JP5136204B2

JP5136204B2 - 巻線方法、及び巻線装置

Info

Publication number: JP5136204B2
Application number: JP2008132732A
Authority: JP
Inventors: 将之松下; 健司原田; 晋吾雪吹
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-05-21
Filing date: 2008-05-21
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2028-05-21
Also published as: JP2009283592A

Description

本発明は、平角導体をエッジワイズ曲げしてコイルを形成する技術に関し、詳しくはコイルの寸法精度を向上させる技術である。

近年、ハイブリッド車などに搭載される駆動用のモータへの高出力化、小型化の要請が高まっている。そのため、平角導体をエッジワイズ曲げしてコイルを形成する方法が検討されている。
特許文献１には、矩形状コイル、矩形状コイルの製造方法、及び矩形状コイルの製造装置に関する発明が開示されている。

平角導体をエッジワイズ曲げ加工する際に、治具を用いて平角導体のエッジワイズ曲げ部の内側部分を厚み方向に拘束することで、エッジワイズ曲げ部の膨らみを抑えることが可能となる。
平角導体をエッジワイズ曲げ加工する際には、平角導体のエッジワイズ曲げ部の外周部分が、内周部分に比べて長くなる。これは平角導体をエッジワイズ曲げ加工する際に、平角導体の外周側は伸ばされる方向に力が働き、内周側は圧縮される方向に力が働くためである。

このため、平角導体のエッジワイズ曲げ部では、内周側の厚みが厚くなり、外周側の厚みが薄くなる傾向にある。平角導体の厚みが厚くなると、膨らんだ部分でお互いに干渉する。このため、固定子コアにこの方法で平角導体をエッジワイズ曲げ加工したコイルを挿入した際に固定子の占積率を悪化させる要因となる。
このため、特許文献１では、エッジワイズ曲げ加工の際に、平角導体の内周側を治具によって所定幅で拘束することで、平角導体のエッジワイズ曲げ部の厚みが増加することを防いでいる。

特許文献２には、エッジワイズコイル巻線方法及び装置についての発明が開示されている。
特許文献２においても、特許文献１と同様に平角導体のエッジワイズ曲げ部の厚みの増加を防ぐために、プレス機構を備えたエッジワイズ曲げ部の内周側を押さえる治具を用いる。平角導体をエッジワイズ曲げ加工する際に、エッジワイズ曲げ部の内周側を、治具を介してプレス機構で加圧することで、平角導体のエッジワイズ曲げ部の厚みが増加することを防いでいる。

特開２００６−２８８０２５号公報特開２００７−７４８８１号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２には、以下のような課題があると考えられる。
まず、出願人の実験によって判明した平角導体１０のエッジワイズ曲げ部１０ａ付近における寸法精度を悪化させる要因について説明する。
図８に、平角導体１０をエッジワイズ曲げする際の構成を表した模式図を示す。
図９に、平角導体１０のエッジワイズ曲げ部１０ａの模式図を示す。
エッジワイズ曲げ巻線装置２０には、第１線材ガイド２１と、第２線材ガイド２２と、曲げ治具２３と、押さえフランジ２４を備えている。この他にエッジワイズ曲げ巻線装置２０には、図示しない平角導体１０を送る送り機構等を備えている。

第１線材ガイド２１は平角導体１０の外周側側面を押さえる治具であり、第２線材ガイド２２は平角導体１０の内周側側面を押さえる治具であり、第１線材ガイド２１と第２線材ガイド２２を用いて平角導体１０を幅方向にガイドしている。第１線材ガイド２１と第２線材ガイド２２とは、平角導体１０の最小板幅Ｗに隙間Ａを加えた距離に配置されている。隙間Ａは平角導体１０の寸法公差を考慮して設定されており、平角導体１０を送る際にかじらない配慮がされている。

平角導体１０をエッジワイズ曲げする際には、鍔が設けられた円柱状の押さえフランジ２４の鍔の部分で平角導体１０を厚み方向に押さえる。そして、曲げ治具２３を押さえフランジ２４中心に回転させることで、平角導体１０をエッジワイズ曲げ加工する。この際に、平角導体１０は押さえフランジ２４に押し付けられることで、応力集中部Ｓｐで応力が集中しこの付近にもっとも荷重が加わる。
その結果、図９に示すように平角導体１０のエッジワイズ曲げ部１０ａ付近には、隙間Ａが存在することで発生する第１変形部Ｐ１と、押さえフランジ２４の形状によって発生する第２変形部Ｐ２ができる。第１変形部Ｐ１及び第２変形部Ｐ２の変形量は実際には図８及び図９に示されるほど大きくはないが、固定子コアにコイルを挿入する際には占積率を低下させる原因となる。

したがって、特許文献１及び特許文献２では、平角導体のエッジワイズ曲げ部の内周側の厚みが増加する点に着目している。しかし、エッジワイズ曲げ部の寸法精度を高めるためには、内周側を治具で拘束したり、加圧したりするだけでは不十分であると考えられる。

そこで、本発明はこのような課題を解決するために、平角導体をエッジワイズ曲げ加工する際に、エッジワイズ曲げ部において不要な膨らみを低減させる巻線方法、及び巻線装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明による巻線方法は以下のような特徴を有する。
（１）平角導体の一端部側を把持部材で把持する一方、前記平角導体の他端部側の曲げ外周側を曲げ治具に当接させ、前記把持部材と前記曲げ治具の間に配設される押さえフランジに前記平角導体の曲げ内周側を支持させた状態で、前記平角導体を９０度曲げてエッジワイズ曲げ加工することでコイルを形成する巻線方法において、前記平角導体をエッジワイズ曲げ加工する際に、前記押さえフランジの左右に同時に曲げ力を加えるように前記把持部材と前記曲げ治具を駆動させ、エッジワイズ曲げ加工することにより、前記平角導体が前記押さえフランジと接触して応力を集中させる応力集中部を前記平角導体のエッジワイズ曲げ部の中心当たりに発生させて、前記押さえフランジの形状によって発生する変形部を前記押さえフランジの両側に分散させることを特徴とする。

（２）平角導体の一端部側を把持部材で把持する一方、前記平角導体の他端部側の曲げ外周側を曲げ治具に当接させ、前記把持部材と前記曲げ治具の間に配設される押さえフランジに前記平角導体の曲げ内周側を支持させた状態で前記曲げ治具を前記押さえフランジを中心に回転させ、前記平角導体を９０度曲げてエッジワイズ曲げ加工することでコイルを形成する巻線方法において、前記平角導体をエッジワイズ曲げ加工する際に、前記押さえフランジを、前記曲げ治具と同期させて回転させ、エッジワイズ曲げ加工することにより、前記平角導体が前記押さえフランジと接触して応力を集中させる応力集中部の発生ポイントを移動させ、前記押さえフランジの形状によって発生する変形部を前記押さえフランジの両側に分散させることを特徴とする。

また、前記目的を達成するために、本発明による巻線装置は以下のような特徴を有する。
（３）平角導体の一端部側を把持する把持部材と、前記平角導体の他端部側の曲げ外周側に当接するブロック状の曲げ治具と、前記把持部材と前記曲げ治具の間に配設される押さえフランジとを備え、前記押さえフランジに前記平角導体の曲げ内周側を支持させた状態で、前記平角導体を９０度曲げてエッジワイズ曲げ加工することでコイルを形成する巻線装置において、前記平角導体をエッジワイズ曲げ加工する際に、前記押さえフランジの左右に同時に曲げ力を加えるように、前記把持部材と前記曲げ治具を駆動させることにより、前記平角導体が前記押さえフランジと接触して応力を集中させる応力集中部を前記平角導体のエッジワイズ曲げ部の中心当たりに発生させて、前記押さえフランジの形状によって発生する変形部を前記押さえフランジの両側に分散させることを特徴とする。

（４）平角導体の一端部側を把持する把持部材と、前記平角導体の他端部側の曲げ外周側に当接するブロック状の曲げ治具と、前記把持部材と前記曲げ治具の間に配設される押さえフランジとを備え、前記押さえフランジに前記平角導体の曲げ内周側を支持させた状態で前記曲げ治具を前記押さえフランジを中心に回転させ、前記平角導体を９０度曲げてエッジワイズ曲げ加工することでコイルを形成する巻線装置において、前記平角導体のエッジワイズ曲げ加工する際に、前記押さえフランジを前記曲げ治具と同期させて回転させることにより、前記平角導体が前記押さえフランジと接触して応力を集中させる応力集中部の発生ポイントを移動させ、前記押さえフランジの形状によって発生する変形部を前記押さえフランジの両側に分散させることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明による巻線方法により、以下のような作用、効果が得られる。
まず、（１）に記載される発明は、平角導体をエッジワイズ曲げ加工することでコイルを形成する巻線方法において、平角導体をエッジワイズ曲げ加工する際に、平角導体の曲げ内周側を支持する支持部材の左右に同時に曲げ力を加えるように平角導体の曲げ外周側を支持するガイド部材を駆動させ、エッジワイズ曲げ加工するものである。

課題にも示した通り、平角導体をエッジワイズ曲げ加工すると、図９に示すように第１変形部Ｐ１と第２変形部Ｐ２が形成され、占積率を低下させる要因となる。
しかし、平角導体をエッジワイズ曲げ加工する際に、支持部材の左右に同時に曲げ力を加えるようにガイド部材を駆動することで、応力集中部Ｓｐの発生するポイントを平角導体のエッジワイズ曲げ部の中心辺りに持ってくることができる。こうすることで、図９に示したような第２変形部Ｐ２は両側に分散するので平角導体に形成される膨らみが軽減できる。また、支持部材を支点にしてガイド部材で左右同時に曲げ力を加えるため、課題に示すような隙間Ａが生じなくなり、第１変形部Ｐ１の発生を抑制することが可能となる。
よって、コイルを固定子コアに挿入したときに固定子コアに干渉するような平角導体の膨らみの発生を押さえることが可能であり、固定子の占積率を向上させることができる。

また、（２）に記載される発明は、平角導体をエッジワイズ曲げ加工することでコイルを形成する巻線方法において、平角導体をエッジワイズ曲げ加工する際に、平角導体の曲げ内周側を支持する支持部材を、支持部材を中心に回転する曲げ治具と同期させて回転させ、エッジワイズ曲げ加工するものである。

曲げ治具と同期させて支持部材も回転させるため、応力集中部Ｓｐを移動させることが可能となる。従って、実質的に（１）と同等の効果が得られ第１変形部Ｐ１の発生を抑制し、第２変形部Ｐ２が支持部材を挟んだ両側に分散されて平角導体に形成されるのでそれぞれの場所での膨らみを軽減することが可能となる。（１）と異なる点は、支持部材を挟んだ両側を駆動する必要がないため、片側を固定とすることができる点である。平角導体は長い状態でボビンにまかれ、巻き出されながら進行方向に送られることが多い。したがって、支持部材を挟んだ両側を駆動する必要がある場合には、ボビン送り設備等も動かす必要が出てくる。このような構成だと設備のスペース効率の問題が起きるが、支持部材を曲げ治具と同期させる構成であれば、片側を固定しておけば良いため、設備を簡略化できるメリットがある。

また、このような特徴を有する本発明による巻線装置により、以下のような作用、効果が得られる。
まず、（３）に記載される発明は、平角導体をエッジワイズ曲げ加工することでコイルを形成する巻線装置において、平角導体の曲げ内周側を支持する支持部材と、平角導体の曲げ外周側を支持する第１ガイド部材と、第２ガイド部材と、を備え、平角導体をエッジワイズ曲げ加工する際に、支持部材の左右に同時に曲げ力を加えるように、第１ガイド部材と第２ガイド部材を駆動させ、エッジワイズ曲げ加工するものである。

したがって、（１）に示す巻線方法と同様に、平角導体をエッジワイズ曲げ加工する際に、支持部材の左右に同時に曲げ力を加えるように第１ガイドと第２ガイドを駆動することで、図９に示したような第２変形部Ｐ２は両側に形成されることで分散されるので平角導体に形成される膨らみが軽減できる。また、支持部材を支点にしてガイド部材で左右同時に曲げ力を加えるため、課題に示すような隙間Ａが生じなくなり、第１変形部Ｐ１の発生を抑制することが可能となる。
よって、コイルを固定子コアに挿入したときに固定子コアに干渉するような平角導体の膨らみの発生を押さえることが可能であり、固定子の占積率を向上させることができる。

また、（４）に記載される発明は、平角導体をエッジワイズ曲げ加工することでコイルを形成する巻線装置において、平角導体の曲げ外周側を支持するガイド部材と、平角導体の曲げ内周側を支持する支持部材と、支持部材を中心に回転し、平角導体をエッジワイズ曲げ加工する曲げ治具と、を備え、平角導体のエッジワイズ曲げ加工する際に、支持部材を曲げ治具と同期させて回転させるものである。
よって、（２）に示す巻線方法と同様に、平角導体をエッジワイズ曲げ加工する際に、曲げ治具と同期して支持部材を回転させるので、第１変形部Ｐ１の発生を抑制し第２変形部Ｐ２が支持部材を挟んだ両側に分散されて平角導体に形成されるのでそれぞれの場所での膨らみを軽減することが可能となる。また、（３）の構成よりも設備を簡略化できる。
その結果、コイルの寸法精度を向上させ、固定子の占積率を向上させることができる。

まず、本発明の第１実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図１に、エッジワイズ曲げ巻線装置２０の概略図を示している。図２に、エッジワイズ曲げ巻線装置２０の断面概略図を示している。
エッジワイズ曲げ巻線装置２０には、第１線材ガイド２１、第２線材ガイド２２、曲げ治具２３及び押さえフランジ２４が備えられている。また、クランプ部３０及び線材送り機構４０を備えている。
第１線材ガイド２１は平角導体１０の側面を支持するように、平角導体１０がエッジワイズ曲げ加工される時の曲げ方向の外周側に配置されている。すなわち、コイル１３の外周側に配置されることになる。
平角導体１０は銅やアルミニウムなどの導電性の良い金属であり、周囲には絶縁被膜が施されている。

第２線材ガイド２２は、エッジワイズ曲げ巻線装置２０に固定された部材で、平角導体１０の曲げ方向の内周側に配置されている。すなわち、平角導体１０が巻回されて形成するコイル１３の内周側にあたる部分を押さえる機構となっている。図１では分かりにくいが、第２線材ガイド２２はコイル１３の内周側に平角導体１０の厚みだけ突出しており、平角導体１０の側面を支持する構成となっている。
第１線材ガイド２１と第２線材ガイド２２との間には、平角導体１０が通される。したがって、第１線材ガイド２１と第２線材ガイド２２の隙間は平角導体１０の最小板幅Ｗと幅方向の寸法公差を考慮した隙間Ａとを加えただけの間隔が設けられている。

曲げ治具２３は、平角導体１０をエッジワイズ曲げ加工する機構であり、図２に示される曲げ用サーボモータ５０の駆動力が伝達されて押さえフランジ２４を中心にして回転する。曲げ用サーボモータ５０の動力は、第１ギア５２と第２ギア５３に伝達されて、ベアリングなどで回転可能に支持されている回転体５４を介して曲げ治具２３に伝達される。
曲げ治具２３は平角導体１０の外側面に接するように配置されているので、曲げ治具２３の回転によって平角導体１０に力を加える。

一方、クランプ部３０、線材送り機構４０、及び図示しないアンコイラを含む機構と、第１線材ガイド２１を載せた可動ベース５７も、曲げ治具２３に同期して曲げ治具２３と同じ角度だけ曲げ治具２３と逆方向に回転動作するように構成されている。可動ベース５７には、図示しないサーボモータ等の駆動機構を備えることで、押さえフランジ２４を中心にして回転移動する。可動ベース５７と共に第１線材ガイド２１も押さえフランジ２４を中心にして回転するので、可動ベース５７の回転によって第１線材ガイド２１が平角導体１０の側面に力を加えることになる。
平角導体１０のエッジワイズ曲げ加工時には第１線材ガイド２１と曲げ治具２３はそれぞれ逆方向に９０度プラスαの角度を形成する。

図３に、図２の部分拡大図を示す。平角導体１０を鍔２４ａで押さえている様子を示している。
押さえフランジ２４は、図３に示すように鍔２４ａとシャフト２４ｂを有する。
シャフト２４ｂはクランプ用サーボ５１に接続されており、図２の図面下方向に移動することが可能である。これは鍔２４ａで平角導体１０の側面を厚み方向に押さえるためであり、平角導体１０を一定の厚みになるように加圧することが可能である。なお、シャフト２４ｂには図示しないストッパーが備えられており、一定量以上は降下しないように構成されている。

エッジワイズ曲げ巻線装置２０はベース５５に固定されている。
線材ガイド２５は、平角導体１０を厚み方向に押さえ、平角導体１０がエッジワイズ曲げ巻線装置２０から浮き上がらないように保護するためのガイドである。
クランプ部３０は平角導体１０を厚み方向に押さえ、平角導体１０の移動を防ぐ機能を備えている。線材送り機構４０は、平角導体１０を進行方向に所定量送る機能を備えている。送りはサーボによって制御されており、コイル１３を巻回するに従って平角導体１０の送り量を増減させることが可能となっている。
なお、前述した通りクランプ部３０及び線材送り機構４０は可動ベース５７の上に設置されており、可動ベース５７の回転に伴って動作する。

次に、エッジワイズ曲げ巻線装置２０の動作について説明を行う。
図４に、平角導体１０をエッジワイズ曲げ巻線装置２０でエッジワイズ曲げ加工する際の模式図を示す。
図示しないボビンに巻かれた平角導体１０を、線材送り機構４０を駆動させることで押さえフランジ２４側に送る。線材送り機構４０で平角導体１０をクランプし、平角導体１０を所定距離送った後、クランプ部３０で平角導体１０をクランプする。そして、線材送り機構４０をアンクランプして所定位置に戻す。

この後、押さえフランジ２４を降下させて平角導体１０を鍔２４ａで押さえる。押さえフランジ２４は所定の位置まで降下するとそれ以上降下しない構造となっているので、鍔２４ａの下面と、保持テーブル５６の上面との間は所定の間隔となる。この間隔は平角導体１０の平均板幅とほぼ同じに設定されている。したがって、平角導体１０は鍔２４ａと保持テーブル５６で挟まれることになる。

この状態で、曲げ治具２３と可動ベース５７を同期させて回転させて、曲げ治具２３と第１線材ガイド２１が反対方向に回転するように駆動する。それぞれの回転角度は４５度プラスαであり、第１線材ガイド２１と曲げ治具２３の成す角度は９０度プラスαとなる。
平角導体１０を９０度にエッジワイズ曲げ加工するためには、平角導体１０のスプリングバックを考慮する必要がある。平角導体１０は銅やアルミニウムなどの比較的柔らかい金属で形成されているが、弾性域の変形シロがある。したがって、多少スプリングバックしてしまうため、プラスα分で調整することでエッジワイズ曲げ部１０ａを９０度の角度で形成することができる。平角導体１０は、シャフト２４ｂの外周に沿って曲げられるので、平角導体１０のエッジワイズ曲げ部１０ａ内周の径はシャフト２４ｂの外径と均しくなる。

この後、押さえフランジ２４をアンクランプして曲げ治具２３と可動ベース５７を所定の位置に戻した後、クランプ部３０でのアンクランプと、線材送り機構４０でのクランプを行い、平角導体１０の送りを再度行う。平角導体１０の送り量はコイル１３の短辺と長辺で異なり、コイル１３の短辺はコイル１３が略台形状に形成される関係で、ターンによって短辺の送り量を徐々に変える必要がある。
こうして、平角導体１０はエッジワイズ曲げ加工され、コイル１３が形成される。

第１実施形態は、上記構成であるので、以下に説明する作用効果を奏する。
まず、第１の効果として、エッジワイズ曲げ加工した際の平角導体１０の寸法精度の向上が図れる点が挙げられる。
第１実施形態の平角導体１０の巻線方法は、平角導体１０をエッジワイズ曲げすることでコイル１３を形成する巻線方法において、平角導体１０をエッジワイズ曲げ加工する際に、平角導体１０の曲げ内周側を支持するシャフト２４ｂの左右に同時に曲げ力を加えるように平角導体１０の曲げ外周側を支持する第１線材ガイド２１及び曲げ治具２３を駆動させ、エッジワイズ曲げ加工するものである。

この結果、課題で指摘する図９に示した第１変形部Ｐ１からの平角導体１０の変形及び第２変形部Ｐ２の変形を抑えることが可能になる。
平角導体１０をエッジワイズ曲げ加工する際に、シャフト２４ｂの左右に同時に曲げ力を加えるように第１線材ガイド２１と曲げ治具２３を駆動させる。第１線材ガイド２１は可動ベース５７と共にシャフト２４ｂを中心に回転し、曲げ治具２３も曲げ用サーボモータ５０によってシャフト２４ｂを中心に第１線材ガイド２１とは反対方向に回転する。第１線材ガイド２１と曲げ治具２３がそれぞれ逆方向に同時に平角導体１０へ曲げ力を加えるので、平角導体１０のエッジワイズ曲げ部１０ａの中心辺りに応力が集中することになる。

したがって、図９に示される第１変形部Ｐ１及び第２変形部Ｐ２のような変形は起こりにくくなる。平角導体１０のエッジワイズ曲げ部１０ａの中心辺りは、鍔２４ａの下面と、保持テーブル５６の上面との間は所定の間隔となっているので、平角導体１０に応力がかかっても幅方向には逃げ場は無く、膨らむことはできない。また、シャフト２４ｂに接しておりエッジワイズ曲げ部１０ａの内周方向にも逃げ場はない。結局、曲げ時に発生する応力によって膨らもうとする力はエッジワイズ曲げ部１０ａの外周方向に主に逃げることになる。
平角導体１０のエッジワイズ曲げ部１０ａの外側に変形するぶんには、コイル１３を形成した後、図示しない固定子コアに挿入しても固定子コア側に干渉することはない。また、隣り合うコイル１３との干渉についても、エッジワイズ曲げ部１０ａの内周側に比べて外周側は引っ張られて薄くなる傾向にあるため、変形の影響が少なく、結果的にコイル１３の変形はほとんど起こらない。つまり平角導体１０のエッジワイズ曲げ部１０ａの寸法精度の向上につながり、固定子コアの占積率の向上に寄与できる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。
（第２実施形態）
第２実施形態は第１実施形態の構成とほぼ同じである。ただし、可動ベース５７を用いる代わりに押さえフランジ２４が回転する構成となっている点で異なる。以下、異なる点を説明する。
図５に、第２実施形態のエッジワイズ曲げ巻線装置２０の側面断面図を示す。
第２実施形態のエッジワイズ曲げ巻線装置２０の装置レイアウトは、第１実施例の図１とほぼ同じである。しかし、第２実施形態では、図５に示すように保持テーブル５６は同期回転体５８を介して第３ギア５９が設けられている。この第３ギア５９は図示しないサーボモータによって駆動される。また、押さえフランジ２４についても、保持テーブル５６に同期して動作する。なお、可動ベース５７を備えないため、第１線材ガイド２１、クランプ部３０及び線材送り機構４０は回転しない。
また、第１実施形態とは異なり第２実施形態のクランプ部３０にはスライド機構が備えられており、平角導体１０の送り方向にスライドする機構を備えている。

次に、第２実施形態のエッジワイズ曲げ巻線装置２０の動作を説明する。
図６に、第２実施形態のエッジワイズ曲げ巻線装置２０で平角導体１０をエッジワイズ曲げ加工する際の模式図を示す。
図示しないボビンに巻かれた平角導体１０を、線材送り機構４０を駆動させることで押さえフランジ２４側に送る。線材送り機構４０で平角導体１０をクランプし、平角導体１０を所定距離送った後、クランプ部３０で平角導体１０をクランプする。そして、線材送り機構４０をアンクランプして所定位置に戻す。

この後、押さえフランジ２４を降下させて平角導体１０を鍔２４ａで押さえる。押さえフランジ２４は所定の位置まで降下するとそれ以上降下しない構造となっているので、鍔２４ａの下面と、保持テーブル５６の上面との間は所定の間隔となる。この間隔は平角導体１０の最小板幅Ｗとほぼ同じに設定されている。したがって、平角導体１０は鍔２４ａと保持テーブル５６で挟まれることになる。

この状態で、曲げ治具２３と押さえフランジ２４と保持テーブル５６とを回転させる。曲げ治具２３の回転角度は９０度プラスαである。また、押さえフランジ２４と保持テーブル５６の回転角度は４５度程度である。
平角導体１０は、シャフト２４ｂの外周に沿って曲げられるので、平角導体１０のエッジワイズ曲げ部１０ａ内周の径はシャフト２４ｂの外径と均しくなる。この際、クランプ部３０は平角導体１０をエッジワイズ曲げ加工するにあたり徐々に平角導体１０の送り方向にスライドさせる。送り量は押さえフランジ２４の回転に伴って押さえフランジ２４の外周の１／４分程度の距離送られる。

この後、押さえフランジ２４をアンクランプして曲げ治具２３を所定の位置に戻した後、クランプ部３０でのアンクランプと、線材送り機構４０でのクランプを行い、平角導体１０の送りを再度行う。
平角導体１０の送り量はコイル１３の短辺と長辺で異なり、コイル１３の短辺はコイル１３が略台形状に形成される関係で、ターンによって短辺の送り量を徐々に変える必要がある。
こうして、平角導体１０はエッジワイズ曲げ加工され、コイル１３が形成される。

第２実施形態は、上記構成であるので、以下に説明する作用効果を奏する。
まず、第１の効果として、第１実施形態同様に、エッジワイズ曲げ加工した際の平角導体１０の寸法精度の向上が図れる点が挙げられる。
第２実施形態の巻線方法は、平角導体１０をエッジワイズ曲げすることでコイル１３を形成する巻線方法において、平角導体１０をエッジワイズ曲げ加工する際に、平角導体１０の曲げ内周側を支持する押さえフランジ２４を、押さえフランジ２４を中心に回転する曲げ治具２３と同期させて回転させ、エッジワイズ曲げ加工するものである。

曲げ治具２３と同期させて押さえフランジ２４及び保持テーブル５６も回転させるため、図６に示したように応力集中部Ｓｐを移動させることが可能となる。平角導体１０をエッジワイズ曲げ加工開始する際には図８に示すように、平角導体１０が直線状である状態で押さえフランジ２４に接する点で発生する。しかしながら、エッジワイズ曲げ加工する際に押さえフランジ２４及び保持テーブル５６を同期して回転させるので、応力集中部Ｓｐの位置もそれにつられて移動する。
従って、実質的に第１実施形態と同等の効果が得られ第１変形部Ｐ１の発生を抑制し、第２変形部Ｐ２が支持部材を挟んだ両側に分散されて平角導体１０に形成されるのでそれぞれの場所での膨らみを軽減することが可能となる。

第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、押さえフランジ２４を挟んだ両側を駆動する必要がないため、片側を固定とすることができる点である。すなわち第１実施形態のように可動ベース５７を設けて回転させる必要はない。平角導体１０はボビンに巻かれ、巻き出されながら進行方向に送られる。したがって、押さえフランジ２４を挟んだ両側を駆動する必要がある場合には、ボビン及びクランプ部３０及び線材送り機構４０も回転させる必要が出てくる。このような構成だと設備のスペース効率の問題が起きるが、押さえフランジ２４及び保持テーブル５６を曲げ治具２３と同期させる構成であれば、片側を固定しておけば良いため、エッジワイズ曲げ巻線装置２０の構造を簡略化できるメリットがある。

以上、本実施形態に則して発明を説明したが、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより実施することもできる。
例えば、第１実施形態の設備構成を図１、図２等で示しているが、設備の構成を変更することを妨げない。ボビンの位置が図１に示すように横長になり押さえフランジ２４の位置から遠くなれば、モーメントが大きくなる等の弊害も出やすい。したがって、ボビンの位置を押さえフランジ２４の下側に持ってくるなどの構成に変更することも考えられる。
また、第２実施形態の設備構成についても、同期させる機構を差動機構としたり、カムを用いたりすることも考えられる。さらに、押さえフランジ２４の回転角度を４５度程度としているが、応力集中部Ｓｐの移動が目的であるので、応力集中部Ｓｐが所定の位置に移動しさえすれば、回転角度を変更することを妨げない。

第１実施形態の、エッジワイズ曲げ巻線装置の概略図である。第１実施形態の、エッジワイズ曲げ巻線装置の断面概略図である。第１実施形態の、図２の部分拡大図である。第１実施形態の、平角導体をエッジワイズ曲げ巻線装置でエッジワイズ曲げ加工する際の模式図である。第１実施形態の、エッジワイズ曲げ加工した平角導体の模式図である。第２実施形態の、エッジワイズ曲げ巻線装置で平角導体をエッジワイズ曲げ加工する際の模式図である。第２実施形態の、エッジワイズ曲げ巻線装置で平角導体をエッジワイズ曲げ加工する際の模式図である。出願人が調査に用いた、平角導体をエッジワイズ曲げする際の構成を表した模式図である。出願人が調査した、平角導体のエッジワイズ曲げ部の模式図である。

符号の説明

１０平角導体
１０ａエッジワイズ曲げ部
１３コイル
２０エッジワイズ曲げ巻線装置
２１第１線材ガイド
２２第２線材ガイド
２３曲げ治具
２４押さえフランジ
２４ａ鍔
２４ｂシャフト
２５線材ガイド
２６ガイド部材移動機構
３０クランプ部
４０線材送り機構
５０曲げ用サーボモータ
５１クランプ用サーボ
５２第１ギア
５３第２ギア
５４回転体
Ａ隙間
Ｐ１第１変形部
Ｐ２第２変形部
Ｒ半径
Ｗ最小板幅

Claims

平角導体の一端部側を把持部材で把持する一方、前記平角導体の他端部側の曲げ外周側を曲げ治具に当接させ、前記把持部材と前記曲げ治具の間に配設される押さえフランジに前記平角導体の曲げ内周側を支持させた状態で、前記平角導体を９０度曲げてエッジワイズ曲げ加工することでコイルを形成する巻線方法において、
前記平角導体をエッジワイズ曲げ加工する際に、
前記押さえフランジの左右に同時に曲げ力を加えるように前記把持部材と前記曲げ治具を駆動させ、エッジワイズ曲げ加工することにより、前記平角導体が前記押さえフランジと接触して応力を集中させる応力集中部を前記平角導体のエッジワイズ曲げ部の中心当たりに発生させて、前記押さえフランジの形状によって発生する変形部を前記押さえフランジの両側に分散させることを特徴とする巻線方法。
平角導体の一端部側を把持部材で把持する一方、前記平角導体の他端部側の曲げ外周側を曲げ治具に当接させ、前記把持部材と前記曲げ治具の間に配設される押さえフランジに前記平角導体の曲げ内周側を支持させた状態で前記曲げ治具を前記押さえフランジを中心に回転させ、前記平角導体を９０度曲げてエッジワイズ曲げ加工することでコイルを形成する巻線方法において、
前記平角導体をエッジワイズ曲げ加工する際に、
前記押さえフランジを、前記曲げ治具と同期させて回転させ、エッジワイズ曲げ加工することにより、前記平角導体が前記押さえフランジと接触して応力を集中させる応力集中部の発生ポイントを移動させ、前記押さえフランジの形状によって発生する変形部を前記押さえフランジの両側に分散させることを特徴とする巻線方法。
平角導体の一端部側を把持する把持部材と、前記平角導体の他端部側の曲げ外周側に当接するブロック状の曲げ治具と、前記把持部材と前記曲げ治具の間に配設される押さえフランジとを備え、前記押さえフランジに前記平角導体の曲げ内周側を支持させた状態で、前記平角導体を９０度曲げてエッジワイズ曲げ加工することでコイルを形成する巻線装置において、
前記平角導体をエッジワイズ曲げ加工する際に、前記押さえフランジの左右に同時に曲げ力を加えるように、前記把持部材と前記曲げ治具を駆動させることにより、前記平角導体が前記押さえフランジと接触して応力を集中させる応力集中部を前記平角導体のエッジワイズ曲げ部の中心当たりに発生させて、前記押さえフランジの形状によって発生する変形部を前記押さえフランジの両側に分散させることを特徴とする巻線装置。
平角導体の一端部側を把持する把持部材と、前記平角導体の他端部側の曲げ外周側に当接するブロック状の曲げ治具と、前記把持部材と前記曲げ治具の間に配設される押さえフランジとを備え、前記押さえフランジに前記平角導体の曲げ内周側を支持させた状態で前記曲げ治具を前記押さえフランジを中心に回転させ、前記平角導体を９０度曲げてエッジワイズ曲げ加工することでコイルを形成する巻線装置において、
前記平角導体のエッジワイズ曲げ加工する際に、前記押さえフランジを前記曲げ治具と同期させて回転させることにより、前記平角導体が前記押さえフランジと接触して応力を集中させる応力集中部の発生ポイントを移動させ、前記押さえフランジの形状によって発生する変形部を前記押さえフランジの両側に分散させることを特徴とする巻線装置。