JP2015002581A - コイルの成形方法およびコイルの成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の形状精度が確保されたセグメントコイルを安定して成形できるコイルの成形方法およびコイルの成形装置を提供する。【解決手段】本発明の一態様は、コイルの成形方法において、リード部分Ｓｇａを導体セグメントＳｇの重ね合わせ方向の一方側から内径押さえ４０で支持し、リード部分Ｓｇａ側から所定の隣接する導体セグメントＳｇ間に挿入ツール４４を挿入し、リード部分Ｓｇａを導体セグメントＳｇの重ね合わせ方向の他方側から上側押し付けツール４２と下側押し付けツール４６で加圧し、上側押し付けツール４２と下側押し付けツール４６の加圧力が目標値となるようにフィードバック制御を行う。【選択図】 図７

Description

本発明は、セグメントコイルを用いた固定子を製造する技術に関し、詳しくは固定子コアのスロットにセグメントコイルを挿入した後、セグメントコイルにおける導体セグメントの軸方向の端部を加工するコイルの成形方法およびコイルの成形装置に関するものである。

特許文献１には、導体セグメントにより構成されるセグメントコイルの成形方法において、導体セグメントの端部を分割器の挿入孔に挿入し、その分割器をステータコアの径方向の外側に移動させて、導体セグメントの端部を成形する技術が開示されている。

特開２００８−１４８４３１号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、分割器を移動させて導体セグメントの端部を加圧しているが、導体セグメントの端部への分割器の加圧力が所望の加圧力とならないおそれがある。すなわち、単に一定の駆動力（トルク）を分割器に与えて当該分割器を移動させるだけでは、個々の導体セグメントの弾性力の違いなどにより、導体セグメントの端部への分割器の加圧力が各導体セグメントによってばらつくおそれがある。そのため、特許文献１の技術では、所定の精度が確保されたセグメントコイルを安定して成形することができない。

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、所定の形状精度が確保されたセグメントコイルを安定して成形できるコイルの成形方法およびコイルの成形装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、導体セグメントが複数重ね合わされたセグメントコイルにおける前記導体セグメントの軸方向の端部を前記導体セグメントの重ね合わせ方向に変位させて成形するコイルの成形方法において、前記導体セグメントの軸方向の端部を前記重ね合わせ方向の一方側から支持部材で支持し、前記導体セグメントの軸方向の端部側から所定の隣接する前記導体セグメント間に挿入ツールを挿入し、前記導体セグメントの軸方向の端部を前記重ね合わせ方向の他方側から加圧手段で加圧し、前記加圧手段の加圧力が目標値となるようにフィードバック制御を行うこと、を特徴とする。

この態様によれば、加圧手段の加圧力のフィードバック制御を行う。そのため、加圧手段の加圧力が目標値にて安定する。これにより、所望の加圧力が導体セグメントの軸方向の端部に加わる。そのため、この態様によれば、導体セグメントの軸方向の端部を所望の形状に成形できるので、所定の形状精度が確保されたセグメントコイルを安定して成形できる。

上記の態様においては、前記加圧力が前記目標値よりも小さい中間値に到達するまで一定の駆動力で前記加圧手段により前記導体セグメントの軸方向の端部を加圧した後に、前記フィードバック制御を行うこと、が好ましい。

この態様によれば、加圧手段の加圧力を早急に中間値まで到達させて、その後、加圧手段の加圧力のフィードバック制御を行う。そのため、この態様によれば、セグメントコイルの成形時間を短縮できる。

上記の態様においては、前記フィードバック制御は、前記加圧力が前記目標値に到達した後も所定時間継続して行われること、が好ましい。

この態様によれば、加圧手段の加圧力が目標値に到達した後も、所定時間、加圧手段の加圧力が目標値に保持された状態で、導体セグメントの軸方向の端部を加圧することができる。そのため、導体セグメントの軸方向の端部は、所望の加圧力が十分に加えられる。したがって、セグメントコイルの形状精度が向上する。

上記の態様においては、前記加圧手段として、第１加圧手段と第２加圧手段を備え、前記第２加圧手段は、前記第１加圧手段よりも前記導体セグメントの軸方向の端部の先端側に配置され、前記第１加圧手段による加圧制御が終了した後に、前記第２加圧手段による加圧制御を開始すること、が好ましい。

この態様によれば、第１加圧手段により導体セグメントの軸方向の端部の根元側を加圧して成形した後に、第２加圧手段により導体セグメントの軸方向の端部の先端側を加圧して成形する。これにより、セグメントコイルの形状精度がさらに向上する。

上記の態様においては、前記導体セグメントは、Ｕ字形状に形成されていること、が好ましい。

この態様によれば、Ｕ字形状の導体セグメントが重ね合わされたセグメントコイルについて、安定して所定の形状精度を確保できる。

上記課題を解決するためになされた本発明の他の態様は、導体セグメントが複数重ね合わされたセグメントコイルにおける前記導体セグメントの軸方向の端部を前記導体セグメントの重ね合わせ方向に変位させて成形するコイルの成形装置において、前記導体セグメントの軸方向の端部を前記重ね合わせ方向の一方側から支持する支持部材と、前記導体セグメントの軸方向の端部側から所定の隣接する前記導体セグメント間に挿入される挿入ツールと、前記導体セグメントの軸方向の端部を前記重ね合わせ方向の他方側から加圧する加圧手段と、前記加圧手段の加圧力が目標値となるようにフィードバック制御を行う制御部と、を有すること、を特徴とする。

この態様によれば、制御部は、加圧手段の加圧力のフィードバック制御を行う。そのため、加圧手段の加圧力が目標値にて安定する。これにより、所望の加圧力が導体セグメントの軸方向の端部に加わる。そのため、この態様によれば、導体セグメントの軸方向の端部を所望の形状に成形できるので、所定の形状精度が確保されたセグメントコイルを安定して成形できる。

本構成のコイルの成形方法およびコイルの成形装置によれば、所定の形状精度が確保されたセグメントコイルを安定して成形できる。

固定子の斜視図である。 セグメントコイルが挿入された固定子コアの斜視図である。 導体セグメントの平面図である。 固定子の組み立て工程の概略を示す概念図である。（ａ）固定子コアの斜視図である。（ｂ）インシュレータを備えた固定子コアの斜視図である。（ｃ）導体セグメントの斜視図である。（ｄ）導体セグメントを挿入した固定子コアの断面図である。（ｅ）導体セグメントを溶接した様子を示す断面図である。 固定子の組み立て加工工程におけるフロー図である。 固定子コアのスロットにスロット内導線部が入った状態のスロット部分の拡大断面図である。 リード部分後拡張工程において、拡張加工装置を使用してセグメントコイルを成形する様子を示す断面図である。 リード部分後拡張工程におけるフロー図である。 本実施例において、ロードセルの測定荷重の時間経過を示す図である。 リード部分後拡張工程の終了後におけるリード部分周辺の断面図である。 本実施例において、各スロットにおけるロードセルの測定荷重を示す図である。 ロードセルの測定荷重の時間経過に関する評価結果を示す図である。 比較例において、ロードセルの測定荷重の時間経過を示す図である。 比較例において、各スロットにおけるロードセルの測定荷重を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

＜固定子の組み立て加工工程の説明＞
図１は、本実施例の固定子１０の斜視図である。固定子１０は、固定子コア２０とセグメントコイルＳＣなどを有する。固定子コア２０は、略円筒状の形状の電磁鋼板を積層して形成されている。そして、固定子コア２０は、ティース２２とスロット２４などを備えている。ティース２２は、固定子コア２０の内周側に突出するようにして形成されている。スロット２４は、隣り合うティース２２の間に設けられている。図１に示す例では、一例として、ティース２２の数は４８であり、スロット２４の数も４８である。また、絶縁性を有するインシュレータ２６（図４（ｂ）参照）が、スロット２４内に挿入されている。このインシュレータ２６は、セグメントコイルＳＣと固定子コア２０との絶縁を確保している。

図２は、セグメントコイルＳＣが挿入された固定子コア２０の斜視図である。この図２は、後述するリード部分後拡張工程（図５のステップＳ７）が終了した後の状態を示している。

図３は、導体セグメントＳｇの平面図である。図３に示すように、導体セグメントＳｇは、平角導体Ｄをエッジワイズ曲げ加工することにより、Ｕ字形状に形成されている。導体セグメントＳｇは、概ね３つの部分を備えている。具体的には、導体セグメントＳｇは、スロット内導線部Ｓｇｂと、リード部分Ｓｇａと、反リード部分Ｓｇｃなどを備えている。スロット内導線部Ｓｇｂは、固定子コア２０のスロット２４に挿入される部分である。リード部分Ｓｇａは、固定子１０のリード側にて固定子コア２０の端面２０ａより突出する部分である。なお、便宜上、リード部分Ｓｇａは、リード部分ＳｇａＡとリード部分ＳｇａＢと分けて呼ぶ。また、スロット内導線部Ｓｇｂは、スロット内導線部ＳｇｂＡとスロット内導線部ＳｇｂＢと分けて呼ぶ。また、反リード部分Ｓｇｃは、クランク部Ｓｇｅと斜辺部ＳｇｄＡと斜辺部ＳｇｄＢとからなるものとする。さらに、リード部分ＳｇａＡとリード部分ＳｇａＢは、各々の先端に、剥離加工されている剥離部分Ｓｇｉを備えている。

図４は、固定子１０の組み立て工程の概略を示す図である。図４（ａ）は、固定子コア２０の斜視図である。図４（ｂ）は、インシュレータ２６を備えた固定子コア２０の斜視図である。図４（ｃ）は、導体セグメントＳｇの斜視図である。図４（ｄ）は、導体セグメントＳｇを挿入した固定子コア２０の断面図である。図４（ｅ）は、導体セグメントＳｇを溶接した様子を示す断面図である。なお、図４に示している斜視図は、説明の為に形状を簡略化している。

固定子１０の組み立てに際しては、まず、図４（ａ）に示す固定子コア２０のスロット２４に、図４（ｂ）に示すようにインシュレータ２６を挿入した状態で、図４（ｃ）に示す導体セグメントＳｇを挿入する。

この結果、図４（ｄ）に示すような状態になる。すなわち、導体セグメントＳｇが固定子コア２０の端部から一部突出し、リード部分ＳｇａＡ及びリード部分ＳｇａＢが突出した状態になっている。そして、リード部分ＳｇａＡ及びリード部分ＳｇａＢを捻り、図４（ｅ）に示すように先端を溶接して溶接部Ｓｇｆを形成することで、固定子１０を形成する。なお、図４では固定子１０の形成過程について概念的に説明しているが、実際の組み付け工程では、導体セグメントＳｇを円環状に配置する整列工程を必要とする。

図５は、固定子１０の組み立て加工工程におけるフロー図である。図５に示すように、まず、「平角導体の直線化及び切り出し」を行う（ステップＳ１）。平角導体Ｄは図示しないボビンに巻かれているので、平角導体Ｄを巻き出して癖取りを行った上で必要な長さに切り出す。次に、「セグメント形成」を行う（ステップＳ２）。平角導体Ｄをエッジワイズ曲げ加工し、更に図示しない型を用いてクランク部Ｓｇｅを作成し、Ｕ字形状の導体セグメントＳｇを得る。次に、「セグメント整列」を行う（ステップＳ３）。導体セグメントＳｇは、固定子コア２０のスロット２４にスロット内導線部ＳｇｂＡ又はスロット内導線部ＳｇｂＢが８本収まるように、導体セグメントＳｇのクランク部Ｓｇｅを組み合わせて円筒状に配置される。このようにして、導体セグメントＳｇが複数重ね合わされたセグメントコイルＳＣが形成される。

次に、「インシュレータ挿入」を行う（ステップＳ４）。固定子コア２０のスロット２４には、固定子コア２０とセグメントコイルＳＣとの絶縁を図る目的でインシュレータ２６が、各スロット２４に備えられる。この工程では、インシュレータ２６をスロット２４に挿入する。次に、「セグメントコイル挿入」を行う（ステップＳ５）。厳密にはセグメントコイルＳＣを固定子コア２０に対して近接させ、リード部分Ｓｇａをインシュレータ２６の備えられたスロット２４に挿入する工程である。

次に、「ウェッジ挿入」を行う（ステップＳ６）。図６に、固定子コア２０のスロット２４にスロット内導線部Ｓｇｂが入った状態のスロット２４部分の拡大断面図を示す。スロット２４に、導体セグメントＳｇのスロット内導線部Ｓｇｂが８本挿入された状態で、固定子コア２０の最内周側にウェッジ紙２８を挿入する。

次に、「リード部分後拡張」を行う（ステップＳ７）。リード部分後拡張工程は、詳しくは後述するように、リード部分Ｓｇａを導体セグメントＳｇの重ね合わせ方向に変位させて成形する工程である。この工程により、リード部分Ｓｇａに、導体セグメントＳｇの重ね合わせ方向に変位したシフト部分Ｓｆ１〜Ｓｆ４（図１０参照）が形成される。

次に、「捻り形成」を行う（ステップＳ８）。固定子コア２０に挿入されたセグメントコイルＳＣのリード部分Ｓｇａを固定子コア２０の径方向に捻り、隣り合うコイル同士で接続するような形状に変形させる。リード部分Ｓｇａの捻り方向は、径方向に隣り合うリード部分Ｓｇａ同士が異なる方向に捻られる。次に、「Ｔｉｇ溶接」を行う（ステップＳ９）。前記の図４（ｅ）に示すように、隣り合うリード部分Ｓｇａ同士を溶接することで、溶接部Ｓｇｆを形成する。次に、「コイルエンド部絶縁処理」を行う（ステップＳ１０）。溶接部Ｓｇｆに絶縁被覆を施す工程であり、粉体塗装にて樹脂を用いて絶縁被覆する。

＜リード部分後拡張工程の説明＞
次に、図５のステップＳ７におけるリード部分後拡張工程について説明する。リード部分後拡張工程では、図７に示すような拡張加工装置３０を使用する。拡張加工装置３０は、内径押さえ４０と、上側押し付けツール４２と、挿入ツール４４と、下側押し付けツール４６と、上側ロードセル４８と、下側ロードセル５０と、制御部５２などを備えている。なお、拡張加工装置３０は、本発明における「コイルの成形装置」の一例である。

内径押さえ４０は、セグメントコイルＳＣの内径側（図７の左側）に配置されている。そして、内径押さえ４０は、セグメントコイルＳＣの外径側（図７の右側）に向けて進退可能な推進機構を有している。図７に示される内径押さえ４０は、前進端に位置した状態を示している。このようにして、内径押さえ４０は、リード部分Ｓｇａを複数の導体セグメントＳｇの重ね合わせ方向の一方側（すなわち、セグメントコイルＳＣの内径側）から支持する。詳しくは、内径押さえ４０は、リード部分Ｓｇａ群の内周側、即ち第１リード部分Ｓｇａ１の一辺を支持する。なお、リード部分Ｓｇａは、本発明における「導体セグメントの軸方向の端部」の一例である。

上側押し付けツール４２は、リード部分Ｓｇａの根元側の位置を、すなわち、リード部分Ｓｇａの固定子コア２０の端面２０ａ寄りの位置を、複数の導体セグメントＳｇの重ね合わせ方向の他方側（すなわち、セグメントコイルＳＣの外径側）から押し付ける（加圧する）。なお、上側押し付けツール４２は、本発明の「第１加圧手段」の一例である。

挿入ツール４４は、不図示の推進機構により、固定子コア２０の軸方向に進退可能である。このようにして、挿入ツール４４は、リード部分Ｓｇａの先端側（図７の下側）から、所定の隣接するリード部分Ｓｇａ間に挿入可能となっている。

下側押し付けツール４６は、上側押し付けツール４２よりも、リード部分Ｓｇａの先端側に配置されている。この下側押し付けツール４６は、リード部分Ｓｇａの先端側の位置を、すなわち、リード部分Ｓｇａの固定子コア２０の端面２０ａから離れた位置を、複数の導体セグメントＳｇの重ね合わせ方向の他方側（すなわち、セグメントコイルＳＣの外径側）から押し付ける。なお、下側押し付けツール４６は、本発明の「第２加圧手段」の一例である。

上側ロードセル４８は、上側押し付けツール４２の加圧力（荷重）を測定する測定器である。また、下側ロードセル５０は、下側押し付けツール４６の加圧力（荷重）を測定する測定器である。

制御部５２は、例えばマイクロコンピュータなどによって構成されており、内径押さえ４０や上側押し付けツール４２や挿入ツール４４や下側押し付けツール４６などの駆動を制御する。また、制御部５２は、上側ロードセル４８や下側ロードセル５０の測定データを取込む。

以上のように構成される拡張加工装置３０は、上側押し付けツール４２と下側押し付けツール４６を、固定子コア２０の各スロット２４に挿入された導体セグメントＳｇのリード部分Ｓｇａに押し付けることにより、セグメントコイルＳＣを成形する。

ここで、比較例として、各スロット２４におけるリード部分Ｓｇａが、一定のトルク（駆動力）で駆動される上側押し付けツール４２と下側押し付けツール４６により押し付けられる（加圧される）例を想定する。すると、任意の１個のスロット２４に着目すると、図１３の定圧区間に示すように、上側ロードセル４８の測定荷重は、時間経過とともに低下してしまう。また、図１４に示すように、各スロット２４における上側ロードセル４８の測定荷重の最大値は、ばらついて、目標値αにならない。すなわち、上側押し付けツール４２の加圧力は、その大きさが安定せず、かつ、時間経過とともに低下してしまう。なお、下側押し付けツール４６の加圧力も、上側押し付けツール４２の加圧力と同様である。そのため、比較例においては、所定の形状精度が確保されたセグメントコイルＳＣを安定して成形できない。

この比較例において、このような状況が発生する理由としては、１つ目の理由として、以下のようなことが考えられる。まず、各スロット２４におけるリード部分Ｓｇａが上側押し付けツール４２と下側押し付けツール４６により押し付けられる前において、隣り合うリード部分Ｓｇａ間に微小空間が存在している。そのため、リード部分Ｓｇａが上側押し付けツール４２と下側押し付けツール４６により押し付けられたときに、隣り合うリード部分Ｓｇａ間の微少空間が締まり、また、この微少空間が締まった後もリード部分Ｓｇａの弾性力が随時変化する。さらに、微少空間の大きさは、各スロット２４によってばらついている。したがって、前記のような状況が発生すると考えられる。

また、２つ目の理由としては、内径押さえ４０は空間内に配置されているので、リード部分Ｓｇａが上側押し付けツール４２と下側押し付けツール４６により押し付けられたときに、内径押さえ４０が微小量ずつ押し付け方向にずれてしまうためと考えられる。さらに、３つ目の理由としては、挿入ツール４４がリード部分Ｓｇａに挿入される過程で、リード部分Ｓｇａの弾性力が随時変化するためと考えられる。

そこで、本実施例の制御部５２は、リード部分後拡張工程において、図８に示すような制御フローを行う。なお、図８では、説明の便宜上、上側押し付けツール４２を「上ツール」と表現し、下側押し付けツール４６を「下ツール」と表現し、セグメントコイルＳＣを「ワーク」と表現している。

図８に示すように、まず、制御部５２は、上側押し付けツール４２と下側押し付けツール４６を押し付け側、すなわち、セグメントコイルＳＣ側に移動させ（ステップＳ１１）、挿入ツール４４を上昇させてセグメントコイルＳＣ側に移動させる（ステップＳ１２）。

次に、制御部５２は、上側押し付けツール４２と下側押し付けツール４６をセグメントコイルＳＣに接触させて（ステップＳ１３）、挿入ツール４４をセグメントコイルＳＣに挿入する（ステップＳ１４）。具体的には、制御部５２は、リード部分Ｓｇａの先端側から、所定の隣り合うリード部分Ｓｇａ間に挿入ツール４４を挿入する。詳しくは、制御部５２は、前記の図７に示すように、導体セグメントＳｇを２個ずつ分割して隣り合うリード部分Ｓｇａ間に、隙間が開くように、挿入ツール４４を挿入する。このようにして、挿入ツール４４は、リード部分Ｓｇａ２とリード部分Ｓｇａ３の間、リード部分Ｓｇａ４とリード部分Ｓｇａ５の間、リード部分Ｓｇａ６とリード部分Ｓｇａ７の間、リード部分Ｓｇａ８とリード部分Ｓｇａ９の間に挿入される。

次に、制御部５２は、上側押し付けツール４２の一定圧押し付け制御を開始し（ステップＳ１５）、上側押し付けツール４２の加圧力をフィードバック開始閾値まで到達させる（ステップＳ１６）。具体的には、制御部５２は、上側ロードセル４８の測定荷重が図９に示すフィードバック開始閾値α０に到達するまで、上側押し付けツール４２を一定のトルクで駆動させてリード部分Ｓｇａに押し付ける（図９における「定圧区間」）。なお、フィードバック開始閾値α０は、目標値αよりも小さい値である。また、フィードバック開始閾値は、本発明における「中間値」の一例である。

次に、制御部５２は、上側押し付けツール４２の加圧力のフィードバック制御を開始する（ステップＳ１７）。具体的には、制御部５２は、上側ロードセル４８の測定荷重をもとに、上側押し付けツール４２の加圧力についてＰＩＤフィードバック制御を行う。このとき、以下の数式を使用する。

ここで、Ｔは上側押し付けツール４２を駆動させるトルク（駆動力）であり、Ｋｐは比例ゲインであり、ｒ（ｔ）は上側ロードセル４８の測定荷重の実測値であり、ｒは上側ロードセル４８の測定荷重の狙い値（目標値）であり、Ｋ_Ｉは積分ゲインであり、Ｋ_Ｄは微分ゲインである。

このようにして、本実施例の制御部５２は、上側押し付けツール４２の加圧力が目標値になるように、すなわち、上側ロードセル４８の測定荷重が目標値αになるように、上側押し付けツール４２を駆動させるトルクを変動させる。

次に、上側押し付けツール４２の加圧力が目標値に到達すると、制御部５２は、上側押し付けツール４２の加圧力を一定時間保持させる（ステップＳ１８）。このように、上側押し付けツール４２の加圧力のフィードバック制御は、加圧力が目標値に到達した後も所定時間継続して行われる。

次に、制御部５２は、以上のような上側押し付けツール４２の荷重制御（加圧制御）を終了し（ステップＳ１９）、上側押し付けツール４２をその位置で待機させる（ステップＳ２０）。

次に、制御部５２は、上側押し付けツール４２と同様に、下側押し付けツール４６の一定圧押し付け制御を開始し（ステップＳ２１）、下側押し付けツール４６の加圧力をフィードバック開始閾値まで到達させる（ステップＳ２２）。次に、制御部５２は、下側押し付けツール４６の加圧力のフィードバック制御を開始し（ステップＳ２３）、下側押し付けツール４６の加圧力が目標値に到達すると、下側押し付けツール４６の加圧力を一定時間保持させる（ステップＳ２４）。このようにして、制御部５２は、下側押し付けツール４６の加圧力が目標値となるようにフィードバック制御を行う。

次に、制御部５２は、以上のような下側押し付けツール４６の荷重制御（加圧制御）を終了し（ステップＳ２５）、下側押し付けツール４６を初期位置まで戻す（ステップＳ２６）。次に、制御部５２は、挿入ツール４４を初期位置まで戻し（ステップＳ２７）、上側押し付けツール４２を初期位置まで戻す（ステップＳ２８）。以上のようにして、セグメントコイルＳＣは、図１０に示すように成形される。

このように、本実施例では、セグメントコイルＳＣの成形工程において形状精度を安定させるために、上側ロードセル４８や下側ロードセル５０の測定荷重をフィードバックしながら狙いの荷重を所定時間保持する。そして、本実施例によれば、図１１に示すように、上側ロードセル４８や下側ロードセル５０の測定荷重が、各スロット２４で目標値αとなり安定する。すなわち、上側押し付けツール４２や下側押し付けツール４６の加圧力が、各スロット２４で目標値となり安定する。そのため、本実施例は、所定の形状精度が確保されたセグメントコイルＳＣを安定して成形できる。

なお、変形例として、制御部５２は、上側押し付けツール４２や下側押し付けツール４６によりリード部分Ｓｇａを押し付け始めた直後から、上側押し付けツール４２や下側押し付けツール４６の加圧力のフィードバック制御を開始するようにしてもよい。

本実施例によれば、制御部５２は、リード部分Ｓｇａを導体セグメントＳｇの重ね合わせ方向の一方側から内径押さえ４０で支持し、リード部分Ｓｇａの先端側から所定の隣接する導体セグメントＳｇ間に挿入ツール４４を挿入し、リード部分Ｓｇａを導体セグメントＳｇの重ね合わせ方向の他方側から上側押し付けツール４２と下側押し付けツール４６で押し付けるように制御する。そして、制御部５２は、上側押し付けツール４２と下側押し付けツール４６の加圧力が目標値となるようにフィードバック制御を行う。

このように、制御部５２は、上側押し付けツール４２と下側押し付けツール４６の加圧力のフィードバック制御を行う。そのため、隣り合うリード部分Ｓｇａ間に微小空間が存在していても、また、内径押さえ４０が押し付け方向にずれても、さらに、リード部分Ｓｇａの弾性力が変化しても、上側押し付けツール４２と下側押し付けツール４６の加圧力が目標値にて安定する。これにより、所望の加圧力がリード部分Ｓｇａに加わる。そのため、本実施例によれば、リード部分Ｓｇａを所望の形状に成形できるので、所定の形状精度が確保されたセグメントコイルＳＣを安定して成形できる。

また、制御部５２は、上側押し付けツール４２と下側押し付けツール４６の加圧力がフィードバック開始閾値に到達するまで、一定のトルク（駆動力）で駆動させた上側押し付けツール４２と下側押し付けツール４６によりリード部分Ｓｇａを押し付ける。そして、その後、制御部５２は、上側押し付けツール４２と下側押し付けツール４６の加圧力が目標値となるようにフィードバック制御を行う。これにより、本実施例によれば、上側押し付けツール４２と下側押し付けツール４６の加圧力を、早急にフィードバック開始閾値まで到達させることができる。そのため、本実施例によれば、セグメントコイルＳＣの成形時間を短縮できる。

ここで、一定のトルクで駆動させた上側押し付けツール４２によりリード部分Ｓｇａを押し付けて、上側ロードセル４８の測定荷重がフィードバック開始閾値α０に到達した後に、上側押し付けツール４２の加圧力のフィードバック制御を行う例を、第１の制御例とする。また、上側押し付けツール４２によりリード部分Ｓｇａを押し付け始めた直後から上側押し付けツール４２の加圧力のフィードバック制御を開始する例を、第２の制御例とする。そして、上側ロードセル４８の測定荷重の時間経過の評価結果について、第１の制御例を図１２の実線で示し、第２の制御例を図１２の破線で示す。

すると、図１２に示すように、第１の制御例（図１２の実線）は、第２の制御例（図１２の破線）と比べて、上側ロードセル４８の測定荷重の立ち上がりが早くなるので、上側ロードセル４８の測定荷重が目標値αに到達するまでの時間が短くなる。すなわち、第１の制御例は、上側押し付けツール４２の加圧力が目標値に到達するまでの時間が、第２の制御例よりも短縮される。そして、図１２に示すように、第１の制御例は、第２の制御例よりもセグメントコイルＳＣの成形時間を時間ｔ短縮できる。なお、下側押し付けツール４６についても、同様な評価結果となる。

また、上側押し付けツール４２と下側押し付けツール４６の加圧力のフィードバック制御は、上側押し付けツール４２と下側押し付けツール４６の加圧力が目標値に到達した後も所定時間継続して行われる。これにより、上側押し付けツール４２や下側押し付けツール４６の加圧力が目標値に到達した後も、所定時間、上側押し付けツール４２や下側押し付けツール４６の加圧力が目標値に保持された状態で、リード部分Ｓｇａは上側押し付けツール４２や下側押し付けツール４６により押し付けられる。そのため、リード部分Ｓｇａは、所望の加圧力が十分に加えられる。したがって、セグメントコイルＳＣの形状精度が向上する。

また、下側押し付けツール４６は、上側押し付けツール４２よりもリード部分Ｓｇａの先端側に配置されている。そして、制御部５２は、上側押し付けツール４２による加圧制御が終了した後に、下側押し付けツール４６による加圧制御を開始する。このように、本実施例によれば、上側押し付けツール４２によりリード部分Ｓｇａの根元側を押し付けてリード部分Ｓｇａを成形した後に、下側押し付けツール４６によりリード部分Ｓｇａの先端側を押し付けてリード部分Ｓｇａを成形する。これにより、セグメントコイルＳＣの成形精度がさらに向上する。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。

１０ 固定子
２０ 固定子コア
２０ａ 端面
２２ ティース
２４ スロット
３０ 拡張加工装置
４０ 内径押さえ
４２ 上側押し付けツール
４４ 挿入ツール
４６ 下側押し付けツール
４８ 上側ロードセル
５０ 下側ロードセル
５２ 制御部
Ｄ 平角導体
Ｓｇ 導体セグメント
Ｓｇａ リード部分
ＳｇａＡ リード部分
ＳｇａＢ リード部分
Ｓｆ シフト部分
ＳＣ セグメントコイル
α０ フィードバック開始閾値
α 目標値
ｔ 時間

Claims (6)

1. 導体セグメントが複数重ね合わされたセグメントコイルにおける前記導体セグメントの軸方向の端部を前記導体セグメントの重ね合わせ方向に変位させて成形するコイルの成形方法において、
   前記導体セグメントの軸方向の端部を前記重ね合わせ方向の一方側から支持部材で支持し、
   前記導体セグメントの軸方向の端部側から所定の隣接する前記導体セグメント間に挿入ツールを挿入し、
   前記導体セグメントの軸方向の端部を前記重ね合わせ方向の他方側から加圧手段で加圧し、
   前記加圧手段の加圧力が目標値となるようにフィードバック制御を行うこと、
   を特徴とするコイルの成形方法。
2. 請求項１のコイルの成形方法において、
   前記加圧力が前記目標値よりも小さい中間値に到達するまで一定の駆動力で前記加圧手段により前記導体セグメントの軸方向の端部を加圧した後に、前記フィードバック制御を行うこと、
   を特徴とするコイルの成形方法。
3. 請求項１または２のコイルの成形方法において、
   前記フィードバック制御は、前記加圧力が前記目標値に到達した後も所定時間継続して行われること、
   を特徴とするコイルの成形方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つのコイルの成形方法において、
   前記加圧手段として、第１加圧手段と第２加圧手段を備え、
   前記第２加圧手段は、前記第１加圧手段よりも前記導体セグメントの軸方向の端部の先端側に配置され、
   前記第１加圧手段による加圧制御が終了した後に、前記第２加圧手段による加圧制御を開始すること、
   を特徴とするコイルの成形方法。
5. 請求項１乃至４のいずれか１つのコイルの成形方法において、
   前記導体セグメントは、Ｕ字形状に形成されていること、
   を特徴とするコイルの成形方法。
6. 導体セグメントが複数重ね合わされたセグメントコイルにおける前記導体セグメントの軸方向の端部を前記導体セグメントの重ね合わせ方向に変位させて成形するコイルの成形装置において、
   前記導体セグメントの軸方向の端部を前記重ね合わせ方向の一方側から支持する支持部材と、
   前記導体セグメントの軸方向の端部側から所定の隣接する前記導体セグメント間に挿入される挿入ツールと、
   前記導体セグメントの軸方向の端部を前記重ね合わせ方向の他方側から加圧する加圧手段と、
   前記加圧手段の加圧力が目標値となるようにフィードバック制御を行う制御部と、を有すること、
   を特徴とするコイルの成形装置。

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