JP5402503B2 - Rotating electric machine stator or rotor coil forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、２軸方向に金型を同時に移動させながら、回転電機の固定子又は回転子のコイルを成形するコイル成形装置に関する。 The present invention relates to a coil forming apparatus that forms a stator of a rotating electrical machine or a coil of a rotor while simultaneously moving a mold in two axial directions.
従来、線材を２軸方向に加工する技術として、特許文献１に見られるように、金属製線材の一地点を挟着固定し得る一対の係止具と、線材の軸方向に移動可能にして、前記一地点から所定距離だけ離れた線材の他地点を挟着固定し得る一対の挟着具と、該挟着具と前記係止具との中間位置で且つ挟着具と係止具に支持される線材の側方に配され、線材の対向面を半円形状にすると共に、前記挟着具の１／２の速度で線材Ｗの軸方向に移動し且つ線材に対し垂直方向へ進退動可能な駒とを具備する折曲げ機が知られている。この従来技術は、ニクロム線などをＵの字の繰り返し波状模様の曲げ加工するものであって、２軸方向に金型を同時に移動させながら２軸方向から金型で成形するものではない。 Conventionally, as seen in Patent Document 1, as a technique for processing a wire in two axial directions, a pair of locking tools capable of sandwiching and fixing one point of a metal wire and an axial movement of the wire are made possible. A pair of clamping tools that can clamp and fix other points of the wire separated by a predetermined distance from the one spot, and an intermediate position between the clamping tool and the locking tool, and between the clamping tool and the locking tool Arranged on the side of the supported wire, the opposing surface of the wire is made into a semicircular shape, moves in the axial direction of the wire W at half the speed of the clamping tool, and advances and retreats in the direction perpendicular to the wire. A folding machine having a movable piece is known. In this prior art, nichrome wire or the like is bent into a U-shaped repeated wavy pattern, and is not formed from a biaxial direction while simultaneously moving the mold in the biaxial direction.
上下方向と水平方向の２軸方向に金型を移動させながら曲げようとすると、水平方向では線材を圧縮することになり、また、上下方向では線材を引っ張ることになる。このように線材にストレスが掛かると成形後の形状が均一にならず、所定寸法が確保できないという問題が生じていた。 If it is going to bend while moving a metal mold | die to 2 directions of an up-down direction and a horizontal direction, a wire will be compressed in a horizontal direction, and a wire will be pulled in an up-down direction. As described above, when stress is applied to the wire, the shape after molding is not uniform, and there is a problem that a predetermined dimension cannot be secured.
本発明は、上記問題に鑑み、２軸方向に金型を同時に移動させながら、回転電機の固定子又は回転子のコイルを成形するコイル成形装置を提供するものである。 In view of the above problems, the present invention provides a coil forming apparatus for forming a stator of a rotating electrical machine or a coil of a rotor while simultaneously moving a mold in two axial directions.
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、長尺の線材を曲げて、コイルエンド（３１、３３）と直線部（３２）を交互に成形して凹凸形状のコイル（３０）を成形するコイル成形装置であって、該コイル成形装置は、それぞれ前記コイルエンド（３１、３３）を成形加工する、順に並んだ第１金型（１）、第２金型（２）、及び、第３金型（３）と、第１金型（１）と第２金型（２）のいずれか一方に連結した、少なくとも第１カム溝（４４）が設けられた第１カム板（４１）と、他方に連結した第１カムフォロア（４８）と、第２金型（２）と第３金型（３）のいずれか一方に連結した、少なくとも第２カム溝（４５）が設けられた第２カム板（４２）と、他方に連結した第２カムフォロア（４８’）と、を具備するコイル成形装置において、前記第１金型（１）、及び、前記第３金型（３）は、Ｘ軸方向に移動自在であり、前記第２金型（２）は、Ｘ軸方向、及び、Ｙ軸方向に移動自在であり、前記第２金型（２）がＹ軸方向に駆動されることにより、前記第１カムフォロア（４８）が第１カム溝（４４）に案内されて、前記第１金型（１）と前記第２金型（２）との間で、前記コイル（３０）を９０度曲げ加工して、前記直線部（３２）を成形すると共に、前記第２カムフォロア（４８’）が第２カム溝（４５）に案内されて、前記第２金型（２）と前記第３金型（３）との間で、前記コイル（３０）を９０度曲げ加工して、前記直線部（３２）を成形することを特徴とするコイル成形装置である。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is characterized in that a long wire is bent, and coil ends (31, 33) and linear portions (32) are alternately formed to form an uneven coil (30). A coil forming device for forming, the coil forming device forming the coil ends (31, 33), respectively, a first die (1), a second die (2), and The first cam plate (41) provided with at least a first cam groove (44) connected to one of the third mold (3), the first mold (1) and the second mold (2). ), A first cam follower (48) connected to the other, and at least a second cam groove (45) connected to one of the second mold (2) and the third mold (3). A coil forming apparatus comprising a second cam plate (42) and a second cam follower (48 ') connected to the other The first mold (1) and the third mold (3) are movable in the X-axis direction, and the second mold (2) is movable in the X-axis direction and Y The first cam follower (48) is guided to the first cam groove (44) when the second mold (2) is driven in the Y-axis direction, and is movable in the axial direction. The coil (30) is bent 90 degrees between the mold (1) and the second mold (2) to form the linear portion (32), and the second cam follower (48 ') ) Is guided by the second cam groove (45), the coil (30) is bent 90 degrees between the second mold (2) and the third mold (3), The coil forming apparatus is characterized in that the straight portion (32) is formed.
これにより、形状成形の制御は、カム機構によって極めて簡潔にして行われ、コイルにストレスを掛けることなく、均一成形が行われ、所定寸法が確保することができるものである。また、カム機構を使用して、各金型が、連鎖移動して、上下方向と水平方向の２軸方向に、金型を移動させながらコイル３０を曲げることができる。 As a result, the shape forming control is performed very simply by the cam mechanism, and uniform forming is performed without applying stress to the coil, and a predetermined dimension can be secured. In addition, using the cam mechanism, the molds can be chain-moved and the coil 30 can be bent while moving the molds in the two axial directions of the vertical direction and the horizontal direction.
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第１金型（１）には、第１カム板（４１）が連結し、前記第２金型（２）には、第１カムフォロア（４８）が連結し、前記第３金型（３）には、第２カム板（４２）が連結し、第２カムフォロア（４８’）は第１カムフォロア（４８）と一致しており、第１カムフォロア（４８）は、第１カム溝（４４）と第２カム溝（４５）に同時に案内されることを特徴とする。これにより、カム機構をシンプルにすることができる。
請求項３の発明は、請求項１、又は、２の発明において、前記第１金型（１）、前記第２金型（２）、又は、前記第３金型（３）のいずれかが、Ｘ軸方向に固定されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a first cam plate (41) is connected to the first mold (1), and a first cam follower is connected to the second mold (2). (48) is connected, the second mold plate (42) is connected to the third mold (3), and the second cam follower (48 ') coincides with the first cam follower (48), One cam follower (48) is guided in the first cam groove (44) and the second cam groove (45) simultaneously. Thereby, the cam mechanism can be simplified.
The invention of claim 3 is the invention of claim 1 or 2, wherein any one of the first mold (1), the second mold (2), or the third mold (3) is provided. , Fixed in the X-axis direction.
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の発明において、前記第１金型（１）、又は、第３金型（３）のいずれかが、前記第１カム板（４１）、又は、前記第２カム板（４２）を介して、Ｘ軸方向に駆動されることを特徴とする。これにより、直線部の９０度曲げ加工を正確に行うことができる。 The invention of claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein either the first mold (1) or the third mold (3) is the first cam plate. (41) or driven in the X-axis direction via the second cam plate (42). Thereby, 90 degree | times bending process of a linear part can be performed correctly.
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の発明において、前記第１カム溝（４４）、又は、前記第２カム溝（４５）が円弧状であることを特徴とする。 The invention of claim 5 is the invention of any one of claims 1 to 4, wherein the first cam groove (44) or the second cam groove (45) is arcuate. To do.
請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の発明において、前記第１カム溝（４４）、又は、前記第２カム溝（４５）のカムプロフィールの一部がインボリュート曲線で構成されており、前記コイル（３０）の９０度曲げ加工末期が、前記インボリュート曲線で案内されることを特徴とする。これにより、コイル３０の９０度曲げ加工末期が、インボリュート曲線で案内され、曲げストレスが掛からないようになされている。 The invention of claim 6 is the invention of any one of claims 1 to 5, wherein a part of the cam profile of the first cam groove (44) or the second cam groove (45) is an involute curve. The last stage of 90 degree bending of the coil (30) is guided by the involute curve. Thereby, the 90 degree bending end stage of the coil 30 is guided by the involute curve so that bending stress is not applied.
なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol attached | subjected above is an example which shows a corresponding relationship with the specific embodiment as described in embodiment mentioned later.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. About each embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the part of the same structure, and the description is abbreviate | omitted.
図１は、本発明のコイル成形装置により成形されたコイル３０を示す説明図である。（ａ）は、成形前のコイル（長尺の線材、角線材）であり、（ｂ）は、線材の断面図であり、（ｃ）は、成形後のコイル３０である。図２の（ａ）は、成形後のコイル３０が組み込まれた固定子コイル１０を示す図であり、（ｂ）は、段差のあるコイルエンド３１を持つコイル３０の一例、（ｃ）は、山形のコイルエンド３３を持つコイル３０の、他の一例である。図３は、コイル３０を積層して形成した固定子巻線２０を示す斜視図である。図４は、図２（ａ）に示す固定子コイル１０（４０３）が組み込まれた回転電機４０１の一例を示す図である。 FIG. 1 is an explanatory view showing a coil 30 formed by the coil forming apparatus of the present invention. (A) is a coil (long wire rod, square wire rod) before molding, (b) is a cross-sectional view of the wire rod, and (c) is a coil 30 after molding. FIG. 2A is a diagram showing the stator coil 10 in which the molded coil 30 is incorporated, FIG. 2B is an example of the coil 30 having a stepped coil end 31, and FIG. This is another example of the coil 30 having the angled coil end 33. FIG. 3 is a perspective view showing the stator winding 20 formed by stacking the coils 30. FIG. 4 is a diagram showing an example of the rotating electrical machine 401 in which the stator coil 10 (403) shown in FIG.
まず、本発明の一実施形態を説明する前に、本発明により製造されたコイル３０がどのように使用されるかについて説明する。コイル３０を複数層重ねて使用し、それらを組み付けた固定子コイル１０と、その固定子コイル１０（４０３）を組み込んだ回転電機４０１を、一例として説明する。本発明により製造されたコイル３０は、これらの一例に限らず、その他にも適用可能であることは言うまでもない。 First, before describing an embodiment of the present invention, how the coil 30 manufactured according to the present invention is used will be described. A stator coil 10 in which a plurality of layers of coils 30 are used and assembled, and a rotating electrical machine 401 incorporating the stator coil 10 (403) will be described as an example. It goes without saying that the coil 30 manufactured according to the present invention is not limited to these examples, and can be applied to other cases.
図２（ａ）に示すように、固定子コア１２には、軸方向に沿い周方向に隣接するスロット１４、１５を一組として固定子コア１２の内周側の周方向に複数組のスロットが形成されている。コイル３０の直線部３２はスロット１４、１５に挿入される。一例として、固定子巻線２０（固定子巻線２０は三相巻線である）は、コイル３０を積層して芯金に巻きつけて形成したものである。その場合には、巻線コイル２０に分割コアを周方向に全周配設して、固定子コイル１０が組み立てられる。また、通常のように、コイル３０をスロット１４、１５に組み込んで、固定子コア１２を環状に形成しても良い。 As shown in FIG. 2 (a), the stator core 12 has a plurality of slots in the circumferential direction on the inner circumferential side of the stator core 12, with a pair of slots 14 and 15 adjacent in the circumferential direction along the axial direction. Is formed. The straight portion 32 of the coil 30 is inserted into the slots 14 and 15. As an example, the stator winding 20 (the stator winding 20 is a three-phase winding) is formed by stacking the coils 30 and winding them around a core metal. In this case, the stator coil 10 is assembled by arranging the split cores in the circumferential direction in the winding coil 20. Further, as usual, the coil 30 may be incorporated in the slots 14 and 15 to form the stator core 12 in an annular shape.
図２（ａ）に示すように、複数層のコイル３０は、固定子コア１２の一方の軸方向側の端面１３から露出してコイルエンド３１を形成している。図２（ｂ）に示すように、コイル３０に６個の段部を形成したことにより、コイルエンドの高さを低くし、コイルエンドの径方向の幅を小さくすることができる。その他、図２（ｃ）に示す山形のコイルエンド３３が用いられても良い。この場合には、図１の成形後のコイルのコイルエンドは、段差のない山形となっている。その場合の一実施形態のコイル成形装置の金型は、コイルエンドが山形に対応した金型が用いられる。 As shown in FIG. 2A, the multi-layer coil 30 is exposed from the end surface 13 on one axial side of the stator core 12 to form a coil end 31. As shown in FIG. 2B, by forming the six step portions in the coil 30, the height of the coil end can be reduced and the radial width of the coil end can be reduced. In addition, a mountain-shaped coil end 33 shown in FIG. 2C may be used. In this case, the coil end of the coil after molding shown in FIG. In this case, a die having a coil end corresponding to a chevron is used as the die of the coil forming apparatus according to an embodiment.
巻線コイル２０に分割コア２を周方向に配設して固定子コイル１０が組み立てられると、図４に示すような回転電機４０１に配設される。回転電機４０１は、略有底筒状の一対のハウジング部材４１０ａ、４１０ｂが開口部同士で接合されてなるハウジング４１０と、ハウジング４１０に軸受け５１０、５１１を介して回転自在に支持される回転軸４２０に固定された回転子４０２と、ハウジング４１０の内部で回転子４０２を包囲する位置でハウジング４１０に固定された固定子４０３（１０）を備えている。 When the stator core 10 is assembled by arranging the split cores 2 in the winding coil 20 in the circumferential direction, the stator coil 10 is arranged in a rotating electrical machine 401 as shown in FIG. The rotating electrical machine 401 includes a housing 410 in which a pair of substantially bottomed cylindrical housing members 410 a and 410 b are joined at openings, and a rotating shaft 420 that is rotatably supported by the housing 410 via bearings 510 and 511. And a stator 403 (10) fixed to the housing 410 at a position surrounding the rotor 402 inside the housing 410.
本発明により製造されたコイル３０が適用される回転電機としては、図４の回転電機４０１に限らず、その他の同期電動機、誘導電動機、発電機、発電機と電動機を兼ねる回転電機、コアレスモータ等のコイルに適用しても良い。 The rotating electrical machine to which the coil 30 manufactured according to the present invention is applied is not limited to the rotating electrical machine 401 of FIG. You may apply to this coil.
図１（ｃ）に示した成形後のコイル３０は、上述のように使用されるものである。このようなコイル３０を成形するコイル成形装置について、図５〜図８を参照して、以下本発明の一実施形態（請求項２に係わる第１の実施形態）を説明する。
請求項２に係わる第１の実施形態では、請求項１の第２カムフォロア４８’は、第１カムフォロア４８と一致しており、第１カムフォロア４８は、第１カム溝４４と第２カム溝４５に同時に案内されるようになっている。第２カムフォロア４８’が、第１カムフォロア４８と別体のものは、第２、第３の一実施形態において後述する。（後述の図１１、１２参照。）
図５は、本発明の一実施形態の概略を説明する説明図である。（ａ）は、コイルエンドの成形が終了した段階の説明図であり、（ｂ）は、９０度の曲げが終了した段階の説明図である。図６は、本発明の一実施形態の平面図である。図７は、本発明の一実施形態の立面図である。（ａ）は、コイルエンドの成形が終了した段階の立面図であり、（ｂ）は、９０度の曲げが終了した段階の立面図である。
The coil 30 after molding shown in FIG. 1C is used as described above. A coil forming apparatus for forming such a coil 30 will be described below with reference to FIGS. 5 to 8 according to an embodiment of the present invention (first embodiment according to claim 2).
In the first embodiment according to the second aspect, the second cam follower 48 ′ of the first aspect coincides with the first cam follower 48, and the first cam follower 48 includes the first cam groove 44 and the second cam groove 45. Will be guided at the same time. The second cam follower 48 ′, which is separate from the first cam follower 48, will be described later in the second and third embodiments. (See FIGS. 11 and 12 described later.)
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining an outline of an embodiment of the present invention. (A) is explanatory drawing of the stage which the shaping | molding of the coil end was complete | finished, (b) is explanatory drawing of the stage which 90 degree | times bending was complete | finished. FIG. 6 is a plan view of an embodiment of the present invention. FIG. 7 is an elevation view of one embodiment of the present invention. (A) is an elevational view at the stage where the forming of the coil end is completed, and (b) is an elevational view at the stage where the 90-degree bending is completed.
図８は、カム機構の作動を説明する説明図である。（ａ）は、コイルの９０度曲げが開始する前の原位置、（ｂ）は、曲げが３０度時点、（ｃ）は、曲げが６０度時点、（ｄ）は、曲げが９０度の時点のカム溝とカムフォロアの状態を示す説明図である。
図５〜８において、５台の金型（第１金型１、第２金型２、・・・、第５金型５）を用いた場合の説明図で、本発明の一実施形態の概略を説明する。金型の台数は５台に限らず、製造すべきコイルの形状に応じて任意に設定することができる。ここでは、説明のため５台の金型で以下説明する。図５、６において、便宜上、上下方向をＹ軸、水平方向をＸ軸とする。Ｘ−Ｙ軸を平面上で設定しても良い（図５の状態が水平面で発生する）。
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the operation of the cam mechanism. (A) is the original position before the 90-degree bending of the coil is started, (b) is when the bending is 30 degrees, (c) is when the bending is 60 degrees, and (d) is when the bending is 90 degrees. It is explanatory drawing which shows the state of a cam groove and a cam follower at the time.
5-8, it is explanatory drawing at the time of using 5 units | sets (1st metal mold | die 1, 2nd metal mold 2, ..., 5th metal mold | die 5), and is one Embodiment of this invention. An outline will be described. The number of molds is not limited to five, and can be arbitrarily set according to the shape of the coil to be manufactured. Here, for the sake of explanation, description will be given below with five dies. 5 and 6, for the sake of convenience, the vertical direction is the Y axis and the horizontal direction is the X axis. The XY axis may be set on a plane (the state of FIG. 5 occurs on a horizontal plane).
各金型１〜５は、上型と下型のセットからなり、第１、第３、第５の奇数金型は、上方に凸、第２、第４の偶数金型は凹となっており、奇数金型はコイル３０の上方に凸の段部を成形し、偶数金型はコイル３０の下方に凸、すなわち凹の段部を成形する。したがって、第１、第３、第５の奇数金型は、下型が、上方に凸で駆動アクチュエータに直結し、第２、第４の偶数金型は、上型が、下方に凸で駆動アクチュエータに直結している。ここで第１〜５金型には、上型、下型、駆動アクチュエータ、それらを載置している載置台を含めた意味で使用する。 Each mold 1-5 consists of a set of an upper mold and a lower mold, the first, third and fifth odd molds are convex upward, and the second and fourth even molds are concave. The odd-numbered mold forms a convex step portion above the coil 30, and the even-number mold molds a convex or concave step portion below the coil 30. Therefore, the first, third, and fifth odd molds are directly connected to the drive actuator with the lower mold projecting upward, and the second and fourth even molds are driven with the upper mold projecting downward. Directly connected to the actuator. Here, the first to fifth molds are used to include an upper mold, a lower mold, a drive actuator, and a mounting table on which these are mounted.
第１金型１はベースに固定されており（図７）、第３、第５の奇数金型は、図６のガイド６、６’に沿って、Ｘ軸方向に摺動自在に構成されている。第３、第５の奇数金型は、Ｙ軸方向には移動しない。一方、第２、第４の偶数金型は、載置台が２段になっており、下方載置台がガイド６、６’に沿って、Ｘ軸方向に摺動自在であり、下方載置台の上に、Ｙ軸方向に摺動自在に上方載置台が乗せられている。これにより、上方載置台に設置された上型、下型、駆動アクチュエータは、Ｘ、Ｙ軸の双方に摺動自在に構成されている。第２、第４の偶数金型の上方載置台端部は、連結部材８（図６）の溝８’と、Ｘ軸方向に摺動自在に連結している。連結部材８は、ガイド９、９’に沿ってＹ軸方向に、下降移動アクチュエータ６０よって移動可能となっている。それゆえ、第２、第４の偶数金型の上方載置台が、Ｘ軸方向に移動しながら、下降移動アクチュエータ６０により、Ｙ軸方向に移動させることができる。
ここで、本発明の一実施形態では第１金型をベースに固定し、第２金型を第１金型方向、すなわち図５で左進行方向に寄せて、９０度曲げを実施しているが、これに限定されるものではない。第３金型を固定して、右進行方向に寄せて実施しても良く、さらには、中間型（第２金型）をベースに固定し両サイドから９０度曲げを実施しても良い。したがって、請求項３に示すように、第１金型１、第２金型２、又は、第３金型３のいずれかが、Ｘ軸方向に固定されていれば良い。
The first mold 1 is fixed to the base (FIG. 7), and the third and fifth odd-number molds are configured to be slidable in the X-axis direction along the guides 6 and 6 ′ of FIG. ing. The third and fifth odd dies do not move in the Y-axis direction. On the other hand, in the second and fourth even molds, the mounting table has two stages, and the lower mounting table is slidable in the X-axis direction along the guides 6 and 6 '. On the top, an upper mounting table is placed so as to be slidable in the Y-axis direction. Thereby, the upper mold | type, lower mold | type, and drive actuator installed in the upper mounting base are comprised so that sliding to both the X-axis and the Y-axis is possible. The upper mounting table end portions of the second and fourth even molds are connected to the groove 8 ′ of the connecting member 8 (FIG. 6) so as to be slidable in the X-axis direction. The connecting member 8 can be moved by the downward movement actuator 60 in the Y-axis direction along the guides 9 and 9 ′. Therefore, the upper mounting table of the second and fourth even molds can be moved in the Y-axis direction by the downward movement actuator 60 while moving in the X-axis direction.
Here, in one embodiment of the present invention, the first mold is fixed to the base, and the second mold is moved to the first mold direction, that is, the leftward moving direction in FIG. However, the present invention is not limited to this. The third mold may be fixed and moved toward the right traveling direction. Further, the intermediate mold (second mold) may be fixed to the base and bend 90 degrees from both sides. Therefore, as shown in claim 3, any one of the first mold 1, the second mold 2, or the third mold 3 may be fixed in the X-axis direction.
第５金型は、ガイド６、６’に沿ってＸ軸方向に駆動する横移動用アクチュエータ５０に連結している。コイル３０の９０度曲げが開始して、その途中から第５金型をＸ軸方向に駆動して、カム機構と連携して、最終的に９０度曲げを完了させるものである。 The fifth mold is connected to a lateral movement actuator 50 driven in the X-axis direction along the guides 6 and 6 '. The 90-degree bending of the coil 30 is started, and the fifth die is driven in the X-axis direction from the middle thereof, and finally the 90-degree bending is completed in cooperation with the cam mechanism.
次に、図５を参照して本発明の一実施形態のカム機構を説明する。
既に述べたように第１金型はベースに固定されている。第１カム板４１は、第１金型に連結固定されており、第１カム溝４４が設けられている。第３金型には、第２カム板４２が連結固定されており、第２カム溝４５、第３カム溝４６が設けられている。第５金型には、第３カム板４３が連結固定されており、第４カム溝４７が設けられている。
第２、４金型には、それぞれ、第１カムフォロア４８、第３カムフォロア４９が連結固定されている。
Next, a cam mechanism according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As already described, the first mold is fixed to the base. The first cam plate 41 is connected and fixed to the first mold, and a first cam groove 44 is provided. A second cam plate 42 is connected and fixed to the third mold, and a second cam groove 45 and a third cam groove 46 are provided. A third cam plate 43 is connected and fixed to the fifth mold, and a fourth cam groove 47 is provided.
A first cam follower 48 and a third cam follower 49 are connected and fixed to the second and fourth molds, respectively.
図５のカム機構は、説明のために簡略化した説明図である。これを用いて、カム機構の説明を行う。第３金型を対称軸にして、カム機構は対称になっているので、第１〜３金型の作動を中心に説明する。第１金型はベースに固定されており、第２金型が下降移動アクチュエータ６０により、Ｙ軸方向に移動させられると、第１カムフォロア４８は、第１カム溝４４に沿って移動させられるので、第２金型は、Ｘ軸方向に第１金型に向って移動する。それと同時に、第１カムフォロア４８は、第２カム溝４５に沿って移動させられるので、第３金型は、Ｘ軸方向に第２金型に向って移動する。これと同様に、第３〜５金型の作動が行われ、第４、第５金型はそれぞれ第３、第４金型に接近する。図８は、図６のカム機構に即して、より詳しくカム溝とカムフォロアの動きを説明したものである。 The cam mechanism of FIG. 5 is an explanatory diagram simplified for the sake of explanation. The cam mechanism will be described using this. Since the cam mechanism is symmetrical with the third mold as the axis of symmetry, the operation of the first to third molds will be mainly described. The first mold is fixed to the base. When the second mold is moved in the Y-axis direction by the downward movement actuator 60, the first cam follower 48 is moved along the first cam groove 44. The second mold moves toward the first mold in the X-axis direction. At the same time, the first cam follower 48 is moved along the second cam groove 45, so that the third mold moves in the X-axis direction toward the second mold. Similarly, the third to fifth molds are operated, and the fourth and fifth molds approach the third and fourth molds, respectively. FIG. 8 explains the movement of the cam groove and the cam follower in more detail in accordance with the cam mechanism of FIG.
これまで、流体圧機構を用いて回転電機の固定子または回転子の凹凸形状のコイルを製造する場合、３式以上の金型で線材を挟み、上下方向と水平方向の２軸方向に、金型を移動させながら曲げる製造方法が検討されてきた。この場合、所定の必要寸法を出すために、単純に上下方向と水平方向の２軸を動作端まで動作するだけでは不十分である。水平方向ではコイルを圧縮することになり、また、上下方向ではコイルを引張ることになり、その結果、コイルにストレスが掛かって成形後の形状が均一にならず、所定寸法が確保できなかった。これを解決すべく、上下方向と水平方向の２軸方向に金型を流体圧で同期制御することが検討されたが、制御装置を一層複雑なものにしていた。 Until now, when manufacturing a stator of a rotating electrical machine or a coil having an uneven shape of a rotor using a fluid pressure mechanism, a wire rod is sandwiched between three or more molds, and the metal Manufacturing methods for bending while moving the mold have been studied. In this case, in order to obtain a predetermined required dimension, it is not sufficient to simply move the two axes in the vertical direction and the horizontal direction to the operating end. In the horizontal direction, the coil is compressed, and in the vertical direction, the coil is pulled. As a result, the coil is stressed, the shape after molding is not uniform, and a predetermined dimension cannot be secured. In order to solve this problem, it has been studied to synchronously control the mold with fluid pressure in two axial directions, ie, the vertical direction and the horizontal direction, but the control device has been made more complicated.
本発明では、カム機構を使用することにより、上下方向と水平方向の２軸方向に金型を簡単な機械的制御で行うものである。本発明の実施形態では、流体圧で同期制御の代わりに、単純にカムを適用したものではない。第１の実施形態では、第１カム板４１は、第１金型に連結固定されており、第１カム溝４４が設けられ、第３金型には、第２カム板４２が連結固定されている。 In the present invention, by using a cam mechanism, the mold is controlled by simple mechanical control in the two axial directions of the vertical direction and the horizontal direction. In the embodiment of the present invention, the cam is not simply applied instead of the synchronous control by the fluid pressure. In the first embodiment, the first cam plate 41 is connected and fixed to the first mold, the first cam groove 44 is provided, and the second cam plate 42 is connected and fixed to the third mold. ing.
これにより、第２金型が下降移動アクチュエータ６０により、Ｙ軸方向に移動させられると、第１カムフォロア４８は、第１カム溝４４に沿って移動させられるので、第２金型は、Ｘ軸方向に第１金型に向って移動する。それと同時に、第１カムフォロア４８は、第２カム溝４５に沿って移動させられるので、第３金型は、Ｘ軸方向に第２金型に向って移動するのである。このように、カム機構を使用して、第１〜３金型が、巧妙にして連鎖移動して、上下方向と水平方向の２軸方向に、金型を移動させながらコイル３０を曲げることができるのである。もちろん補助的に、下降移動アクチュエータ６０と横移動アクチュエータ５０が用いられるが、形状成形の制御は、カム機構によって極めて簡潔にして行われ、コイルにストレスを掛けることなく、均一成形が行われ、所定寸法が確保することができるものである。 Accordingly, when the second mold is moved in the Y-axis direction by the downward movement actuator 60, the first cam follower 48 is moved along the first cam groove 44. Therefore, the second mold is Move toward the first mold in the direction. At the same time, the first cam follower 48 is moved along the second cam groove 45, so that the third mold moves toward the second mold in the X-axis direction. In this way, using the cam mechanism, the first to third molds can be cleverly moved to bend the coil 30 while moving the mold in the vertical and horizontal two-axis directions. It can be done. Of course, the descending movement actuator 60 and the lateral movement actuator 50 are supplementarily used. However, the shape forming control is performed very simply by the cam mechanism, and uniform forming is performed without applying stress to the coil. The dimension can be secured.
以上説明したように、本発明の一実施形態は、第１金型１上に取付けた第１カム板４１（固定プレート）と、第３金型３上に取付けた第２カム板４２（可動プレート）にそれぞれ円弧状の形をしたカム溝４４、４５を施し、中央の第２金型２上に取付けたプレートには第１カムフォロア４８を取り付ける。そして、第１カム板４１（固定プレート）と第２カム板４２（可動プレート）を、１つのカムフォロア（第１カムフォロア４８）で、両カム板のカム溝４４、４５が重ね合わさるように設置する。カム溝４４、４５は左右対称に配置させて、第１のカムフォロア４８が下降すると、第１カム板４１（固定プレート）の第１カム溝４４に沿って案内し、第２金型２をＸ軸方向に移動させ、同時に、第２カム板４２（可動プレート）の第２カム溝４５を案内させる。 As described above, according to one embodiment of the present invention, the first cam plate 41 (fixed plate) mounted on the first mold 1 and the second cam plate 42 (movable) mounted on the third mold 3 are used. The plate is provided with cam grooves 44 and 45 each having an arc shape, and a first cam follower 48 is attached to the plate attached on the second mold 2 at the center. Then, the first cam plate 41 (fixed plate) and the second cam plate 42 (movable plate) are installed by one cam follower (first cam follower 48) so that the cam grooves 44 and 45 of both cam plates overlap each other. . The cam grooves 44 and 45 are arranged symmetrically. When the first cam follower 48 is lowered, the cam grooves 44 and 45 are guided along the first cam groove 44 of the first cam plate 41 (fixed plate), and the second mold 2 is moved to X. At the same time, the second cam groove 45 of the second cam plate 42 (movable plate) is guided.
第２カム板４２（可動プレート）には、円弧状の形をした第３カム溝４６を、反対側にも施し、さらに、第５金型５上に取付けた第３カム板４３（可動プレート）にも、第４カム溝４７を施し、第３、５金型間の第４金型４上に取付けたプレートに、第３カムフォロア４９を取り付けて、上記と同じような構成にする。 The second cam plate 42 (movable plate) is provided with an arc-shaped third cam groove 46 on the opposite side, and further, a third cam plate 43 (movable plate) mounted on the fifth mold 5 is provided. ) Is provided with a fourth cam groove 47, and a third cam follower 49 is attached to a plate attached on the fourth mold 4 between the third and fifth molds, so that the same structure as described above is obtained.
この構成により、水平方向の前進と上下方向の下降の２軸を同時に動かすと、図５（ｂ）のように右回りと、左回りで、カム機構によってコイル３０が凹凸に均等に曲げられる。このように、曲げ軌跡をカム溝で制御させることで、コイルにストレスをかけないですむため、成形形状が安定し所定寸法を確保することができるのである。 With this configuration, when the two axes of horizontal advance and vertical drop are moved simultaneously, the coil 30 is bent evenly by the cam mechanism clockwise and counterclockwise as shown in FIG. 5B. In this way, since the bending trajectory is controlled by the cam groove, stress is not applied to the coil, so that the molding shape is stable and a predetermined dimension can be secured.
図９は、本発明の一実施形態の作動を説明する説明図である。（ａ）は、コイルエンドの成形を開始する前の段階であり、（ｂ）は、コイルエンドの成形が終了して９０度の曲げを開始する前の段階であり、（ｃ）は、９０度の曲げが終了した段階の説明図である。
本発明の一実施形態の作動を説明すると次のようになる。
まず、コイル３０となる線材を金型１〜５にセットする（図９（ａ）参照）。
次に、それぞれの金型で、パンチ及びダイ（上型、下型）が前進し、先端部の階段状の成形を行う（図９（ｂ）参照）。
次に、各駆動部により金型を水平方向の前進、上下方向の降下を同時に行う（図９（ｃ）参照）。この際、コイル３０は、カム溝に倣って、１つのコイル凹部の左辺は右回りに右辺は左回りで曲げられる。
横移動アクチュエータ５０が途中で作動して、それぞれ金型が動作端まで達したら加工が終了となる。パンチ及びダイを後退させ、成形されたコイル３０を取出す。
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the operation of the embodiment of the present invention. (A) is a stage before starting the coil end forming, (b) is a stage before the end of the coil end forming and starting bending of 90 degrees, and (c) It is explanatory drawing of the stage which the bending of the degree was complete | finished.
The operation of one embodiment of the present invention will be described as follows.
First, the wire material used as the coil 30 is set to the metal mold | dies 1-5 (refer Fig.9 (a)).
Next, in each mold, the punch and the die (upper mold and lower mold) are moved forward to form a stepped shape at the tip (see FIG. 9B).
Next, the die is advanced in the horizontal direction and lowered in the vertical direction simultaneously by each drive unit (see FIG. 9C). At this time, the coil 30 is bent along the cam groove, with the left side of one coil recess being clockwise and the right side being bent counterclockwise.
When the lateral movement actuator 50 is actuated halfway and each die reaches the operating end, the processing is finished. The punch and die are retracted, and the formed coil 30 is taken out.
図１０（ａ）は、コイル３０の９０度曲げの拡大図である。（ｂ）は、下型角部の断面図である。図１０を参照して、本発明の他の実施態様を説明する。
図６の第１金型には、コイル３０が徐々に曲げられる様子が表示されている。図６の第１金型で、下型の右角部を拡大した図が、図１０に表示されている。下型の右角部は半径Ｒの円弧で丸みを持って成形加工がなされるように構成されている。このため、第１カム溝４４（第２カム溝４５等においても同様）のカムプロフィールの一部がインボリュート曲線で構成されており、コイル３０の９０度曲げ加工末期が、インボリュート曲線で案内され、曲げストレスが掛からないようになされている。このインボリュート曲線部分を、円弧で近似して、カム溝のプロフィールを曲率の異なる円弧で構成しても良い。
FIG. 10A is an enlarged view of 90 ° bending of the coil 30. (B) is sectional drawing of a lower mold | type corner | angular part. With reference to FIG. 10, another embodiment of the present invention will be described.
A state in which the coil 30 is gradually bent is displayed on the first mold in FIG. 6. FIG. 10 is an enlarged view of the lower right corner of the first mold shown in FIG. The right corner of the lower mold is configured to be rounded with an arc having a radius R and to be molded. For this reason, a part of the cam profile of the first cam groove 44 (the same applies to the second cam groove 45 and the like) is configured by an involute curve, and the 90-degree bending end stage of the coil 30 is guided by the involute curve, The bending stress is not applied. The involute curve portion may be approximated by an arc, and the cam groove profile may be configured by arcs having different curvatures.
曲げの角部は曲げの進行に伴って、横に拡大するので、これを阻止するために、ガイド側板部７０を設けると良い。
本発明の上記一実施形態では、コイルエンド３１が段差のあるものであったが、段差のない山形のコイルエンド３３の成形加工の場合であっても、上記一実施形態と同様にして成形加工をすることができる。また、金型の数が５台の場合で上記一実施形態を説明したが、コイル３０の凹凸の必要形状に応じて、適宜の金型数が選択される。
Since the corner of the bend expands laterally as the bend proceeds, a guide side plate 70 may be provided to prevent this.
In the above-described embodiment of the present invention, the coil end 31 has a step. However, even in the case of forming the mountain-shaped coil end 33 without a step, the forming is performed in the same manner as in the above-described embodiment. Can do. Moreover, although the said one embodiment was demonstrated in the case where the number of metal mold | dies is five, according to the required shape of the unevenness | corrugation of the coil 30, a suitable metal mold number is selected.
次に、第２の一実施形態を説明する。図１１は、本発明の第２の一実施形態の概略を説明する部分説明図である。図１１に示すように、第２カムフォロア４８’が、第１カムフォロア４８と別体となっている。その他の構成は、第１の一実施形態と同様である。カムフォロアは、独立して別々にカム溝を案内されるので、案内がスムーズに行われる。このような第１カム溝４４と第２カム溝４５を、個別のカムフォロア４８、４８’で案内する方式により、コイルにストレスを掛けることなく成形をすることができる。
第１の実施形態においては、第１カムフォロア４８に、それぞれ、第１のカム溝４４用のローラと第２のカム溝４５用のローラを同軸上で個別に設けて、それぞれが、右回りと左回りに独立してフリーに回転可能にすると良い。
Next, a second embodiment will be described. FIG. 11 is a partial explanatory view for explaining the outline of the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the second cam follower 48 ′ is separate from the first cam follower 48. Other configurations are the same as those in the first embodiment. Since the cam followers are independently guided along the cam grooves, the guidance is performed smoothly. The first cam groove 44 and the second cam groove 45 can be molded without applying stress to the coil by a method in which the first cam groove 44 and the second cam groove 45 are guided by the individual cam followers 48 and 48 '.
In the first embodiment, the first cam follower 48 is individually provided with a roller for the first cam groove 44 and a roller for the second cam groove 45 on the same axis. It is better to be able to rotate freely in the counterclockwise direction.
次に、第３の一実施形態を説明する。図１２は、本発明の第３の一実施形態の概略を説明する説明図である。（ａ）は、コイルエンドの成形が終了した段階の説明図であり、（ｂ）は、９０度の曲げが終了した段階の説明図である。
第１の実施形態との相違点について説明する。図１２に示すように、第２金型２には、第２カム板４２が連結している。第２金型がＹ軸方向に駆動されると、第２カム溝４５は、第３金型２に連結した第２カムフォロア４８’を案内して、第３金型をＸ軸方向に引き寄せる。第１カム板と第２カム板を重ねない方式で、第１カム溝４４と第２カム溝４５を、個別のカムフォロア４８、４８’で案内することにより、コイルにストレスを掛けることなく成形をすることができる。
Next, a third embodiment will be described. FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the outline of the third embodiment of the present invention. (A) is explanatory drawing of the stage which the shaping | molding of the coil end was complete | finished, (b) is explanatory drawing of the stage which 90 degree | times bending was complete | finished.
Differences from the first embodiment will be described. As shown in FIG. 12, a second cam plate 42 is connected to the second mold 2. When the second mold is driven in the Y-axis direction, the second cam groove 45 guides the second cam follower 48 ′ connected to the third mold 2 and draws the third mold in the X-axis direction. The first cam plate 44 and the second cam groove 45 are guided by the individual cam followers 48 and 48 ′ in a manner that does not overlap the first cam plate and the second cam plate, thereby forming the coil without stressing it. can do.
請求項１の「第１金型（１）と第２金型（２）のいずれか一方に連結した、少なくとも第１カム溝（４４）が設けられた第１カム板（４１）と、他方に連結した第１カムフォロア（４８）と、第２金型（２）と第３金型（３）のいずれか一方に連結した、少なくとも第２カム溝（４５）が設けられた第２カム板（４２）と、他方に連結した第２カムフォロア（４８’）と、を具備する」とは、以上の第２、３の実施形態を含むばかりでなく、その他のこのような変形例を含むものである。 The first cam plate (41) provided with at least a first cam groove (44) connected to one of the first mold (1) and the second mold (2) and the other A second cam plate provided with at least a second cam groove (45) connected to any one of the first mold follower (48) connected to the second mold (2) and the third mold (3). (42) and the second cam follower (48 'connected to the other) "include not only the second and third embodiments described above, but also other such modifications. .
請求項１における「第１金型（１）と第２金型（２）のいずれか一方に連結した、少なくとも第１カム溝（４４）が設けられた第１カム板（４１）と、他方に連結した第１カムフォロア（４８）と、第２金型（２）と第３金型（３）のいずれか一方に連結した、少なくとも第２カム溝（４５）が設けられた第２カム板（４２）と、他方に連結した第２カムフォロア（４８’）」なる記載は、図５の場合で（第５金型に連続してさらに金型が連結した場合でもよい）、序数番号や符号に係わらず、第３〜５金型にも適用されうるものであって、請求項１の発明には、第３〜５金型等に適用された実施形態を含むものである。第２、第３の実施形態においても同様なことが言えるものである。 The first cam plate (41) provided with at least the first cam groove (44) connected to one of the first mold (1) and the second mold (2) according to claim 1, and the other A second cam plate provided with at least a second cam groove (45) connected to any one of the first mold follower (48) connected to the second mold (2) and the third mold (3). The description of (42) and the second cam follower (48 'connected to the other) "is the case of FIG. 5 (or the case where a mold is further connected to the fifth mold). Regardless of this, the present invention can also be applied to the third to fifth molds, and the invention of claim 1 includes embodiments applied to the third to fifth molds and the like. The same applies to the second and third embodiments.
１〜５ 第１〜５金型
１０ 固定子コイル
１２ 固定子コア
２０ 固定子巻線
３０ コイル
３１、３３ コイルエンド
３２ 直線部
４１〜４３ 第１〜３カム板
４４〜４７ 第１〜４カム溝
４０１ 回転電機
1-5 1st-5 molds 10 Stator coil 12 Stator core 20 Stator winding 30 Coil 31, 33 Coil end 32 Linear portion 41-43 First 1-3 cam plate 44-47 First 1-4 cam groove 401 Rotating electric machine
Claims (6)
該コイル成形装置は、それぞれ前記コイルエンド（３１、３３）を成形加工する、順に並んだ第１金型（１）、第２金型（２）、及び、第３金型（３）と、
第１金型（１）と第２金型（２）のいずれか一方に連結した、少なくとも第１カム溝（４４）が設けられた第１カム板（４１）と、他方に連結した第１カムフォロア（４８）と、
第２金型（２）と第３金型（３）のいずれか一方に連結した、少なくとも第２カム溝（４５）が設けられた第２カム板（４２）と、他方に連結した第２カムフォロア（４８’）と、を具備するコイル成形装置において、
前記第１金型（１）、及び、前記第３金型（３）は、Ｘ軸方向に移動自在であり、前記第２金型（２）は、Ｘ軸方向、及び、Ｙ軸方向に移動自在であり、
前記第２金型（２）がＹ軸方向に駆動されることにより、前記第１カムフォロア（４８）が第１カム溝（４４）に案内されて、前記第１金型（１）と前記第２金型（２）との間で、前記コイル（３０）を９０度曲げ加工して、前記直線部（３２）を成形すると共に、前記第２カムフォロア（４８’）が第２カム溝（４５）に案内されて、前記第２金型（２）と前記第３金型（３）との間で、前記コイル（３０）を９０度曲げ加工して、前記直線部（３２）を成形することを特徴とするコイル成形装置。 A coil forming apparatus for bending a long wire rod and alternately forming coil ends (31, 33) and linear portions (32) to form a concavo-convex coil (30),
The coil forming apparatus includes a first mold (1), a second mold (2), and a third mold (3) arranged in order, respectively, for forming the coil ends (31, 33).
A first cam plate (41) provided with at least a first cam groove (44) connected to one of the first mold (1) and the second mold (2), and a first connected to the other. Cam follower (48),
A second cam plate (42) provided with at least a second cam groove (45) connected to one of the second mold (2) and the third mold (3), and a second connected to the other. A coil forming apparatus comprising a cam follower (48 '),
The first mold (1) and the third mold (3) are movable in the X-axis direction, and the second mold (2) is movable in the X-axis direction and the Y-axis direction. It ’s mobile,
When the second mold (2) is driven in the Y-axis direction, the first cam follower (48) is guided to the first cam groove (44), and the first mold (1) and the first mold The coil (30) is bent 90 degrees between the two molds (2) to form the linear portion (32), and the second cam follower (48 ′) is connected to the second cam groove (45). ), The coil (30) is bent 90 degrees between the second mold (2) and the third mold (3) to form the linear portion (32). A coil forming apparatus.
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