JP4479788B2 - コイル成形方法およびコイル成形用金型 - Google Patents
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Description
これに対し、図11に示す様に、コイル100の両側面を型枠130等で規制した状態で曲げ加工を行う技術が公知である(特許文献1参照)。
更に、コイル100の両側面が型枠130で規制された状態で曲げ加工を行うため、コイル100の被膜120を傷つける恐れがある。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、曲げ加工に伴う被膜厚さの減少を抑制でき、また、形状の変形による占積率の低下を抑制できるコイル成形方法およびコイル成形用金型を提供することにある。
本発明は、矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにR部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、予備成形は、曲げ加工前の直線状態のコイルに対して、曲げ加工後の略R部を含む範囲に対し、曲げ方向と直交する幅方向の両側であり、且つ、R部の内周R面と外周R面との略中心であるコイルの中立軸より内側に形成される被膜と、その近傍の導体素材を、コイルの中立軸より外側へ移動させることを特徴とする。
本発明は、矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにR部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、予備成形は、曲げ加工前の直線状態のコイルに対して、曲げ加工後の略R部を含む範囲に対し、曲げ方向と直交する幅方向の両側であり、且つ、R部の内周R面と外周R面との略中心であるコイルの中立軸より外側に形成される被膜と、その近傍の導体素材を、外周R面側へ移動させることを特徴とする。
本発明は、矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにR部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、予備成形は、曲げ加工前の直線状態のコイルに対して、曲げ加工後の略R部を含む範囲に対し、R部の外周R面において曲げ方向と直交する幅方向の中央部を所定量だけ膨らませる凸成形加工を行い、この凸成形加工では、予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工によりR部の外周R面に生じる凹み量と略同じ寸法だけ膨らませることを特徴とする。
これに対し、外周R面の中央部を所定量だけ膨らませる予備成形(凸成形加工)を実施した後、曲げ加工を行うことで、外周R面の凹みを小さくできる、言い換えると、外周R面を略平坦に形成できるので、占積率を向上できる。
本発明は、矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにR部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、予備成形は、曲げ加工前の直線状態のコイルに対して、曲げ加工後の略R部を含む範囲に対し、R部の内周R面において曲げ方向と直交する幅方向の中央部を所定量だけ凹ませる凹成形加工を行い、この凹成形加工では、予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工によりR部の内周R面に生じる膨らみ量と略同じ寸法だけ凹ませることを特徴とする。
これに対し、内周R面の中央部を所定量だけ凹ませる予備成形(凹成形加工)を実施した後、曲げ加工を行うことで、内周R面の膨らみを小さくできる、言い換えると、内周R面を略平坦に形成できるので、占積率を向上できる。
請求項1〜4に記載した何れか二つ以上のコイル成形方法を合わせ持つことを特徴とする。
この場合、請求項1〜4に記載した何れか一つのコイル成形方法を単独で使用する場合より、被膜厚さの減少を抑制でき、且つ、占積率を向上できる。
図1(a)は予備成形前のコイル1の断面図、同図(b)は予備成形後のコイル1の断面図である。
本実施例は、例えば、回転電機の固定子または回転子に用いられるコイル1に曲げ加工を行うコイル成形方法であり、例えば、コイルエンド部を形成する際に適用できる。
コイル1は、図1(a)に示す様に、矩形断面を有する導体素材1a(例えば銅線)の外周が絶縁性の被膜1bで覆われている。このコイル1を、例えば、図2に示す様に、90度に曲げ加工する場合において、その曲げ加工を行う前に所定の予備成形を行うことが特徴である。
予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合は、上述の「背景技術」で説明した様に、コイル1の中立軸〔図1(b)に一点鎖線で示す〕より内側のR部根元部が幅方向に膨らむため、本実施例の予備成形(圧縮加工)では、主に、コイル1の中立軸より内側を幅方向に圧縮して幅寸法を小さくする。この時、予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工により生じる幅方向の膨らみ量と略同じ寸法および形状だけ幅方向の寸法を圧縮する。
また、従来の様に、曲げ加工後にR部の内側根元部に生じる膨らみを圧縮する必要がないので、圧縮により被膜1bが潰されて薄くなることはなく、隣接するコイル1との電気的な絶縁を確保できる。
この実施例2は、実施例1と同じく、図3(a)に示すコイル1を曲げ加工する前に、所定の予備成形を行うものであり、その予備成形は、曲げ加工前の直線状態のコイル1に対して、曲げ加工後の略R部を含む範囲に対し、コイル1の中立軸より内側に形成される幅方向の被膜1bと、その近傍の導体素材1aを中立軸より外側へ移動させることを特徴とする。
この実施例3は、実施例1と同じく、図4(a)に示すコイル1を曲げ加工する前に、所定の予備成形を行うものであり、その予備成形は、曲げ加工前の直線状態のコイル1に対して、曲げ加工後の略R部を含む範囲に対し、コイル1の中立軸より外側に形成される幅方向の被膜1bと、その近傍の導体素材1aを外周R面側へ移動させることを特徴とする。
R部の中立軸より外周側では、曲げ側面の伸び変形が中立軸付近で最小となり、外周R面1cで最大となる。従って、外周R面1cの被膜厚さの減少が最大となるため、図4(b)に矢印で示す様に、被膜厚さの減少が比較的少ない側面の被膜1bと、その近傍の導体素材1aを、塑性変形により外周R面1c側へ移動させることにより、外周R面1cの被膜厚さの減少を抑制できる。
この実施例4は、実施例1と同じく、図5(a)に示すコイル1を曲げ加工する前に、所定の予備成形を行うものであり、その予備成形は、曲げ加工前の直線状態のコイル1に対して、曲げ加工後の略R部を含む範囲に対し、図5(b)に示す様に、R部の外周R面1cにおいて幅方向の中央部を所定量だけ膨らませる凸成形加工を行う。
凸成形加工では、予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工によりR部の外周R面1cに生じる凹み量と略同じ寸法だけ膨らませることを特徴とする。
これに対し、外周R面1cの中央部を所定量だけ膨らませる予備成形(凸成形加工)を実施した後、曲げ加工を行うことで、外周R面1cの凹みを小さくできる、言い換えると、外周R面1cを略平坦に形成できるので、占積率を向上できる。
凹成形加工では、予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工によりR部の内周R面1dに生じる膨らみ量と略同じ寸法だけ凹ませることを特徴とする。
これに対し、内周R面1dの中央部を所定量だけ凹ませる予備成形(凹成形加工)を実施した後、曲げ加工を行うことで、内周R面1dの膨らみを小さくできる、言い換えると、内周R面1dを略平坦に形成できるので、占積率を向上できる。
図7はコイル成形用金型の正面断面図である。
この実施例6は、実施例1〜5に記載した何れかのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型に関する。
コイル成形用金型は、図7に示す様に、下側ベース2に固定されたベッド3と、このベッド3上に配置される下型(以下に説明する)と、上側ベース4に固定された上型5およびテーパ型6とを有する。
下型は、二分割されており、ベッド3上に固定される第1サイド壁7と、ベッド3に取り付けられたガイド棒8に案内されてベッド3上をスライド可能に設けられた第2サイド壁9とで構成され、両者の間にスプリング10が配置されている。
第2サイド壁9は、スプリング10の荷重を受けて第1サイド壁7から所定距離だけ離れた位置に静止している(図7参照)。この第2サイド壁9は、スプリング10の荷重に抗して第1サイド壁7の側面に密着する位置まで移動することにより、コイル搭載面7aの開放側に壁面を形成して、コイル搭載面7aにセットされるコイル1を保持する。また、第2サイド壁9は、コイル搭載面7aにコイル1をセットする時、および、曲げ加工されたコイル1をコイル搭載面7aから取り出す時に、スプリング10の荷重を受けて第1のサイド壁から離れる方向(図7の右方向)へ移動することにより、コイル搭載面7aの開放側に隙間を形成する。
テーパ型6は、第2サイド壁9の肩部に形成された傾斜面9aに当接するテーパ面6aを有し、上側ベース4が降下する際に、テーパ面6aが第2サイド壁9の傾斜面9aを押圧することで、第2サイド壁9を第1サイド壁7側へ移動させる働きを有する。
上記のコイル成形用金型は、図7に示す様に、直線状のコイル1を第1サイド壁7のコイル搭載面7aにセットした後、上側ベース4を降下させる。これにより、図8(b)に示す様に、テーパ型6に押圧された第2サイド壁9がスプリング10の反力に抗して第1サイド壁7の側面に密着する位置まで移動してコイル1が保持されると共に、図8(a)に示す様に、上型5の降下によりコイル1が90度に曲げ加工される。
図9はコイル成形用金型の正面断面図である。
この実施例7は、図9に示す様に、コイル搭載面7aを形成する第1サイド壁7、および、コイル搭載面7aの開放側に壁面を形成する第2サイド壁9の表面に、それぞれ、第1サイド壁7および第2サイド壁9に使用される金属材料(例えば鋼材)より低い硬度あるいは低い弾性係数を有する材料(例えばアルミニウム、または、ゴム等)で形成された表面材11を設けたことを特徴とする。
これに対し、第1サイド壁7および第2サイド壁9の表面に表面材11を設けることで、コイル1の被膜1bが直接第1サイド壁7および第2サイド壁9の表面に接触することを防止でき、硬度あるいは弾性係数の低い表面材11に被膜1bを接触させた状態で曲げ加工を行うことができる。これにより、曲げ加工時にコイル1の被膜1bが傷つくことを防止できる。
実施例1〜5に記載した何れか二つ以上のコイル成形方法を合わせ行うこともできる。
この場合、実施例1〜5に記載した何れか一つのコイル成形方法を単独で使用する場合より、被膜厚さの減少を抑制でき、且つ、コイル1の占積率を向上できる。
以下に記載する変形例は、参考例として開示する。
また、コイル成形用金型では、コイル搭載面7aを形成する第1サイド壁7、および、コイル搭載面7aの解放側に壁面を形成する第2サイド壁9の表面に、それぞれ、摩擦係数の低い表面処理を実施しても良い。コイル1の被膜1bが第1サイド壁7および第2サイド壁9の表面に直接接触した状態で曲げ加工を行うと、第1サイド壁7および第2サイド壁9の表面と被膜1bとの摩擦により、被膜1bに傷を生じる恐れがある。
また、実施例1では、回転電機の固定子または回転子に用いられるコイル1に本発明を適用しているが、回転電機以外の用途に使用されるコイル(例えば、昇圧コイル)にも本発明のコイル成形方法およびコイル成形用金型を適用することができる。
1a 導体素材
1b 被膜
1c R部の外周R面
1d R部の内周R面
5 上型
7 第1サイド壁(下型、側壁)
9 第2サイド壁(下型、側壁)
11 表面材
Claims (5)
- 矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにR部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、
前記予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略前記R部を含む範囲に対し、曲げ方向と直交する幅方向の両側であり、且つ、前記R部の内周R面と外周R面との略中心である前記コイルの中立軸より内側に形成される被膜と、その近傍の導体素材を、前記コイルの中立軸より外側へ移動させることを特徴とするコイル成形方法。 - 矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにR部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、
前記予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略前記R部を含む範囲に対し、曲げ方向と直交する幅方向の両側であり、且つ、前記R部の内周R面と外周R面との略中心である前記コイルの中立軸より外側に形成される被膜と、その近傍の導体素材を、前記外周R面側へ移動させることを特徴とするコイル成形方法。 - 矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにR部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、
前記予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略前記R部を含む範囲に対し、前記R部の外周R面において曲げ方向と直交する幅方向の中央部を所定量だけ膨らませる凸成形加工を行い、この凸成形加工では、前記予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工により前記R部の外周R面に生じる凹み量と略同じ寸法だけ膨らませることを特徴とするコイル成形方法。 - 矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにR部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、
前記予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略前記R部を含む範囲に対し、前記R部の内周R面において曲げ方向と直交する幅方向の中央部を所定量だけ凹ませる凹成形加工を行い、この凹成形加工では、前記予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工により前記R部の内周R面に生じる膨らみ量と略同じ寸法だけ凹ませることを特徴とするコイル成形方法。 - 請求項1〜4に記載した何れか二つ以上のコイル成形方法を合わせ持つことを特徴とするコイル成形方法。
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