JP2020096052A - コイルの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルに荷重をかけた際に傷付くことを抑制するコイルの製造装置を提供する。【解決手段】曲げ加工により平角線を略環状に巻き、積層させて形成したコイル２を押圧するコイルの製造装置１であって、平角線の積層方向に対して略平行方向に接近可能であるコイル押圧部１１を有する。コイル押圧部１１は、平角線を積層方向に押圧する第１の押圧手段２２と、環状であるコイル２の中心側から外周側に向けて、コイル２を押圧する第２の押圧手段２３と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、コイルの製造装置に関する。

従来、このような分野の技術として、特開２０１４−２３０２９３号公報がある。この公報に記載された平角線を用いた集中巻ステータでは、巻線されたコイルを狭小部に組み付けることが記載されている。

特開２０１４−２３０２９３号公報

しかしながら、前述した従来のコイルの製造方法では、平角コイルの先端巻線角度にバラツキがあるため、皮膜への傷付きが生じる場合がある。例えば、巻線コイルは、バネのように伸びた状態で成形されるが、曲げ加工後にコイルを切断するために巻線コイルを押して位置出しをする際に、巻線コイルが綺麗に整列せずに乗り上げていることがある。この状態で上方からの荷重のみでコイルを押すと、コイルが傷付く場合がある。
本発明は、荷重をかけた際にコイルが傷付くことを抑制するコイルの製造装置を提供するものである。

本発明にかかるコイルの製造装置は、曲げ加工により平角線を環状に巻き、積層させて形成したコイルを押圧するコイルの製造装置であって、前記平角線の積層方向に対して略平行方向に接近可能であるコイル押圧部を有し、前記コイル押圧部は、前記平角線を積層方向に押圧する第１の押圧手段と、環状である前記コイルの中心側から外周側に向けて、前記コイルを押圧する第２の押圧手段と、を備える。
これにより、コイルに対して垂直方向と水平方向に同時に押圧することができる。

これにより、荷重をかけた際にコイルが傷付くことを抑制することができる。

製造装置の構成を示す模式図である。 コイルの上面図である。 コイルの中空部にコイル押圧部を挿入した状態を示す図である。 コイルの中空部に垂直方向に挿入されたコイル押圧部が平行方向に動作した状態を示す図である。 バネを用いてコイル押圧部を動作させる状態を示す模式図である。 バネを用いてコイル押圧部を動作させる状態を示す模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、製造装置１は、コイル２の上方に配置されるコイル押圧部１１と、コイル２の下方に配置される楔部１２と、を備える。

ここで図２に示すように、コイル２は、断面が矩形である平角線をエッジワイズ状に巻回したものであるとして説明する。ここでコイル２は、その中心軸が上下方向（Ｚ方向）に延びるように配置されているとともに、コイル２を上面視した場合に中心軸周りに略矩形の環状となるように、平角線を螺旋状に曲げ加工して平角線同士が上下方向に積層するように形成されている。以下では図２に示すように、コイル２は上面視した場合に、Ｙ側に短辺２ａ，２ｂを有し、Ｘ側に長辺２ｃ，２ｄを有する形状であるものとして説明する。

図１に示すように、コイル押圧部１１は、第１のコイル押圧部１１ａと、第２のコイル押圧部１１ｂが、Ｙ方向に並列して配置されている。第１のコイル押圧部１１ａと第２のコイル押圧部１１ｂは同様の構造であり、以下では、第１のコイル押圧部１１ａについて説明する。なお、第１のコイル押圧部１１ａと第２のコイル押圧部１１ｂは、１つのコイル押圧部１１を、Ｘ方向における中心を通るＹＺ面で分割したものとしてもよい。

第１のコイル押圧部１１ａは、基部２１と、基部２１の下面に対して摺動可能に連結された第１の押圧手段２２と、第１の押圧手段２２の下面に連結された第２の押圧手段２３と、を備える。例えば、第１のコイル押圧部１１ａは、コイル２のＸ方向左側である長辺２ｃの箇所において平角線に当接する。第２のコイル押圧部１１ｂは、コイル２のＸ方向右側である長辺２ｄの箇所において平角線に対して当接する。

基部２１の下面には、第１の押圧手段２２の上面が連結されている。なお例えば、基部２１には、第１の押圧手段２２との連結箇所にレールが設けられている。これにより、第１の押圧手段２２は、基部２１に対してＸ方向に摺動可能であるものとする。また、基部２１は、シリンダなどの動力源（図示せず）からの動力を受けて上下動を行う。基部２１が上下動することにより、基部２１に連結されている第１の押圧手段２２と、第１の押圧手段２２に連結されている第２の押圧手段２３は、同時に上下動を行う。

第１の押圧手段２２は、例えば、Ｘ方向の長さがＹ方向の長さより長い略直方体状である。第１の押圧手段２２は、第２の押圧手段２３が連結される連結部２２ａと、コイル２の上面に当接する当接部２２ｂと、を備える。第１の押圧手段２２は、基部２１に対し、Ｘ方向における内外方向に摺動する。

連結部２２ａは、第１の押圧手段２２の下面において、中央側に設けられている。連結部２２ａには、第２の押圧手段２３の上端が連結されている。言い換えると、第２の押圧手段２３が、第１の押圧手段２２の連結部２２ａから、下方に延在するように設けられている。

当接部２２ｂは、コイル押圧部１１が下降動作した際に、コイル２の上端に当接する箇所である。例えば、当接部２２ｂは、第１の押圧手段２２の下面のうち連結部２２ａよりＸ方向外側に設けられている。

なお、第１の押圧手段２２のＸ方向外側の下方端部２２ｃは、コイル２が第１の押圧手段２２の外側面２２ｄに乗り上げたときに、乗り上げ状態を解消しやすいようにテーパ形状になっている。

なお典型的には、第１のコイル押圧部１１ａの当接部２２ｂでは、コイル２のＸ方向左側である長辺２ｃの箇所において、コイル２の最上部に配置された平角線に、上方から当接する。同様に、第２のコイル押圧部１１ｂの当接部２２ｂでは、コイル２のＸ方向右側である長辺２ｄの箇所において、コイル２の最上部に配置された平角線に、上方から当接する。

第２の押圧手段２３は、上下方向に延在する第２の押圧手段本体２３ａと、第２の押圧手段本体２３ａのＸ方向の面であるコイル押圧面２３ｂと、第２の押圧手段本体２３ａの下端である下端部２３ｃと、を有する。第２の押圧手段２３は、第１の押圧手段２２と連結されているため、第１の押圧手段２２とともにＸ方向における内外方向に移動する。

第２の押圧手段本体２３ａは、上面視において環状であるコイル２の内周に挿入可能であるように形成されている。また、第２の押圧手段本体２３ａの上下方向の長さは、コイル押圧部１１を下方に移動させ、第１の押圧手段２２の当接部２２ｂがコイル２の上部に当接した状態となるときに、コイル２の下部近傍に配置される楔部１２に下端部２３ｃが当接する長さである。

コイル押圧面２３ｂは、第２の押圧部が環状のコイル２に挿入されてＸ方向外側に動作した場合に、コイル２を形成している平角線の内周面に対して当接するＸ方向の外側方向の面である。例えば、第１のコイル押圧部１１ａであれば、コイル押圧面２３ｂは、Ｘ方向外側の動作によって、Ｘ方向左側である長辺２ｃに配置された平角線の内周側に当接する。第２のコイル押圧部１１ｂであれば、コイル押圧面２３ｂは、Ｘ方向右側である長辺２ｄに配置された平角線の内周側に当接する。

下端部２３ｃは、Ｘ方向の内外方向に傾斜したテーパ２３ｄを有している。例えば、テーパ２３ｄは、下端部２３ｃにおいて、Ｘ方向の外側部が内側部より下方向に延びた形状である。下端部２３ｃでは、楔部１２に当接した状態で、さらに下降する力が加えられることにより、Ｘ方向外側への力が発生する。

楔部１２は、コイル２を載せる載置台（図示せず）に設けられている。例えば楔部１２は、コイル２の下部近傍に配置されているとともに、コイル押圧部１１に対してＸ方向の中心位置と揃うように配置されている。

楔部１２では、Ｘ方向中央部において上方に突出した頂点１２ａと、頂点１２ａからＸ方向外側に向けて下方向に傾斜するテーパ１２ｂが形成されている。例えば第１のコイル押圧部１１ａでは、下端部２３ｃのテーパ２３ｄが楔部１２のテーパ１２ｂに当接しながら下降することで、第１の押圧手段２２及び第２の押圧手段２３はＸ方向左側に動作する。同様に、第２のコイル押圧部１１ｂでは、下端部２３ｃのテーパ２３ｄが楔部１２のテーパ１２ｂに当接しながら下降することで、第１の押圧手段２２及び第２の押圧手段２３はＸ方向右側に動作する。

次に、製造装置１による、コイル押圧部１１を用いたコイル２の押し付け動作について、図を用いて説明する。

最初に、コイル２を載置台に載せる（ステップＳ１）。このとき図１に示しているように、楔部１２のＸＹ方向における中心の位置が、載置されるコイル２のＸＹ方向の略中心とほぼ一致した状態である。また、楔部１２に対して上下方向に対向するように、コイル２の上方にコイル押圧部１１を配置する。

ここで、第１のコイル押圧部１１ａと第２のコイル押圧部１１ｂは、互いにＸ方向内側に配置された状態である。言い換えると、第１のコイル押圧部１１ａと第２のコイル押圧部１１ｂが、互いに近接した状態である。

図３に示すように、コイル押圧部１１を下降させる（ステップＳ２）。言い換えると、コイル２の積層方向と略平行方向に接近するように移動させる。これにより、第１のコイル押圧部１１ａと第２のコイル押圧部１１ｂでは、環状に設けられているコイル２の中空部に、第２の押圧手段２３が挿入される。

コイル押圧部１１の下端部２３ｃが楔部１２に当接した状態で、さらに下向きの力が加えられる（ステップＳ３）。これにより、下端部２３ｃのテーパ２３ｄが楔部１２のテーパ１２ｂに当接して、Ｘ方向外側の力が発生し、第２の押圧手段２３にはＸ方向外側に動作する力が加わる。

ここで図４に示すように、コイル押圧部１１では、第１の押圧手段２２と第２の押圧手段２３は連結しているため、このＸ方向外側に動作する力により、基部２１と第１の押圧手段２２が摺動する。この動作により、第２の押圧手段２３のコイル押圧面２３ｂが、コイル２の内周面に当接する。そして、このＸ方向外側に動作する力により、コイル押圧面２３ｂは、コイル２の内周面をＸ方向における外側へ、すなわち中心側から外周側に押圧する。

このとき典型的には、第１の押圧手段２２のＺ方向の位置は、コイル２を形成する平角線のうち最も上に配置された平角線より上方に配置されている。そして、コイル押圧部１１が下降することによって、第１の押圧手段２２の当接部２２ｂは、最上部の平角線の上面に当接する。その後、外力によるコイル押圧部１１の下降により、第１の押圧手段２２の当接部２２ｂは、コイル２を下方向に押圧する。

なお、第１の押圧手段２２のＺ方向の位置が、コイル２を形成する平角線のうち最も上に配置された平角線と同様あるいは下となるように配置され外側面２２ｄに乗り上げてしまった場合には、下方端部２２ｃのテーパ形状によって、平角線が当接部２２ｂより下となるように平角線を移動させることができる。

このようにして、略環状のコイルを外側方向に押圧しつつ、同時に下向きに押圧できる。特に、楔部１２に第２の押圧手段２３の下端部２３ｃが当接することで、第１の押圧手段２２及び第２の押圧手段２３はＸ方向外側に動作するとともに、下降動作を同時に行う。これにより、図２に示すように、コイル２において平角線が上下にずれが発生している場合であっても、Ｘ方向の押圧によりずれを修正しながら、下向きに荷重をかけることができる。したがって、コイル２とコイル押圧部１１との接触を最小限に抑制しながら、コイル２に荷重をかけた際に傷付くことを抑制できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

例えば、第１のコイル押圧部１１ａと第２のコイル押圧部１１ｂは、楔部１２を用いてＸ方向に動作させるものとして説明したがこれに限られない。図５に示すように、第１のコイル押圧部１１ａと第２のコイル押圧部１１ｂを連結するようにバネを設けておき、第２の押圧手段２３をコイル２に挿入させる際には、第１のコイル押圧部１１ａと第２のコイル押圧部１１ｂを近づけるように力を加えておくことでバネを縮めておき、コイル２へ挿入後に、図６に示すようにバネを開放することで、第２の押圧手段２３にＸ方向外側に押圧する力を発生させてもよい。

なおこの場合には、第１のコイル押圧部１１ａと第２のコイル押圧部１１ｂの夫々の第１の押圧手段２２において、互いに対向する面に凹部を設けておき、夫々の凹部の底にバネの端部を連結した構造とすることができる。

また例えば、コイル２の形状は、上方からの視点において略矩形であるものとして説明したが、これに限られず、様々な形状のコイルについて適用可能である。

１ 製造装置
２ コイル
２ａ，２ｂ 短辺
２ｃ，２ｄ 長辺
１１ コイル押圧部
１１ａ 第１のコイル押圧部
１１ｂ 第２のコイル押圧部
１２ 楔部
１２ａ 頂点
１２ｂ テーパ
２１ 基部
２２ 第１の押圧手段
２２ａ 連結部
２２ｂ 当接部
２２ｃ 下方端部
２２ｄ 外側面
２３ 第２の押圧手段
２３ａ 第２の押圧手段本体
２３ｂ コイル押圧面
２３ｃ 下端部
２３ｄ テーパ

Claims (1)

1. 曲げ加工により平角線を略環状に巻き、積層させて形成したコイルを押圧するコイルの製造装置であって、
   前記平角線の積層方向に対して略平行方向に接近可能であるコイル押圧部を有し、
   前記コイル押圧部は、
   前記平角線を積層方向に押圧する第１の押圧手段と、
   環状である前記コイルの中心側から外周側に向けて、前記コイルを押圧する第２の押圧手段と、を備える
   コイルの製造装置。

Images