JP4973859B2 - Preliminary forming method for polygon coil and forming method for annular winding coil having meandering portion using pre-formed polygon coil - Google Patents
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Description
本発明は、電動機(モータ)のステータ巻線に使用する蛇行環状巻線コイルを予備成形する方法及び予備成形された多角形コイルを用いた蛇行部を有する環状巻線コイルの成形方法に関する。 The present invention relates to a method for preforming a meandering annular winding coil used for a stator winding of an electric motor (motor) and a method for forming an annular winding coil having a meandering portion using a preformed polygonal coil.
ハイブリッド車両用モータ、又は電気自動車用モータとして、ロータに永久磁石を使用した永久磁石式交流同期モータ又はブラシレス直流モータが良く使用されている。この種のモータとして、U相、V相、W相からなる3相の各相毎のステータコアにそれぞれ巻線コイルが巻装されたステータを備え、このステータにより永久磁石からなるロータを3相駆動する永久磁石式3相同期モータが例えば特許文献1により知られている。また、U相、V相、W相からなる3相の各相毎の巻線コイルが周方向で隣り合うティース間を縫うようにして周回させられることで巻線コイルが波状に巻装されたステータを備え、このステータによりロータを3相駆動する永久磁石式3相同期モータが、例えば特許文献2で知られている。
As a motor for a hybrid vehicle or a motor for an electric vehicle, a permanent magnet type AC synchronous motor or a brushless DC motor using a permanent magnet as a rotor is often used. This type of motor includes a stator in which a winding coil is wound around a stator core for each of three phases including a U phase, a V phase, and a W phase, and a rotor composed of permanent magnets is driven by this stator in a three-phase manner. A permanent magnet type three-phase synchronous motor is known from, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707. In addition, the winding coil was wound in a wave shape by winding the winding coil for each of the three phases including the U phase, the V phase, and the W phase so as to sew between adjacent teeth in the circumferential direction. For example,
上記従来技術にかかる3相同期モータにおいては、3相の各相毎の巻線コイルが必要であることから、ステータの構成に要する部品の部品点数の増大を抑制することが困難であり、各相毎の巻線コイルを巻装する作業に煩雑な手間を要するという問題が生じる。しかも、波巻により巻線コイルが巻装されるステータにおいては、隣り合うティース間での巻線占有率を向上させることが困難であり、更に、コイルエンドの高さを低減してモータの軸線方向の寸法を低減し、車両等への搭載性を向上させることが困難であるという問題が生じる。これらの問題を解決するために、本出願人は3相のステータリングと2相の環状巻線コイルとを、軸線方向に沿って順次積み重ねるようにして交互に配置させ、しかもそれぞれの環状巻線コイルに複数の蛇行部を形成して、ステータが発生する磁束を増大、させるようにしたモータのステータを先に提案した(特許文献3参照)。 In the three-phase synchronous motor according to the above prior art, since winding coils for each of the three phases are necessary, it is difficult to suppress an increase in the number of parts required for the configuration of the stator. There arises a problem that a troublesome labor is required for the operation of winding the winding coil for each phase. In addition, in a stator in which a winding coil is wound by wave winding, it is difficult to improve the winding occupancy between adjacent teeth, and further, the height of the coil end is reduced to reduce the motor axis. There arises a problem that it is difficult to reduce the size of the direction and improve the mountability to a vehicle or the like. In order to solve these problems, the present applicant alternately arranges three-phase stator rings and two-phase annular winding coils so as to be sequentially stacked along the axial direction. A motor stator in which a plurality of meandering portions are formed in a coil to increase the magnetic flux generated by the stator has been proposed (see Patent Document 3).
上述した先願にかかる永久磁石式3相同期モータ又はDCブラシレスモータのステータには、従来一般的には使用されていないため、その加工方法の確立が望まれている状況の中で、本出願人は先に特許文献4の発明を提案した。この発明は電動機のステータ内に配置される複数の蛇行部を有する環状巻線コイルの成形機であって、図7に示すように円周方向に等間隔で離間された複数の第1の金型19を有する第1金型ユニット12と、円周方向に前記等間隔と同一間隔で離間され、各々が隣接する前記第1の金型の間に配置される複数の第2の金型25を有する第2金型ユニット13とを備え、前記第2の金型の各々は環状巻線コイル1を保持するコイル保持部5を有しており、前記コイル保持部5で保持された環状巻線コイル1に対して、前記第1金型ユニット12の軸方向の変位に応じて前記環状巻線コイル1を径方向に縮小させるコイル径縮小手段(カム面23,28)を前記第1金型ユニット12及び前記第2金型ユニット13にそれぞれ設けたことを特徴とするものである。
この発明の蛇行環状巻線コイルの成形機を用いて蛇行環状巻線コイルの成形を実施すると、コイルのスプリングバックなどの影響により、図1の上段に示されるように真円状のコイルを用いて蛇行部を備えた環状コイルをプレス成形すると、蛇行コイルの高さ中央部分がやや大径となり、コイル側面が太鼓状に膨れる傾向にあった。胴部が太鼓状に膨れると、コイルがロータやステータリングと干渉しやすくなったり、コイルを整形のため再プレス処理する際、金型に収まりにくくなり、プレスする際に銅線の被覆が破けやすくなるなどの弊害が起こる。
本発明の課題は、このような問題点を解決すること、すなわち、プレスによる蛇行環状巻線コイルの成形時に波形状の突部が太鼓形状とならないような手法を提示することにある。
When forming a meandering annular winding coil using the meandering annular winding coil molding machine of the present invention, a perfect circle coil is used as shown in the upper part of FIG. When the annular coil provided with the meandering part is press-molded, the central part of the meandering coil has a slightly larger diameter and the coil side surface tends to swell like a drum. If the body swells like a drum, the coil will easily interfere with the rotor and stator ring, and when the coil is re-pressed for shaping, it will be difficult to fit into the mold, and the copper wire coating will be broken during pressing. Defects such as becoming easier occur.
An object of the present invention is to solve such a problem, that is, to present a technique in which a wave-shaped protrusion does not become a drum shape when a meandering annular winding coil is formed by pressing.
本発明の予備成形した多角形コイルは、電動モータのステータ内に配置される複数の蛇行部を有する環状巻線コイルを、複数の第1金型からなる第1金型ユニットと、コイル保持部を備えた複数の第2金型からなる第2金型ユニットと、両ユニットの相対距離に応じて前記第1金型および第2金型を略半径方向に移動可能にする金型移動手段とを備えた蛇行環状巻線コイル成形装置を用い、成形前の環状巻線コイルのコイル径を第1金型ユニットと第2金型ユニットの協働により縮径しながら前記複数の蛇行部を形成する複数の蛇行部を有する環状巻線コイルの成形に用いられる多角形コイルへの予備成形方法であって、初めに略円環状に形成された輪状環状巻線コイルを前記複数の第2金型に載置し、前記複数の第2金型を拡径方向に移動させて輪状環状巻線コイルを半径方向に拡径成形ないし、拡径かつ縮径成形することにより直線状の辺部を備える略多角形環状とする予備成形方法とした。
また、本発明の予備成形した多角形コイルは、上記構成に加え、略多角形環状は成形目標形状である前記蛇行部を有する環状巻線コイルの非蛇行部の曲率半径にほぼ等しい大きさの曲率半径を有する略弧状形状の頂点部を備えるものへと予備成形する方法とした。
The preformed polygonal coil according to the present invention includes an annular winding coil having a plurality of meandering portions arranged in a stator of an electric motor, a first mold unit composed of a plurality of first molds, and a coil holding portion. A second mold unit comprising a plurality of second molds, and a mold moving means for allowing the first mold and the second mold to move in a substantially radial direction according to the relative distance between the two units. And forming the plurality of meandering portions while reducing the coil diameter of the annular winding coil before molding by the cooperation of the first mold unit and the second mold unit. A method for preforming a polygonal coil used for forming an annular winding coil having a plurality of meandering portions, wherein the annular annular winding coil initially formed in a substantially annular shape is used as the plurality of second molds. And move the plurality of second molds in the diameter increasing direction. It not expanded molded circular loop winding coils radially so, it was preformed method of substantially polygonal annular with a linear side portion by expanding the diameter and diameter shaping.
In addition to the above-described configuration, the pre-formed polygonal coil of the present invention has a size substantially equal to the radius of curvature of the non-meandering portion of the annular winding coil having the meandering portion that is the shape to be formed. It was set as the method of preforming to the thing provided with the vertex part of the substantially arc-shaped shape which has a curvature radius.
本発明の予備成形した多角形コイルを用いた複数の蛇行部を有する環状巻線コイルの成形方法は、上記の予備成形方法によって成形した略多角形環状巻線コイルを、コイル径を第1金型ユニットと第2金型ユニットの協働により縮径しながら前記複数の辺部を、複数の蛇行部へと成形するようにした。 The method for forming an annular winding coil having a plurality of meandering portions using a pre-formed polygonal coil according to the present invention is the same as that of the substantially polygonal annular winding coil formed by the above-described pre-forming method. The plurality of side portions are formed into a plurality of meandering portions while reducing the diameter by cooperation of the mold unit and the second mold unit.
成形前の環状巻線コイルとして、輪状の環状巻線コイルから成形した本発明の略多角形環状巻線コイルは、各辺部を前記複数の蛇行部へと成形することにより、略直線状の辺部を真っ直ぐに曲げ降ろす(あるいは曲げ上げる)ことができるので、輪状のコイルの弧形状の影響を蛇行部の高さ部分へ持ち込むことがなく、蛇行巻線コイルが太鼓状に形成されにくくなる。
本発明の蛇行環状巻線コイルの予備成形法は、輪状環状巻線コイルを載置した第2金型を拡径方向に移動させることで、輪状環状巻線コイルから略多角形の頂点部を第2金型により拡径方向に成形し、辺部を頂点部の成形に引きつられて自然に縮径方向に成形されるようにしたので、輪状環状巻線コイルの伸び縮みが少ないまま略多角形環状巻線コイルヘと成形することが可能となる。
また、成形目標形状である前記蛇行部を有する環状巻線コイルの非蛇行部の曲率半径にほぼ等しい大きさの曲率半径を有する略弧状形状の頂点部を形成したので、後の蛇行部の成形時に非蛇行部に再度加工負荷をかける必要がなくなる。
本発明の多角形コイルを用いた蛇行環状巻線コイルの成形方法は、蛇行巻線コイルが太鼓状に形成されにくくなるので、蛇行巻線コイルの胴径を安定した寸法に収めることが可能となる。
As the annular winding coil before molding, the substantially polygonal annular winding coil of the present invention molded from a ring-shaped annular winding coil has a substantially linear shape by molding each side portion into the plurality of meandering portions. Since the sides can be bent straight down (or bent up), the influence of the arc shape of the ring-shaped coil is not brought into the height of the meandering portion, and the meandering coil is less likely to be formed in a drum shape. .
In the preforming method of the meandering annular winding coil according to the present invention, the substantially polygonal apex portion is moved from the annular annular winding coil by moving the second mold on which the annular annular winding coil is placed in the diameter increasing direction. Since the second mold is formed in the diameter expansion direction and the side portion is pulled by the formation of the apex portion and is naturally formed in the diameter reduction direction, the ring-shaped annular winding coil is substantially expanded with little expansion and contraction. It becomes possible to form a square annular winding coil.
In addition, since the apex portion of the substantially arc shape having a radius of curvature substantially equal to the radius of curvature of the non-meandering portion of the annular winding coil having the meandering portion which is the shaping target shape is formed, the shaping of the subsequent meandering portion is performed. Sometimes it is not necessary to rework the non-meandering portion again.
The method of forming a meandering annular winding coil using the polygonal coil of the present invention makes it difficult to form the meandering winding coil in a drum shape, so that the diameter of the meandering winding coil can be kept within a stable dimension. Become.
以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して詳細に説明するが、本発明に係る蛇行環状巻線コイルが組み込まれるステータ自体、余り知られていないものであるから、まず、本発明の実施形態について説明する前に、図8を参照しつつステータの構造を解説すると共に、蛇行環状巻線コイルの加工法について説明をしておく。この環状ステータ30は、例えばエンジンとともに車両の駆動源としてハイブリッド車両に搭載される永久磁石式交流同期モータ又はDCブラシレスモータを構成し、例えば、エンジンとDCブラシレスモータとトランスミッションとを直列に連結した構造のパラレルハイブリッド車両では、少なくともエンジン又はDCブラシレスモータのいずれか一方の駆動力は、トランスミッションを介して車両の駆動輪に伝達されるようになっている。また、車両の減速時に駆動輪側からDCブラシレスモータに駆動力が伝達されると、DCブラシレスモータは発電機として機能して所謂回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギー(回生エネルギー)として回収する。更に、エンジンの出力がDCブラシレスモータに伝達された場合にも、DCブラシレスモータは発電機として機能して発電エネルギーを発生する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, since the stator itself incorporating the meandering annular winding coil according to the present invention is not well known, Before describing the embodiment, the structure of the stator will be described with reference to FIG. 8 and a method for processing the meandering annular winding coil will be described. The
図8において、Aは組立て後のステータ30の斜視図であり、Bは蛇行環状巻線が装着される環状ステータ30の分解斜視図が示されている。図8に示すように、環状ステータ30は、U相ステータリング(ティースリング)31とV相ステータリング(ティースリング)32と、W相ステータリング(ティースリング)33と、U相環状巻線コイル3と、W相環状巻線コイル4とから構成されている。U相ステータリング31は、円周方向に等間隔で離間された複数個(本実施形態では10個)のU相ティース(U相クローボール)34と、円周方向に離間された複数個の結合部37を有している。各U相ティース34は軸方向一方側(図8で右側)に突出している。V相ステータリング32は円周方向に等間隔で離間された複数(本実施形態では10個)のV相ティース35と、円周方向に離間された複数個の結合部38を有している。各V相ティース35は軸方向両側に突出している。W相ステータリング33は円周方向に等間隔で離間された複数(本実施形態では10側)のW相ティース36と、円周方向に離間された複数の結合部39を有している。各W相ティース36は軸方向他方側(図8で左側)に突出している。即ち、U相ティース34とW相ティース36は互いに近づく方向に突出している。
In FIG. 8, A is a perspective view of the assembled
ここで注意すべきは、U相ティース34、V相ティース35及びW相ティース36は、各結合部37,38,39でU相ステータリング31、V相ステータリング32及びW相ステータリング33を積層結合したとき、互いに重ならないように相対的にずれた位置に配置されている。U相環状巻線コイル3は導線を環状に巻いて構成され、ステータ30の軸方向に蛇行する複数(本実施形態ではlO個)の蛇行部40を有している。同様に、W相環状巻線コイル4もステータ30の軸方向に蛇行する複数(本実施形態では10個)の蛇行部41を有している。各ステータリング31,32,33の結合部37,38,39を揃え、U相環状巻線コイル3及びW相環状巻線コイル4を周方向の所定の位置に配置して、各ステータリング31,32,33をボルト止め固定すると、図8のAに示すような環状ステータ30が完成する。
It should be noted that the
図8を観察すると明らかなように、各ステータリングのティース34,35,36は円周方向に所定順序(U相ティース34,W相ティース36,V相ティース35,U相ティース34,…)で配置され、周方向で隣り合うティース34,35間にU相環状巻線コイル3の蛇行部40が配置され、周方向で隣り合うティース35,36間にW相環状巻線コイル4の蛇行部41が配置される。即ち、U相蛇行部40には一つのU相ティース34が配置され、W相蛇行部41には一つのW相ティース36が配置され、周方向で隣り合うU相蛇行部40とW相蛇行部41との間には一つのV相ティース35が配置されている。U相環状巻線コイル3の蛇行部40とW相環状巻線コイル4の蛇行部41は互いに異なる方向に向かい突出するように設けられ、U相環状巻線コイル3とW相環状巻線コイル4とは、電気角で240°の位相差を有するようにして周方向に沿って相対的にずれた位置に配置されている。これにより、周方向で隣り合う各ティース34,35間又は35,36間を縫うようにして配置される2相の環状巻線コイル3,4は所謂電気角で120°以下の短節巻きを成すように形成されている。
As is apparent from FIG. 8, the
次に、U相環状巻線コイル3の蛇行部40とW相環状巻線コイル4の蛇行部41の成形方法(特許文献4の技術)について説明する。用いる成形機の1例を図7に示す。この図は加工前の上型ユニット12及び下型ユニット13の断面図であり、上型ユニット12のベースには互いに円周方向に等間隔離間されて複数(本実施形態では10個)の金型支持部14が固定されている。各金型支持部14には一対のブラケット15,16によりガイドレール17が取り付けられている。このガイドレール17に沿って、環状巻線コイル3(4)へと成形すべき真円状の環状コイル1の半径方向に摺動可能にスライダー18が取り付けられている。各スライダー18には、真円状の環状コイル1を成形する押さえ部20を備えた第1の金型19と、回転可能なローラ21とが取り付けられている。このローラ21は上型ユニット12及び下型ユニット13が接近するにしたがって下型ユニット13のローラガイド27に形成されたカム面28を転動する。図示の例では、上型ユニット12は互いに円周方向に等間隔で離間された10個の金型19を有しており、この第1金型19の中間に配置された複数(この例では10個)のローラガイド22が固定されている。各ローラガイド22の先端には曲面形状のカム面23が形成されている。
Next, a method for forming the meandering
下型ユニット13のベースには、円周方向に等間隔で離間された複数(この例では10個)の金型支持部が固定されている。各金型支持部にはガイドレール24が設けられており、このガイドレール24に沿って第2の金型25がセットされた真円状の環状コイル1の半径方向に摺動可能なように取り付けられている。各第2金型25はガイドレール24に沿って摺動可能な金型ベース(コイル保持部5)と、コイル押さえ部材29とから構成される。金型べースには一対のブラケットを介してローラ26が回転可能に取り付けられている。各第2金型25のローラ26が上型ユニット12に設けられたローラガイド22のカム面23を転動するように適合しているため、各第2金型25は円周方向に36°離間され、隣接する第1金型19の円周方向中間に配置されている。下型ユニット13には更に、円周方向に等間隔で離間され、各々が隣接する第2金型25の円周方向中間に配置された複数(この例では10個)のローラガイド27が固定されている。
To the base of the
上記の環状巻線コイル成形機による環状巻線コイルの成形方法について説明すると、まず、真円状の環状コイル1を下型ユニット13の各第2金型25の金型ベース(コイル保持部5)上に載せ、コイル抑え部材29で保持する。この状態から、上型ユニット12を下降させて、真円状の環状コイル1の成形加工を開始する。成形加工開始時点においては、上型ユニット12のローラ21は下型ユニット13のローラガイド27のカム面28の傾斜が急な概略直線状部分に当接し、下型ユニット13のローラ26は上型ユニット12のローラガイド22のカム面23の傾斜が急な概略直線状部分に当接するため、成形加工初期においては、真円状の環状コイル1はその軸方向変化量に対し半径方向に僅かばかり縮小されるだけである。上型ユニット12が軸線方向に更に移動すると、ローラ21がカム面28の円弧状部分を転動し、ローラ26がカム面23の円弧状部分を転動するため、上型ユニット12の軸方向変位量に対して真円状の環状コイル1の半径方向への縮小変位量が徐々に増大し、更にプレス加工が進むと、ローラ21はカム面28の傾斜が緩やかな概略直線状部分を転動し、ローラ26はカム面23の傾斜が緩やかな概略直線状部分を転動するため、真円状の環状コイル1から蛇行部40(41)を成形するための上型ユニット12と下型ユニット13の軸方向についての相対変位量に対する第1の金型19および第2の金型25の径方向変位量は全体として概ね曲線を描くことになる。このように、特殊形状の曲面状カム面23,28を採用することにより、真円状の環状コイル1の軸方向変位量に対して、真円状の環状コイル1の径方向変位量の比率を連続的に変化させることができるため、真円状の環状コイル1に無理なストレスを与えることなく、真円状の環状コイル1に複数の蛇行部40(41)を容易に自動的に形成することができる。
The method of forming the annular winding coil by the above-described annular winding coil forming machine will be described. First, a perfect circular
本発明の多角形コイルを用いた環状巻線コイルは、図1に示すように、真円状である輪状の環状巻線コイル1を直接プレス加工を行うのではなく、まず、略多角形状に予備加工を施し、それをプレス加工を行う形態を採る。
なお、輪状の環状巻線コイルは、図1に示す真円状のコイル1でもよいし、多少いびつでも略円環状のものならばよい。
真円状の環状巻線コイル1は図9のAに示すように、軸方向の溝を有する円筒体42を用意する。導線44をこの円筒体42に巻きつけて、例えば5列2層の真円状の環状コイル1を成形する。45はコイル始端、46はコイル終端である。このように、導線44を円筒体42に巻きつけて環状巻線群を成形した後、溝43に結束バンドを挿入し、環状巻線群を結束することで、真円状の巻線コイル形状を成形する。その後、治具を挿入してこのコイルを円筒体42から取り外す(図9(B)参照)。そして、図9(C)に示すように、コイル始端45及びコイル終端46を成形して、真円状の環状巻線コイル1が完成する。
As shown in FIG. 1, the annular winding coil using the polygonal coil of the present invention does not directly press the ring-shaped
The ring-shaped annular winding coil may be the perfect
As shown in FIG. 9A, the perfect circular
この真円状の環状巻線コイル1を変形して所望数の角部と各角部間の辺部を形成する。コイルの内側から角部となる部分を外側に広げ、辺部となる部分は外側から中心方向へ各角部の加工に伴い自然に縮められるようにする。この加工に当たっては、コイルには延伸力が掛からないように伸縮をバランスさせて行う。この予備加工は図2に示したような、第2金型を、蛇行部のプレス成形から独立して(図7におけるローラガイド22,カム面23,ローラ26のカム機構によらず)略半径方向に拡縮移動可能な下型ユニットを搭載したプレス成形機上で行う。この下型ユニットは多角形の角部に当たる角度位置に複数の溝部5aを備えたコイル保持部5を環状に配置し、該コイル保持部5はサーボモータ6によって半径方向に移動可能な機構となっている。なお、サーボモータ6の代わりにエアシリンダー等による駆動手段を用いてもよい。当初溝部位置は真円状の環状巻線コイル1の半径寸法位置にセットされ、被加工品である真円状の環状巻線コイル1が該溝部にセットされる。環状巻線コイル1がセットされると図示していない蓋で溝5aを被せ、環状巻線コイル1が外れないようにする。次にコイル保持部5を半径外向きに移動させると、前記溝5aの内側側壁面がコイルを広げるように押圧する。この溝5aの内側側壁面は蛇行部を有する環状コイル3(4)の半径Rの円弧状に形成されており、コイルが伸びない範囲で押圧するとこの内側面と接した部分のコイルは半径Rの角部となり、隣接する角部間はほぼ直線状の辺部となる略多角形状に成形される。これが図3と図6に予備加工した略多角形状コイル2として示されている。
This perfect circular winding
この予備加工された略多角形状の環状コイル2は、蛇行部を形成するためのプレス加工がなされるが、この加工は先の特許文献4の技術と同様に複数の第1金型19からなる上型金型ユニット12と、コイル保持部5を備え複数の第2金型25からなる下型金型ユニット13と、両ユニットの相対距離に応じて前記第1金型19および第2金型25を略半径方向に移動可能にする金型移動手段が備えたられた蛇行環状巻線コイル成形装置を用いて行う。そして、成形前の略多角形状の環状巻線コイル2のコイル径を上型金型ユニット12と下型金型ユニット13の協働により縮径しながら複数の蛇行部40(41)を形成し、蛇行部40(41)を有する環状巻線コイル3(4)を成形する。ただし、金型の縮径駆動は先の特許文献4ではカム面とその面を転動するローラによる駆動機構で行ったが、本発明では好ましくは前述の輪状の環状コイル予備加工時の下型ユニットと同じ駆動機構を用いるとよいが、別途縮径駆動用のカム,サーボモータ,エアシリンダー等の駆動機構を備えてもよい。(本実施形態では予備加工時と同じサーボモータ6を用いた制御系で行うものとした。)予備加工で用いたコイル保持部とそのサーボモータ駆動機構がそのままコイル保持部として、また第2金型25を略半径方向に移動可能にする金型移動手段として兼用できる。サーボモータ6を用いた制御系であるから、プログラム設計に応じ如何様な駆動をも可能であり、カム駆動に比べて汎用性が格段に向上する。このプレス加工によって図4に斜視図で示されるような蛇行部を有する環状コイル3(4)が形成される。この蛇行部を有する環状コイル3(4)の半径(コイル束の幅中心)は図3に示されるようにRであり、非蛇行部の曲率は前述したように予備加工時にコイル保持部の溝内側壁面によって半径Rの円弧状に形成されているのが好ましい。なお、溝内側壁面(弧状面)は半径Rより適宜小さく設定してある。予備加工による変形は半径方向の押圧力によってなされるが、この蛇行部はそれとは直交する軸方向に上型金型ユニット12と下型金型ユニット13が相対変位するプレス加工によって形成される。このプレス加工は予備加工によって略多角形状の辺部とされた部分に対して行われるため、蛇行部の側面形状が太鼓状となることを防止することが出来る。
The pre-processed substantially polygonal
プレス加工によって形成された蛇行部を有する環状コイルは胴部が太鼓状に膨れるなど設計通りの形状に仕上がっていないと、コイルがロータやステータリングと干渉しやすくなる。そこで整形のため、最後に二次プレス加工が施される。この二次プレス加工は図5に示すように内径枠と外径枠とからなる金型11を用い、この金型11内に嵌め込んでプレス整形する。ところが設計通りの形状に仕上がっていないと金型11に収まりにくくなり、きれいに収らない状態でプレスすると、コイルの導線の被覆が破けるなどの弊害が起こる。上記のように本発明によって予備加工で略多角形状とした環状コイル2としたものを用いた場合、蛇行部を有する環状コイル3(4)の胴部が太鼓状に膨れる傾向は小さいので、金型11への収まりは良好でコイルの導線の被覆が破ける等の支障はない。図5のAは上型金型9a、9bを備えた上型金型ユニット9と、内径枠と外径枠内に下型金型10a、10bを備えた下型金型ユニット10とからなる整形の二次プレス成形機であって、整形のため蛇行部を有する環状コイル3(4)がセットされる前の形態を示している。図5のBに示すように環状コイル3(4)を下型金型ユニット10の内径枠と外径枠内にセットし、続いて図5のCに示すように上型金型9a、9bを備えた上型金型ユニット9が下降してプレスすると、上下の金型間に押圧され、蛇行部を有する環状コイル3(4)は所望形状に整形される。
なお、本実施例において第2金型25はプレスの下側に下型ユニット13として設置されているが、上型ユニットと交換してもよいし、水平方向にストロークするプレスを用いる場合は横側に第2金型ユニットをセットするなど、適宜セットする位置を変更してもよい。
If the annular coil having meandering portions formed by pressing is not finished in the designed shape such as a drum swells in a drum shape, the coil tends to interfere with the rotor and the stator ring. Therefore, a secondary press process is finally performed for shaping. As shown in FIG. 5, the secondary pressing is performed by using a mold 11 composed of an inner diameter frame and an outer diameter frame, and fitting into the mold 11 for press shaping. However, if it is not finished in the shape as designed, it will be difficult to fit in the mold 11, and if it is pressed in a state that does not fit neatly, problems such as breaking the coil conductor coating will occur. As described above, when the
In this embodiment, the
1 真円状の環状コイル 2 略多角形の環状コイル
3,4 蛇行部を有する環状コイル 5 コイル保持部
5a 溝 6,7 サーボモータ
8 辺部形成金型 8a 逆向き曲率用金型
8b 緩い曲率用金型 9 整形用上型金型ユニット
9a,9b 整形用上型金型 10 整形用下型金型ユニット
10a,10b 整形用下型金型 11 整形用金型
12 成形用上型金型ユニット 13 成形用下型金型ユニット
14 各金型支持部 15,16 ブラケット
17 ガイドレール 18 各スライダー
19 第1金型 20 押さえ部
21 ローラ 22 ローラガイド
23 カム面 24 ガイドレール
25 第2金型 26 ローラ
27 ローラガイド 28 カム面
30 ステータ 31 U相ステータリング
32 V相ステータリング 33 W相ステータリング
34 U相ティース 35 V相ティース
36 W相ティース 37,38,39 結合部
4,41 蛇行部 42 円筒体
43 軸方向の溝 44 導線
45 コイル始端 46 コイル終端
DESCRIPTION OF
5a Groove 6, 7 Servo motor 8 Side forming mold 8a Reverse curvature mold
8b Loose curvature mold 9 Upper mold unit for shaping
9a, 9b Upper mold for shaping 10 Lower mold unit for shaping
10a, 10b Lower mold for shaping 11 Mold for shaping
12 Upper mold unit for molding 13 Lower mold unit for molding
14 Each
17
19
21
23
25
27
30
32 V-phase stator ring 33 W-phase stator ring
34 U-phase teeth 35 V-phase teeth
36
4, 41 Meandering
43
45 Coil start 46 Coil end
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