情况下确定在沿边弯曲加工中由约束装置进行的矩形截面线材的约束尺寸，使得在预期由弹性变形导致的回复量的情况下约束尺寸短于线材的短边。当以此约束将线材沿边弯曲时，在沿边弯曲加工前后线材的短边的长度保持相等。

如上所述，在沿边弯曲加工中能够保持矩形截面线材的短边的长度的构造在将矩形截面线材沿边弯曲中要求尺寸精度的情况下特别重要。

例如，当在车辆电动机的定子中使用的线圈被布置在定子的槽中时，尤其需要提高线圈空间系数。弹性变形对于被沿边弯曲的矩形截面线材中的每个都具有小的影响。但是，在由卷绕数十匝以上的矩形截面线材制成的成品线圈中，因为线圈必须安装在槽中，所以线圈空间系数取决于精度。

在由沿边弯曲加工制造的线圈由于弹性变形而在内周侧膨凸时，线圈对槽的空间系数改变几个百分比，这是申请人所确认的。对于严格需要尺寸减小和输出较高功率的车辆电动机或其他产品中使用的线圈，期望在即使考虑弹性变形的影响的情况下也增大线圈空间系数。

此外，在以上方法(2)中，矩形截面线材涂覆有涂覆材料。因此，线圈的短边的长度在沿边弯曲加工中受到涂覆材料的弹性变形的影响，并由于弹性变形而在沿边弯曲加工之后趋于增大。

鉴于当沿边弯曲时由于矩形截面线材的内周与外周之间的长度差使得内周处的线材的短边的长度增大这样的问题，可想到的技术是在约束线材的包括长边的表面的同时将矩形截面线材沿边弯曲。但是，简单地在短边的长度方面约束线材将引起线材的弹性变形。因此，当沿边弯曲加工中的约束解除时，弹性变形部分回复到其初始形状。这如上所述由于弹性变形引起线材的弯曲部分的短边长度略微增大的现象。

例如，当通过将矩形截面线材沿边弯曲来制造在电动机的定子中使用的线圈时，此线材通常由涂覆有绝缘涂覆树脂材料的铜导体制成。绝缘涂覆材料由例如瓷釉、聚酰胺、酰胺-酰亚胺制成，其容易由弹性变形而显著改变尺寸。

树脂通常比金属具有更高的弹性变形率。因此，当矩形截面线材涂覆有例如涂覆树脂材料时，因为线材的弯曲部分的弹性变形部分在沿边弯曲加工之后回复，所以线材的短边的长度容易增大。

因此，优选地不仅考虑矩形截面线材的铜材料的弹性，还考虑绝缘涂覆材料的弹性，来确定由用于沿边弯曲的约束装置进行的约束尺寸。这使得可以保持在沿边弯曲加工前后矩形截面线材的短边的长度相等。

在方法(3)中，所述约束装置包括按压所述矩形截面线材的包括所述长边的所述表面的凸缘、被设置成面对所述凸缘的基部、插入穿过所述基部的轴、以及具有与所述约束尺寸相对应的厚度的间隔体，并且所述间隔体在面对将所述轴与所述凸缘接合的接合部分的角部处形成有倒角。可以由间隔体确保约束尺寸，而总是以恒定尺寸来约束矩形截面线材。还可以在预期沿边弯曲之后矩形截面线材的短边的长度的情况下确定该尺寸。

在通过由凸缘将矩形截面线材直接压靠基体的技术来约束矩形截面线材的情况下，在对矩形截面线材加压时可能发生基体凹陷、轴延伸、以及凸缘倾斜的问题。

另一方面，间隔体的使用可以限制凸缘的倾斜，允许矩形截面线材在不受轴的延伸和基体的凹陷的任何影响的情况下被沿边弯曲。在轴和凸缘形成为一体部件的情况下，轴与凸缘之间的接合部分必须形成有倒圆部分，以防止其中的应力集中。此倒圆部分可以对矩形截面线材的形成具有影响。但是，间隔体的使用可以防止矩形截面线材受到轴与凸缘之间的这种接合部分的影响。

间隔体在面对凸缘与轴之间的接合部分的角部处形成有倒角。因此，防止间隔体与接合部分的被形成以减轻应力集中的倒圆部分接触。

在方法(4)中，重复执行以下步骤：由馈送装置馈送所述矩形截面线材的第一步骤；由夹持装置将所述线材保持在适合位置处并由约束装置约束所述线材的第二步骤；在由所述夹持装置保持所述线材的同时由所述弯曲装置将所述线材沿边弯曲的第三步骤；以及从所述夹持装置和所述约束装置释放所述矩形截面线材的第四步骤。

因此，可以在紧接着第四步骤之后进行第一步骤，能够有效地重复沿边弯曲步骤。

被配置为在第一步骤中馈送矩形截面线材的馈送装置由与约束装置和弯曲装置相独立的机构构成。优选地在第二至第四步骤正被执行时，馈送装置返回到初始位置。因此，可以在紧接着第四步骤结束之后开始第一步骤。

在构造(5)中，所述设备包括：约束装置，其用于以如下方式约束具有包括长边和短边的矩形截面的所述矩形截面线材：按压所述线材的包括所述长边的表面，并以与所述线材的包括所述短边的表面接触的方式保持所述线材；以及弯曲装置，其用于将所述矩形截面线材沿边弯曲；其中，所述约束装置在所述线材的弹性变形的范围内以比所述线材的所述短边的长度更短的约束尺寸约束所述线材的一部分，并且所述弯曲装置在所述线材的与所述约束装置接触的所述短边处将所述线材沿边弯曲。即使当从约束装置释放已经被沿边弯曲的矩形截面线材并且线材的弹性变形部分返回到其初始形状时，也可以防止线材的短边的长度的增大。

在构造(6)中，所述约束装置包括按压所述矩形截面线材的包括所述长边的所述表面的凸缘、被设置成面对所述凸缘的基部、插入穿过所述基部的轴、以及具有与所述约束尺寸相对应的厚度的间隔体，并且所述间隔体在面对将所述轴与所述凸缘接合的接合部分的角部处形成有倒角。根据间隔体的厚度(高度)来确定由约束装置进行的约束尺寸。因此，不会由于约束装置的机械改变而引起尺寸误差。因此能够以高精度防止沿边弯曲加工之后矩形截面线材的短边长度的增大。

附图说明

图1是优选实施例的沿边弯曲加工设备的示意性构造图；

图2是沿图1中的线A-A所取的弯曲单元的剖视图；

图3是由本实施例的沿边弯曲加工设备制造的线圈的立体外观视图；

图4是示出由沿边弯曲加工设备将矩形截面线材沿边弯曲的状态的示意性平面图；

图5是示出外导引部返回到初始位置以释放矩形截面线材的状态的示意性平面图；

图6是示出由馈送机构将馈送矩形截面线材以将线材的第二部分沿边弯曲的状态的示意性平面图；

图7是示出矩形截面线材的第二部分被沿边弯曲的状态的示意性平面图；

图8是示出矩形截面线材的第四部分被沿边弯曲的状态的示意性平面图；

图9是示出矩形截面线材被凸缘按压的状态的放大剖视图；以及

图10是示出在本实施例中矩形截面线材的弹性变形与表面压力之间的关系的图。

具体实施方式

现在，将参考附图给出实现本发明的沿边弯曲加工方法和设备的优选实施例的详细说明。

首先，将解释本实施例的沿边弯曲加工方法和设备的构造。图1是本实施例的沿边弯曲加工设备的示意性构造图。

沿边弯曲加工设备50包括开卷机51、馈送机构52、夹持机构53、以及弯曲单元55，开卷机51保持卷筒，具有矩形截面的矩形截面线材(此后简称为“线材”)15绕卷筒卷绕，馈送机构52用作将线材15从卷筒展开并馈送的馈送装置，夹持机构53用作抵抗线材15在馈送方向上的移动来保持线材15的夹持装置，弯曲单元55用作进行沿边弯曲的弯曲装置。弯曲单元55经由用于驱动传递的齿轮等连接到与弯曲单元55相邻布置的旋转驱动机构54。

馈送机构52被配置为往复移动以将线材15从开卷机51展开。此馈送机构52被构造为卡住线材15，然后以恒定速率将其馈送。馈送线材15的定位精度是相当重要的。因此，馈送机构52优选地是能够以高精度定位的机构，例如伺服电动机。

卷绕在卷筒上的线材15由诸如铜之类的具有较低电阻的条形材料制成。其表面涂覆有绝缘涂层15a。涂层15a具有数十μm的厚度并由诸如瓷釉、聚酰胺、酰胺-酰亚胺之类的高绝缘性树脂材料制成。

夹持机构53被配置为在线材15已经由馈送机构52馈送了预定距离之后抵抗馈送方向上的移动而保持线材15。

馈送机构52在馈送了线材15之后必须返回到初始位置并从而一度松开线材15。在松开之前，由夹持机构53夹持线材15以防止位置偏移。

图2是沿图1中的线A-A所取的弯曲单元55的剖视图。弯曲单元55包括基体56、约束机构57、间隔体58、旋转机构60、以及安装到旋转机构60的外导引部59。旋转机构60的外周与用于将旋转驱动机构54的旋转力传递到旋转机构60的齿轮啮合。因此，当旋转驱动机构54被驱动时，旋转机构60旋转。旋转机构60的转角仅允许线材15的沿边弯曲。在本实施例中，线材15以90°的角度弯曲，因此旋转机构60的转角被设定为90°。注意，考虑到线材15的回弹，该转角可以设定为大于90°。

约束机构57包括一体形成的凸缘57a和轴57b。约束机构57被配置为可相对于基体56在垂直方向上移动。当朝向基体56移动时，约束机构57压缩线材15的一部分以缩小其短边厚度(长度)。

间隔体58是绕轴57b布置的圆筒构件，并具有与用于约束线材15的尺寸相等的厚度(图2中的高度)。此约束机构将在后文涉及。间隔体58在面对凸缘57a的角部处形成有倒角58a。具体而言，此倒角58a面对约束机构57的凸缘57a和轴57b接合的接合部分57d，以避免与接合部分57d的倒圆部分接触。

旋转机构60设置有轴承等，使得旋转机构60可相对于基体56旋转。于是，外导引部59随着旋转机构60的旋转而移动。

外导引部59还可在与轴57b垂直的方向上移动，使得在保持和约束线材15时，外导引部59朝向轴57b移动。在外导引部59按压线材15之后，由旋转驱动机构54使旋转机构60旋转，由此将线材15沿边弯曲。

具有上述构造的本实施例的沿边弯曲加工设备50如下操作以制造线圈。

图3是由沿边弯曲加工设备50制造的线圈10的立体外观视图。以线材15沿边弯曲的方式制成线圈10。具体而言，线材15在起始端10a与最终端10b之间卷绕十五匝。线圈10的形状被确定为满足未示出的电动机的定子或转子所需的形状。

在本实施例中，定子的多个齿(或单个齿)具有朝向定子的中心渐缩的梯形。因此，线材15的在起始端10a侧的第一匝在单匝长度方面与最终端10b侧的第十五匝不同。具体而言，第十五匝比第一匝短。此构造可以根据电动机的规格适当地改变。当然可以改变匝数，并可以改变哪一端(起始端10a或最终端10b)应该布置在定子或转子的内侧。

将参考图4至8解释用于卷绕线圈10(线材15)的处理。图4是示出线材15被沿边弯曲的状态的示意性平面图。图5是示出外导引部59返回到初始位置以释放线材15的状态的示意性平面图。图6是示出由馈送机构52馈送线材15的状态的示意性平面图。图7是示出线材15的第二部分被沿边弯曲以形成第二角部的状态的示意性平面图。图8是示出线材15的第四部分被沿边弯曲以形成第四角部的状态的示意性平面图。

在将线材15沿边弯曲的第一步骤中，从如图1所示的开卷机51展开线材，并由馈送机构52将线材馈送预定长度(距离)。馈送机构52通过卡持保持线材15的一部分并由驱动机构将其馈送预定长度。此长度根据线圈10的形状确定。

在第二步骤，由夹持机构53抵抗移动来保持已经被馈送了预定长度的线材15。馈送机构52的卡持接着被解除锁止，并且约束机构57和外导引部59移动为与线材15接触，以以下方式对其进行约束。

如图2所示，约束机构57包括提升机构。提升机构使约束机构57的凸缘57a移动以按压线材15的包括截面的长边的表面的一部分。

凸缘57a的高度由围绕轴57b的间隔体58的高度限制。间隔体58的高度略短于线材15的短边的长度(即，厚度)。以下参考图9和10解释此尺寸。

图9是示出线材15部分地被凸缘57a按压的状态的放大剖视图。

在图9中，线材15由铜材料15b和完全涂覆材料15b的绝缘涂层15a构成，铜材料15b具有包括两个相对的短边A1和两个相对的长边B的矩形截面。凸缘57a通过压缩线材15的一部分来约束线材15，从而减小其短边的长度。此时的压缩量(距离)A2被设定在绝缘涂层15a和铜材料15b中每一者的弹性变形范围内。

图10是示出弹性变形与表面压力之间的关系的图。在该图中，纵轴表示由弹性变形导致的复位量(距离)，而横轴表示在沿着短边A1的方向上施加(即，在线材15的包括长边B的表面(图9中的上表面)上施加)的表面压力D。在此示例中，绝缘涂层15a由瓷釉制成。该图还表明了铜的弹性回复量“bd”和瓷釉的弹性回复量“be”，铜的弹性回复量“bd”是铜材料15b通过其弹性产生的复位量，瓷釉的弹性回复量“be”是绝缘涂层15a通过其弹性产生的复位量，并且总弹性回复量“bd+be”是线材15的总复位量。

通过将铜材料15b的厚度除以铜的弹性系数Ed(“铜弹性系数Ed”)并将结果乘以表面压力D，来计算铜弹性回复量“bd”。通过将绝缘涂层15a的厚度除以瓷釉的弹性系数Ee(“瓷釉弹性系数Ee”)并将结果乘以表面压力D，来计算瓷釉弹性回复量“be”。

通过分析线材15与凸缘57a之间的接触面积等，来确定在沿着短边A1的方向上施加的表面压力D。可以由示出总弹性回复量“bd+be”的图来确定压缩量A2。

在图10中的横轴中，示出了由凸缘57a施加在线材15上的表面压力的最大值X。因此，由表示总弹性回复量“bd+be”的直线与表示最大值X的虚线之间的交点来确定压缩量A2。通过从短边A1的长度减去这样确定的压缩量A2，来确定间隔体58的高度。

在由约束机构57按压线材15之后，还由外导引部59按压线材15。在线材15的馈送之前，外导引部59处于待用位置，以允许容易地馈送线材15。在线材15馈送之后，外导引部59移动到预定位置并由约束机构57按压。

当由约束机构57和外导引部59约束线材15时，馈送机构52解除卡持，并返回到其初始位置。优选地在以下第三步骤期间进行此返回到初始位置的操作。

在第三步骤，线材15被沿边弯曲。为了将线材15沿边弯曲，具体而言，旋转机构60旋转，因此安装在旋转机构60的上表面上的外导引部59在按压线材15的包括短边A1的表面的同时移动。

由从旋转驱动机构54传递的动力引起旋转机构60的旋转。旋转机构60由基体56经由轴承等以可旋转的方式支撑，因此由旋转驱动机构54使旋转机构60旋转。

线材15受到凸缘57a的约束，使得线材15的短边的长度(厚度)减小了压缩量A2。于是，在沿边弯曲时，线材15被外导引部59压入由凸缘57a的下表面与基体56的上表面所界定的间隙中。但是，凸缘57a具有呈圆形的下外周边57c，由此线材15被平滑地压入凸缘57a的下表面与基体56的上表面之间的间隙中。因为压缩量A2是约数十μm，所以以上构造可以实现沿边弯曲加工。

在第四步骤中，对线材15进行约束的约束机构57和外导引部59如下移动以释放线材15。

在线材15被沿边弯曲之后，外导引部59移动到待用位置，并且旋转机构60往回旋转到初始位置。此时，约束机构57移动离开线材15以解除其上的约束力。

回到第一步骤，馈送机构52卡持线材15，接着夹持机构53松开。由馈送机构52再次以预定长度馈送线材15。此状态如图6所示。然后，经由第二步骤，进行第三步骤以如图7所示将线材15的第二部分沿边弯曲，形成第二角部。如上所述，由馈送机构52精确地馈送线材15，因此线材15能够在预定位置处被沿边弯曲。

重复以上步骤以如图8所示卷绕每匝的线材15，以完成线圈10。

具有以上构造和操作的本实施例的沿边弯曲加工设备50能够实现以下优点。

作为如上所述将线材15沿边弯曲的第一优点，能够制造线圈10而不会在内周处产生膨凸。

通过以上利用与基体56的上表面间隔开固定距离的凸缘57a来将线材15沿边弯曲，可以防止线圈10由于塑性变形而在内周处膨凸。通过按压线材15的将形成线圈10的内周部分的那部分以将线材15的短边减小为长度(A1(短边)-A2(压缩量))，来进行沿边弯曲加工。因此，可以防止线圈10由于塑性变形而在内周处膨凸。

考虑到线材15的弹性变形，线材15在其一部分被约束机构57按压的情况下被沿边弯曲。因此，在沿边弯曲加工之后，线圈10将不会在内周处膨凸，提高了当线圈10安装在定子的槽中时的线圈空间系数。

对于将用于车辆电动机的定子的线圈10，线圈10在被置于定子的槽中时的空间系数非常重要。沿边弯曲的线材15的弹性变形对于每匝的短边A1不具有太多影响。但是，具有10匝以上的线材15的成品线圈10必须插入槽中，因此线材15的弹性变形部分的这种略微复位将对线圈空间系数具有较大影响。申请人通过粗略计算确定，由于弹性变形导致的短边A1的增大造成线圈空间系数减小几个百分比。

具体而言，当要将如本实施例中的包括围绕铜材料15b的绝缘涂层15a的线材15沿边弯曲时，绝缘涂层15a的弹性变形量是不可忽略的。通常，树脂比金属具有更高的弹性变形率。于是，即使绝缘涂层15a形成有绕铜材料15b只是约数十μm的厚度，绝缘涂层15a也将占用沿边弯曲后的线材15的短边A1的增大中的较高百分比。这是因为铜弹性系数“Ed”约为70Gpa，而瓷釉弹性系数“Ee”是约3000Mpa，其比铜弹性系数大二十倍以上。

如果沿边弯曲后的矩形截面线材由于弹性变形而在内周侧膨凸，则其线圈空间系数改变几个百分比，这已经被申请人所确认。因此，当考虑到即使有弹性变形的影响来进行沿边弯曲，以制造将在严格要求尺寸减小和高输出功率的车辆电动机或其他产品中使用的线圈10时，仍可以保持短边A1。

作为第二优点，围绕轴57b布置的间隔体58的高度被设定为值“A1(短边)-A2(压缩量)”，以避免在弯曲加工中对线材15的任意影响，例如间隔体58的倾斜，轴57b的延伸，以及基体56的凹陷。

约束机构57包括插入穿过基体56的轴57b。因此，约束机构57能够相对于线材15的包括长边B的表面垂直地移动，以将压力施加到线材15。

例如，当在没有间隔体58的情况下凸缘57a直接将线材15压靠基体56时，凸缘57a的下表面的仅小部分接触线材15，而该下表面的大部分不接触线材15。因此，使凸缘57a绕轴57b向与按压线材15的部分相反的一侧倾斜。由于凸缘57a的倾斜，不能以较高的尺寸精度来按压线材15。此外，在此构造中，轴57b可能延伸而基体56可能凹陷。因此，不能确保按压线材15的尺寸精度。这导致线材15上压力的变化；例如，过度的压力或不足的压力。

另一方面，在本实施例中使用间隔体58，防止了凸缘57a的这种倾斜。即使当轴57b延伸或基体56凹陷时，由间隔体58的高度来确定线材15的约束尺寸，因此可以确保尺寸精度。

此外，间隔体58提供了在约束机构57的形状方面不受限制的优点。包括一体形成的凸缘57a和轴57b的此约束机构57必须经过机加工以将凸缘57a和轴57b接合的接合部分57d倒圆。

这种倒圆意在减小凸缘57a与轴57b之间的接合部分57d中的应力集中。间隔体58形成有面对接合部分57d的倒圆部分的倒角58a，由此间隔体58不会干扰约束机构57。

如果不设置间隔体58，则线材15将与凸缘57a和轴57b之间的接合部分57d进行接触。此外，如果接合部分57d形成有倒圆部分，则线材15的与接合部分57d进行接触的角部将变形成为与接合部分57d的倒圆部分共形的倒圆部分。这引起线圈空间系数的降低。但是，本实施例中设置的具有倒角58a的间隔体58可以避免此问题。

作为第三优点，夹持机构53的使用可以提高成品线圈10的尺寸精度。

安装在沿边弯曲加工设备50中的夹持机构53用于将线材15保持在已经由馈送机构52将线材15馈送到的位置。在沿边弯曲加工中，当外导引部59随着旋转机构60的旋转而移动时，在约束机构57附近产生较强的力。因此，在没有夹持机构53的情况下，即使由约束机构57约束，线材15也可能发生偏移。

为了防止线材15的这种偏移，本实施例的沿边弯曲加工设备50包括夹持机构53以将线材15保持到位，从而实现精确的弯曲操作。

还可以构思由馈送机构52代替夹持机构53来保持线材15。如果馈送机构52保持线材15，则只要由弯曲单元55正在进行沿边弯曲加工步骤的过程中，就不允许馈送机构52解除对线材15的卡持。如果在沿边弯曲加工期间不允许馈送机构52移动，则不能紧接着在弯曲步骤结束之后开始后续步骤。因此，优选地，附加设置夹持机构53。

作为第四优点，沿边弯曲加工设备50分别包括馈送机构52、夹持机构53和弯曲单元55。因此可以缩短弯曲加工所需的时间。

如上所解释的，在由弯曲单元55进行的线材15的沿边弯曲步骤期间，由夹持机构53夹持线材15。因此，允许馈送机构52解除对线材15的卡持并返回到初始位置。在第一步骤结束之后确认由夹持机构53卡持线材15之后，馈送机构52解除对线材15的卡持并返回到初始位置。这使得可以紧接着在第四步骤之后卡持线材15以立即在此开始第一步骤。

本发明可以在不偏离其主旨特征的情况下以其他具体形式来实施。

例如，以上实施例所示的沿边弯曲加工设备的示意性构造可以针对卡持技术、驱动技术或其他方面进行修改或改变。例如，以上实施例示出了由旋转驱动机构54经由布置在旋转机构60的外周的齿轮来操作旋转机构60的构造。可选地，可以使用带轮、分度工作台等来操作旋转机构60。以上实施例中示例使用的每个部件的材料可以用任意其他合适材料替换。

Claims (6)

1.一种用于矩形截面线材的沿边弯曲加工方法，包括以下步骤：

由约束装置以如下方式约束具有包括长边和短边的矩形截面的所述矩形截面线材：按压所述线材的包括所述长边的表面，并以与所述线材的包括所述短边的表面接触的方式保持所述线材；以及

由弯曲装置将所述矩形截面线材沿边弯曲；

其中，所述约束装置在所述线材的弹性变形的范围内以比所述线材的所述短边的长度更短的约束尺寸约束所述线材的一部分，并且

所述弯曲装置在所述线材的与所述约束装置接触的所述短边处将所述线材沿边弯曲。

2.根据权利要求1所述的用于矩形截面线材的沿边弯曲加工方法，其中，

所述矩形截面线材涂覆有涂覆材料。

3.根据权利要求1或2所述的用于矩形截面线材的沿边弯曲加工方法，其中，

所述约束装置包括按压所述矩形截面线材的包括所述长边的所述表面的凸缘、被设置成面对所述凸缘的基部、插入穿过所述基部的轴、以及具有与所述约束尺寸相对应的厚度的间隔体，并且

所述间隔体在面对将所述轴与所述凸缘接合的接合部分的角部处形成有倒角。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于矩形截面线材的沿边弯曲加工方法，所述方法包括：

第一步骤：由馈送装置馈送所述矩形截面线材；

第二步骤：由夹持装置将所述线材保持在适当的位置处并由所述约束装置约束所述线材；

第三步骤：在由所述夹持装置保持所述线材的同时由所述弯曲装置将所述线材沿边弯曲；以及

第四步骤：从所述夹持装置和所述约束装置释放所述矩形截面线材；

重复地执行所述第一至第四步骤。

5.一种用于矩形截面线材的沿边弯曲加工设备，所述设备包括：

约束装置，其用于以如下方式约束具有包括长边和短边的矩形截面的所述矩形截面线材：按压所述线材的包括所述长边的表面，并以与所述线材的包括所述短边的表面接触的方式保持所述线材；以及

弯曲装置，其用于将所述矩形截面线材沿边弯曲；

其中，所述约束装置在所述线材的弹性变形的范围内以比所述线材的所述短边的长度更短的约束尺寸约束所述线材的一部分，并且

所述弯曲装置在所述线材的与所述约束装置接触的所述短边处将所述线材沿边弯曲。

6.根据权利要求5所述的用于矩形截面线材的沿边弯曲加工设备，其中，

所述约束装置包括按压所述矩形截面线材的包括所述长边的所述表面的凸缘、被设置成面对所述凸缘的基部、插入穿过所述基部的轴、以及具有与所述约束尺寸相对应的厚度的间隔体，并且

所述间隔体在面对将所述轴与所述凸缘接合的接合部分的角部处形成有倒角。

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