CN110120726A - 电导体的弯曲方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电导体的弯曲方法及装置。控制装置使保持有第8层的线圈段(4)的突出部分(4d)的分割爪(11)向逆时针方向(D1)移动。此时，控制装置使第1～第3扩张叶片(13a～13c)向外侧方向(D3)移动，以使第8层的线圈段(4)的突出部分(4d)向外侧方向(D3)弯曲。接着，控制装置使第1～第3扩张叶片(13a～13c)向内侧方向(D4)移动。通过上述工序，第8层的线圈段(4)的突出部分(4d)一边向外侧方向(D3)弯曲一边向逆时针方向(D1)弯曲，因此，因弹性变形力而产生要向内侧方向(D4)复原的复原力。所以，第8层的线圈段(4)的突出部分(4d)与第7层的线圈段(4)的突出部分(4d)接近，变得容易焊接。

Description

电导体的弯曲方法及装置
技术领域
本发明涉及一种电导体的弯曲方法及装置。
背景技术
电动机、发电机等旋转电机具备形成为圆筒状的定子、和旋转自如地配置在定子的内侧的转子。
使U字型的线圈段的脚部插通于定子的定子铁芯上设置的槽中后，将突出的突出部分沿周向弯曲，并对彼此相邻的突出部分的顶端部实施焊接，由此构成线圈(例如，日本专利第3786059号公报)。
为了将线圈段的一对突出部分的顶端部彼此焊接，理想的是使线圈以突出部分彼此容易焊接的方式接近。然而，在专利文献1中，由于只是使突出部分向周向弯曲，存在线圈段的一对突出部分彼此之间的距离较大从而难以进行焊接的问题。
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供一种能够以容易地进行焊接的方式对电导体实施弯曲的电导体的弯曲方法及装置。
用于解决课题的手段
本发明的电导体的弯曲方法是下述一种方法，将沿定子铁芯的径向排列的形成为U字型的一对电导体各自的脚部插入到设置在圆环状的所述定子铁芯的圆周上的多个槽中，利用保持部件保持从所述槽突出的所述脚部的突出部分，通过使保持有所述突出部分的所述保持部件沿所述定子铁芯的周向移动，使所述突出部分向所述周向弯曲，该电导体的弯曲方法的特征在于，具备下述弯曲工序：一边在所述一对电导体中的配置于所述径向外侧的一方的所述突出部分上按压加压部件，从而施加向所述径向的外侧方向的应力，一边使保持所述一方的所述突出部分的所述保持部件向所述周向移动来使所述一方的所述突出部分向所述周向弯曲。
根据本发明，对配置于径向外侧的一方的脚部的突出部分一边施加向径向的外侧方向的应力，一边使一方的脚部的突出部分沿周向弯曲，因此，经弯曲加工后的一方的脚部的突出部分因弹性变形力而产生要向内侧方向复原的复原力(回弹力)。所以，与没有该复原力的情况相比，一方(外侧)的脚部的突出部分与另一方(内侧)的脚部的突出部分接近，因而用于焊接的夹紧变得容易。
另外，在所述弯曲工序中，优选所述加压部件对所述一方的所述突出部分的根部施加朝向所述径向的外侧方向的应力。
根据该结构，在使加压部件沿径向移动而对腿部的突出部分施加朝向径向的外侧方向的应力时，能够以较少的移动距离使突出部分向径向的外侧方向大幅弯曲。
而且，优选的是，分别具有至少一个所述一对电导体的多个电导体单元以在彼此的边界上存在所述径向的间隙的方式插入同一所述槽中，在所述弯曲工序中，使所述多个电导体单元中配置在位于所述径向的最外侧的所述电导体单元以外的所述电导体单元的所述径向的最外侧的所述电导体的所述突出部分弯曲。
根据该结构，多个电导体单元中配置在位于径向的最外侧的电导体单元以外的电导体单元的径向的最外侧的电导体的所述突出部分产生要向内侧方向复原的复原力，因此，该突出部分不会与位于径向外侧的电导体单元接触。由此，能够使相邻的单元彼此绝缘。
本发明的电导体的弯曲装置是下述一种装置，将沿定子铁芯的径向排列的形成为U字型的一对电导体各自的脚部插入到设置在圆环状的所述定子铁芯的圆周上的多个槽中而从所述槽中突出的所述脚部的突出部分向所述定子铁芯的周向弯曲，该电导体的弯曲装置的特征在于，具备：保持部件，对所述一对电导体的所述突出部分进行保持；第1移动机构，使所述保持部件向所述定子铁芯的周向移动；加压部件，其按压所述一对电导体中中被配置在所述径向的外侧的一方的所述突出部分，从而对该一方的所述突出部分施加朝向所述径向的外侧方向的应力；第2移动机构，使所述加压部件向所述径向移动；以及控制装置，控制所述第1移动机构及所述第2移动机构的驱动，所述控制装置一边执行加压控制一边执行弯曲控制，所述加压控制是指驱动所述第2移动机构使所述加压部件向所述径向的外侧移动，从而按压所述一方的所述突出部分来对其施加朝向所述径向的外侧方向的应力，所述弯曲控制是指驱动所述第1移动机构使保持了所述一方的所述突出部分的所述保持部件向所述周向移动，从而使所述突出部分向所述周向弯曲。
根据该结构，经弯曲加工后的一方的脚部的突出部分因弹性变形力而产生要向内侧方向复原的复原力，因此与没有该复原力的情况相比，一方(外侧)的脚部的突出部分与另一方(内侧)的脚部的突出部分接近，用于焊接的夹紧变得容易。
另外，优选的是，所述加压部件的与所述一方的所述突出部分抵接的边缘部被倒角成弧状。
根据该结构，能够抑制加压部件损伤突出部分的情况。
附图说明
图1是表示通过本发明的弯曲装置实施弯曲的旋转电机的定子的立体图。
图2是表示定子铁芯和线圈段的立体图。
图3是表示线圈段的立体图。
图4A是表示线圈段的突出部分的立体图。
图4B是表示线圈段的突出部分的立体图。
图5A是表示利用弯曲装置的分割爪保持第8层的线圈段的突出部分的状态的侧视图。
图5B是表示利用弯曲装置将第8层的线圈段的突出部分弯曲到第1扩张叶片的部分的状态的侧视图。
图5C是表示利用弯曲装置将第8层的线圈段的突出部分弯曲到第2扩张叶片的部分的状态的侧视图。
图5D是表示利用弯曲装置将第8层的线圈段的突出部分弯曲到第3扩张叶片的部分的状态的侧视图。
图6A是表示利用弯曲装置的分割爪保持第8层的线圈段的突出部分的状态的底面剖视图。
图6B是表示利用弯曲装置将第8层的线圈段的突出部分弯曲到第1扩张叶片的部分的状态的底面剖视图。
图6C是表示利用弯曲装置将第8层的线圈段的突出部分弯曲到第2扩张叶片的部分的状态的底面剖视图。
图6D是通过弯曲装置将第8层的线圈段的突出部分弯曲到第3扩张叶片的部分的状态的底面剖视图。
图7A是表示利用弯曲装置的分割爪保持第7层的线圈段的突出部分的状态的侧视图。
图7B是表示利用弯曲装置将第7层的线圈段的突出部分弯曲到第3扩张叶片的部分的状态的侧视图。
图8A是表示利用弯曲装置的分割爪保持第7层的线圈段的突出部分的状态的底面剖视图。
图8B是表示弯曲装置将第7层的线圈段的突出部分弯曲至第3扩张叶片的部分的状态的底面剖视图。
图9是表示弯曲装置的电气结构的框图。
图10是表示弯曲状态的第1层～第8层的线圈段的突出部分的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
首先，对旋转电机的结构的一例进行说明。
如图1及图2所示，电动机、发电机等旋转电机具备形成为圆筒状的定子1和旋转自如地配置在定子1的内侧的转子(未图示)。
定子1具备定子铁芯2和线圈3。定子铁芯2为圆筒状，在周向上隔开间隔地设置有多个沿旋转轴方向贯通的多个槽2a。各槽2a形成为定子铁芯2的径向截面形状从定子铁芯2的中心侧向径向呈放射状延伸，并经由形成于定子铁芯2的狭缝2b与定子铁芯2的内周面连通。需要说明的是，也可以不设置狭缝2b。
通过将图3所示的线圈段4从一方插入槽2a并将从槽2a的另一方突出的突出部分4d沿周向弯曲并焊接而构成线圈3。
线圈段4是将多根、实施方式中是4根截面为长方形的导体(扁平线导线)以宽幅大的面对置的方式排列成1列成为1束而形成为U字型的部件。线圈段4由一对脚部4a、4a和连结两脚部4a、4a的一端(图中为上端)的头部4b构成。
需要说明的是，线圈段4只要是使多根扁平线沿宽度方向排列而成的束即可，例如，也可以使多根扁平线以宽幅窄的一方的面对置的方式排列成1列。
在头部4b的中央形成有在扁平线的排列方向上弯曲成S字型的S字型部4c。另外，头部4b从其中央(S字型部4c的中央)朝向两个脚部4a、4a向下方倾斜。线圈段4的脚部4a从对应的槽2a的一方插入到该槽2a中。线圈段4的脚部4a从槽2a的另一方突出。
如图4A所示，从槽2a的另一方突出的脚部4a的突出部分4d通过后述的弯曲装置10向作为定子铁芯2的周向的逆时针方向D1以及顺时针方向D2弯曲，相对应的突出部分4d的顶端部通过焊接装置(未图示)彼此被焊接。通过这种方式，第8层(8根)线圈段4在径向上层叠配置而完成定子1。这里，从径向的内侧朝向外侧按照第1层、第2层、…、第8层的顺序排列。
在本实施方式中，第1层～第8层的线圈段4中，第1层和第2层构成一对，第3层和第4层构成一对，第5层和第6层构成一对，第7层和第8层构成一对。而且，第1层～第4层被单元化(第1单元)，第5层～第8层被单元化(第2单元)。
作为第1单元的第1层～第4层的线圈段4的各自的突出部分4d、与作为第2单元的第5层～第8层的线圈段4各自的突出部分4d在彼此的边界(第4层的线圈段4的突出部分4d与第5层的线圈段4的突出部分4d的边界)，在径向(外侧方向D3以及内侧方向D4)上隔开间隙地插入定子铁芯2的槽2a中。
需要说明的是，本实施方式的线圈3是由U相、V相、W相构成的3相线圈，插入于各槽2a中的线圈段4的脚部4a是由U相、V相、W相构成的3相线圈，在周向上依次排列有U相、U相、V相、V相、W相、W相。在图4B中，仅示出了3相中的1相的线圈(例如U相线圈)。
接着，如图5～图8所示，对将脚部4a的突出部分4d向作为周向的逆时针方向D1以及顺时针方向D2弯曲的弯曲装置10进行说明。
弯曲装置10具备保持突出部分4d的顶端部的分割爪11(保持部件)、以及具备例如马达、齿轮等且使分割爪11向逆时针方向D1及顺时针方向D2、作为径向的外侧方向D3及内侧方向D4、以及轴向移动的分割爪移动机构12(参照图9)。需要说明的是，保持突出部分4d的顶端部的保持部件不限于分割爪11而能够进行适当变更。
另外，弯曲装置10具备第1～第3扩张叶片(blade)13a～13c(加压部件)、以及具备例如马达、齿轮等且使第1～第3扩张叶片13a～13c向作为径向的外侧方向D3及内侧方向D4移动的叶片移动机构14(第2移动机构)(参照图9)。
弯曲装置10具备控制装置15(参照图9)。控制装置15具备例如CPU等，统一控制弯曲装置10。分割爪移动机构12及叶片移动机构14由控制装置15控制驱动。需要说明的是，分割爪移动机构12以及叶片移动机构14的结构能够适当进行变更，例如，也可以由具备能够移动的杆件以及气缸等的机构、具有能够移动的臂部的机器人构成。
如图5A～图5D以及图6A～图6D所示，分割爪11向外侧方向D3以及内侧方向D4开口，保持突出部分4d的顶端部。分割爪11在保持突出部分4d的顶端部的状态下，利用分割爪移动机构12向逆时针方向D1移动，从而一边将保持的突出部分4d的顶端部维持在与朝上方向平行的状态，一边使突出部分4d向逆时针方向D1弯曲。
在使偶数层(第2层、第4层、第6层、第8层)的线圈段4的突出部分4d向逆时针方向D1弯曲的情况下，第1扩张叶片13a与弯曲后的突出部分4d的根部抵接，第2扩张叶片13b与弯曲后的突出部分4d的中央部抵接，第3扩张叶片13c与弯曲后的突出部分4d的顶端部抵接。第1～第3扩张叶片13a～13c的与突出部分4d抵接的边缘部被倒角成弧状(例如圆弧状)。需要说明的是，第1～第3扩张叶片13a～13c的位置能够适当进行变更，也可以不实施边缘部的倒角。
另外，按压突出部分4d而施加应力的加压部件不限于第1～第3扩张叶片13a～13c，能够适当进行变更。例如，也可以由具备能够移动的杆件以及气缸等的机构、具有能够移动的臂部的机器人构成。
如图7A、图7B以及图8A、图8B所示，分割爪11在保持了奇数层(第1层、第3层、第5层、第7层)的线圈段4的突出部分4d的顶端部的状态下，利用分割爪移动机构12向顺时针方向D2移动。由此，分割爪11一边将保持的突出部分4d的顶端部维持为与朝上方向平行的状态，一边使突出部分4d向顺时针方向D2弯曲。需要说明的是，只要是一对线圈段4分别向相反方向弯曲的结构即可，因此，并不限定于本实施例。
在使突出部分4d向顺时针方向D2弯曲的情况下，第一扩张叶片13a与弯曲后的突出部分4d的顶端部抵接，第2扩张叶片13b与弯曲后的突出部分4d的中央部抵接，第3扩张叶片13c与弯曲后的突出部分4d的根部抵接。
[弯曲加工]
在使用弯曲装置10使线圈段4的突出部分4d弯曲的情况下，如图5A以及图6A所示，首先，控制装置15驱动分割爪移动机构12使分割爪11移动，利用分割爪11对构成最外侧的第8层的线圈段4的突出部分4d进行保持。
接着，控制装置15驱动分割爪移动机构12，使保持了第8层的线圈段4的突出部分4d的分割爪11沿逆时针方向D1移动到图5B及图6B所示的位置(弯曲控制)。
控制装置15驱动分割爪移动机构12，在使分割爪11沿逆时针方向D1移动到图5B及图6B所示的位置时，驱动叶片移动机构14(弯曲工序)。此时，控制装置15驱动叶片移动机构14，以使第1～第3扩张叶片13a～13c向外侧方向D3移动，从而使第8层的线圈段4的突出部分4d向外侧方向D3弯曲(加压控制)。对应于该移动，控制装置15驱动分割爪移动机构12，使保持有突出部分4d的分割爪11向外侧方向D3移动。
控制装置15使分割爪11沿逆时针方向D1从图5B及图6B所示的位置移动到图5C及图6C所示的位置移动(弯曲控制)。此时，控制装置15将第1～第3扩张叶片13a～13c维持在移动到外侧方向D3后的位置。
然后，控制装置15使分割爪11沿逆时针方向D1从图5C及图6C所示的位置移动到图5D及图6D所示的位置(弯曲控制)。此时，控制装置15驱动叶片移动机构14，使第1～第3扩张叶片13a～13c向内侧方向D4移动。对应于该移动，控制装置15驱动分割爪移动机构12，使保持突出部分4d的分割爪11向内侧方向D4移动。通过以上的工序，第8层的线圈段4的突出部分4d一边向外侧方向D3弯曲，一边向逆时针方向D1弯曲。
对第7层的线圈段4的突出部分4d进行弯曲时，如图7A及图7B所示，控制装置15驱动分割爪移动机构12，使分割爪11移动，利用分割爪11保持第7层的线圈段4的突出部分4d。
接着，控制装置15驱动分割爪移动机构12，使保持了第7层的线圈段4的突出部分4d的分割爪11沿顺时针方向D2向图7B及图8B所示的位置移动。此时，控制装置15使第1～第3扩张叶片13a～13c位于对第7层的线圈段4的突出部分4d进行支承的位置上而不向外侧方向D3弯曲该突出部分4d。通过上述工序，第7层的线圈段4的突出部分4d向顺时针方向D2弯曲，如图10所示，第8层的线圈段4的突出部分4d的顶端部与第7层的线圈段4的突出部分4d的顶端部对置。
这样，第8层的线圈段4的突出部分4d一边向外侧方向D3弯曲一边向逆时针方向D1弯曲，因此，因弹性变形力产生要向内侧方向D4复原的复原力(回弹力)。因此，与没有该复原力的情况相比，第8层的线圈段4的突出部分4d与第7层的线圈段4的突出部分4d接近，因此用于焊接的夹紧变得容易。
另外，当保持第7层的线圈段4的突出部分4d的分割爪11向顺时针方向D2移动时，其移动轨迹也包括向内侧方向D4的移动。因此，若第7层的线圈段4的突出部分4d向顺时针方向D2弯曲时，也同时向内侧方向D4弯曲，因弹性变形力而产生要向外侧方向D3复原的复原力。由此，第7层的线圈段4的突出部分4d接近于第8层的线圈段4的突出部分4d，进而用于焊接的夹紧变得容易。
另外，由于第1～第3扩张叶片13a～13c的与突出部分4d抵接的边缘部被倒角成圆弧状，因此能够抑制第1～第3扩张叶片13a～13c损伤突出部分4d。
以与第8层的线圈段4的突出部分4d同样的方式对第6层、第4层、第2层的线圈段4的突出部分实施弯曲。以与第7层的线圈段4的突出部分4d同样的方式对第5层、第3层、第1层的线圈段4的突出部分4d实施弯曲。由此，第6层的线圈段4的突出部分4d与第5层的线圈段4的突出部分4d接近，第4层的线圈段4的突出部分4d与第3层的线圈段4的突出部分4d接近，第2层的线圈段4的突出部分4d与第1层的线圈段4的突出部分4d接近。
需要说明的是，只要至少使偶数层的线圈段4的突出部分4d向逆时针方向D1弯曲的同时向外侧方向D3弯曲即可，奇数层的线圈段4的突出部分4d也可以不向内侧方向D4弯曲。
在定子1中，第1层～第4层的线圈段4为第1单元，第5层～第8层的线圈段4为第2单元。在本实施方式中，为了使第1单元与第2单元绝缘，需要使第4层的线圈段4的突出部分4d与第5层的线圈段4的突出部分4d绝缘。
在本实施方式中，第4层的线圈段4的突出部分4d因弹性变形力而产生要向内侧方向D4复原的复原力，因此，能够在第4层的线圈段4的突出部分4d与第5层的线圈段4的突出部分4d之间可靠地形成间隙，从而能够可靠地绝缘。在本发明中，优选至少使第4层的线圈段4的突出部分4d一边向外侧方向D3弯曲一边向逆时针方向D1弯曲。
另外，在具有3个以上具备多个线圈段4的单元的情况下，优选使配置在位于最外周的单元以外的单元各自的最外周的线圈段4的突出部分4d一边向外侧方向D3弯曲一边向逆时针方向D1弯曲。
需要说明的是，在上述实施方式中，使偶数层的线圈段4的突出部分4d一边向逆时针方向D1弯曲一边向外侧方向D3弯曲，但也可以使突出部分4d产生要向内侧方向D4复原的复原力，也可以设置成不使突出部分4d向外侧方向D3弯曲而对其施加向外侧方向D3的应力。
另外，也可以不设置第1～第3扩张叶片13a～13c，而是利用未在外侧方向D3以及内侧方向D4开口的保持部件保持突出部分4d，通过使该保持部件向外侧方向D3移动，从而使由保持部件保持的突出部分4d向外侧方向D3弯曲。

Claims (5)

1.一种电导体的弯曲方法，将沿定子铁芯的径向排列的形成为U字型的一对电导体的各自的脚部插入到设置在圆环状的所述定子铁芯的圆周上的多个槽中，利用保持部件保持从所述槽突出的所述脚部的突出部分，通过使保持有所述突出部分的所述保持部件沿所述定子铁芯的周向移动，使所述突出部分向所述周向弯曲，
该电导体的弯曲方法的特征在于，具备下述弯曲工序：
一边在所述一对电导体中的配置于所述径向外侧的一方的所述突出部分上按压加压部件，从而施加向所述径向的外侧方向的应力，一边使保持所述一方的所述突出部分的所述保持部件向所述周向移动来使所述一方的所述突出部分向所述周向弯曲。
2.根据权利要求1所述的电导体的弯曲方法，其特征在于，
在所述弯曲工序中，所述加压部件对所述一方的所述突出部分的根部施加朝向所述径向的外侧方向的应力。
3.根据权利要求2所述的电导体的弯曲方法，其特征在于，
分别具有至少一个所述一对电导体的多个电导体单元以在彼此的边界上存在所述径向的间隙的方式插入同一所述槽中，
在所述弯曲工序中，使所述多个电导体单元中配置在位于所述径向的最外侧的所述电导体单元以外的所述电导体单元的所述径向的最外侧的所述电导体的所述突出部分弯曲。
4.一种电导体的弯曲装置，将沿定子铁芯的径向排列的形成为U字型的一对电导体的各自的脚部插入到设置在圆环状的所述定子铁芯的圆周上的多个槽中而从所述槽中突出的所述脚部的突出部分向所述定子铁芯的周向弯曲，
该电导体的弯曲装置的特征在于，具备：
保持部件，对所述一对电导体的所述突出部分进行保持；
第1移动机构，使所述保持部件向所述定子铁芯的周向移动；
加压部件，其按压所述一对电导体中的被配置在所述径向的外侧的一方的所述突出部分，从而对该一方的所述突出部分施加朝向所述径向的外侧方向的应力；
第2移动机构，使所述加压部件向所述径向移动；以及
控制装置，控制所述第1移动机构及所述第2移动机构的驱动，
所述控制装置一边执行加压控制一边执行弯曲控制，所述加压控制是指驱动所述第2移动机构使所述加压部件向所述径向的外侧移动，从而按压所述一方的所述突出部分来对其施加朝向所述径向的外侧方向的应力，所述弯曲控制是指驱动所述第1移动机构使保持了所述一方的所述突出部分的所述保持部件向所述周向移动，从而使所述突出部分向所述周向弯曲。
5.根据权利要求4所述的电导体的弯曲装置，其特征在于，
所述加压部件的与所述一方的所述突出部分抵接的边缘部被倒角成弧状。
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