CN111865012B - 导体成形装置及波形绕组线圈的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够使包括斜行部及折回部的导体高精度地成形的导体成形装置及波形绕组线圈的制造方法。所述导体成形装置,相对于包括具有直线部分的多个导体的导体组,使多个斜行部及多个直线部成形,在斜行部使导体组在厚度方向折回,所述导体成形装置包括:斜行部成形机构,握持与导体组的夹着使斜行部成形的部分的两侧的部分相对应的多个导体的直线部分,使其在导体组的宽度方向相对移动而使斜行部成形;以及折回机构,使经成形的斜行部在导体组的厚度方向折回,并且,使经折回机构折回的导体组相对于斜行部成形机构相对移动,以使下一个使斜行部成形的部分到达斜行部成形机构的位置,通过斜行部成形机构而使斜行部成形。
Description
技术领域
本发明涉及一种导体成形装置及波形绕组线圈(wave wound coil)的制造方法。
背景技术
通常,作为构成电动机或发电机等旋转电机的定子(stator)的线圈,已知有波形绕组线圈。波形绕组线圈包括:直线状的多个狭槽配置部,配置在定子芯的狭槽(slot)内;以及多个匝(turn)部,在定子芯的轴方向外侧,将相邻的狭槽配置部彼此连结成山形状或拱状;并且沿定子芯的圆周方向成形为波状。
作为这种波形绕组线圈,已知有定子芯的多圈份的长条形片状的波形绕组线圈。片状的波形绕组线圈是卷绕成螺旋状,通过将各狭槽配置部插入至定子芯的各狭槽内,而构成多层(多匝)线圈。
以往,作为制造这种片状的波形绕组线圈的方法,已知有如下的方法:在线圈导体延伸的面内,相对于线圈导体,使与波形绕组线圈的匝部相对应的斜行状的多个搭接导体部、及与波形绕组线圈的狭槽配置部相对应的直线状的多个狭槽导体部全部预先成形之后,在各搭接导体部的中央部依次折回,利用所述折回部而使波形绕组线圈的匝部成形(例如,参照专利文献1)。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利第3952346号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
但是,在所述现有技术中,是先使与波形绕组线圈的匝部相对应的斜行状的搭接导体部(斜行部)全部成形之后,再使各斜行部依次折回而使匝部成形,因而存在波形绕组线圈的成形精度差之类的问题。
即,片状的波形绕组线圈是对处于并联状态的与UVW的三相相对应的多根线圈线材同时进行成形。但是,难以利用所有的线圈线材使均等形状的匝部成形,而有可能存在如下的情况等:在某些线圈线材的匝部的顶点部分,折回较费力,在其它线圈线材的匝部的顶点部分,折回较轻松;或在某些折回工序中,折回较费力,在其它折回工序中,折回较轻松。这时,会产生由折回部的成形不均所引起的每个线圈线材或每个折回部的偏离(线圈线材的延伸方向的偏离),所述偏离会在每次折回时逐渐蓄积在已成形好的斜行部,使得最终获得的波形绕组线圈的匝部及狭槽配置部的成形精度变差。
因此,本发明的目的在于提供一种能够使包括斜行部及折回部的导体高精度地成形的导体成形装置及波形绕组线圈的制造方法。
[解决问题的技术手段]
(1)本发明的导体成形装置相对于包括具有直线部分的多个导体(例如,后述线圈线材10)的导体组(例如,后述导体组100),使多个斜行部(例如,后述斜行部15)及多个直线部(例如,后述直线部14)成形,在所述斜行部使所述导体组在厚度方向折回,所述导体成形装置(例如,后述导体成形装置200)包括:斜行部成形机构(例如,后述斜行部成形机构206),握持与所述导体组的夹着使所述斜行部成形的部分的两侧的部分相对应的所述多个导体的直线部分,使其在所述导体组的宽度方向相对移动而使所述斜行部成形;以及折回机构(例如,后述折回机构207),使经成形的所述斜行部在所述导体组的厚度方向折回,并且,使经所述折回机构折回的所述导体组相对于所述斜行部成形机构相对移动,以使下一个使所述斜行部成形的部分到达所述斜行部成形机构的位置,通过所述斜行部成形机构而使所述斜行部成形。
根据所述(1),使导体组在斜行部折回之后进行下一个斜行部的成形,因此能够不使折回时的成形误差蓄积,而使包括斜行部及折回部的导体高精度地成形。
(2)在(1)所述的导体成形装置中,也可以设为还包括:握持机构(例如,后述握持机构205),握持所述导体组的所述直线部,使所述导体组能够在所述直线部的延伸方向移动;并且所述握持机构在握持着所述直线部的状态下,使所述导体组在所述直线部的延伸方向移动而搬运至所述斜行部成形机构或所述折回机构为止,所述斜行部成形机构在由所述握持机构握持着所述多个导体的状态下,使所述斜行部成形,所述折回机构在由所述握持机构握持着所述多个导体的状态下,使所述斜行部折回。
根据所述(2),将具有搬运功能的握持机构与折回机构设为分体,因此折回位置一直为固定,折回位置的精度变得良好。
(3)在(2)所述的导体成形装置中,所述握持机构也可以包括握持所述直线部的一对握持构件(例如,后述握持构件205A、握持构件205B),所述直线部配置在夹着经成形的所述斜行部的两侧。
根据所述(3),在配置于夹着斜行部的两侧的直线部的两点握持着导体组,因此导体组难以散开。
(4)在(2)或(3)所述的导体成形装置中,也可以是:所述折回机构及所述握持机构包括收容所述多个导体的槽部(例如,后述槽部210a),所述槽部是在所述导体的宽度方向能够开闭地构成,在宽度方向握持所述导体及解除握持。
根据所述(4),不需要用于摁压导体的额外的摁压构件,因此能够实现装置的小型化,并且由于握持导体的宽度方向,所以即使在多个导体之间存在厚度方向的不均,也能够一体地握持多个导体。
(5)在(1)~(3)中任一项所述的导体成形装置中,也可以是:所述折回机构包括收容所述多个导体的槽部(例如后述槽部230a),所述槽部的间隔窄于收容所述导体组的所述直线部的定子芯(例如后述定子芯20)的狭槽(例如后述狭槽23)的间隔。
根据所述(5),能够利用折回时的间距来控制折回后的顶点部的宽度。
(6)在(1)~(5)中任一项所述的导体成形装置中,优选的是:所述斜行部成形机构通过以所述斜行部与所述直线部的分界点即弯曲起点(例如,后述弯曲起点P)为中心,并且以所述斜行部的长度为半径,呈圆弧状移动而使所述斜行部成形。
根据所述(6),一边拉伸导体,一边进行斜行部成形,所以斜行部的成形精度提高。
(7)在(1)~(6)中任一项所述的导体成形装置中,优选的是:所述折回机构包括在厚度方向按压经折回的所述导体组的折回部(例如,后述匝部12)的按压构件(例如,后述按压构件203D、按压构件204D)。
根据所述(7),使斜行部折回之后的折回部的成形精度进一步提高。并且,能够在通过折回机构而使斜行部折回之后直接按压,所以不需要额外设置用于按压的站点(station),从而能够使装置简化。
(8)在(1)~(7)中任一项所述的导体成形装置中,优选的是:所述折回机构在折回完成后,在握持着所述导体组的状态下,在所述导体的排列方向移动。
根据所述(8),能够抑制使斜行部折回后的回弹。
(9)在(1)~(8)中任一项所述的导体成形装置中,优选的是:所述折回机构包括使边缘部(例如后述边缘部220a)沿所述斜行部的折回线(例如后述折回线R)插入的折回夹具(例如后述折回夹具220)。
根据所述(9),能够使斜行部沿折回线高精度地折回。
(10)在(9)所述的导体成形装置中,优选的是:所述折回夹具在所述边缘部包括两个突起(例如后述突起220b),所述两个突起配置成分别在宽度方向上夹着所述斜行部的与所述折回部的顶点部(例如后述顶点部12c)相对应的部位。
根据所述(10),能够利用折回夹具的突起来抑制顶点部的宽度的扩大。
(11)在本发明的波形绕组线圈的制造方法中,所述波形绕组线圈包括:多个狭槽配置部(例如,后述狭槽配置部11),由线圈线材(例如,后述线圈线材10)成形,配置在定子芯(例如,后述定子芯20)的狭槽(例如,后述狭槽23);以及多个匝部(例如,后述匝部12),将相邻的所述狭槽配置部彼此加以连结;所述波形绕组线圈(例如,后述波形绕组线圈1)的制造方法包括:斜行部成形工序,通过使所述线圈线材的直线部(例如,后述直线部14)在所述线圈线材延伸的面内,在与所述直线部的延伸方向(例如,后述Z方向、D1方向)交叉的方向(例如,后述D2方向)偏移,而使斜行部(例如,后述斜行部15)成形于所述线圈线材;以及折回工序,通过使成形有所述斜行部的所述线圈线材,在所述斜行部的与所述匝部的顶点部(例如,后述顶点部12c)相对应的部位折回,而使所述匝部及所述狭槽配置部成形,所述匝部包括经折回的所述斜行部,所述狭槽配置部包括与所述斜行部连续的所述直线部;并且,通过交替地进行所述斜行部成形工序与所述折回工序,而使所述波形绕组线圈成形。
根据所述(11),交替地进行斜行部的成形与通过折回而进行的匝部的成形,所以能够不使折回时所产生的成形误差蓄积,而制造匝部及狭槽配置部的成形精度高的波形绕组线圈。
(12)在(11)所述的波形绕组线圈的制造方法中,优选的是:所述线圈线材是在所述线圈线材的厚度方向(例如,后述Y方向)排列多根单位线材(例如,后述单位线材10a)而构成,所述斜行部成形工序及所述折回工序是在排列着所述多根单位线材的状态下使所述线圈线材成形。
根据所述(12),当使斜行部折回时,由于斜行部的线圈线材的延伸方向与折回方向的角度差,而有可能在构成线圈线材的多根单位线材之间产生周长差的问题,但是由于交替地进行斜行部的成形与通过折回而进行的匝部的成形,所以在下一个斜行部的成形时可实质上消除因折回而导致的单位线材间的周长差,从而能够利用包括多根单位线材的线圈线材,制造成形精度高的波形绕组线圈。
(13)在(11)或(12)所述的波形绕组线圈的制造方法中,优选的是:利用多根所述线圈线材使所述波形绕组线圈成形,在所述折回工序中,使折回前的所述多个线圈线材的所述直线部的间隔窄于所述定子芯的所述狭槽的间隔。
根据所述(13),能够利用折回时的间距来控制折回后的顶点部的宽度。
(14)在(11)~(13)中任一项所述的波形绕组线圈的制造方法中,优选的是:所述折回工序是在所述匝部的成形后,在与所述线圈线材延伸的面正交的方向按压所述匝部。
根据所述(14),能够防止折回部在厚度方向(定子芯的径向)鼓出。
(15)在(11)~(14)中任一项所述的波形绕组线圈的制造方法中,优选的是:所述波形绕组线圈是通过卷绕而安装于所述定子芯,来构成与所述定子芯的多圈份相对应的多层(例如,后述的1T~8T)的波形绕组线圈,所述折回工序是在沿所述定子芯的径向切换所述层的换层部(例如,后述换层部Ta)中,使所述斜行部的折回方向相反。
根据所述(15),在换层部,匝部的厚度方向(定子芯的径向)的偏移为相反方向,所以能够在将波形绕组线圈安装于定子芯时,避免换层部的层间干扰。
(16)在(11)~(15)中任一项所述的波形绕组线圈的制造方法中,优选的是:在所述折回工序中,以折回夹具(例如后述折回夹具220)的边缘部(例如后述边缘部220a)沿折回线(例如后述折回线R)的方式,将所述折回夹具插入至所述斜行部。
根据所述(16),能够使斜行部沿折回线高精度地折回。
(17)在(11)~(16)中任一项所述的波形绕组线圈的制造方法中,优选的是:在所述折回工序中,以在宽度方向上夹着所述斜行部的与所述匝部的顶点部(例如后述顶点部12c)相对应的部位的状态进行折回。
根据所述(17),能够在折回时抑制顶点部的宽度的扩大。
[发明的效果]
根据本发明,可以提供一种能够使包括斜行部及折回部的导体高精度地成形的导体成形装置及波形绕组线圈的制造方法。
附图说明
图1是示意性地表示波形绕组线圈的前视图。
图2是示意性地表示定子的平面图。
图3是表示使线圈线材(导体)成形的情形的图。
图4是沿图3中的A-A线的截面图。
图5是放大地表示线圈线材(导体)的一部分的前视图。
图6是从沿Z方向的方向观察图5所示的线圈线材(导体)的图。
图7是放大地表示使图5所示的线圈线材(导体)多根并联而构成的导体组的一部分的前视图。
图8是从沿Z方向的方向观察图7所示的导体组的图。
图9是示意性地表示导体成形装置的概要的平面图。
图10是示意性地表示导体成形装置的概要的侧视图。
图11是表示导体成形装置的夹紧(clamp)部松开导体组的状态的图。
图12是表示导体成形装置的夹紧部夹紧导体组的状态的图。
图13是表示将导体组搬运至斜行部的成形位置的情形的导体成形装置的平面图。
图14是表示将导体组搬运至斜行部的成形位置的情形的导体成形装置的侧视图。
图15是表示将斜行部成形于导体组的情形的导体成形装置的平面图。
图16是表示将斜行部成形于导体组时的夹紧部的动作的平面图。
图17是表示成形后的导体的斜行部的平面图。
图18是表示将成形有斜行部后的导体组搬运至折回位置的情形的导体成形装置的平面图。
图19是表示在成形有斜行部后的导体组使下一个斜行部成形的情形的导体成形装置的平面图。
图20是表示使成形于导体组的斜行部折回时的夹紧部的动作的侧视图。
图21是表示使成形于导体组的斜行部折回的情形的导体成形装置的平面图。
图22是表示使斜行部折回后的导体组的平面图。
图23是表示使斜行部折回后的夹紧部的动作的图。
图24是表示使斜行部折回后利用按压构件按压折回部的动作的侧视图。
图25是表示在折回后的导体组使下一个斜行部成形的情形的导体成形装置的平面图。
图26是表示使与换层部相对应的斜行部反折的情形的导体组的平面图。
图27是表示包括换层部经反折的导体组的片状的波形绕组线圈的平面图。
图28是示意性地表示利用缠绕装置将片状的波形绕组线圈缠绕至缠绕夹具的情形的图。
图29是表示缠绕夹具的立体图。
图30是表示绝缘体(insulator)的一例的立体图。
图31是图29所示的绝缘体的主要部分放大立体图。
图32是表示将绝缘体安装于缠绕夹具的情形的截面图。
图33是说明折回时使相邻的直线部的间隔变窄的情形的说明图。
图34是说明折回时不使相邻的直线部的间隔变窄时与使所述间隔变窄时的匝部的顶点部的宽度的不同的说明图。
图35是表示能够在折回时使相邻的直线部的间隔变窄的夹紧构件的图。
图36是表示在折回时使相邻的直线部的间隔变窄的状态的夹紧构件的图。
图37是表示在折回工序中用于使直线部的间隔变窄的折回夹具的一个实施方式的立体图。
图38是正面观察图37所示的折回夹具的边缘部的突起的放大图。
图39是表示由两个突起夹持的匝部的顶点部的放大图。
[符号的说明]
1:波形绕组线圈
10:线圈线材(导体)
10a:单位线材
11:狭槽配置部
12:匝部(折回部)
12c:顶点部
14:直线部
15:斜行部
20:定子芯
23:狭槽
100:导体组
200:导体成形装置
203D、204D:按压构件
205:握持机构
205A、205B:握持构件
206:斜行部成形机构
207:折回机构
210a:槽部
220:折回夹具
220a:边缘部
220b:突起
P:弯曲起点
R:折回线
1T~8T:层
Ta:换层部
具体实施方式
以下,参照附图,详细说明利用导体成形装置制造波形绕组线圈的方法。
首先,利用图1及图2,说明波形绕组线圈及定子。本实施方式所示的波形绕组线圈1是利用后段说明的多根并联状态的线圈线材10,沿图中的Y方向成形为长条状的片状。所述Y方向对应于图2所示的定子芯20的圆周方向。
定子2包括定子芯20、及安装于定子芯20的波形绕组线圈1。定子芯20包括朝向中央的轴孔21呈辐射状突出的多个齿(teeth)22。在相邻的齿22、齿22之间形成狭槽23。在本实施方式中,例示了包括七十二个狭槽23的定子芯20。
波形绕组线圈1包括多个狭槽配置部11及多个匝部12。狭槽配置部11是配置在定子芯20的狭槽23内的部位,沿定子芯20的轴方向(图1中的Z方向)呈直线状延伸。匝部12是在定子芯20的轴方向的外侧,将线圈线材10的相邻的狭槽配置部11、狭槽配置部11彼此连结成山形状或拱状的部位。波形绕组线圈1的一个端部成为用于与驱动电路电性连接的端子部13。另外,波形绕组线圈1的狭槽配置部11及匝部12包括多根线圈线材10,但是在图1中,以面的方式示意性地表示这些狭槽配置部11、匝部12及端子部13。
本实施方式的波形绕组线圈1具有定子芯20的四圈份的长度,在定子芯20总体构成1T~8T的八层(八匝)份的线圈。因此,波形绕组线圈1在定子芯20的每一圈构成两层(两匝)份的线圈,在定子芯20每绕一圈就进行换层。图1所示的符号Ta是分别配置在七层(7T)与六层(6T)之间、五层(5T)与四层(4T)之间、三层(3T)与两层(2T)之间的换层部。
所述波形绕组线圈1呈螺旋状在定子芯20卷绕四圈,通过使狭槽配置部11配置在定子芯20的狭槽23内,而安装于定子芯20。由此,构成定子2。另外,在各狭槽23,配置用于实现波形绕组线圈1与定子芯20之间的绝缘的绝缘体,但是在图2中,省略了图示。
其次,利用图3~图6,说明构成波形绕组线圈1的线圈线材10的一个实施方式。
线圈线材10是包括铜线等的导体。线圈线材10在切割至规定长度之后,如图3所示,通过在空心箭头所示的方向移动的抽出工具300,而在线圈线材10的延伸方向的大致中央部被弯曲成形。本实施方式的线圈线材10如图4所示,是将分别包括平角线的三根单位线材10a,在与定子芯20的圆周方向相对应的Y方向排列而构成。线圈线材10在Y方向排列着三根单位线材10a的状态下,通过抽出工具300,而在三根单位线材10a的排列方向弯曲成形为一体。
经抽出工具300而弯曲成形的线圈线材10通过未图示的成形模具,而如图5及图6所示,成形为大致U字状,包括呈山形状的匝部12(以下,有时将最早成形于所述线圈线材10的匝部12称为第一匝部12A)及两根直线部14、直线部14,所述两根直线部14、直线部14是从所述第一匝部12A的两端部在同一方向平行延伸。本实施方式的线圈线材10的两根直线部14、直线部14的间隔具有与定子芯20的相隔六条狭槽的两个狭槽23、狭槽23相对应的间隔。
线圈线材10的第一匝部12A如图5及图6所示,包括第一斜行部12a、第二斜行部12b及顶点部12c。第一斜行部12a及第二斜行部12b与直线部14、直线部14连结成一体,并且从与直线部14、直线部14的连结部位向相互靠近的方向倾斜地延伸,在顶点部12c连结成一体。
如图6所示,当将线圈线材10的线宽(定子芯20的径向的宽度)设为W时,第一斜行部12a以所连结的直线部14为基准,不在X方向偏移,而朝向顶点部12c呈倾斜状延伸。另一方面,第二斜行部12b相对于第一斜行部12a在X1方向偏移仅W之后,朝向直线部14呈倾斜状延伸,在与所述直线部14的连结部位,在与以上所述为相反方向的X2方向偏移仅W。其结果为,两个直线部14、14的沿X方向的位置不变。即,两个直线部14、14配置在沿Y方向的同一面内。另外,以X1方向及X2方向表示的X方向对应于定子芯20的径向。
成形为大致U字状的线圈线材10在波形绕组线圈1的成形时,如图7及图8所示,为多根并联。通过使多根线圈线材10并联,而构成导体组100。在本实施方式中,是使用三相六根线圈线材10,通过将六根线圈线材10以规定间距在Y方向偏离而并联,而构成导体组100。这时,十二根直线部14是以与定子芯20的狭槽间隔相对应的均等间隔平行地排列。各第一匝部12A的第一斜行部12a与第二斜行部12b在沿X方向的相反方向偏移仅线圈线材10的线宽W,因此当使相邻的第一匝部12A、第一匝部12A的第一斜行部12a与第二斜行部12b交叉,而使相邻的线圈线材10、线圈线材10彼此重合时,十二根直线部14全部配置在沿Y方向的同一面内。
其次,说明利用导体组100使波形绕组线圈1成形的方法,所述导体组100包括六根并联状态的线圈线材10。首先,参照图9及图10,说明使波形绕组线圈1成形时所使用的导体成形装置200的具体构成。
导体成形装置200包括:载置台201,载置导体组100;第一夹紧部202、第二夹紧部203、第三夹紧部204,分别握持导体组100以进行斜行部成形及折回;以及握持机构205,握持导体组100以进行搬运。
在载置台201的上表面201a,使匝部12(第一匝部12A)侧朝向第一夹紧部202侧而平放通过未图示的搬运装置搬运而来的导体组100。
第一夹紧部202、第二夹紧部203、第三夹紧部204是沿成形对象的导体组100的搬运路径而配置,在导体成形装置200的上下方向(相对于图9中的纸面为垂直方向、图10中的上下方向)能够升降移动而设置。第一夹紧部202、第二夹紧部203、第三夹紧部204是以如下的方式构成:当不夹紧导体组100时,配置在比载置台201的上表面201a更下位的位置,以不妨碍导体组100的搬运,当将导体组100搬运至第一夹紧部202、第二夹紧部203、第三夹紧部204的上方为止时上升,而握持导体组100。
第一夹紧部202是最靠近载置台201而配置。第一夹紧部202包括一对夹紧构件202A、202B,所述一对夹紧构件202A、202B统一握持构成导体组100的线圈线材10的直线部14。夹紧构件202A、夹紧构件202B分别具有图7所示的导体组100的沿Y方向的宽度以上的宽度,面对导体组100的搬运路径,在导体组100的搬运方向即D1方向隔开固定的间隔而平行地配置。通过所述固定的间隔,在夹紧构件202A、夹紧构件202B之间,形成能够收容后述握持机构205的一个握持构件205A或握持构件205B的空间部202C。
第二夹紧部203相对于第一夹紧部202配置在远离载置台201的一侧。与第一夹紧部202同样地,第二夹紧部203包括一对夹紧构件203A、203B,所述一对夹紧构件203A、203B统一握持构成导体组100的线圈线材10的直线部14。夹紧构件203A、夹紧构件203B也分别具有导体组100的宽度以上的宽度,面对导体组100的搬运路径,在导体组100的搬运方向即D1方向隔开固定的间隔而平行地配置。通过所述固定的间隔,在夹紧构件203A、夹紧构件203B之间,形成能够收容后述握持机构205的一个握持构件205A或握持构件205B的空间部203C。
第三夹紧部204配置在比第二夹紧部203更远离载置台201的一侧。与第一夹紧部202及第二夹紧部203同样地,第三夹紧部204包括一对夹紧构件204A、204B,所述一对夹紧构件204A、204B统一握持构成导体组100的线圈线材10的直线部14。夹紧构件204A、夹紧构件204B也分别具有导体组100的宽度以上的宽度,面对导体组100的搬运路径,在导体组100的搬运方向即D1方向隔开固定的间隔而平行地配置。通过所述固定的间隔,在夹紧构件204A、夹紧构件204B之间,形成能够收容后述握持机构205的一个握持构件205A或握持构件205B的空间部204C。
在第二夹紧部203及第三夹紧部204,分别设置能够在上下方向升降移动的按压构件203D、按压构件204D。按压构件203D、按压构件204D包括以面按压导体组100的板状构件。第二夹紧部203的按压构件203D相对于夹紧构件203B,以在远离载置台201的一侧平行地并联的方式靠近而配置。第三夹紧部204的按压构件204D相对于夹紧构件204B,以在靠近载置台201的一侧平行地并联的方式靠近而配置。图10表示按压构件203D、按压构件204D分别位于向下移动的位置的状态。这时的按压构件203D、按压构件204D的上表面配置在比夹紧构件203A、夹紧构件203B、夹紧构件204A、夹紧构件204B的上表面更下位的位置,以不妨碍导体组100的搬运动作及各夹紧构件203A、夹紧构件203B、夹紧构件204A、夹紧构件204B所进行的握持动作及导体组100的搬运动作。
如图9及图10所示,第一夹紧部202的远离载置台201的一侧的夹紧构件202B、与第二夹紧部203中的靠近载置台201的一侧的夹紧构件203A相隔仅距离L1。并且,第二夹紧部203中的远离载置台201的一侧的夹紧构件203B、与第三夹紧部204中的靠近载置台201的一侧的夹紧构件204A相隔仅距离L2。距离L2短于距离L1。
第三夹紧部204相对于第一夹紧部202及第二夹紧部203,在导体成形装置200的宽度方向(图9中的D2-D3方向)的一个方向(图9中的D2方向)偏移而配置。D2-D3方向是与导体组100的搬运方向即D1方向正交的方向。第三夹紧部204相对于第二夹紧部203的朝向D2方向的偏移量相当于导体组100的宽度的一半,即,线圈线材10的直线部14的六根份的间距。
第二夹紧部203与第三夹紧部204是通过未图示的移动机构,能够在导体成形装置200的宽度方向一体地移动而设置。但是,第一夹紧部202不动。因此,通过至少在第一夹紧部202及第二夹紧部203握持着导体组100的状态下,第二夹紧部203相对于第一夹紧部202在导体成形装置200的宽度方向移动,能够使配置在第一夹紧部202与第二夹紧部203之间的导体组100的直线部14倾斜地弯折,而形成图15所示的斜行部15。因此,第一夹紧部202及至少第二夹紧部203构成导体成形装置200的斜行部成形机构206。
第三夹紧部204是以在第三夹紧部204与第二夹紧部203之间在宽度方向延伸的折回线R(参照图9)为界,通过未图示的旋转移动机构,如图20所示,以在第二夹紧部203上重合的方式能够旋转移动而设置。通过第三夹紧部204的旋转移动,夹紧构件203A与夹紧构件204B,夹紧构件203B与夹紧构件204A,空间部203C、空间部204D彼此,按压构件203D、按压构件204D彼此分别重合。因此,第二夹紧部203及第三夹紧部204所握持的导体组100以折回线R为界,在厚度方向(图8中的X1-X2方向)折回。因此,第二夹紧部203及第三夹紧部204构成导体成形装置200的折回机构207。
握持机构205如图10所示,配置在比载置台201的上表面201a更上位的位置,通过未图示的升降机构,而相对于配置在下方的导体组100能够升降地设置。握持机构205包括一对握持构件205A、205B,所述一对握持构件205A、205B分别具有导体组100的宽度以上的宽度。一对握持构件205A、205B具有相同结构。握持构件205A、握持构件205B沿D1方向相隔仅固定的距离而配置,并且握持构件205B相对于握持构件205A,在D2方向偏移而配置。
本实施方式的握持机构205是与构成折回机构207的第二夹紧部203及第三夹紧部204分开而设置。因此,能够使折回机构207的折回位置一直固定,从而能够使折回位置的精度保持良好。
握持机构205与第一夹紧部202、第二夹紧部203及第三夹紧部204能够沿D1方向相对移动。在本实施方式中,握持机构205是能够沿D1方向移动而设置。因此,握持机构205沿着沿D1方向的搬运路径,搬运所握持的导体组100,改变相对于第一夹紧部202、第二夹紧部203及第三夹紧部204的相对位置。
一对握持构件205A、205B的沿D1方向的间隔稍窄于图9所示的初始状态的第一夹紧部202的空间部202C与第二夹紧部203的空间部203C的间隔,而等于第二夹紧部203的空间部203C与第三夹紧部204的空间部204C的间隔。握持构件205B相对于握持构件205A的沿D2方向的偏移量等于第三夹紧部204相对于第二夹紧部203的沿D2方向的偏移量。
各夹紧构件202A、夹紧构件202B、夹紧构件203A、夹紧构件203B、夹紧构件204A、夹紧构件204B及握持构件205A、握持构件205B用于握持导体组100的具体结构,也可以在各夹紧构件202A、夹紧构件202B、夹紧构件203A、夹紧构件203B、夹紧构件204A、夹紧构件204B及握持构件205A、握持构件205B中相同。用于握持导体组100的结构例如,如图11及图12所示,可以包括多个区块(block)210,所述多个区块(block)210是在导体组100的宽度方向(图7中的Y方向)能够开闭地并列配置。各区块210包括槽部210a,所述槽部210a的宽度稍窄于构成导体组100的各线圈线材10的直线部14的宽度(图4中的Y方向的宽度)。各槽部210a沿导体组100的直线部14的延伸方向即D1方向延伸。
槽部210a是通过从区块210的宽度方向的一个侧面至上表面的大致一半加以切缺而形成,并利用各区块210的上表面的剩下的一半,形成用于夹持线圈线材10的直线部14的夹持片210b。槽部210a及夹持片210b针对一个区块210分别形成各一个。槽部210a及夹持片210b的数量为导体组100的直线部14的根数以上。即,在本实施方式的情况下,一个夹紧构件202A、夹紧构件202B、夹紧构件203A、夹紧构件203B、夹紧构件204A、夹紧构件204B或握持构件205A、握持构件205B至少包括十二根槽部210a及夹持片210b。
如图11所示,当各区块210分离时,夹紧构件202A、夹紧构件202B、夹紧构件203A、夹紧构件203B、夹紧构件204A、夹紧构件204B及握持构件205A、握持构件205B成为打开状态。这时,配置于邻接的夹持片210b、夹持片210b之间的槽部210a的宽度大于线圈线材10的直线部14的宽度。因此,各槽部210a能够将线圈线材10的直线部14收容于内部或从内部取出。
另一方面,如图12所示,当各区块210密接时,夹紧构件202A、夹紧构件202B、夹紧构件203A、夹紧构件203B、夹紧构件204A、夹紧构件204B及握持构件205A、握持构件205B成为关闭状态。这时,配置于邻接的夹持片210b、夹持片210b之间的槽部210a的宽度稍窄于线圈线材10的直线部14的宽度。因此,收容于各槽部210a内的线圈线材10的直线部14由邻接的夹持片210b、夹持片210b分别各别地夹持。由此,导体组100被握持。
如上所述,握持导体组100的夹紧构件202A、夹紧构件202B、夹紧构件203A、夹紧构件203B、夹紧构件204A、夹紧构件204B及握持构件205A、握持构件205B从宽度方向握持线圈线材10的直线部14的各个。直线部14的宽度方向(图4及图7所示的Y方向)是构成线圈线材10的多个单位线材10a的层叠方向。因此,即使在多个单位线材10a之间存在厚度方向(图4所示的X方向)的不均,也能够通过一体地夹持构成线圈线材10的多个单位线材10a而握持。而且,不需要用于摁压线圈线材10以使单位线材10a不散乱的额外的摁压构件,所以还能够实现装置的小型化。
另外,图11及图12表示从下侧握持导体组100的直线部14的情况。这对应于利用夹紧构件202A、夹紧构件202B、夹紧构件203A、夹紧构件203B、夹紧构件204A、夹紧构件204B从下侧握持导体组100的直线部14的情况。在利用握持构件205A、握持构件205B从上侧握持导体组100的直线部14的情况下,成为使图11及图12上下反转的构成。
其次,说明利用所述导体成形装置200对导体组100进行成形时的具体成形动作。
首先,如图9及图10所示,在载置台201的上表面201a,使匝部12(第一匝部12A)朝向第一夹紧部202侧而载置包括六根线圈线材10的导体组100。
握持机构205朝向载置台201上的导体组100移动,当配置于靠近载置台201的一侧的握持构件205A配置在导体组100的上方时,握持机构205下降,握持构件205A分别握持导体组100的匝部12(第一匝部12A)附近的直线部14。这时,另一个握持构件205B配置在载置台201与第一夹紧部202之间,不握持导体组100。握持机构205在握持着导体组100的状态下,在沿直线部14的延伸方向的D1方向线性移动,如图13所示,将导体组100,搬运至构成斜行部成形机构206的第一夹紧部202及第二夹紧部203的上方为止。
图13中的符号208是导引构件,所述导引构件包括配置在载置台201与第一夹紧部202之间的多个销(pin)。导引构件208在导体组100的匝部12(第一匝部12A)穿过第一夹紧部202的上方之后,从导体组100的下方上升,而分别插入至邻接的直线部14、直线部14之间。因此,可防止搬运时的导体组100的直线部14彼此的干扰,引导顺畅地搬运导体组100。
握持着导体组100的握持构件205A如图13及图14所示,移动至第二夹紧部203的空间部203C的上方为止之后,通过第一夹紧部202、第二夹紧部203及第三夹紧部204一体地上升,而收容于空间部203C内。在第一夹紧部202及第二夹紧部203的上升时,夹紧构件202A、夹紧构件202B、夹紧构件203A、夹紧构件203B如图11所示为打开状态。因此,通过第一夹紧部202及第二夹紧部203的上升,而将导体组100的直线部14分别收容于邻接的夹持片210b、夹持片210b之间的各槽部210a内。在槽部210a内收容直线部14之后,夹紧构件202A、夹紧构件202B、夹紧构件203A、夹紧构件203B成为关闭状态,而握持导体组100。
如图13及图14所示,第一夹紧部202及第二夹紧部203所分别握持的直线部14的被握持部140、被握持部140,是与波形绕组线圈1的狭槽配置部11相对应的部位。因此,沿直线部14的延伸方向的一对夹紧构件202A、202B的间隔(包括空间部202C的第一夹紧部202的D1方向的长度)及一对夹紧构件203A、203B的间隔(包括空间部203C的第二夹紧部203的D1方向的长度)分别大致等于波形绕组线圈1的狭槽配置部11的长度。
如图13及图14所示,在导体组100的直线部14,配置在第一夹紧部202与第二夹紧部203之间的部位141是在导体组100使斜行部15成形的部位,是与波形绕组线圈1的匝部12相对应的部位。所述部位141的长度,即,图9及图10所示的第一夹紧部202与第二夹紧部203的距离L1大致等于使波形绕组线圈1的一根匝部12呈一直线状延伸时的长度。
第一夹紧部202及第二夹紧部203握持导体组100之后,握持机构205解除对导体组100的握持,并且上升,而退避至导体组100的上方。其后,准备下一个握持动作,如图15所示,握持构件205A进行移动,以配置在第一夹紧部202的空间部202C的上方。
其次,导体成形装置200从第一夹紧部202及第二夹紧部203握持着导体组100的状态起,相对于第一夹紧部202,使第二夹紧部203及第三夹紧部204如图15所示,在D2方向移动。即,使导体组100的线圈线材10的第一匝部12A与第二夹紧部203所握持着的被握持部140,在导体组100的线圈线材10延伸的面内(图15的纸面内),沿与直线部14的延伸方向交叉的方向(D2方向)偏移。因此,配置在第一夹紧部202与第二夹紧部203之间的包括十二根直线部14的部位141在偏移方向(D2方向)倾斜,在构成导体组100的各线圈线材10使第一个斜行部15(斜行部15A)分别成形。
斜行部15相对于直线部14的倾斜角度如图5所示,大致等于成形于线圈线材10的匝部12的第一斜行部12a或第二斜行部12b的倾斜角度。通过使斜行部15成形于导体组100,而使得第二夹紧部203所握持的导体组100的匝部12(第一匝部12A)侧相对于第一夹紧部202所握持的直线部14,以相当于导体组100的宽度的一半,即,相当于线圈线材10的直线部14的六根份的间距的偏移量,在D2方向偏离而配置。
本实施方式的导体成形装置200是以如下的方式构成:在使斜行部15成形时,不是使第二夹紧部203侧在D2方向线性移动,而是如图16所示,以各斜行部15与各直线部14的分界点即弯曲起点P为中心并且以斜行部15的长度为半径,使第二夹紧部203侧呈圆弧状移动,所述直线部14与所述斜行部15连续,并且由第一夹紧部202握持。这时,第二夹紧部203侧相对于第一夹紧部202维持着平行状态而呈圆弧状移动。因此,如图17所示,斜行部15(部位141)一边在相反方向拉伸,一边成形,因此成形后的斜行部15的直线性变得良好,斜行部15的成形精度提高。
为了斜行部15的成形,第二夹紧部203在D2方向偏移时,如图15所示,第一夹紧部202的空间部202C与第二夹紧部203的空间部203C的间隔稍微变小,而与一对握持构件205A、205B的间隔相一致。因此,在使最早的斜行部15(斜行部15A)成形于导体组100后,握持机构205在图15所示的位置朝向导体组100下降时,握持构件205A、握持构件205B分别被收容于空间部202C、空间部203C内,而能够握持导体组100。
这时,一对握持构件205A、205B在分别配置于夹着斜行部15的两侧的直线部14、直线部14的两点握持导体组100,因此导体组100难以散开。其后,当握持机构205握持导体组100时,第一夹紧部202及第二夹紧部203解除导体组100的握持而下降,并且在D3方向移动,而回归到初始状态的位置。
其后,握持着导体组100的握持机构205在D1方向移动,而如图18所示,搬运导体组100,直到将握持构件205A配置在第二夹紧部203的空间部203C的上方,并且,将握持构件205B配置在第三夹紧部204的空间部204C的上方为止。第三夹紧部204相对于第一夹紧部202及第二夹紧部203,预先在D2方向偏移仅导体组100的宽度的一半,握持机构205的握持构件205B也相对于握持构件205A同样地偏移,所以当第一夹紧部202、第二夹紧部203及第三夹紧部204上升时,握持着使最早的斜行部15(斜行部15A)成形后的导体组100的握持构件205A、握持构件205B被分别收容于第二夹紧部203的空间部203C及第三夹紧部204的空间部204C。
第一夹紧部202、第二夹紧部203及第三夹紧部204在上升后,分别握持导体组100的直线部14,并且握持机构205解除导体组100的握持。这时,已成形于导体组100的斜行部15配置在第二夹紧部203的夹紧构件203B与第三夹紧部204的夹紧构件204A之间。即,夹紧构件203B与夹紧构件204A之间的距离L2大致等于夹着斜行部15而邻接的直线部14、直线部14之间的距离。并且,在第一夹紧部202与第二夹紧部203之间,重新配置成为下一个成形的斜行部15的部位141。握持机构205在退避至导体组100的上方之后,如图19所示,准备下一个握持,而移动至第一夹紧部202的空间部202D及第二夹紧部203的空间部203C的上方为止。
其后,与图15所示的情况同样地,通过使第二夹紧部203及第三夹紧部204在D2方向移动,而如图19所示,在第一夹紧部202与第二夹紧部203之间,使第二个斜行部15(斜行部15B)分别成形(斜行部成形工序)。
其次,以配置在第二夹紧部203与第三夹紧部204之间的最早的斜行部15A的中央部,即,以配置在第二夹紧部203与第三夹紧部204之间的折回线R(参照图9、图19)为界,第三夹紧部204如图20所示,进行旋转移动,以重合于第二夹紧部203上,而使最早的斜行部15A折回(折回工序)。
通过第三夹紧部204的旋转移动,使导体组100的最早的斜行部15A在导体组100的厚度方向折回。折回线R是沿着沿导体组100的宽度方向的D2-D3方向配置,并相对于斜行部15A交叉。因此,通过使斜行部15A折回,而使所述折回部构成以折回线R为顶点部(顶点部12c)的山形状(三角形状)的新的十二根匝部12(第二匝部12B)。在本实施方式中,通过第三夹紧部204的旋转移动,而使斜行部15A沿折回线R,在图19中的纸面的近前侧方向(R1方向)顺折。
图22只表示了使最早的斜行部15A折回后的导体组100。如图22所示,当使最早的斜行部15A折回时,第二夹紧部203及第三夹紧部204所握持的直线部14的被握持部140、被握持部140彼此的一部分平行地重合。具体地说,第二夹紧部203所握持的十二根被握持部140之中的六根、与第三夹紧部204所握持的十二根被握持部140之中的六根相互重合。由此,形成直线部14的十八根份的宽度的狭槽配置部11。
另外,在本实施方式中,在对于导体组100的最早的折回工序之前,使两个斜行部15(斜行部15A、斜行部15B)成形。因此,如图21所示,折回后的导体组100的匝部12(第一匝部12A)配置成重合于第二个成形的斜行部15(斜行部15B)上。因此,折回后的匝部12不会与导体组100的直线部14发生干扰。
使斜行部15折回时,如图20所示,也可以将折回夹具220插入至第二夹紧部203与第三夹紧部204之间。折回夹具220形成为截面呈三角形,使锐角的顶点侧的边缘部220a沿斜行部15的折回线R而插入。因此,第三夹紧部204能够使斜行部15沿折回线R高精度地折回。折回夹具220在折回动作完成之前,从第二夹紧部203与第三夹紧部204之间去除。
并且,斜行部15的折回完成后,如图23所示,也可以在握持着导体组100的状态下,使第三夹紧部204相对于第二夹紧部203相对地沿直线部14的排列方向,在折回部分的宽度方向(D2-D3方向)稍微移动。因此,能够抑制使斜行部15折回后的匝部12打开且将要返回的回弹(springback)。并且,能够调整经折回的六根直线部14彼此的间距。
在折回工序中,斜行部15经折回后,在第二夹紧部203与第三夹紧部204重合的状态下,如图24所示,第二夹紧部203的按压构件203D相对于第二夹紧部203上升,并且第三夹紧部204的按压构件204D相对于第三夹紧部204上升,将导体组100的折回部即匝部12夹持于按压构件203D、按压构件204D之间而朝厚度方向加以按压。因此,能够抑制匝部12因为回弹而在厚度方向鼓出,并且匝部12的成形精度也进一步提高。而且,通过第二夹紧部203及第三夹紧部204而使匝部12成形之后,能够直接进行按压,所以不需要额外设置用于按压的站点,能够使装置及工序简化。
使第二匝部12B成形后,如图25所示,握持机构205进一步在D1方向搬运导体组100,将第二个成形的斜行部15B配置在第二夹紧部203与第三夹紧部204之间。其后,与图19所示的情况同样地,相对于配置在第一夹紧部202与第二夹紧部203之间的直线部14,使第三个斜行部15(斜行部15C)成形。
然后,与以上所述同样地,交替地反复执行针对第二个斜行部15B的折回工序、使第四个斜行部成形的斜行部成形工序、针对第三个斜行部15C的折回工序、……,直到由导体组100成形的波形绕组线圈1达到在定子芯20绕四圈的规定长度为止。因此,使得狭槽配置部11偏离六根份而双层重合的八层(八匝)份的片状波形绕组线圈1成形。如上所述,通过导体成形装置200而成形的波形绕组线圈1中,使线圈线材10折回时所产生的成形误差不会蓄积在斜行部15,所述导体成形装置200交替地反复进行斜行部15的成形与斜行部15的折回。因此,狭槽配置部11及匝部12的成形精度良好。
并且,如本实施方式所述,当线圈线材10是在厚度方向(Y方向)排列多根单位线材10a而构成时,在使斜行部15折回时,无法避免因为折回前的斜行部15的延伸方向与折回方向的角度差,而在各单位线材10a之间产生周长差。在如之前使所有的斜行部先成形的情况下,折回时在各单位线材10a之间产生的周长差会影响到已成形好的斜行部,从而存在成形好的斜行部的肩弯曲部(斜行部的弯折的起点)偏离的问题。但是,通过如本实施方式所述交替地进行斜行部成形工序与折回工序,而能够通过下一个斜行部15的成形,来实质上消除折回所引起的单位线材10a之间的周长差的影响。因此,即使线圈线材10是在厚度方向排列多根单位线材10a而构成的情况下,也能够制造成形精度良好的波形绕组线圈1。
另外,通过以上所述而获得的片状的波形绕组线圈1成为狭槽配置部11重合的双层结构,并且如图1所示,包括换层部Ta,所述换层部Ta是每绕定子芯20的一圈就在定子芯20的径向切换层(匝)。当使这种波形绕组线圈1成形时,为了避免在换层部Ta的层间干扰,如以下说明,也可以在与换层部Ta相对应的折回工序中,使斜行部15的折回方向在与迄今为止的折回方向(R1方向)为相反的方向(R2方向)折回。
如图26所示,在使与换层部Ta相对应的斜行部15沿折回线R折回的折回工序中,在与迄今为止的折回工序中的斜行部15的折回方向(R1方向)相反的方向(R2方向)使斜行部15反折。即,在本实施方式所示的波形绕组线圈1的情况下,如图1所示,在七层(7T)与六层(6T)之间、五层(5T)与四层(4T)之间、三层(3T)与二层(2T)之间的共计三处,分别存在换层部Ta,所以只在与这些换层部Ta相对应的斜行部15的折回工序中,如上所述,使斜行部15反折。因此,如图27所示,在各换层部Ta,匝部12的厚度方向(定子芯20的径向、图27中的X方向)的偏移方向为相反方向,当将波形绕组线圈1安装至定子芯20时,能够避免换层部Ta的层间干扰。
其次,说明将如上所述而成形的片状的波形绕组线圈1安装至定子芯20的狭槽23的方法的一个实施方式。
成形为片状的波形绕组线圈1如图28所示,穿过缠绕装置3的一对输送辊30、31之间后,一边利用在与另一个输送辊31之间按压波形绕组线圈1的成形辊32,成形为圆弧状,一边朝向缠绕夹具33输送。
在缠绕夹具33的外周侧,遍及缠绕夹具33的大致半周,配置有圆弧状的线圈导引件(coil guide)34。线圈导引件34朝向缠绕夹具33的外周引导从输送辊31与成形辊32之间送出的波形绕组线圈1。在线圈导引件34的末端部附近,配置有按入辊35。沿线圈导引件34输送至按入辊35为止的波形绕组线圈1被按入辊35按入至旋转的缠绕夹具33的外周。
缠绕夹具33如图29所示,在圆筒部330的外周面,呈辐射状突出有与定子芯20的狭槽数相对应的各七十二根导线导引件331a、导线导引件331b。导线导引件331a、导线导引件331b在圆筒部330的轴方向,以与波形绕组线圈1的狭槽配置部11的长度大致相等的间隔隔开。因此,当波形绕组线圈1被按入至旋转着的缠绕夹具33的外周时,导线导引件331a、导线导引件331b被依次插入至波形绕组线圈1的相邻的狭槽配置部11、狭槽配置部11之间,缠绕波形绕组线圈1并加以保持。本实施方式的波形绕组线圈1具有定子芯20的四圈份的长度,因此波形绕组线圈1在缠绕夹具33的外周绕四圈之后,由导线导引件331a、导线导引件331b保持。
在缠绕夹具33的外周侧,配置有绝缘体组装装置36。绝缘体组装装置36通过按入机构部360,而将绝缘体4按入至缠绕夹具33的相邻的导线导引件331a、导线导引件331a之间及导线导引件331b、导线导引件331b之间而组装。在本实施方式中,设置有两个按入机构部360、按入机构部360,但是对按入机构部360的数量并无限制。
绝缘体4包括使配置于定子芯20的狭槽23内的波形绕组线圈1的狭槽配置部11与定子芯20之间绝缘的绝缘体。如图30及图31所示,绝缘体4包括一对侧壁板40、40,以及将侧壁板40、侧壁板40之间相连的底壁板41,且形成为将与底壁板41相向的一侧设为开放端42的U字状。在底壁板41的上下两端部,分别突设有锁定爪43、锁定爪43,所述锁定爪43、锁定爪43能够卡止于定子芯20的轴方向的上下表面。
绝缘体4通过绝缘体组装装置36的按入机构部360,而在相邻的导线导引件331a、导线导引件331a之间及导线导引件331b、导线导引件331b之间各按入一个。详细地说,如图32所示,一边利用一对侧壁板40、40夹持八层(八匝)份的狭槽配置部11,一边按入绝缘体4,所述八层(八匝)份的狭槽配置部11配置在相邻的导线导引件331a、导线导引件331a之间及导线导引件331b、导线导引件331b之间。
在相邻的所有导线导引件331a、导线导引件331a之间及导线导引件331b、导线导引件331b之间组装七十二个绝缘体4之后,将卷绕于缠绕夹具33的状态的波形绕组线圈1与绝缘体4一并,利用未图示的插入装置,从定子芯20的轴孔21内插入至狭槽23。其结果为,如图2所示,获得具有八层(八匝)的波形绕组线圈1的定子2,所述八层(八匝)的波形绕组线圈1是从最外层(8T)到最内层(1T)在定子芯20绕四圈。
在以上说明的波形绕组线圈1的制造方法中,如图7及图8所示,导体组100的十二根直线部14是以与定子芯20的狭槽间隔相对应的均等间隔平行地排列,并且在折回工序中,在维持着所述间隔的状态下使斜行部15折回。但是,折回工序也可以在使导体组100的斜行部15折回时,如图33所示,变更为使多个线圈线材10的直线部14、直线部14的间隔变窄。详细地说,以相对于如图33中的左图所示,折回前的多个线圈线材10的直线部14、直线部14的间隔Pt1,如图33中的右图所示,折回时的多个线圈线材10的直线部14、直线部14的间隔Pt2变窄的方式,来变更相邻的直线部14、直线部14的间隔。间隔Pt1与定子芯20的狭槽23的间隔大致相等。间隔Pt2窄于定子芯20的狭槽23的间隔。
如上所述,在折回工序中,通过使直线部14、直线部14间的间隔变窄,而如图34所示,能够控制折回后的匝部12的顶点部12c的宽度。即,相对于不变更相邻的直线部14、直线部14的间隔时所成形的匝部12的顶点部12c的宽度d1(图34中的右图),将相邻的直线部14、直线部14的间隔变窄时所成形的匝部12的顶点部12c的宽度d2(图34中的右图)变窄。
借由折回工序而成形的匝部12的顶点部12c的宽度,能够通过适当设定相邻的直线部14、直线部14的间隔的窄度来调整。通过将顶点部12c的宽度调窄,而使得折回后的直线部14、直线部14的间隔也变窄。一般来说,定子芯20的狭槽23的间隔会随着从定子芯20的外周侧向内周侧而逐渐变窄,因此通过利用折回工序调整直线部14、直线部14的间隔,能够容易地制造相对于定子芯20的狭槽23的安装性良好的波形绕组线圈1。
利用图35及图36,说明如上所述在折回工序中用于使直线部14、直线部14间的间隔变窄的导体成形装置200的具体实施方式。图35及图36表示折回机构207中的第二夹紧部203及第三夹紧部204的各夹紧构件203A、203B、204A、204B的结构。所述夹紧构件与图11及图12所示的夹紧构件的结构的相同点在于,包括槽部230a能够开闭的多个区块230。但是,所述夹紧构件与图11及图12所示的夹紧构件的结构的不同点在于,所述夹紧构件构成为利用一体地设置于区块230的夹持片230b、以及配置于相邻的区块230、区块230之间的夹持构件230c,来夹持直线部14。
在图35中,在相邻的区块230、区块230之间,设置有用于使相互之间的间隔能够调整的空隙S。图35表示不变更相邻的直线部14、直线部14的间隔的情况。这时,相邻的区块230、区块230相隔最远,空隙S呈最大的状态。相邻的直线部14、直线部14的间隔Pt1与定子芯20的狭槽23的间隔大致相等。在各槽部230a,以空隙S为最大的状态,收容经握持机构205搬运的导体组100的各直线部14。然后,区块230及夹持构件230c中的至少任一者通过未图示的移动元件而移动,借此如图35所示,利用夹持片230b及夹持构件230c夹持直线部14。
夹持着直线部14的区块230构成为能够通过未图示的移动元件,而移动至使空隙S变窄。图36表示空隙S变得最窄的状态。这时的相邻的直线部14、直线部14的间隔Pt2窄于定子芯20的狭槽23的间隔。相邻的区块230、区块230的间隔能够在图35所示的空隙S为最大的状态与图36所示的空隙S为最小的状态之间任意调整。因此,通过利用包括所述夹紧构件的折回机构207,使已调整成直线部14、直线部14的间隔窄于狭槽23的间隔的导体组100的斜行部15折回,能够容易地控制波形绕组线圈1的匝部12的顶点部12c的宽度。
在以上说明的波形绕组线圈1的制造方法中,也可以在折回工序中,以在宽度方向上夹着斜行部15的与匝部12的顶点部12c相对应的部位的状态使导体组100折回。因此,能够在折回时抑制匝部12的宽度的扩大。作为在宽度方向上夹着斜行部15的与匝部12的顶点部12c相对应的部位的具体方法,可举出如下的方法:在被折回的斜行部15的内侧或外侧,分别利用适当的夹持构件夹着各线圈线材10的斜行部15的与顶点部12c相对应的部位,来抑制顶点部12c的宽度方向上的扩大。
更具体地说,如图20所示,也可以设为:利用在折回工序中插入至第二夹紧部203与第三夹紧部204之间的折回夹具220,来夹着斜行部15的与顶点部12c相对应的部位。图37表示如上所述的折回夹具220的一个实施方式。折回夹具220在锐角的顶点侧的边缘部220a,各包括两个突起220b、220b,所述两个突起220b、220b配置成分别在宽度方向上夹着斜行部15的折回部即与匝部12的顶点部12c相对应的部位。在图37中,只表示了与一根线圈线材10相对应的两个突起220b、220b。但是,导体组100包括六根线圈线材10(十二根斜行部15),因而在折回夹具220的边缘部220a,设置二十四根(十二对)突起220b。
图38表示正面观察图37所示的折回夹具220的边缘部220a时的两个突起220b、220b。与一根线圈线材10相对应的两个突起220b、220b是隔开能够夹着斜行部15的与顶点部12c相对应的部位的间隔而设置。各突起220b、220b如图38所示,以按照折回后的斜行部15的形状的方式,倾斜地形成有与斜行部15相接的面。
所述折回夹具220是以两个突起220b、220b分别夹着一根线圈线材10的斜行部15的方式,如图20所示,插入至第二夹紧部203与第三夹紧部204之间。然后,通过实施折回工序,使斜行部15折回而使匝部12成形。折回时的各线圈线材10的斜行部15如图39所示,被两个突起220b、220b分别在宽度方向上夹持,所以折回时及折回后的顶点部12c的宽度d的扩大得以抑制。
以上说明的波形绕组线圈1是使六根线圈线材10并联而构成,但是线圈线材10的并联数并不限定于六根,而能够适当增减。并且,线圈线材10是排列三根单位线材10a而构成,但是单位线材10a的根数并不限定于三根,而能够适当增减。
波形绕组线圈并不限于相对于大致U字状的线圈线材10进行成形,也可以设为通过相对于直线状的线圈线材,交替地执行斜行部成形工序与折回工序,而使波形绕组线圈成形。
Claims (15)
1.一种导体成形装置,相对于包括具有直线部分的多个导体的导体组,使多个斜行部及多个直线部成形,在所述斜行部使所述导体组在厚度方向折回,所述导体成形装置包括:
斜行部成形机构,握持与所述导体组的夹着使所述斜行部成形的部分的两侧的部分相对应的所述多个导体的直线部分,使其在所述导体组的宽度方向相对移动而使所述斜行部成形;以及
折回机构,使经成形的所述斜行部在所述导体组的厚度方向折回,并且
使经所述折回机构折回的所述导体组相对于所述斜行部成形机构相对移动,以使下一个使所述斜行部成形的部分到达所述斜行部成形机构的位置,通过所述斜行部成形机构而使所述斜行部成形,
所述折回机构包括收容所述多个导体的槽部,
所述槽部的间隔窄于收容所述导体组的所述直线部的定子芯的狭槽的间隔。
2.根据权利要求1所述的导体成形装置,其中还包括:
握持机构,握持所述导体组的所述直线部,使所述导体组能够在所述直线部的延伸方向移动;并且
所述握持机构在握持着所述直线部的状态下,使所述导体组在所述直线部的延伸方向移动而搬运至所述斜行部成形机构或所述折回机构为止,
所述斜行部成形机构在由所述握持机构握持着所述多个导体的状态下,使所述斜行部成形,
所述折回机构在由所述握持机构握持着所述多个导体的状态下,使所述斜行部折回。
3.根据权利要求2所述的导体成形装置,其中
所述握持机构包括握持所述直线部的一对握持构件,所述直线部配置在夹着经成形的所述斜行部的两侧。
4.根据权利要求2或3所述的导体成形装置,其中
所述握持机构也包括收容所述多个导体的槽部,
所述折回机构及所述握持机构的所述槽部是在所述导体的宽度方向能够开闭地构成,在宽度方向握持所述导体及解除握持。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的导体成形装置,其中
所述斜行部成形机构通过以所述斜行部与所述直线部的分界点即弯曲起点为中心,并且以所述斜行部的长度为半径,呈圆弧状移动,而使所述斜行部成形。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的导体成形装置,其中
所述折回机构包括按压构件,所述按压构件在厚度方向按压经折回的所述导体组的折回部。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的导体成形装置,其中
所述折回机构在折回完成后,在握持着所述导体组的状态下,在所述导体的排列方向移动。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的导体成形装置,其中
所述折回机构包括使边缘部沿所述斜行部的折回线插入的折回夹具。
9.根据权利要求8所述的导体成形装置,其中
所述折回夹具在所述边缘部包括两个突起,所述两个突起配置成在宽度方向上夹着所述斜行部的与经折回的所述导体组的折回部的顶点部相对应的部位。
10.一种波形绕组线圈的制造方法,所述波形绕组线圈包括:多个狭槽配置部,由线圈线材成形,配置在定子芯的狭槽;以及多个匝部,将相邻的所述狭槽配置部彼此加以连结;所述波形绕组线圈的制造方法包括:
斜行部成形工序,通过使所述线圈线材的直线部在所述线圈线材延伸的面内,在与所述直线部的延伸方向交叉的方向偏移,而使斜行部成形于所述线圈线材;以及
折回工序,通过使成形有所述斜行部的所述线圈线材在所述斜行部的与所述匝部的顶点部相对应的部位折回,而使所述匝部及所述狭槽配置部成形,所述匝部包括经折回的所述斜行部,所述狭槽配置部包括与所述斜行部连续的所述直线部;并且
通过交替地进行所述斜行部成形工序与所述折回工序,而使所述波形绕组线圈成形,
利用多根所述线圈线材使所述波形绕组线圈成形,
在所述折回工序中,使折回前的所述多个线圈线材的所述直线部的间隔窄于所述定子芯的所述狭槽的间隔。
11.根据权利要求10所述的波形绕组线圈的制造方法,其中
所述线圈线材是在所述线圈线材的厚度方向排列多根单位线材而构成,所述斜行部成形工序及所述折回工序是在排列着所述多根单位线材的状态下使所述线圈线材成形。
12.根据权利要求10或11所述的波形绕组线圈的制造方法,其中
所述折回工序在所述匝部的成形后,在与所述线圈线材延伸的面正交的方向按压所述匝部。
13.根据权利要求10或11所述的波形绕组线圈的制造方法,其中
所述波形绕组线圈是通过卷绕而安装于所述定子芯,来构成与所述定子芯的多圈份相对应的多层的波形绕组线圈,
所述折回工序是在沿所述定子芯的径向切换所述层的换层部,使所述斜行部的折回方向相反。
14.根据权利要求10或11所述的波形绕组线圈的制造方法,其中
在所述折回工序中,以折回夹具的边缘部沿折回线的方式,将所述折回夹具插入至所述斜行部。
15.根据权利要求10或11所述的波形绕组线圈的制造方法,其中
在所述折回工序中,以在宽度方向上夹着所述斜行部的与所述匝部的顶点部相对应的部位的状态进行折回。
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