JP3812125B2 - Armature coil manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電機子コイルの製造方法及び製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術として、特開平9−182337号公報に記載された電機子コイルの製造方法がある。この電機子コイルは、所定数の下層コイル導体と上層コイル導体から成る。各コイル導体は、それぞれ電機子鉄心のスロットに挿入される直線状のコイル辺と、このコイル辺の両端から略直角方向に延設された一組のコイル端部と、このコイル端部の先端より略直角に折れ曲がってコイル辺と反対側へ突出する一組のコイル突出部とを有している。
上記の製造方法は、下層コイル導体4及び上層コイル導体5を平角線から形成するもので、図6(a)〜(c)に示すように、先ず複数の下層コイル導体4及び上層コイル導体5の展開体を形成するのに必要な長さを有する平角線10を準備し、次に、平角線10の長手方向で所定の間隔毎に平角線10の断面積を減少させて軸細部10aを形成する。続いて、各軸細部10aの略中央部を切断して複数の下層コイル導体4及び上層コイル導体5の展開体(コイル素材11)に分割する。
その後、図7(a)〜(e)に示すように、各展開体(コイル素材11)の両端部を順次折り曲げて所定形状の下層コイル導体4及び上層コイル導体5を形成している。なお、図6及び7は下層コイル導体4の製造工程を示す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報では、図7(a)〜(e)に示す成形工程を実施するための具体的な方法が述べられていないが、一般的には各工程順にそれぞれの成形を行う複数の型を準備し、各型毎に順次所定の成形を加えて最終形状のコイル導体を製造する方法が考えられる。この場合、加工素材を各型毎に順次着脱する必要があるため、高い加工精度を保つためには、各型にて加工素材の高精度な位置決めを行う必要がある。その高精度な位置決めを行うためには、それぞれ高精度な型が必要となるため製造コストが高価となる。また、各型毎に加工素材を順次着脱する必要があることから、生産効率が悪いという問題も生じる。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、高精度な電機子コイル(下層コイル導体及び上層コイル導体)の製造コストを低く抑えることができ、且つ高い生産効率を実現できる電機子コイルの製造方法及び製造装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
(請求項1の手段)
平角線のコイル素材から複数の成形工程を経て下層コイル導体または上層コイル導体を製造する製造方法であって、パレットにコイル素材の所定部位を保持したまま、複数の成形型にて、それぞれ上型と下型の相対移動により、パレットの位置決めと同時に順次所定の成形加工を行うことを特徴とする。この方法によれば、コイル素材をパレットから外すことなく最終形状のコイル導体まで加工できるため、高速加工が可能となり、生産効率を向上できる。
【0005】
(請求項2の手段)
下層側パレットは、その横幅寸法が電機子鉄心の両端面間の長さと一組の第1の絶縁体の厚さとを加えた長さと同一に設けられて、コイル素材の所定部位を受け入れるスロット形状の溝部が下層側パレットの横幅全体に設けられ、上層側パレットは、その横幅寸法が電機子鉄心の両端面間の長さと一組の第1の絶縁体の厚さと一組の下層コイル端部の厚さと一組の第2の絶縁体の厚さとを加えた長さと同一に設けられている。これにより、パレットを型の一部として使用することができ、コイル素材の下層コイル端部または上層コイル端部に相当する部位を折り曲げる際に、その折り曲げ部の位置精度が良好になる。
また、パレットの横幅方向の両側面が溝部の底面と略直角に形成され、且つ溝部の底面からパレット底面までの高さが下層コイル端部または上層コイル端部の長さ以上に設けられているため、コイル素材の下層コイル端部または上層コイル端部に相当する部位を折り曲げてパレットの側面に当接させることができる。その結果、折り曲げ部の折曲げ角度をパレットの角部(溝部の底面とパレットの側面とで形成される角部)によって略直角に加工することができる。
【0006】
(請求項3の手段)
下層側パレットは、コイル素材の下層コイル端部に相当する部位を折り曲げる際の支点となる角部(つまり溝部の底面と下層側パレットの側面とで形成される角部)が、第1の絶縁体の角部より曲率半径の小さいRが付与され、上層側パレットは、コイル素材の上層コイル端部に相当する部位を折り曲げる際の支点となる角部(つまり溝部の底面と上層側パレットの側面とで形成される角部)が、第2の絶縁体の角部より曲率半径の小さいRが付与されている。これにより、所定形状に成形された下層コイル導体は、下層コイル辺と下層コイル端部との角部(折り曲げ部)を第1の絶縁体の角部より曲率半径の小さいRで形成できるため、下層コイル導体を電機子鉄心に組み付けた時に下層コイル導体の前記角部が第1の絶縁体の角部に当たることがないため、第1の絶縁体の割れや欠け等を防止できる。
同様に、上層コイル辺と上層コイル端部との角部(折り曲げ部)を第2の絶縁体の角部より曲率半径の小さいRで形成できるため、上層コイル導体を電機子鉄心に組み付けた時に上層コイル導体の前記角部が第2の絶縁体の角部に当たることがないため、第2の絶縁体の割れや欠け等を防止できる。
【0007】
(請求項4の手段)
下層側パレットは、溝部の底面と側面とで形成される角部が、電機子鉄心のスロットの底面と側面とで形成される角部より曲率半径の大きいRが付与されている。これにより、下層コイル辺をスロット内に挿入した際に、下層コイル辺の角部がスロットの角部に当たることがないため、下層コイル辺とスロットの壁面とを絶縁するための絶縁物の破損を防止できる。なお、絶縁物は、下層コイル辺とスロットとの間に介在される薄膜状の絶縁体(紙、樹脂等)でも良いし、電機子鉄心に粉体等の絶縁被膜を塗布したものでも良い。
【0008】
(請求項5の手段)
パレットと成形型の下型または上型との位置決めを行う位置決め手段として、パレットの所定位置に位置決め孔を2箇所以上設け、下型または上型の所定位置に位置決め孔に嵌合する位置決めピンを設けても良い。あるいは、パレットの所定位置に位置決めピンを2箇所以上設け、下型または上型の所定位置に位置決めピンに嵌合する位置決め孔を設けても良い。この場合、上型または下型の所定位置にパレットを配置した後、下型の移動または上型の移動によってパレットの位置決めと同時にコイル素材の加工を行うことができるため、高速加工が可能である。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1はパレットの平面図である。
本発明の対象となる電機子1は、例えばエンジンを始動するスタータモータに用いられるもので、図3および図4に示すように、回転軸2、電機子鉄心3、電機子コイル(下層コイル導体4、上層コイル導体5)、及び円板状絶縁体(第1の絶縁体である内側円板状絶縁体6と第2の絶縁体である外側円板状絶縁体7)等より構成される。
回転軸2は、図示しない軸受を介して回転自在に支持されている。
電機子鉄心3は、円板状のコアシートを複数枚重ね合わせて回転軸2の外周に圧入状態で嵌め合わされている。電機子鉄心3の外周部には、所定数(例えば25個)のスロット3aが軸方向に沿って凹設されている。
【0010】
電機子コイルは、電気抵抗の低い純銅または純アルミニウムを材料として形成された下層コイル導体4と上層コイル導体5とから成り、それぞれスロット3aの数と同数使用されている。なお、下層コイル導体4及び上層コイル導体5の製造方法については後述する。
下層コイル導体4は、直線状の下層コイル辺4aと、この下層コイル辺4aの両端から下層コイル辺4aに対して略直角方向に延設された一組の下層コイル端部4bと、各下層コイル端部4bの先端から略直角に下層コイル辺4aと反対方向へ突出する一組の下層コイル突出部4cとから成る。但し、一組の下層コイル端部4bは、互いに下層コイル辺4aを中心とする周方向の反対側へそれぞれ所定角度傾斜している。
この下層コイル導体4は、図3に示すように、下層コイル辺4aを電機子鉄心3のスロット3a内に挿入して電機子鉄心3に組み付けられる。なお、スロット3a内に挿入される下層コイル辺4aは、例えば断面コの字状に成形された下層スロット絶縁体8(図5参照)によって電機子鉄心3(スロット3aの壁面)と絶縁されている。あるいは、下層スロット絶縁体8を使用する代わりに、下層コイル辺4aの外周面に絶縁テープ等を巻き付けてスロット3a内に挿入しても良い。
【0011】
上層コイル導体5は、下層コイル辺4aより若干長く設けられた直線状の上層コイル辺5aと、この上層コイル辺5aの両端から上層コイル辺5aに対して略直角方向に延設された一組の上層コイル端部5bと、各上層コイル端部5bの先端から略直角に上層コイル辺5aと反対方向へ突出する一組の上層コイル突出部5cとから成る。但し、一組の上層コイル端部5bは、互いに上層コイル辺5aを中心とする周方向の反対側へそれぞれ所定角度傾斜している。また、一方(図3の右側)の上層コイル端部5bは、その軸方向端面上をブラシ(図示しない)が摺動する整流子辺として形成されている。
この上層コイル導体5は、図3に示すように、上層コイル辺5aをスロット3a内の下層コイル辺4aの外側に挿入して電機子鉄心3に組み付けられる。なお、スロット3a内に挿入される上層コイル辺5aは、例えば断面コの字状に成形された上層スロット絶縁体9(図5参照)によって電機子鉄心3(スロット3aの壁面)と絶縁されている。あるいは、上層スロット絶縁体9を使用する代わりに、上層コイル辺5aの外周面に絶縁テープ等を巻き付けてスロット3a内に挿入しても良い。
【0012】
円板状絶縁体は、図4に示すように、電機子鉄心3の軸方向端面と下層コイル端部4bとの間に介在されて両者を絶縁する一組の内側円板状絶縁体6と、下層コイル端部4bと上層コイル端部5bとの間に介在されて両者を絶縁する一組の外側円板状絶縁体7とから成る。
内側円板状絶縁体6は、所定の厚みを有する例えば樹脂製の板材を円環状に打ち抜いて形成したもので、中央部に回転軸2の外径に嵌合できる丸孔6aが空けられている。この内側円板状絶縁体6は、下層コイル導体4を電機子鉄心3に組み付ける前に、軸方向から丸孔6aに回転軸2を通して電機子鉄心3の端面外側に装着される。
外側円板状絶縁体7は、内側円板状絶縁体6より厚い例えば樹脂製の板材を円環状に打ち抜いて形成したもので、中央部に下層コイル突出部4cの外径に嵌合できる丸孔7aが空けられている。この外側円板状絶縁体7は、全ての下層コイル導体4を電機子鉄心3に組み付けた後、軸方向から丸孔7aに各下層コイル突出部4cを通して下層コイル端部4bの軸方向外側に装着される。
【0013】
次に、電機子コイル(下層コイル導体4と上層コイル導体5)の成形工程について、下層コイル導体4を例として説明する。
A)下層コイル導体4に使用されるコイル素材を形成するまでの工程。
a)先ず、図6(a)に示すように、複数の下層コイル導体4の展開体(コイル素材)を形成するのに必要な長さを有する平角線10を準備する。この平角線10は、丸線をローラ等により成形加工して形成しても良い。あるいは、平板から打ち抜き加工しても良い。
b)続いて、図6(b)に示すように、平角線10の長手方向で所定の間隔毎に平角線10の断面積を減少させて軸細部10aを形成する。この場合、平角線10の外周の一部をプレス加工による打ち抜き等の除去加工によって軸細部10aを形成することができる。あるいは、平角線10の外周の一部をローラによって塑性変形させて軸細部10aを形成しても良い。
c)続いて、各軸細部10aの略中央部を切断して複数のコイル素材11(図6(c)参照)に分割する。なお、b)の工程とc)の工程を入れ換えても良い。即ち、平角線10を複数のコイル素材11に切断した後、その切断されたコイル素材11の両端部に軸細部10aを形成する。
【0014】
B)後述の製造装置によりコイル素材11から最終形状の下層コイル導体4を形成するまでの成形工程。
d)前記の工程(a〜c)で得られたコイル素材11の下層コイル突出部4cに相当する部位を略90度屈曲する(図7(b)参照)。
e)続いて、下層コイル端部4bに相当する部位をコイル素材11の同一平面上で所定角度θだけ傾ける(図7(c)参照)。
f)続いて、下層コイル端部4bに相当する部位に対して下層コイル突出部4cに相当する部位を90度捻る(図7(d)参照)。
g)続いて、下層コイル辺4aに相当する部位に対して下層コイル端部4bに相当する部位を90度折り曲げて、図7(e)に示す最終形状まで成形する。
【0015】
次に、製造装置について説明する。
製造装置は、上記の各成形工程(d〜g)でそれぞれ所定の成形加工を行う複数の成形型12と、成形加工の際にコイル素材11を保持し、且つ型の一部として使用されるパレット13とを備える。
(成形型12の構成)
ここでは、上記d)の工程で使用される成形型12を例として説明する。
成形型12は、図8及び図9に示すように、下プレート14に固定された下型15、上プレート16に固定された上型17、及びパレット13を搭載するためのパレット受け18等より構成される。
【0016】
下プレート14と上プレート16は、複数のガイドバー19により位置決めされ、そのガイドバー19に沿って上プレート16が上型17と共に上下方向に移動可能に設けられている。
下型15は、二分割されて下プレート14上に所定の間隔を隔てて配置され、それぞれコイル素材11の端部を屈曲させるための成形凹部15aが形成されている。
上型17には、下型15の成形凹部15aに対応する成形凸部17aが形成されている。また、上型17には、2本の位置決めピン20とパレット押さえ21が設けられている。位置決めピン20は、上型17に対するパレット13の位置決めを行うもので、上型17の下方へ突出して設けられている。パレット押さえ21は、上型17が下降する際に、パレット受け18に搭載されているパレット13の上面を押さえるものである。
パレット受け18は、二分割された一方の下型15と他方の下型15との間に配されて、下プレート14に対しスプリング22で支持され、上下方向に移動可能に設けられている。また、パレット受け18には、パレット13の搭載位置を規制する規制手段(図示しない)が設けられている。
【0017】
(パレット13の構成)
パレット13には、下層コイル導体4を成形加工する際に使用する下層側パレット13と、上層コイル導体5を成形加工する際に使用する上層側パレット(図示しない)とが準備されているが、ここでは下層側パレット13を例として説明する。
パレット13には、図1及び2に示すように、コイル素材11を把持(クランプ)するためのワーク受け23とクランパー24とが組み付けられている。
ワーク受け23は、パレット13の長手方向の略中央部に、パレット13の横幅方向(図1(a)の上下方向)全体に渡って組み込まれている。なお、パレット13の横幅、即ちワーク受け23の長さは、電機子鉄心3の両端面間の長さと一組の内側円板状絶縁体6の厚さとを加えた長さと同一に設定されている。
このワーク受け23には、図1(b)に示すように、コイル素材11を受ける(コイル素材11をセットする)断面略L字状の凹部25がパレット13の横幅方向に形成されている。凹部25の深さは、コイル素材11の厚みと略同一に設定されている。また、凹部25の底面両側に形成される角部25aは、電機子鉄心3のスロット3aの底面と側面とで形成される角部3b(図5参照)より曲率半径の大きいRが付与されている。更に、凹部25の底面とワーク受け23の側面(図2の左右両側面)とで形成される角部25b(図2参照)は、内側円板状絶縁体6の角部より曲率半径の小さいRが付与されている。
【0018】
クランパー24は、回転軸26によりパレット13に回転自在に支持され、パレット13に組み込まれたテーパピン27のテーパ部27aを介してスプリング28の付勢力が伝達されることにより、ワーク受け23の凹部25にセットされたコイル素材11を所定のクランプ力でクランプすることができる。従って、テーパピン27を押し込んでクランプ力を解消することでコイル素材11をアンクランプする(離す)ことができる。
パレット13には、円形の位置決め孔29が2箇所形成されている。この位置決め孔29は、図1(b)に示すように、パレット13の高さ方向(図1(b)の上下方向)に貫通して設けられ、前述の上型17に設けられた位置決めピン20と嵌合可能に設けられている。パレット13の横幅方向の両側面は、ワーク受け23の側面と段差のない平面であり、且つワーク受け23の凹部25の底面に対して略直角に形成されている(図2参照)。また、ワーク受け23の凹部25の底面からパレット13の底面までの高さが下層コイル端部4bの長さ以上に設定されている。
【0019】
次に、この製造装置の実施例を上記d)の工程(コイル素材11から下層コイル突出部4cに相当する部位を90度屈曲する工程)について説明する。
先ず、前述の工程(a〜c)で所定の長さに切断されたコイル素材11をパレット13に固定する。具体的には、テーパピン27を押し込んだ状態でワーク受け23の凹部25にコイル素材11の所定部位をセットし、その後テーパピン27を離してクランパー24によりコイル素材11をクランプする。なお、ワーク受け23の凹部25にセットするコイル素材11の所定部位とは、両側の下層コイル端部4bに相当する部位の間である。言い換えれば、下層コイル端部4b及び下層コイル突出部4cに相当する部位がワーク受け23の凹部25より外側へ出ている状態である。
【0020】
続いて、パレット13を成形型12のパレット受け18に搭載して成形加工を開始する。ここでは、図示しないプレスマシン等により上プレート16を下方へ加圧して、ガイドバー19に沿って上プレート16を下降させる。この上プレート16が下降すると、先ず上型17に設けられた位置決めピン20がパレット13の位置決め孔29に嵌合することで、下型15及び上型17に対するパレット13の位置決めが行われる。更に、上プレート16が下降すると、パレット押さえ21の下面がパレット13の上面およびコイル素材11の上面に当接した後、スプリング22を圧縮させながらパレット受け18と共にパレット13を下方へ押圧する。その後、下型15の成形凹部15aにコイル素材11の端部が当接し、下型15の成形凹部15aと上型17の成形凸部17aにより下層コイル突出部4cに相当する部位を90度屈曲する(図10参照)。
【0021】
以上により上記d)の工程を終了し、次の工程e)へ移行する。この時、パレット13は、コイル素材11をクランプしたまま、工程d)で使用された成形型12から工程e)で使用される成形型へ移動する。
なお、上記の工程では下層コイル導体4を例として説明しているが、上層コイル導体5の場合も同様の工程を経て成形される。但し、上層コイル導体5の成形工程で使用される上層側パレットは、パレットの横幅、即ちワーク受けの長さが、電機子鉄心3の両端面間の長さと一組の内側円板状絶縁体6の厚さと一組の下層コイル端部4bの厚さと一組の外側円板状絶縁体7の厚さとを加えた長さと同一に設定されている。また、ワーク受けに設けられた凹部の底面とワーク受けの側面とで形成される角部は、外側円板状絶縁体7の角部より曲率半径の小さいRが付与されている。更に、ワーク受けの凹部の底面からパレットの底面までの高さが上層コイル端部の長さ以上に設定されている。
【0022】
(本実施例の効果)
本実施例では、パレット13にコイル素材11の所定部位を保持したまま複数の成形型12にて順次所定の成形加工を行うことができる。この方法によれば、コイル素材11をパレット13から外すことなく最終形状の下層コイル導体4及び上層コイル導体5まで加工できる。また、上型17に設けた位置決めピン20とパレット13に設けた位置決め孔29とを嵌合させることで上型17および下型15に対するパレット13の位置決めを行うことができる。この場合、上型17の下降によってパレット13の位置決めとコイル素材11の加工とを連続して行うことができる。これらの結果、高速加工が可能となり、生産効率を大幅に向上できる。
【0023】
本実施例の下層側パレット13は、ワーク受け23の凹部25の底面両側に形成される角部25aがR形状であり、そのRは、電機子鉄心3のスロット3aの底面と側面とで形成される角部3bのRより曲率半径が大きいため、所定の成形工程を経て製造された下層コイル導体4を電機子鉄心3に組付ける時、つまり下層コイル辺4aをスロット3a内へ挿入する際に、下層コイル辺4aの角部がスロット3aの角部に当たることがないため、下層コイル辺4aとスロット3aとの間に介在される下層スロット絶縁体8が破損することを防止できる。なお、下層スロット絶縁体8を使用する代わりに、電機子鉄心3に粉体等の絶縁被膜を塗布する場合でも、同様に絶縁被膜の破損を防止できる。
また、上層側パレットにおいても、ワーク受けの凹部の底面両側に形成される角部をR形状とすることにより、上層コイル辺5aの角部をR形状に成形できるため、上層コイル辺5aをスロット3a内へ挿入する際に、上層スロット絶縁体9あるいは絶縁被膜の破損を防止できる。
【0024】
更に、下層側パレット13において、ワーク受け23の凹部25の底面とワーク受け23の側面とで形成される角部25b(コイル素材11の下層コイル端部4bに相当する部位を折り曲げる際の支点となる角部)は、内側円板状絶縁体6の角部より曲率半径の小さいRが付与されているため、下層コイル辺4aと下層コイル端部4bとの角部(折り曲げ部)を内側円板状絶縁体6の角部より曲率半径の小さいRで形成できる。これにより、下層コイル導体4を電機子鉄心3に組み付けた時に下層コイル導体4の角部(折り曲げ部)が内側円板状絶縁体6の角部に当たることがないため、内側円板状絶縁体6の割れや欠け等を防止できる。上層側パレットにおいても同様に、コイル素材11の上層コイル端部5bに相当する部位を折り曲げる際の支点となる角部を、外側円板状絶縁体7の角部より曲率半径の小さいRとすることにより、上層コイル導体5を電機子鉄心3に組み付けた時に上層コイル導体5の角部(折り曲げ部)が外側円板状絶縁体7の角部に当たることがないため、外側円板状絶縁体7の割れや欠け等を防止できる。
【0025】
上記実施例では、製造装置の実施例としてコイル素材11の端部(下層コイル突出部4cに相当する部位)を90度屈曲させる工程について説明しているが、下層コイル端部4bに相当する部位を90度屈曲させる工程では、パレット13の角部(凹部25の底面とワーク受け23の側面とで形成される角部25b)を支点として屈曲させることができ、更に屈曲させた部位の内側面をパレット13の側面に当接させることにより、屈曲部の位置精度および折り曲げ角度(略直角)が良好となる。
なお、上記実施例では、成形型12に対するパレット13の位置決め手段として、上型17に位置決めピン20を設け、パレット13に位置決め孔29を形成しているが、その逆でも良い。つまり上型17に位置決め孔29を形成し、パレット13に位置決めピン20を設けても良い。また、位置決め孔29は、必ずしもパレット13を貫通して形成する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)はパレットの平面図、(b)は(a)に示すパレットのA−A断面図である。
【図2】パレットのB−B断面図である。
【図3】電機子の半断面図である。
【図4】電機子の分解斜視図である。
【図5】図3のC−C断面図である。
【図6】コイル素材を形成する工程図である。
【図7】下層コイル導体を成形する工程図である。
【図8】製造装置の正面図である。
【図9】製造装置の側面図である。
【図10】製造装置の作動状態を示す正面図である。
【符号の説明】
1 電機子
3 電機子鉄心
3a スロット
4 下層コイル導体(電機子コイル)
4a 下層コイル辺
4b 下層コイル端部
5 上層コイル導体(電機子コイル)
5a 上層コイル辺
5b 上層コイル端部
6 内側円板状絶縁体(第1の絶縁体)
7 外側円板状絶縁体(第2の絶縁体)
11 コイル素材
12 成形型
13 パレット
15 下型
17 上型
20 位置決めピン
25 凹部(溝部)
29 位置決め孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an armature coil manufacturing method and manufacturing apparatus.
[0002]
[Prior art]
As a prior art, there is an armature coil manufacturing method described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-182337. The armature coil includes a predetermined number of lower layer coil conductors and upper layer coil conductors. Each coil conductor includes a linear coil side inserted into a slot of the armature core, a pair of coil ends extending substantially perpendicularly from both ends of the coil side, and a tip of the coil end. It has a set of coil protrusions that are bent at a substantially right angle and protrude to the opposite side of the coil side.
In the manufacturing method described above, the lower layer coil conductor 4 and the upper
Thereafter, as shown in FIGS. 7A to 7E, both end portions of each developed body (coil material 11) are sequentially bent to form the lower layer coil conductor 4 and the upper
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above publication, preparing a plurality of types Although specific methods for performing the molding step shown in FIG. 7 (a) ~ (e) is not mentioned, generally performing respective molding the order of steps A method of manufacturing a final shape coil conductor by sequentially applying predetermined molding to each mold is conceivable. In this case, since it is necessary to sequentially attach and detach the processing material for each mold, in order to maintain high processing accuracy, it is necessary to position the processing material with high accuracy in each mold. In order to perform such high-precision positioning, high-precision molds are required, and the manufacturing cost is high. Moreover, since it is necessary to attach and detach processing materials for each mold in sequence, there is a problem that production efficiency is poor.
The present invention has been made based on the above circumstances, and its purpose is to reduce the manufacturing cost of high-precision armature coils (lower layer coil conductor and upper layer coil conductor) and realize high production efficiency. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for manufacturing an armature coil.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
(Means of Claim 1)
A method of manufacturing a lower coil conductor or upper coil conductor through a plurality of molding process from the coil material of the flat wire, while maintaining the predetermined portion of the coil material to the pallet at a plurality of molds, respectively on type A predetermined molding process is sequentially performed simultaneously with the positioning of the pallet by the relative movement of the lower mold and the lower mold . According to this method, since the coil material of the final shape can be processed without removing the coil material from the pallet, high-speed processing is possible, and production efficiency can be improved.
[0005]
(Means of Claim 2)
The lower pallet is provided with the same width as the length between both end faces of the armature core and the thickness of the pair of first insulators, and receives a predetermined part of the coil material. Are provided in the entire width of the lower pallet, and the upper pallet has a width dimension between the lengths of both end faces of the armature core, a set of first insulators, and a set of lower coil ends. And the length of the set of second insulators are the same. Accordingly, the pallet can be used as a part of the mold, and when the portion corresponding to the lower coil end or the upper coil end of the coil material is bent, the position accuracy of the bent portion is improved.
Further, both side surfaces in the lateral width direction of the pallet are formed substantially at right angles to the bottom surface of the groove portion, and the height from the bottom surface of the groove portion to the bottom surface of the pallet is longer than the length of the lower layer coil end portion or the upper layer coil end portion. Therefore, a portion corresponding to the lower coil end or the upper coil end of the coil material can be bent and brought into contact with the side surface of the pallet. As a result, the bending angle of the bent portion can be processed at a substantially right angle by the corner of the pallet (the corner formed by the bottom surface of the groove and the side surface of the pallet).
[0006]
(Means of claim 3)
In the lower pallet, the corner portion (that is, the corner portion formed by the bottom surface of the groove and the side surface of the lower pallet) serving as a fulcrum when the portion corresponding to the lower coil end portion of the coil material is bent is the first insulation. R, which has a smaller radius of curvature than the corners of the body, is provided, and the upper pallet is a corner that serves as a fulcrum when bending the portion corresponding to the upper coil end of the coil material (that is, the bottom surface of the groove and the side surface of the upper pallet) R having a smaller radius of curvature than the corner of the second insulator is given. Thereby, since the lower layer coil conductor formed into a predetermined shape can form the corner (bending portion) between the lower coil side and the lower coil end with an R having a smaller radius of curvature than the corner of the first insulator, Since the said corner | angular part of a lower layer coil conductor does not contact | abut the corner | angular part of a 1st insulator when a lower layer coil conductor is assembled | attached to an armature core, a crack, a chip | tip, etc. of a 1st insulator can be prevented.
Similarly, since the corner (bending portion) between the upper layer coil side and the upper layer coil end can be formed with R having a smaller radius of curvature than the corner of the second insulator, when the upper layer coil conductor is assembled to the armature core Since the corner portion of the upper coil conductor does not hit the corner portion of the second insulator, it is possible to prevent the second insulator from being cracked or chipped.
[0007]
(Means of claim 4)
The lower pallet is provided with an R having a larger radius of curvature at the corner formed by the bottom and side surfaces of the groove than at the corner formed by the bottom and side surfaces of the slot of the armature core. As a result, when the lower coil side is inserted into the slot, the corner of the lower coil side does not hit the corner of the slot, so that the insulator for insulating the lower coil side and the wall surface of the slot is damaged. Can be prevented. The insulator may be a thin-film insulator (paper, resin, etc.) interposed between the lower coil side and the slot, or an armature core coated with an insulating coating such as powder.
[0008]
(Means of claim 5)
As positioning means for positioning the pallet and the lower mold or upper mold of the molding die, two or more positioning holes are provided at predetermined positions on the pallet, and positioning pins that fit into the positioning holes at predetermined positions on the lower mold or upper mold are provided. It may be provided. Alternatively, two or more positioning pins may be provided at predetermined positions on the pallet, and positioning holes that fit the positioning pins may be provided at predetermined positions on the lower die or the upper die. In this case, after the pallet is arranged at a predetermined position of the upper die or the lower die, the coil material can be processed simultaneously with the positioning of the pallet by moving the lower die or the upper die, so that high-speed machining is possible. .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view of the pallet.
An armature 1 that is an object of the present invention is used, for example, in a starter motor that starts an engine. As shown in FIGS. 3 and 4, a
The rotating
The
[0010]
The armature coil is composed of a lower layer coil conductor 4 and an upper
The lower layer coil conductor 4 includes a linear lower
As shown in FIG. 3, the lower layer coil conductor 4 is assembled to the
[0011]
The upper
As shown in FIG. 3, the upper
[0012]
As shown in FIG. 4, the disk-shaped insulator is interposed between the axial end surface of the
The inner disk-shaped
The outer disk-shaped
[0013]
Next, the forming process of the armature coil (the lower layer coil conductor 4 and the upper layer coil conductor 5) will be described using the lower layer coil conductor 4 as an example.
A) Steps until a coil material used for the lower layer coil conductor 4 is formed.
a) First, as shown in FIG. 6A, a
b) Subsequently, as shown in FIG. 6B, the cross-sectional area of the
c) Subsequently, the substantially central portion of each
[0014]
B) A molding process until the final shape lower layer coil conductor 4 is formed from the
d) The portion corresponding to the lower
e) Subsequently, the portion corresponding to the
f) Subsequently, the portion corresponding to the
g) Subsequently, the portion corresponding to the lower
[0015]
Next, a manufacturing apparatus will be described.
The manufacturing apparatus holds a plurality of
(Configuration of mold 12)
Here, the
As shown in FIGS. 8 and 9, the molding die 12 includes a
[0016]
The
The
The
The
[0017]
(Configuration of pallet 13)
The
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
As shown in FIG. 1B, the
[0018]
The
Two circular positioning holes 29 are formed in the
[0019]
Next, an example of this manufacturing apparatus will be described with respect to the step d) (step of bending a portion corresponding to the
First, the
[0020]
Subsequently, the
[0021]
Thus, the process of d) is completed, and the process proceeds to the next process e). At this time, the
In the above process, the lower coil conductor 4 is described as an example, but the
[0022]
(Effect of this embodiment)
In this embodiment, a predetermined forming process can be sequentially performed with the plurality of forming dies 12 while the predetermined portion of the
[0023]
In the
Also, in the upper layer side pallet, the corners of the upper
[0024]
Furthermore, in the lower
[0025]
In the above embodiment, the step of bending the end portion of the coil material 11 (the portion corresponding to the lower layer
In the above embodiment, as the positioning means for the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a plan view of a pallet, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of the pallet shown in FIG.
FIG. 2 is a BB cross-sectional view of the pallet.
FIG. 3 is a half sectional view of an armature.
FIG. 4 is an exploded perspective view of an armature.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
FIG. 6 is a process diagram for forming a coil material.
FIG. 7 is a process diagram for forming a lower layer coil conductor.
FIG. 8 is a front view of the manufacturing apparatus.
FIG. 9 is a side view of the manufacturing apparatus.
FIG. 10 is a front view showing an operating state of the manufacturing apparatus.
[Explanation of symbols]
1
4a
5a
7 Outer disk-shaped insulator (second insulator)
11
29 Positioning hole
Claims (5)
下層コイル辺とこの下層コイル辺の両端から略直角に延びる一組の下層コイル端部とを有し、前記下層コイル辺を前記スロット内に挿入して前記電機子鉄心に組み付けられる所定数の下層コイル導体と、
上層コイル辺とこの上層コイル辺の両端から略直角に延びる一組の上層コイル端部とを有し、前記上層コイル辺を前記下層コイル辺の後から前記スロット内に挿入して前記電機子鉄心に組み付けられる所定数の上層コイル導体と
を備えた回転電機の電機子において、
前記下層コイル導体または前記上層コイル導体を製造するために必要な所定の長さを有する平角線のコイル素材を準備し、複数の成形工程を経て前記コイル素材から前記下層コイル導体または前記上層コイル導体を製造する製造方法であって、
前記複数の成形工程でそれぞれ使用され、上下方向に相対移動可能な上型と下型とを有する複数の成形型と、
この複数の成形型の上型と下型との間に配設されると共に、前記上型または前記下型の所定位置に位置決め可能に設けられ、前記成形型にて前記コイル素材の成形加工を行う際に、前記コイル素材の所定部位を保持するパレットとを備え、
このパレットに前記コイル素材の所定部位を保持したまま、前記複数の成形型にて、それぞれ前記上型と下型の相対移動により、前記パレットの位置決めと同時に順次所定の成形加工を行うことを特徴とする電機子コイルの製造方法。An armature core having a predetermined number of slots on the outer periphery;
A predetermined number of lower layers that have a lower layer coil side and a pair of lower layer coil ends extending substantially at right angles from both ends of the lower layer coil side, and are assembled to the armature core by inserting the lower layer coil side into the slot A coil conductor;
The armature core has an upper layer coil side and a pair of upper layer coil ends extending substantially at right angles from both ends of the upper layer coil side, and the upper layer coil side is inserted into the slot after the lower layer coil side. In an armature of a rotating electrical machine having a predetermined number of upper layer coil conductors assembled to
A rectangular wire coil material having a predetermined length necessary for manufacturing the lower layer coil conductor or the upper layer coil conductor is prepared, and the lower layer coil conductor or the upper layer coil conductor is formed from the coil material through a plurality of forming steps. A manufacturing method for manufacturing
Wherein each of a plurality of molding processes are used, a plurality of molds that have a and vertically relative movable upper and lower molds,
The plurality of molds are disposed between the upper mold and the lower mold, and are provided so as to be positioned at predetermined positions of the upper mold or the lower mold, and the coil material is molded by the mold. When performing, comprising a pallet that holds a predetermined portion of the coil material,
While maintaining the predetermined portion of the coil material in the pallet, said at a plurality of molds, the relative movement of each of the upper and lower molds, characterized in that simultaneously sequential predetermined molding the positioning of the pallet A method for manufacturing an armature coil.
前記パレットは、前記下層コイル導体を成形加工する際に使用する下層側パレットと、前記上層コイル導体を成形加工する際に使用する上層側パレットとを有し、
前記下層側パレットは、その横幅寸法が前記電機子鉄心の両端面間の長さと前記電機子鉄心の端面と前記下層コイル端部との間に介在されて両者を絶縁する一組の第1の絶縁体の厚さを加えた長さと同一に設けられて、前記コイル素材の所定部位を受け入れるスロット形状の溝部が前記下層側パレットの横幅全体に設けられ、且つ横幅方向の両側面が前記溝部の底面と略直角に形成されるとともに、その溝部の底面からパレット底面までの高さが前記下層コイル端部の長さ以上に設けられ、
前記上層側パレットは、その横幅寸法が前記電機子鉄心の両端面間の長さと前記一組の第1の絶縁体の厚さと前記一組の下層コイル端部の厚さと前記下層コイル端部と前記上層コイル端部との間に介在されて両者を絶縁する一組の第2の絶縁体の厚さとを加えた長さと同一に設けられて、前記コイル素材の所定部位を受け入れるスロット形状の溝部が前記上層側パレットの横幅全体に設けられ、且つ横幅方向の両側面が前記溝部の底面と略直角に形成されるとともに、その溝部の底面からパレット底面までの高さが前記上層コイル端部の長さ以上に設けられていることを特徴とする電機子コイルの製造装置。It is a manufacturing apparatus used for the manufacturing method of the armature coil described in Claim 1,
The pallet has a lower layer side pallet used when molding the lower layer coil conductor, and an upper layer side pallet used when molding the upper layer coil conductor,
The lower layer side pallet has a set of first widths whose width dimension is interposed between both end surfaces of the armature core and between the end surface of the armature core and the lower coil end portion and insulates both. A slot-shaped groove that is provided in the same length as the insulator plus a thickness, and that receives a predetermined portion of the coil material, is provided in the entire lateral width of the lower pallet, and both side surfaces in the lateral width direction of the groove It is formed substantially perpendicular to the bottom surface, and the height from the bottom surface of the groove portion to the pallet bottom surface is provided more than the length of the lower coil end,
The upper layer side pallet has a width dimension between a length between both end faces of the armature core, a thickness of the pair of first insulators, a thickness of the pair of lower layer coil ends, and a lower layer coil end part. A slot-shaped groove that is provided between the end of the upper layer coil and has the same length as the sum of the thickness of a pair of second insulators that insulate the two layers, and receives a predetermined portion of the coil material. Is provided on the entire lateral width of the upper pallet, and both side surfaces in the lateral width direction are formed substantially perpendicular to the bottom surface of the groove, and the height from the bottom surface of the groove to the pallet bottom is the height of the end of the upper coil. An apparatus for manufacturing an armature coil, wherein the apparatus is provided longer than the length.
前記コイル素材の前記下層コイル端部に相当する部位を折り曲げる際の支点となる角部が、前記第1の絶縁体の角部より曲率半径の小さいRが付与され、
前記上層側パレットは、
前記コイル素材の前記上層コイル端部に相当する部位を折り曲げる際の支点となる角部が、前記第2の絶縁体の角部より曲率半径の小さいRが付与されていることを特徴とする請求項2に記載した電機子コイルの製造装置。The lower pallet is
The corner portion serving as a fulcrum when bending the portion corresponding to the lower coil end of the coil material is given R having a smaller radius of curvature than the corner portion of the first insulator,
The upper pallet is
The corner portion serving as a fulcrum when the portion corresponding to the end portion of the upper layer coil of the coil material is bent is provided with an R having a smaller radius of curvature than the corner portion of the second insulator. Item 3. The armature coil manufacturing apparatus according to Item 2.
前記パレットの所定位置に位置決め孔または位置決めピンを2箇所以上設け、前記下型または上型の所定位置に前記位置決め孔または位置決めピンに嵌合する位置決めピンまたは位置決め孔を設けたことを特徴とする請求項2〜4に記載した何れかの電機子コイルの製造装置。After placing the pallet in a predetermined position before Symbol upper mold or the lower mold, as a positioning means for positioning said lower mold or upper mold and its pallet,
Two or more positioning holes or positioning pins are provided at a predetermined position of the pallet, and positioning pins or positioning holes that are fitted to the positioning holes or positioning pins are provided at predetermined positions of the lower mold or the upper mold. The manufacturing apparatus of the armature coil in any one of Claims 2-4.
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