CN102474168B - 用于笼状分布卷绕线圈的扁平导线的成形方法以及成形装置 - Google Patents

Abstract

被成形为扁平导线(2)之前的扁平导线材料(1)具有矩形截面，并在同一平面上预先连续地成形为曲折状，扁平导线材料包括：槽内导线部(11)，多个槽内导线部被重叠配置到定子铁芯的槽中；线圈末端导线部(12)，多个线圈末端导线部被重叠配置到槽外来作为线圈末端；以及弯曲部(13)，弯曲部连结两导线部(11、12)之间并弯曲。当成形扁平导线(2)时，在安置工序中，通过一对把持器具(22)、(23)把持位于槽内导线部(11)的两端的弯曲部(13)，并通过扭转工具(24)夹持槽内导线部(11)。之后，在加工工序中，使扭转工具(24)以预定的轴线L1为中心旋转的同时使该轴线L1向预定方向变位，由此弯曲部(13)被扭转并被弯曲成曲柄状。通过对多个槽内导线部(11)的全部实施上述安置工序和加工工序，来得到扁平导线(2)。

Description

用于笼状分布卷绕线圈的扁平导线的成形方法以及成形装置

技术领域

本发明涉及构成马达的定子的笼状分布卷绕线圈，详细地涉及将用于该笼状分布卷绕线圈的扁平导线成形为预定的形状的成形方法以及成形装置。 

背景技术

以往，例如在下述的专利文献1中，记载了通过准备多个将扁平导线卷绕成波浪状的波卷线圈并使这些波卷线圈相互错开间距而重合来成形笼状分布卷绕线圈的技术。但是，在专利文献1中记载的技术中，仅使多个波卷线圈单纯地重合并不能得到笼状分布卷绕线圈，需要依次编织多个波卷线圈的工序，因此线圈的生产效率不高。 

在此，本申请的申请人在专利申请2009-016549号中提出了不需要依次编织多个波卷线圈的工序从而能够提高生产效率的笼状分布卷绕线圈。构成该笼状分布卷绕线圈的扁平导线具有矩形截面，并且连续地成形为曲折状。该扁平导线包括：槽内导线部，多个所述槽内导线部使其矩形截面的长边朝向定子铁芯的直径方向而被重叠配置到定子铁芯的槽内；圆周导线部(线圈末端导线部)，多个所述圆周导线部使其矩形截面的短边朝向定子铁芯的直径方向而被重叠配置到线圈末端中；以及连结槽内导线部和线圈末端导线部之间并弯曲的弯曲部(包括扭转材料部)。然后，将上述的扁平导线重叠多个，并将这些扁平导线多圈反复卷绕，由此槽内导线部和线圈末端导线部分别被重叠多个，从而得到笼状分布卷绕线圈。通过以使槽内导线部进入槽中的方式将该笼状分布卷绕线圈组装到定子铁芯中，来得到定子。 

在先技术文献 

专利文献 

专利文献1：特开2000-069700号公报 

专利文献2：特开2002-153001号公报 

专利文献3：特开2008-113539号公报 

发明内容

但是，在上述的提案技术中，对于构成扁平导线的槽内导线部和线圈末端导线部，矩形截面的长边的朝向不同。为了如上地改变矩形截面的长边的朝向，需要在弯曲部扭转扁平导线材料。另外，为了使槽内导线部和线圈末端导线部分别重叠多个，需要在弯曲部将扁平导线材料弯曲成曲柄状。 

在此，为了对扁平导线材料的弯曲部施加“扭转”和“曲柄状的弯曲”，通常分别进行“扭转成形”和“弯曲成形”。在扭转成形中，在使用把持器具把持位于槽内导线部两端的弯曲部的状态下，使用扭转工具夹持槽内导线部，并使每个所述扭转工具旋转，从而使弯曲部扭转。并且，在弯曲成形中，在使用扭转工具夹持槽内导线部的状态下向特定方向上按压扭转工具，从而将弯曲部弯曲成曲柄状。 

但是，在如上所述的成形方法中，需要扭转成形和弯曲成形这两个工序。另外，由于弯曲部的成形进行两次，因此成形时扁平导线材料的变形量增加，造成绝缘性能可能下降。另外，当扭转弯曲部时，扁平导线材料具有向长度方向收缩的倾向，因此如果使用把持器具固定弯曲部，则扁平导线材料的绝缘覆膜将被过度地拉伸。因此，根据情况，绝缘覆膜的厚度减小或者绝缘覆膜被撕碎，使得绝缘性有可能下降。 

本发明是鉴于上述问题而作出的，本发明的目的是提供能够在一个工序中同时进行对弯曲部的扭转成形和弯曲成形、并且能够减小扁平导线的成形损失的用于笼状分布卷绕线圈的扁平导线的成形方法以及成形装置。 

用于解决问题的手段 

为了实现上述目的，第一方式是一种用于笼状分布卷绕线圈的扁平导线的成形方法，其特征在于，被成形为扁平导线之前的扁平导线材料具有矩形截面，并在同一平面上预先连续地成形为曲折状，扁平导线材料包 括：槽内导线部，多个槽内导线部被重叠配置到定子铁芯的槽中；线圈末端导线部，多个线圈末端导线部被重叠配置到槽外来作为线圈末端；以及弯曲部，弯曲部连结槽内导线部和线圈末端导线部之间并弯曲，成形方法包括以下工序：安置工序，通过一对把持器具把持位于槽内导线部的两端的弯曲部，并通过扭转工具夹持槽内导线部；以及加工工序，在安置工序后，使扭转工具以预定的轴线为中心旋转的同时使轴线向预定方向变位，由此弯曲部被扭转并被弯曲成曲柄状，对多个槽内导线部的全部实施安置工序和加工工序。 

根据上述的构成，在安置工序后的加工工序中，在通过一对把持器具把持位于槽内导线部两端的弯曲部并通过扭转工具夹持槽内导线部的状态下，使扭转工具以预定的轴线为中心旋转的同时使该轴线向预定方向变位，由此弯曲部被扭转并被弯曲成曲柄状。由此，槽内导线部相对于线圈末端导线部的朝向发生改变，并且槽内导线部离开线圈末端导线部。 

在上述第一方式中，优选地，允许各把持器具向轴线的方向移动。 

根据上述构成，除第一方式的作用以外，在加工工序中，允许各把持器具随着弯曲部的变形而向轴线的方向移动，因此把持器具难以对弯曲部施加过分的力。 

为了实现上述目的，第二方式是一种用于笼状分布卷绕线圈的扁平导线的成形装置，其特征在于，被成形为扁平导线之前的扁平导线材料具有矩形截面，并在同一平面上预先连续地成形为曲折状，扁平导线材料包括：槽内导线部，多个槽内导线部被重叠配置到定子铁芯的槽中；线圈末端导线部，多个线圈末端导线部被重叠配置到槽外来作为线圈末端；以及弯曲部，弯曲部连结槽内导线部和线圈末端导线部之间并弯曲，成形装置包括：一对把持器具，一对把持器具把持位于槽内导线部的两端的弯曲部；以及扭转工具，扭转工具被设置为在夹持槽内导线部的同时能够以预定的轴线为中心旋转，并且被设置为轴线能够向预定方向变位。 

根据上述的构成，为了实施第一方式的成形方法，可以使用该成形装置。 

在第二方式中，优选地，各把持器具被设置为能够向轴线的方向移 动。 

根据上述的构成，除第二方式的作用以外，各把持器具被设置为随着弯曲部的变形而能够向轴线的方向移动，因此把持器具难以对弯曲部施加过分的力。 

发明效果 

根据上述第一方式，能够在一个工序中同时进行对弯曲部的扭转成形和弯曲成形，因此能够减小扁平导线的成形损失。 

除第一方式的效果以外，对于扁平导线还能够极力地抑制绝缘覆膜的损伤从而能够确保绝缘性能。 

根据第二方式，通过用于第一方式的成形方法，能够有效地发挥上述成形方法所产生的效果。 

除上述第二方式的效果以外，对于扁平导线还能够极力地抑制绝缘覆膜的损伤从而能够确保绝缘性能。 

附图说明

图1涉及一个实施方式，是示出成形为扁平导线之前的扁平导线材料的平面图； 

图2涉及该实施方式，是示出由扁平导线材料成形的扁平导线的平面图； 

图3涉及该实施方式，是沿示出扁平导线材料的图1的3-3线截开的截面图； 

图4涉及该实施方式，是示出成形装置的概略构成的平面图； 

图5涉及该实施方式，是示出扁平导线材料的一部分的立体图； 

图6涉及该实施方式，是示出扭转工具、工具台以及扁平导线材料的关系的立体图； 

图7涉及该实施方式，是示出关于成形装置的安置工序的状态的侧视图； 

图8涉及该实施方式，是示出关于成形装置的加工工序的状态的侧视图： 

图9涉及该实施方式，是示出成形前的把持器具和扭转工具的状态的主视图； 

图10涉及该实施方式，是示出成形后的把持器具和扭转工具的状态的主视图； 

图11涉及该实施方式，是示出关于用于对比的成形装置的安置工序的状态的侧视图； 

图12涉及该实施方式，是示出关于用于对比的成形装置的加工工序的状态的侧视图； 

图13涉及另一实施方式，图13的(a)～(c)是示出扭转工具的一系列的动作的侧视图。 

具体实施方式

以下，参照附图来详细地说明对本发明中的用于笼状分布卷绕线圈的扁平导线的成形方法及成形装置具体化后的一个实施方式。 

图1中通过平面图示出了成形为扁平导线前的扁平导线材料1。图2中通过平面图示出了由扁平导线材料1成形的扁平导线2。图2所示的扁平导线2用于构成三相马达的定子的笼状分布卷绕线圈。 

如图1所示，扁平导线材料1被连续地成形为曲折状。在图1中，扁平导线材料1只绘制到其中途位置，但实际上扁平导线材料1更长地延伸。该扁平导线材料1具有矩形截面。图3中放大示出了沿图1的3-3线截开的截面图。在该实施方式中，矩形截面的短边SS为“1mm”，矩形截面的长边SL为“9mm”。图1所示的扁平导线材料1的宽度相当于该矩形截面的长边SL，矩形截面的短边SS相当于扁平导线材料1的厚度。该扁平导线材料1的材质为铜，并且为了绝缘而涂覆有珐琅。图1所示的扁平导线材料1是通过在同一平面上将直线状的扁平线材预先成形为曲折状而得到的。如图1所示，该扁平导线材料1包括纵向延伸的多个槽内导线部11、横向延伸的多个线圈末端导线部12、以及连结相邻的槽内导线部11和线圈末端导线部12之间并弯曲的弯曲部13。 

在图1所示的扁平导线材料1中成形的对象主要是槽内导线部11和弯曲部13。各槽内导线部11在从图1所示的状态变到图2所示的状态时，改变“90°”朝向。伴随于此，各弯曲部13如下所述被扭转并被弯曲成曲柄状。通过这种成形，得到图2所示的扁平导线2。然后，通过将如此成形的扁平导线2重叠多个，并将这些扁平导线多圈反复卷绕，槽内导线部11和线圈末端导线部12分别被重叠多个，从而得到笼状分布卷绕线圈。在图1和图2中，为了方便，交替地标记阴影和网格来示出线圈末端导线部12。另外，在图1和图2中，为了方便，使用线进行标记来示出槽内导线部11和弯曲部13以及线圈末端导线部12与弯曲部13的边界。

通过以使槽内导线部11进入槽中的方式将如上制造出的笼状分布卷绕线圈组装到定子铁芯中，得到马达用的定子。在此，多个槽内导线部11使其矩形截面的长边SL朝向定子铁芯的直径方向而被重叠配置到槽中。另外，多个线圈末端导线部12使其矩形截面的短边SS朝向定子铁芯的直径方向而被重叠配置到槽外来作为线圈末端。 

接下来，对用于将图1所示的扁平导线材料1成形为图2所示的扁平导线2的成形方法及成形装置进行说明。 

图4中通过平面图示出了该实施方式的成形装置21的概略构成。该成形装置21包括：把持位于槽内导线部11的两端的弯曲部13的一对把持器具22、23；以及扭转工具24，所述扭转工具24设置为在夹持槽内导线部11的同时能够以预定的轴线L1为中心旋转，并且所述扭转工具24设置为其轴线L1能够向预定方向变位。 

如图4所示，各把持器具22、23分别被固定在缸体25、26的顶端。被设置为能够相对于各缸体25、26出现和隐藏的活塞杆25a、26a的顶端部被固定在机台27上。由此，各把持器具22、23被设置为能够在各活塞杆25a、26a相对于各缸体25、26可移动的范围内分别向扭转工具24的轴线方向、即上述的轴线L1的方向移动。 

如图4所示，扭转工具24在夹持槽内导线部11的状态下嵌入工具台28的凹部29中。图5中通过立体图示出了扁平导线材料1的一部分。图6中通过立体图示出了扭转工具24、工具台28以及扁平导线材料1的关系。扭转工具24形成为两端面呈卵形的柱状。扭转工具24构成为可被两个工具片31、32一分为二。两个工具片31、32之间形成有夹持槽内导线部11的孔33。该孔33在扭转工具24的端面被配置为靠近卵形的大径部。形成于工具台28上的凹部29具有与扭转工具24的外周形状一致的曲面。扭转工具24设置为能够在该凹部29中以轴线L1为中心向箭头A1的方向旋转。如此，扭转工具24在工具台28的凹部29中在与凹部29的曲面相接触的同时以轴线L1为中心向箭头A1的方向旋转，由此构成扭转工具24的旋转中心的轴线L1向图6的上侧方向变位。 

接下来，对使用上述的成形装置21进行的扁平导线2的成形方法进行说明。图7中通过侧视图示出了关于成形装置21的安置工序的状态。图8中通过侧视图示出了关于成形装置21的加工工序的状态。在图7和图8中，仅扁平导线材料1被切断示出。 

为了将图1所示的扁平导线材料1成形为图2所示的扁平导线2，首先，在安置工序中，如图4和图7所示，通过一对把持器具22、23部分地把持位于槽内导线部11两端的弯曲部13，并通过扭转工具24夹持槽内导线部11。在该状态下，扭转工具24被横置地嵌入工具台28的凹部29中。在该状态下，使用固定的力按压扭转工具24的上部或侧面部。通过这种按压，能够防止使扭转工具24旋转时的偏移和振动。在这种安置状态下，轴线L1位于与扁平导线材料1的线圈末端导线部12相同的高度，轴线L1是扭转工具24的旋转中心。 

接下来，在安置工序之后的加工工序中，如图7所示，在使扭转工具24以轴线L1为中心向箭头A1的方向旋转的同时，使扭转工具24的外周沿凹部29的曲面滑动。由此，使扭转工具24如图8所示从图7所示的状态旋转“90°”而竖立。伴随于此，使轴线L1向图7和图8中的上侧方向变位，轴线L1是扭转工具24的旋转中心。由此，如图8所示，弯曲部13被扭转并被弯曲成曲柄状。此时，把持槽内导线部11两端的弯曲部13的把持器具22、23在从图9所示的状态变到图10所示的状态时，向轴线L1的方向自由地运动，因此以自然的形式对弯曲部13施加扭转和弯曲，而不会对扁平导线材料1施加过分的力。图9通过主视图示出了成形前的把持器具22和扭转工具24的状态。图10通过主视图示出了成形后的把持 器具22和扭转工具24的状态。然后，在加工工序后的状态中，如图8所示，构成旋转中心的轴线L1位于从线圈末端导线部12向上方离开预定的曲柄高度H1的位置。 

然后，通过对扁平导线材料1的多个槽内导线部11的全部实施上述的安置工序和加工工序，能够将图1所示的扁平导线材料1成形为图2所示的扁平导线2。 

在此，作为对比例，在图11和图12中通过侧视图示出了改变槽内导线部11的朝向时仅扭转弯曲部13而不将弯曲部13弯曲成曲柄状的成形装置41和成形方法。图11中通过侧视图示出了用于对比的关于成形装置41的安置工序的状态。图12中通过侧视图示出了用于对比的关于成形装置41的加工工序的状态。在图11和图12中，扁平导线材料1被切断示出。该成形装置41包括形成为圆柱状的扭转工具42。扭转工具42构成为可被两个工具片43、44一分为二。两个工具片43、44之间形成有夹持槽内导线部11的孔45。该孔45被配置在扭转工具42的端面上的圆形的中心。形成于工具台46上的凹部47具有与扭转工具42的外周形状一致的曲面。 

如图11所示，通过在槽内导线部11被夹持在圆柱状的扭转工具42中的状态下，使该扭转工具42在凹部47中向箭头A1的方向旋转，如图12所示的，弯曲部13被扭转，使得槽内导线部11的朝向发生改变。但是，在该成形装置41中，由于作为扭转工具42的旋转中心的轴线L1在扭转工具42旋转前和旋转后位置不发生改变，因此成形后的弯曲部13不产生如图8所示的曲柄状的弯曲。 

根据以上说明的该实施方式中的成形方法，在安置工序后的加工工序中，关于扁平导线材料1，在使用一对把持器具22、23把持位于槽内导线部11两端的弯曲部13并使用扭转工具24夹持槽内导线部11的状态下，使扭转工具24以预定的轴线L1为中心旋转的同时使该轴线L1向预定的方向变位，由此弯曲部13被扭转并被弯曲成曲柄状。由此，关于扁平导线材料1，槽内导线部11相对于线圈末端导线部12的朝向发生改变，并且槽内导线部11离开线圈末端导线部12。因此，能够在一个工序中同时进行使弯曲部13扭转的扭转成形和使弯曲部13弯曲成曲柄状的弯曲成 形，由此能够将工序数从之前的两个工序减至一个工序。因此，扁平导线材料1在成形时的变形量减小，相应地，关于成形后的扁平导线2，能够减小成形所引起的损坏。 

在该实施方式的成形方法中，根据工具台28和扭转工具24的接合关系，旋转前后的扭转工具24的配置的变化始终保持固定。因此，能够减小与成形后的弯曲部13有关的曲柄高度H1的变动。其结果是，能够始终以相同的形状改变槽内导线部11的朝向。在此，为了适当地改变曲柄高度H1，改变扭转工具24和工具台28的形状即可。 

另外，在该实施方式的成形方法中，在加工工序中，允许各把持器具22、23随着弯曲部13的变形而向轴线L1的方向移动，因此把持器具22，23难以对弯曲部13施加过分的力。即，当弯曲部13被扭转和弯曲时，扁平导线材料1具有向长度方向收缩的倾向，但把持弯曲部13的把持器具22、23可以向轴线L1的方向运动，因此扁平导线材料1的绝缘覆膜不会被过分地拉伸。因此，对于扁平导线2，能够极力地抑制绝缘覆膜的损伤从而确保绝缘性能。 

根据该实施方式的成形装置21，可在上述成形方法中使用成形装置21。因此，通过在上述成形方法中使用该成形装置21，能够有效地发挥上述成形方法产生的作用效果。 

另外，在该实施方式的成形装置21中，各把持器具22、23被设置为可随着弯曲部13的变形向轴线L1的方向移动，因此各把持器具22、23难以对弯曲部13施加过分的力。因此，对于已成形的扁平导线2，能够极力地抑制绝缘覆膜的损伤来确保绝缘性能。 

此外，本发明不限于上述实施方式，可在不脱离发明的主旨的范围内适当地改变构成的一部分以下面的方式实施。 

在上述实施方式中，将形成为两端面呈卵形的柱状的扭转工具24以及被可旋转地支承该扭转工具24的工具台28设置为成形装置21。相对于此，如图13所示，将扭转工具51形成为两端面呈大致长方形的柱状，并且仅将大致长方形的一个角部52形成为圆弧状。另外，该扭转工具51被配置为在棒等所构成的壁53的下方与壁53稍微分离。图13的(a)～图 13的(c)通过侧视图示出了另一实施方式涉及的、扭转工具51的一系列的动作。根据该成形装置的构成，当扭转工具51从图13的(a)所示的安置状态以轴线L1为中心向箭头A1的方向旋转时，如图13的(b)所示，扭转工具51的圆弧状的角部52与壁53碰撞。当使扭转工具51进一步旋转时，如图13的(c)所示，扭转工具51被壁53压下。如此，扭转工具51以预定的轴线L1为中心进行旋转的同时该轴线L1向下侧方向变位，由此能够使弯曲部扭转并弯曲成曲柄状。 

产业上的可应用性 

本发明可用于与马达用的定子的制造有关的、用于笼状分布卷绕线圈的扁平导线的成形。 

符号说明 

1  扁平导线材料 

2  扁平导线 

11  槽内导线部 

12  线圈末端导线部 

13  弯曲部 

21  成形装置 

22  把持器具 

23  把持器具 

24  扭转工具 

51  扭转工具 

L1  轴线 

Claims (4)

1.一种用于笼状分布卷绕线圈的扁平导线的成形方法，其特征在于，

被成形为所述扁平导线之前的扁平导线材料具有矩形截面，并在同一平面上预先连续地成形为曲折状，所述扁平导线材料包括：槽内导线部，多个所述槽内导线部被重叠配置到定子铁芯的槽中；线圈末端导线部，多个所述线圈末端导线部被重叠配置到所述槽外来作为线圈末端；以及弯曲部，所述弯曲部连结所述槽内导线部和所述线圈末端导线部之间并弯曲，

所述成形方法包括以下工序：

安置工序，通过一对把持器具把持位于所述槽内导线部的两端的所述弯曲部，并通过扭转工具夹持所述槽内导线部；以及

加工工序，在所述安置工序后，使所述扭转工具以预定的轴线为中心旋转的同时使所述轴线向预定方向变位，由此所述弯曲部被扭转并被弯曲成曲柄状，所述预定的轴线是所述扭转工具自身中假定的轴线，

对多个所述槽内导线部的全部实施所述安置工序和所述加工工序。

2.如权利要求1所述的用于笼状分布卷绕线圈的扁平导线的成形方法，其特征在于，

允许所述各把持器具沿着所述轴线的方向相对于所述扭转工具移动。

3.一种用于笼状分布卷绕线圈的扁平导线的成形装置，其特征在于，

被成形为所述扁平导线之前的扁平导线材料具有矩形截面，并在同一平面上预先连续地成形为曲折状，所述扁平导线材料包括：槽内导线部，多个所述槽内导线部被重叠配置到定子铁芯的槽中；线圈末端导线部，多个所述线圈末端导线部被重叠配置到所述槽外来作为线圈末端；以及弯曲部，所述弯曲部连结所述槽内导线部和所述线圈末端导线部之间并弯曲，

所述成形装置包括：

一对把持器具，所述一对把持器具把持位于所述槽内导线部的两端的所述弯曲部；以及

扭转工具，所述扭转工具被设置为在夹持所述槽内导线部的同时能够以预定的轴线为中心旋转，并且被设置为所述轴线能够向预定方向变位，所述预定的轴线是所述扭转工具自身中假定的轴线。

4.如权利要求3所述的用于笼状分布卷绕线圈的扁平导线的成形装置，其特征在于，

所述各把持器具被设置为能够沿着所述轴线的方向相对于所述扭转工具移动。

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