JP4577840B2 - エッジワイズコイルの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、断面形状が一対の長辺と一対の第1及び第2短辺とによって画される異形状とされた異形導線に対し、前記第1短辺を曲げ支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層させた平面視矩形のエッジワイズコイル、例えば、モーターや発電機などの動力システムの昇圧回路に用いられるリアクトルコイルとして利用可能なエッジワイズコイルの製造方法に関する。
従来のエッジワイズコイルとして、断面形状が一対の長辺と一対の第1及び第2短辺とによって画される異形状とされた異形導線に対し、前記第1短辺を曲げ支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層させた平面視矩形のものがある。このエッジワイズコイルは、例えば、コイル内に鉄芯が内挿されることで、モーターや発電機などの動力システムの昇圧回路に用いられるリアクトルコイルとして利用可能である。
このような従来のエッジワイズコイルでは、次のような問題がある。即ち、図9は従来のエッジワイズコイルAを示す図であって、図9(A)はその斜視図であり、図9(B)はその異形導線を直線部分で切断した図9(A)のB−B’線に沿う断面図であり、図9(C)はその異形導線を曲げ支点に相当する位置Qで切断した図9(A)のC−C’線に沿う断面図である。なお、図9において、符号A’は異形導線を、A1は異形導線A’の第1短辺を、A2は異形導線A’の第2短辺をそれぞれ示している。また、このエッジワイズコイルAでは、図示していないが、図9(A)中左側の積層部と右側の積層部とが下端部で互いに連結されている。
図9に示す従来のエッジワイズコイルAでは、図9(C)に示すように、曲げ支点に相当する位置Qにおいて、曲げ加工の際の異形導線A’の塑性変形によって内周側(図中C’側)に応力が集中するため、厚み方向(図中X方向)外方に向けて膨らみ(ブリッジ)Dが発生し(所謂ブリッジ現象が発生し)、内周C’側の厚みT’が曲げ加工前状態の異形導線A’の厚みTに対して大きくなる傾向がある。そうすると、図9(B)に示すように、隣り合う異形導線A’,A’間において、曲げ支点に相当する位置Qの膨らみDによる隙間Eが生じてしまうため、厚み方向X(換言すればエッジワイズコイルAの異形導線A’が積層される方向)の長さL’(以下、密着長という)が長大化し、それだけエッジワイズコイルAが装着される機器等の収納スペースが取られることになる。さらに、コイル内に内挿される鉄芯がエッジワイズコイルAの密着長L’に対応して長くなったり、エッジワイズコイルAを収納するためのケーシングが大型化するといった密着長L’に関わる部材コストが高くつく。このことは、コイルのターン数が多くなるほどその影響が大きくなる。なお、ここでは樹脂被覆部材は図示していないが、樹脂被覆部材の厚みを考慮しもて前記と同様である。
そこで本発明は、断面形状が一対の長辺と一対の第1及び第2短辺とによって画される異形状とされた異形導線に対し、前記第1短辺を曲げ支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層させた平面視矩形のエッジワイズコイルであって、エッジワイズコイルのコンパクト化を実現でき、これにより、エッジワイズコイルが装着される機器等の省スペース化を図ることができると共に、内挿される鉄芯の短小化及び軽量化や収納のためのケーシングの小型化といった密着長に関わる部材コストを低減させることができるエッジワイズコイルの製造方法を提供することを課題とする。
本発明は、前記課題を解決するため、次の第1から第3のエッジワイズコイルの製造方法を提供する。
(1)第1のエッジワイズコイルの製造方法
断面形状が一対の第1及び第2長辺と一対の第1及び第2短辺とによって画される異形状とされた異形導線に対し、前記一対の第1及び第2長辺が前記第2短辺の両端部から互いに略平行に延びる一対の直線領域と、該一対の直線領域と前記第1短辺との間に延びる一対のテーパ領域であって、前記第1短辺に近接するに従って互いに近接するように傾斜された一対のテーパ領域とを有するように、成形加工を行う工程と、成形後の前記異形導線に対し、前記第1短辺を曲げ支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層させ平面視矩形のエッジワイズコイルを形成する工程とを含み前記成形加工は、曲げ加工後の前記異形導線の内周側の厚みが外周側の厚み以下となるように構成されていることを特徴とする平面視矩形のエッジワイズコイルの製造方法
(2)第2のエッジワイズコイルの製造方法
断面形状が一対の第1及び第2長辺と一対の第1及び第2短辺とによって画される異形状とされた異形導線に対し、前記一対の第1及び第2長辺が前記第2短辺の両端部から互いに略平行に延びる一対の1直線領域と、該一対の直線領域と前記第1短辺との間において互いに略平行に延び且つ前記一対の直線領域の間の距離よりも互いの距離が近接された一対の第2直線領域とを有するように、成形加工を行う工程と、前記第1短辺を曲げ支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層させ平面視矩形のエッジワイズコイルを形成する工程とを含み前記成形加工は、曲げ加工後の前記異形導線の内周側の厚みが外周側の厚み以下となるように構成されていることを特徴とする平面視矩形のエッジワイズコイルの製造方法
)第のエッジワイズコイルの製造方法
厚み方向に互いにTだけ離間され且つ幅方向及び長手方向に沿って互いに略平行に延びる第1及び第2幅方向面と、幅方向にTより長いWだけ離間され且つ厚み方向及び長手方向に沿って互いに略平行に延びる第1及び第2厚み方向面とを有する長尺の異形導線に対し、前記第1厚み方向面の長手方向所定位置を曲げ支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層させた平面視矩形のエッジワイズコイルの製造方法であって、前記曲げ加工を行う前の前記長尺の異形導線に対して、長手方向に関し前記曲げ支点に相当する位置において、前記第1及び第2幅方向面のそれぞれから前記第1厚み方向面へ至る一対の凹部であって、前記曲げ支点の位置が最も深く凹むような球面状の一対の凹部を形成する工程と、前記一対の凹部が形成された前記長尺の異形導線に対して、前記一対の凹部の最深部を支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層させて平面視矩形のエッジワイズコイルを形成する工程とを含み、前記凹部は、曲げ加工後の前記異形導線の内周側の厚みが外周側の厚み以下となるように形成されていることを特徴とする平面視矩形のエッジワイズコイルの製造方法
本発明に係る第1から第のエッジワイズコイルの製造方法によれば、前記曲げ支点に相当する位置において、前記曲げ加工の際に、前記異形導線の塑性変形によって内周側に応力が集中し、たとえ厚み方向外方への膨らみが発生したとしても、この膨らみは、前記第1及び第2エッジワイズコイルの製造方法では、前記一対のテーパ領域において、前記第3のエッジワイズコイルの製造方法では、前記凹み部において発生させることになる。従って、内周側の厚みを前記曲げ加工前状態の前記異形導線の厚みに近づける、或いはそれ以下にすることができ(好ましくは略等しくすることができ)、これにより、前記隣り合う異形導線間において、前記曲げ支点に相当する位置の膨らみによる隙間をなくす或いは殆どなくすことができるため、密着長を短くすることができ、それだけエッジワイズコイルが装着される機器等の省スペース化を図ることができる。また、コイル内に内挿される鉄芯をエッジワイズコイルの密着長に対応して短く且つそれだけ軽量にできると共に、エッジワイズコイルを収納するためのケーシングを小型化できるといった密着長に関わる部材コストを低減させることができる。
好ましくは、前記第1から第3のエッジワイズコイルの製造方法において、前記曲げ加工は、前記曲げ支点に配置されたピン部材を介して行われ、前記ピン部材は、前記曲げ加工を行う際に、前記異形導線の厚み方向一方側の膨らみを規制する第1規制フランジと、他方側の膨らみを規制する第2規制フランジとを有するものとされる。
以上説明したように本発明によると、断面形状が一対の長辺と一対の第1及び第2短辺とによって画される異形状とされた異形導線に対し、前記第1短辺を曲げ支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層させた平面視矩形のエッジワイズコイルであって、エッジワイズコイルのコンパクト化を実現でき、これにより、エッジワイズコイルが装着される機器等の省スペース化を図ることができると共に、内挿される鉄芯の短小化及び軽量化や収納のためのケーシングの小型化といった密着長に関わる部材コストを低減させることができるエッジワイズコイルを製造することができる。
また、積層部の密着性が改善されることで、同一容積において積層数を増やして利得を増強させることが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の第1から第4実施形態に係る第1から第3のエッジワイズコイル10,20,30,40を示す斜視図である。なお、このエッジワイズコイル10,20,30,40では、図示していないが、図中左側の積層部と右側の積層部とが下端部で互いに連結されている。
(第1実施形態)
図2は本発明の第1実施形態に係る第1のエッジワイズコイル10を示す図であって、図2(A)はその異形導線10’を直線部分で切断した図1のB−B’線に沿う断面図であり、図2(B)は図2(A)の一部の拡大断面図であり、図2(C)はその異形導線10’を曲げ支点に相当する位置Qで切断した図1のC−C’線に沿う断面図であり、図2(D)は図2(C)の一部の拡大断面図である。なお、図2(E)は、従来との比較のため、図9に示す従来のエッジワイズコイルAの異形導線A’を曲げ支点に相当する位置Qで切断したC−C’線に沿う断面図を破線で示している。なお、図2及び後述する図3乃至図5並びにそれに関係する図面のエッジワイズコイルについて、樹脂被覆部材は図示を省略してある。
図2に示す第1のエッジワイズコイル10は、断面形状が一対の第1及び第2長辺11,12と一対の第1及び第2短辺13,14とによって画される異形状とされた異形導線10’に対し、前記第1短辺13を曲げ支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層させた平面視矩形のものであり、前記曲げ加工を行う前の曲げ加工前状態の縦断面視において、前記一対の長辺11,12は、前記第2短辺14の両端部から互いに略平行に延びる一対の直線領域11a,12aと、該一対の直線領域11a,12aと前記第1短辺13との間に延びる一対のテーパ領域11b,12bとを有していて、前記一対のテーパ領域11b,12bは、前記曲げ加工前状態の縦断面視において、前記第1短辺13に近接するに従って互いに近接し且つ前記第1短辺13には、両端部の間の中間領域Pにおいて外方へ開く凹部13aが形成されている(図2(B)参照)。
(第2実施形態)
図3は本発明の第2実施形態に係る第2のエッジワイズコイル20を示す図であって、図3(A)はその異形導線20’を直線部分で切断した図1のB−B’線に沿う断面図であり、図3(B)は図3(A)の一部の拡大断面図であり、図3(C)はその異形導線20’を曲げ支点に相当する位置Qで切断した図1のC−C’線に沿う断面図であり、図3(D)は図3(C)の一部の拡大断面図である。なお、図3(E)は、従来との比較のため、図9に示す従来のエッジワイズコイルAの異形導線A’を曲げ支点に相当する位置Qで切断したC−C’線に沿う断面図を破線で示している。
図3に示す第2のエッジワイズコイル20は、断面形状が一対の第1及び第2長辺21,22と一対の第1及び第2短辺23,24とによって画される異形状とされた異形導線20’に対し、前記第1短辺23を曲げ支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層させた平面視矩形のものであり、前記曲げ加工を行う前の曲げ加工前状態の縦断面視において、前記一対の長辺21,22は、前記第2短辺24の両端部と前記第1短辺23との間に延びる一対のテーパ領域21b,22bを有していて、前記一対のテーパ領域21b,22bは、前記曲げ加工前状態の縦断面視において、前記第1短辺23に近接するに従って互いに近接している(図3(B)参照)。
(第3実施形態)
図4は本発明の第3実施形態に係る第3のエッジワイズコイル30を示す図であって、図4(A)はその異形導線30’を直線部分で切断した図1のB−B’線に沿う断面図であり、図4(B)は図4(A)の一部の拡大断面図であり、図4(C)はその異形導線30’を曲げ支点に相当する位置Qで切断した図1のC−C’線に沿う断面図であり、図4(D)は図4(C)の一部の拡大断面図である。なお、図4(E)は、従来との比較のため、図9に示す従来のエッジワイズコイルAの異形導線A’を曲げ支点に相当する位置Qで切断したC−C’線に沿う断面図を破線で示している。
図4に示す第3のエッジワイズコイル30は、断面形状が一対の第1及び第2長辺31,32と一対の第1及び第2短辺33,34とによって画される異形状とされた異形導線30’に対し、前記第1短辺33を曲げ支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層させた平面視矩形のものであり、前記曲げ加工を行う前の曲げ加工前状態の縦断面視において、前記一対の長辺31,32は、前記第2短辺34の両端部から互いに略平行に延びる一対の第1直線領域31a,32aと、該一対の第1直線領域31a,32aと前記第1短辺33との間に延びる一対の第2直線領域31b,32bとを有していて、前記一対の第2直線領域31b,32bは、前記一対の第1直線領域31a,32aよりも互いに近接されている(図4(B)参照)。
(第4実施形態)
図5は本発明の第4実施形態に係る第4のエッジワイズコイル40を示す図であって、図5(A)はその異形導線40’を直線部分で切断した図1のB−B’線に沿う断面図であり、図5(B)は図5(A)の一部の拡大断面図であり、図5(C)はその異形導線40’を長手方向Z所定位置Qで切断した図1のC−C’線に沿う断面図であり、図5(D)は図5(C)の一部の拡大断面図であり、図5(E)は前記曲げ加工を行う前の曲げ加工前状態における曲げ支点に相当する位置Qで切断した拡大断面図である。なお、図5(F)は、従来との比較のため、図9に示す従来のエッジワイズコイルAの異形導線A’を曲げ支点に相当する位置Qで切断したC−C’線に沿う断面図を破線で示している。
図5に示す第4のエッジワイズコイル40は、厚み方向(図中X方向)に互いにTだけ離間され且つ幅方向(図中Y方向)及び長手方向(図1中Z方向)に沿って互いに略平行に延びる第1及び第2幅方向面41,42と、幅方向YにTより長いWだけ離間され且つ厚み方向X及び長手方向Zに沿って互いに略平行に延びる第1及び第2厚み方向面43,44とを有する長尺の異形導線40’に対し、前記第1厚み方向面43の長手方向Z所定位置Qを曲げ支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層させた平面視矩形のものであり、前記曲げ加工を行う前の曲げ加工前状態において、前記異形導線40’には、長手方向Zに関し前記曲げ支点に相当する位置Qにおいて、前記第1及び第2幅方向面41,42のそれぞれから前記第1厚み方向面43へ至る一対の凹み部45,46が設けられている(図5(E)参照)。
次に前記第1から第4のエッジワイズコイル10,20,30,40の製造例について図6乃至図8を参照しながら以下に説明する。
(第1から第3のエッジワイズコイル10,20,30の製造例)
図6は図2乃至図4に示す前記第1から第3のエッジワイズコイル10,20,30の製造行程等を示す図であって、図6(A)は断面円形母材50を搬送する搬送行程の一例を模式的に示す側面図であり、図6(B)は断面円形母材50から第1から第3のダイス100,200,300によって前記第1から第3の異形導線10’,20’,30’を成形する成形行程の一例を模式的に示す側面図であり、図6(C)は前記第1の異形導線10’を成形する前記第1のダイス100を開口方向から視た概略正面図であり、図6(D)は前記第2の異形導線20’を成形する前記第2のダイス200を開口方向から視た概略正面図であり、図6(E)は前記第3の異形導線30’を成形する前記第3のダイス300を開口方向から視た概略正面図であり、図6(F)は前記第1から第3の異形導線10’,20’,30’に対し曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層する曲げ加工行程の一例を模式的に示す平面図であり、図6(G)は該曲げ加工行程の他の例を模式的に示す平面図であり、図6(H)は図6(G)に示す曲げ加工行程の斜視図であり、図6(I)は図6(G)及び図6(H)に示す曲げ加工行程に用いられるピン部材700の概略断面図である。
この製造例では、
(a)断面形状が所定の直径(例えば8mm程度の直径)を有する断面円形母材50を長手方向Zに沿って搬送する搬送行程と、
(b)前記搬送行程からの断面円形母材50を、それぞれ、後述する所定形状の第1から第3の開口100a,200a,300aが設けられた第1から第3のダイス100,200,300の該開口100a,200a,300aに挿通し、断面形状が一対の第1及び第2長辺(11,12),(21,22),(31,32)と一対の第1及び第2短辺(13,14),(23,24),(33,34)とによって画される異形状とされた第1から第3の異形導線10’,20’,30’を成形する成形行程と、
(c)前記成形行程にて成形された前記第1から第3の異形導線10’,20’,30’に対し、前記第1短辺13,23,33を曲げ支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層する曲げ加工行程とを含んでいる。
前記第1のエッジワイズコイル10を製造する場合、前記成形行程では、前記第1のダイス100として、図6(C)に示すように、開口方向から視て、一対の長辺101,102と一対の短辺103,104とによって画される異形状とされた開口100aであって、前記一対の長辺101,102が、前記第2短辺104の両端部から互いに略平行に延びる一対の直線領域101a,102aと、該一対の直線領域101a,102aと前記第1短辺103との間に延びる一対のテーパ領域101b,102bとを有し、前記一対のテーパ領域101b,102bが、前記第1短辺103に近接するに従って互いに近接し且つ前記第1短辺103には、両端部の間の中間領域Pにおいて内方へ突出する凸部103aが形成されている開口100aが設けられたダイスを用いる。
前記第2のエッジワイズコイル20を製造する場合、前記成形行程では、前記第2のダイス200として、図6(D)に示すように、開口方向から視て、一対の長辺201,202と一対の短辺203,204とによって画される異形状とされた開口200aであって、前記一対の長辺201,202が、前記第2短辺204の両端部と前記第1短辺203との間に延びる一対のテーパ領域201b,202bを有し、前記一対のテーパ領域201b,202bが、前記第1短辺203に近接するに従って互いに近接している開口200aが設けられたダイスを用いる。
また、前記第3のエッジワイズコイル30を製造する場合、前記成形行程では、前記第3のダイス300として、図6(E)に示すように、開口方向から視て、一対の長辺301,302と一対の短辺303,304とによって画される異形状とされた開口300aであって、前記一対の長辺301,302が、前記第2短辺304の両端部から互いに略平行に延びる一対の直線領域301a,302aと、該一対の直線領域301a,302aと前記第1短辺303との間に延びる一対の第2直線領域301b,302bとを有し、前記一対の第2直線領域301b,302bが、前記一対の第1直線領域301a,302aよりも互いに近接されている開口300aが設けられたダイスを用いる。
前記第1から第3のエッジワイズコイル10,20,30を製造する場合、前記曲げ加工行程では、前記曲げ加工が、図6(F)に示すように、異形導線曲げ時に発生する応力集中を分散できるように形成された平面視円弧状のR部500aを有し、該R部500aを前記曲げ支点に配置した平面視矩形状の受け部材(金型軸)500と、前記第1から第3の異形導線10’,20’,30’を間にして前記受け部材500の前記R部500aを構成する二つ支持面510,520に向けてそれぞれ押圧する二つの押圧面610,620を有する平面視L字状の押圧部材(金型曲げ部材)600とによって行われてもよいし、図6(G)及び図6(H)に示すように、前記曲げ支点に配置され、異形導線曲げ時に発生する応力集中を分散できるような直径Rを有するピン部材700と、前記第1から第3の異形導線10’,20’,30’を間にして前記ピン部材700に向けて該ピン部材700を支点周りに巻き込むように押圧する押圧面810を有する押圧部材800とによって行われてもよい。
なお、前記平面視L字状の押圧部材600は、図6(F)中破線で示すように、三つの平面視矩形状の押圧部材を組み合わせて構成してもよい。また、前記受け部材500又は前記ピン部材700に代えてそれぞれ前記ピン部材700又は前記受け部材500を用いてもよい。即ち、前記曲げ加工が、前記ピン部材700と、前記第1から第3の異形導線10’,20’,30’を間にして前記ピン部材700に向けて押圧する二つの押圧面610,620を有する平面視L字状の押圧部材600とによって行われてもよいし、前記受け部材500と、前記第1から第3の異形導線10’,20’,30’を間にして前記受け部材500に向けて該受け部材500の前記R部500aを支点周りに巻き込むように押圧する押圧面810を有する押圧部材800とによって行われてもよい。このことは、後述する図8(A)乃至図8(D)に示す前記第4のエッジワイズコイル40の曲げ加工行程の場合についても同様である。
また、前記ピン部材700は、図6(I)に示すように、前記曲げ加工を行う際に、前記第1から第3の異形導線10’,20’,30’の厚み方向X一方側の膨らみを規制する第1規制フランジ710と、他方側の膨らみを規制する第2規制フランジ720とを有していることが好ましい。
この製造例では、先ず、前記搬送行程において、前記円形導線50を長手方向Zに沿って搬送ローラRL等の搬送装置によって搬送し(図6(A)参照)、前記成形行程において、前記搬送行程からの円形導線50を、それぞれ、前記第1から第3のダイス100,200,300の前記開口100a,200a,300aに挿通し、断面形状が一対の第1及び第2長辺(11,12),(21,22),(31,32)と一対の第1及び第2短辺(13,14),(23,24),(33,34)とによって画される異形状とされた第1から第3の異形導線10’,20’,30’を成形する(図6(B)乃至図6(E)参照)。
このとき、前記第1異形導線10’は、図2(B)に示す如く、縦断面視において、前記一対の長辺11,12が、前記第2短辺14の両端部から互いに略平行に延びる一対の直線領域11a,12aと、該一対の直線領域11a,12aと前記第1短辺13との間に延びる一対のテーパ領域11b,12bとを有していて、前記一対のテーパ領域11b,12bが、縦断面視において、前記第1短辺13に近接するに従って互いに近接し且つ前記第1短辺13には、両端部の間の中間領域Pにおいて外方へ開く凹部13aが形成されている。
また、前記第2異形導線20’は、図3(B)に示す如く、縦断面視において、前記一対の長辺21,22が、前記第2短辺24の両端部と前記第1短辺23との間に延びる一対のテーパ領域21b,22bを有していて、前記一対のテーパ領域21b,22bが、縦断面視において、前記第1短辺23に近接するに従って互いに近接している。
さらに、前記第3異形導線30’は、図4(B)に示す如く、縦断面視において、前記一対の長辺31,32が、前記第2短辺34の両端部から互いに略平行に延びる一対の第1直線領域31a,32aと、該一対の第1直線領域31a,32aと前記第1短辺33との間に延びる一対の第2直線領域31b,32bとを有していて、前記一対の第2直線領域31b,32bが、前記一対の第1直線領域31a,32aよりも互いに近接されている。
次いで、前記曲げ加工行程において、前記成形行程にて成形された前記異形導線10’,20’,30’に対し、前記第1短辺13,23,33を曲げ支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層する(図6(F)乃至図6(I)参照)。かくして、図2から図4に示す前記第1から第3のエッジワイズコイル10,20,30を製造できる。
(第4のエッジワイズコイル40の製造例)
図7及び図8は図5に示す前記第4のエッジワイズコイル40の製造行程等を示す図であって、図7(A)は断面円形母材50を搬送する搬送行程の一例を模式的に示す側面図であり、図7(B)は断面円形母材50から第4のダイス400によって前記第4の異形導線40’を成形する成形行程の一例を模式的に示す側面図であり、図7(C)は前記第4の異形導線40’を成形する前記第4のダイス400を開口方向から視た概略正面図であり、図7(D)は一対の押圧部材910,920及び規制部材930によって一対の凹み部45,46を形成する凹み部形成工程の一例であって、該一対の凹み部45,46を形成する前の状態を模式的に示す側面図であり、図7(E)は該一対の凹み部45,46を形成している状態を模式的に示す側面図であり、図7(F)は前記一対の第1及び第2押圧部材910,920が前記第4の異形導線40’の第1及び第2幅方向面41,42に対して第1厚み方向面43からはみ出ないように互いに押圧して一対の凹み部45,46を形成する状態を模式的に示す側面図であり、図7(G)は図7(F)に示す一対の凹み部45,46が形成された第4の異形導線40’の該一対の凹み部45,46より幅方向Yの前記第1厚み方向面43側の頂部45a,46aをカットするための工程を模式的に示す斜視図であり、図7(H)は前記第4のエッジワイズコイル40について、前記曲げ加工を行う前の曲げ加工前状態における前記異形導線40’を平面から視た概略平面図であり、図7(I)は該異形導線40’を前記第1厚み方向面43側から視た概略側面図であり、図8(A)は前記第4の異形導線40’に対し曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層する曲げ加工行程の一例を模式的に示す平面図であり、図8(B)は該曲げ加工行程の他の例を模式的に示す平面図であり、図8(C)は図8(B)に示す曲げ加工行程の斜視図であり、図8(D)は図8(B)及び図8(C)に示す曲げ加工行程に用いられるピン部材700の概略断面図である。
この製造例では、
(a)断面形状が所定の直径(例えば8mm程度の直径)を有する断面円形母材50を長手方向Zに沿って搬送する搬送行程と、
(b)前記搬送行程からの断面円形母材50を、後述する所定形状の第4の開口400aが設けられた第4のダイス400の該開口400aに挿通し、厚み方向Xに互いにTだけ離間され且つ幅方向Y及び長手方向Zに沿って互いに略平行に延びる第1及び第2幅方向面41,42と、幅方向YにTより長いWだけ離間され且つ厚み方向X及び長手方向Zに沿って互いに略平行に延びる第1及び第2厚み方向面43,44とを有する長尺の前記第4の異形導線40’を成形する成形行程と、
(c)前記成形行程にて成形された前記第4の異形導線40’について、長手方向Zに関し前記曲げ支点に相当する位置Qにおいて、前記第1及び第2幅方向面41,42のそれぞれから前記第1厚み方向面43へ至る一対の凹み部45,46を形成する凹み部形成工程と、
(d)前記凹み部形成行程にて前記一対の凹み部45,46が形成された前記第4の異形導線40’に対し、前記第1厚み方向面43の長手方向Z所定位置Qを曲げ支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層する曲げ加工行程とを含んでいる。
前記成形行程では、前記第4のダイス400として、図7(C)に示すように、開口方向から視て、互いに略平行な一対の長辺401,402と互いに略平行な一対の短辺403,404とによって画される異形状とされた開口400aが設けられたダイスを用いる。
前記凹み部形成工程では、前記一対の凹み部45,46の形成が、図7(D)及び図7(E)に示すように、凸球面910a,920aをそれぞれ有し、該凸球面910a,920aをそれぞれ前記第4の異形導線40’の前記第1及び第2幅方向面41,42に対して前記第1厚み方向面43からはみ出るように且つ前記曲げ支点の位置Qが最も深く凹むように互いに押圧する一対の第1及び第2押圧部材(金型)910,920と、前記第1及び第2押圧部材910,920によって該第1及び第2押圧部材910,920の押圧部分から幅方向Yの前記第1厚み方向面43側に向けて突出する前記異形導線40’の膨らみを規制する規制部材(押型)930とによって行われ得る。
なお、前記一対の第1及び第2押圧部材910,920は、図7(F)に示すように、前記凸球面910a,920aをそれぞれ前記第4の異形導線40’の前記第1及び第2幅方向面41,42に対して前記第1厚み方向面43からはみ出ないように互いに押圧して前記一対の凹み部45,46を形成してもよいが、この場合、図7(G)に示すように、当該一対の凹み部45,46が形成された前記第4の異形導線40’の当該一対の凹み部45,46より幅方向Yの前記第1厚み方向面43側の頂部45a,46aが前記第1及び第2幅方向面41,42より厚み方向X外方へ突出することがあり、該突出した頂部45a,46aを前記第4のダイス400の前記開口400aと同様の開口500aを有する第5のダイス500の該開口500aに再度挿通することで、該頂部45a,46aをカットするようにしてもよい。
前記曲げ加工行程では、前記曲げ加工が、図8(A)に示すように、異形導線曲げ時に発生する応力集中を分散できるように形成された平面視円弧状のR部500aを有し、該R部500aを前記曲げ支点に配置した平面視矩形状の受け部材(金型軸)500と、前記第4の異形導線40’を間にして前記受け部材500の前記R部500aを構成する二つ支持面510,520に向けてそれぞれ押圧する二つの押圧面610,620を有する平面視L字状の押圧部材(金型曲げ部材)600とによって行われてもよいし、図8(B)及び図8(C)に示すように、前記曲げ支点に配置され、異形導線曲げ時に発生する応力集中を分散できるような直径Rを有するピン部材700と、前記第4の異形導線40’を間にして前記ピン部材700に向けて該ピン部材700を支点周りに巻き込むように押圧する押圧面810を有する押圧部材800とによって行われてもよい。なお、素材加工が逆曲げ方向の加工の場合は、前記ピン部材700と同様に前記押圧部材800の曲げダイスにおいても素材に応じた形状のピン部材にすることができる。このように前記押圧部材800を前記ピン部材700と同様の形状にすることで良好な曲げ加工性を維持することができる。
また、前記ピン部材700は、図8(D)に示すように、前記曲げ加工を行う際に、前記第4の異形導線40’の厚み方向X一方側の膨らみを規制する第1規制フランジ710と、他方側の膨らみを規制する第2規制フランジ720とを有していることが好ましい。
この製造例では、先ず、前記搬送行程において、前記円形導線50を長手方向Zに沿って搬送ローラRL等の搬送装置によって搬送し(図7(A)参照)、前記成形行程において、前記搬送行程からの円形導線50を、それぞれ、前記第4のダイス400の前記開口400aに挿通し、厚み方向Xに互いにTだけ離間され且つ幅方向Y及び長手方向Zに沿って互いに略平行に延びる第1及び第2幅方向面41,42と、幅方向YにTより長いWだけ離間され且つ厚み方向X及び長手方向Zに沿って互いに略平行に延びる第1及び第2厚み方向面43,44とを有する長尺の第4の異形導線40’を成形する(図7(B)及び図7(C)参照)。
さらに、前記凹み部形成工程では、前記成形行程にて成形された前記第4の異形導線40’について、長手方向Zに関し前記曲げ支点に相当する位置Qにおいて、前記第1及び第2幅方向面41,42のそれぞれから前記第1厚み方向面43へ至る一対の凹み部45,46を形成する(図7(D)乃至図7(G)参照)。
このとき、前記第4異形導線40’は、図5(E)並びに図7(H)及び図7(I)に示す如く、長手方向Zに関し前記曲げ支点に相当する位置Qにおいて、前記第1及び第2幅方向面41,42のそれぞれから前記第1厚み方向面43へ至る一対の凹み部45,46が設けられていて、前記一対の凹み部45,46は、前記曲げ支点の位置が最も深く凹むような球面状とされている。
次いで、前記曲げ加工行程において、前記凹み部形成行程にて前記一対の凹み部45,46が成形された前記異形導線40’に対し、前記第1厚み方向面43の長手方向Z所定位置Qを曲げ支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層する(図8(A)乃至図8(D)参照)。かくして、図5に示す前記第4のエッジワイズコイル40を製造することができる。
以上説明した第1から第4のエッジワイズコイル10,20,30,40によれば、前記曲げ支点に相当する位置Qにおいて、前記曲げ加工の際に、前記異形導線10’,20’,30’,40’の塑性変形によって内周C’側に応力が集中し、たとえ厚み方向X外方への膨らみが発生したとしても、この膨らみは、前記第1及び第2エッジワイズコイル10,20では、前記一対のテーパ領域(11b,12b),(21b,22b)において、前記第3エッジワイズコイル30では、前記一対の第2直線領域31b,32bにおいて、また前記第4エッジワイズコイル40では、前記凹み部45,46において発生させることができ、従って、内周C’側の厚みT’を前記曲げ加工前状態の前記異形導線の厚みTに近づける、或いはそれ以下にすることができ(好ましくは略等しくすることができ)、これにより、前記隣り合う異形導線(10’,10’),(20’,20’),(30’,30’),(40’,40’)間において、前記曲げ支点に相当する位置Qの膨らみによる隙間をなくす或いは殆どなくすことができるため、密着長Lを短くすることができ、それだけエッジワイズコイル10,20,30,40が装着される機器等の省スペース化を図ることができる。また、コイル内に内挿される鉄芯をエッジワイズコイル10,20,30,40の密着長Lに対応して短く且つそれだけ軽量にできると共に、エッジワイズコイル10,20,30,40を収納するためのケーシングを小型化できるといった密着長Lに関わる部材コストを低減させることができる。
また、前記第1のエッジワイズコイル10において、前記第1短辺13には、両端部の間の中間領域Pにおいて外方へ開く凹部13aが形成されているので、また第4のエッジワイズコイル40において、前記一対の凹み部45,46は、前記曲げ支点の位置が最も深く凹むような球面状とされているので、前記曲げ支点に相当する位置Qにおいて、前記曲げ加工の際の前記異形導線10’,40’の塑性変形による内周C’側での応力集中を分散して厚み方向X外方への膨らみをうまく逃すことができる。
また、前記第1から第4のエッジワイズコイル10,20,30,40において、前記曲げ加工が、前記曲げ支点に配置されたピン部材700によって行われる場合には、前記ピン部材700が、前記曲げ加工を行う際に、前記異形導線10’,20’,30’,40’の厚み方向X一方側の膨らみを規制する第1規制フランジ710と、他方側の膨らみを規制する第2規制フランジ720とを有していると、前記曲げ支点に相当する位置Qにおいて、前記異形導線10’,20’,30’,40’の内周C’側の厚みT’が、前記曲げ加工前状態の前記異形導線10’,20’,30’,40’の厚みTを超えることがない。
(実施例)
異形導線10’の厚みTを2.0mm、幅を5.0mm、積層部一方側のターン数を30ターンとして、図1及び図2に示す本発明に係る第1のエッジワイズコイル10と、図9に示す従来のエッジワイズコイルAとを作製した。その結果、従来のエッジワイズコイルAの密着長L’が75.5mmであったのに対し、第1のエッジワイズコイル10の密着長Lが62.5mmとなり、密着長Lを従来に比べ17.2%減少させることができた。これにより、本発明に係るエッジワイズコイル10が装着される機器等の省スペース化を図ることができると共に、内挿される鉄芯の短小化及び軽量化や収納のためのケーシングの小型化といった密着長に関わる部材のコストダウンが可能となった。
図1は、本発明の第1から第4実施形態に係る第1から第3のエッジワイズコイルを示す斜視図である。 図2は、本発明の第1実施形態に係る第1のエッジワイズコイルを示す図であって、図2(A)は、その異形導線を直線部分で切断した図1のB−B’線に沿う断面図であり、図2(B)は、図2(A)の一部の拡大断面図であり、図2(C)は、その異形導線を曲げ支点に相当する位置で切断した図1のC−C’線に沿う断面図であり、図2(D)は、図2(C)の一部の拡大断面図である。また、図2(E)は、従来との比較のため、図9に示す従来のエッジワイズコイルの異形導線を曲げ支点に相当する位置で切断したC−C’線に沿う断面図を破線で示している。 図3は、本発明の第2実施形態に係る第2のエッジワイズコイルを示す図であって、図3(A)は、その異形導線を直線部分で切断した図1のB−B’線に沿う断面図であり、図3(B)は、図3(A)の一部の拡大断面図であり、図3(C)は、その異形導線を曲げ支点に相当する位置で切断した図1のC−C’線に沿う断面図であり、図3(D)は、図3(C)の一部の拡大断面図である。また、図3(E)は、従来との比較のため、図9に示す従来のエッジワイズコイルの異形導線を曲げ支点に相当する位置で切断したC−C’線に沿う断面図を破線で示している。 図4は、本発明の第3実施形態に係る第3のエッジワイズコイルを示す図であって、図4(A)は、その異形導線を直線部分で切断した図1のB−B’線に沿う断面図であり、図4(B)は、図4(A)の一部の拡大断面図であり、図4(C)は、その異形導線を曲げ支点に相当する位置で切断した図1のC−C’線に沿う断面図であり、図4(D)は、図4(C)の一部の拡大断面図である。また、図4(E)は、従来との比較のため、図9に示す従来のエッジワイズコイルの異形導線を曲げ支点に相当する位置で切断したC−C’線に沿う断面図を破線で示している。 図5は、本発明の第4実施形態に係る第4のエッジワイズコイルを示す図であって、図5(A)は、その異形導線を直線部分で切断した図1のB−B’線に沿う断面図であり、図5(B)は、図5(A)の一部の拡大断面図であり、図5(C)は、その異形導線を長手方向所定位置で切断した図1のC−C’線に沿う断面図であり、図5(D)は、図5(C)の一部の拡大断面図であり、図5(E)は、前記曲げ加工を行う前の曲げ加工前状態における曲げ支点に相当する位置で切断した拡大断面図である。また、図5(F)は、従来との比較のため、図9に示す従来のエッジワイズコイルの異形導線を曲げ支点に相当する位置で切断したC−C’線に沿う断面図を破線で示している。 図6は、図2乃至図4に示す第1から第3のエッジワイズコイルの製造行程等を示す図であって、図6(A)は、断面円形母材を搬送する搬送行程の一例を模式的に示す側面図であり、図6(B)は、断面円形母材から第1から第3のダイスによって第1から第3の異形導線を成形する成形行程の一例を模式的に示す側面図であり、図6(C)は、第1の異形導線を成形する第1のダイスを開口方向から視た概略正面図であり、図6(D)は、第2の異形導線を成形する第2のダイスを開口方向から視た概略正面図であり、図6(E)は、第3の異形導線を成形する第3のダイスを開口方向から視た概略正面図であり、図6(F)は、第1から第3の異形導線に対し曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層する曲げ加工行程の一例を模式的に示す平面図であり、図6(G)は、該曲げ加工行程の他の例を模式的に示す平面図であり、図6(H)は、図6(G)に示す曲げ加工行程の斜視図であり、図6(I)は、図6(G)及び図6(H)に示す曲げ加工行程に用いられるピン部材の概略断面図である。 図7は、図5に示す第4のエッジワイズコイルの製造行程等を示す図であって、図7(A)は、断面円形母材を搬送する搬送行程の一例を模式的に示す側面図であり、図7(B)は、断面円形母材から第4のダイスによって第4の異形導線を成形する成形行程の一例を模式的に示す側面図であり、図7(C)は、第4の異形導線を成形する第4のダイスを開口方向から視た概略正面図であり、図7(D)は、一対の押圧部材及び規制部材によって一対の凹み部を形成する凹み部形成工程の一例であって、該一対の凹み部を形成する前の状態を模式的に示す側面図であり、図7(E)は、該一対の凹み部を形成している状態を模式的に示す側面図であり、図7(F)は、一対の第1及び第2押圧部材が第4の異形導線の第1及び第2幅方向面に対して第1厚み方向面からはみ出ないように互いに押圧して一対の凹み部を形成する状態を模式的に示す側面図であり、図7(G)は、図7(F)に示す一対の凹み部が形成された第4の異形導線の該一対の凹み部より幅方向の第1厚み方向面側の頂部をカットするための工程を模式的に示す斜視図である。図7(H)は、第4のエッジワイズコイルについて、前記曲げ加工を行う前の曲げ加工前状態における異形導線を平面から視た概略平面図であり、図7(I)は、該異形導線を第1厚み方向面側から視た概略側面図である。 図8は、図5に示す第4のエッジワイズコイルの製造行程等を示す図であって、図8(A)は、第4の異形導線に対し曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層する曲げ加工行程の一例を模式的に示す平面図であり、図8(B)は、該曲げ加工行程の他の例を模式的に示す平面図であり、図8(C)は、図8(B)に示す曲げ加工行程の斜視図であり、図8(D)は、図8(B)及び図8(C)に示す曲げ加工行程に用いられるピン部材の概略断面図である。 図9は,従来のエッジワイズコイルを示す図であって、図9(A)は,その斜視図であり、図9(B)は,その異形導線を直線部分で切断した図9(A)のB−B’線に沿う断面図であり、図9(C)は,その異形導線を曲げ支点に相当する位置で切断した図9(A)のC−C’線に沿う断面図である。
10,20,30,40…エッジワイズコイル
10’,20’,30’,40’…異形導線 11,12…一対の第1及び第2長辺
11a,12a…一対の直線領域 11b,12b…一対のテーパ領域
13,14…一対の第1及び第2短辺 13a…凹部
21,22…一対の第1及び第2長辺 21b,22b…一対のテーパ領域
23,24…一対の第1及び第2短辺 31,32…一対の第1及び第2長辺
31a、32a…一対の第1直線領域 31b,32b…一対の第2直線領域
33,34…一対の第1及び第2短辺 41,42…第1及び第2幅方向面
43,44…第1及び第2厚み方向面 45,46…一対の凹み部
700…ピン部材 710…第1規制フランジ 720…第2規制フランジ
P…第1短辺の両端部の間の中間領域 Q…曲げ支点に相当する位置
X…厚み方向 Y…幅方向 Z…長手方向

Claims (5)

  1. 断面形状が一対の第1及び第2長辺と一対の第1及び第2短辺とによって画される異形状とされた異形導線に対し、前記一対の第1及び第2長辺が前記第2短辺の両端部から互いに略平行に延びる一対の直線領域と、該一対の直線領域と前記第1短辺との間に延びる一対のテーパ領域であって、前記第1短辺に近接するに従って互いに近接するように傾斜された一対のテーパ領域とを有するように、成形加工を行う工程と、
    成形後の前記異形導線に対し、前記第1短辺を曲げ支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層させ平面視矩形のエッジワイズコイルを形成する工程とを含み
    前記成形加工は、曲げ加工後の前記異形導線の内周側の厚みが外周側の厚み以下となるように構成されていることを特徴とする平面視矩形のエッジワイズコイルの製造方法
  2. 断面形状が一対の第1及び第2長辺と一対の第1及び第2短辺とによって画される異形状とされた異形導線に対し、前記一対の第1及び第2長辺が前記第2短辺の両端部から互いに略平行に延びる一対の1直線領域と、該一対の直線領域と前記第1短辺との間において互いに略平行に延び且つ前記一対の直線領域の間の距離よりも互いの距離が近接された一対の第2直線領域とを有するように、成形加工を行う工程と、
    前記第1短辺を曲げ支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層させ平面視矩形のエッジワイズコイルを形成する工程とを含み
    前記成形加工は、曲げ加工後の前記異形導線の内周側の厚みが外周側の厚み以下となるように構成されていることを特徴とする平面視矩形のエッジワイズコイルの製造方法
  3. 前記成形加工は、前記第1短辺における両端部の間の中間領域に外方へ開く凹部形成する加工を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の平面視矩形のエッジワイズコイルの製造方法
  4. 厚み方向に互いにTだけ離間され且つ幅方向及び長手方向に沿って互いに略平行に延びる第1及び第2幅方向面と、幅方向にTより長いWだけ離間され且つ厚み方向及び長手方向に沿って互いに略平行に延びる第1及び第2厚み方向面とを有する長尺の異形導線に対し、前記第1厚み方向面の長手方向所定位置を曲げ支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層させた平面視矩形のエッジワイズコイルの製造方法であって、
    前記曲げ加工を行う前の前記長尺の異形導線に対して、長手方向に関し前記曲げ支点に相当する位置において、前記第1及び第2幅方向面のそれぞれから前記第1厚み方向面へ至る一対の凹部であって、前記曲げ支点の位置が最も深く凹むような球面状の一対の凹部を形成する工程と、
    前記一対の凹部が形成された前記長尺の異形導線に対して、前記一対の凹部の最深部を支点として曲げ加工を行いつつ、複数層状に積層させて平面視矩形のエッジワイズコイルを形成する工程とを含み、
    前記凹部は、曲げ加工後の前記異形導線の内周側の厚みが外周側の厚み以下となるように形成されていることを特徴とする平面視矩形のエッジワイズコイルの製造方法
  5. 前記曲げ加工は、前記曲げ支点に配置されたピン部材によって行われ、前記ピン部材は、前記曲げ加工を行う際に、前記異形導線の厚み方向一方側の膨らみを規制する第1規制フランジと、他方側の膨らみを規制する第2規制フランジとを有していることを特徴とする請求項1からの何れかに記載の平面視矩形のエッジワイズコイルの製造方法
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