JP6245158B2

JP6245158B2 - ２層巻コイルの積層厚調整方法

Info

Publication number: JP6245158B2
Application number: JP2014249948A
Authority: JP
Inventors: 純貴西野; 烈松尾; 中川　修; 修中川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2034-12-10
Also published as: JP2016111890A

Description

本発明は、矩形を呈するように、角線コイルを内外で２層に巻かれてなる２層巻コイルの積層厚を調整する方法に関するものである。

従来、２層巻コイルの製造方法に関する技術として、再表２０１１−００１７３６号公報がある。この公報に記載された２層巻コイルの製造方法において、コイルの１ターン目は、コイルの外周側である２層１列目を一周巻回して形成する。そして、２ターン目はコイルの内周側である１層１列目を巻回する。すなわち、１ターン目から２ターン目までは分割コアユニットの周方向内側に巻き進むことになる。そして、コイルのリード側で１層１列目から１層２列目に渡るように第１渡り線部を形成して、３ターン目に移行する。３ターン目はコイルの内周側である１層２列目を巻回する。リード側では２層２列目に移行する。そして、４ターン目はコイルの外周側である２層２列目を巻回する。そして、コイルのリード側で２層２列目から２層３列目に渡る第２渡り線部を形成して５ターン目に移行する。すなわち、２ターン目から折り返されて、３ターン目と４ターン目は分割コアユニットの周方向外側に巻き進むことになる。５ターン目は、コイルの外周側である２層３列目を巻回する。そして、６ターン目はコイルの内周側である１層３列目を巻回する。そして、コイルのリード側で１層３列目から１層４列目に渡る第３渡り線部を形成して７ターン目に移行する。すなわち、４ターン目から折り返されて、５ターン目と６ターン目は分割コアユニットの周方向内側に巻き進むことになる。７ターン目は、コイルの内周側である１層４列目を巻回する。そして、８ターン目はコイルの外周側である２層４列目を巻回する。
上記手順で巻回すると、コイルの反リード側及びその両側面は平角導体が２層に形成されているが、コイルのリード側は、３層に形成される。

再表２０１１−００１７３６号公報

前述した従来の製造方法を利用すると、渡り線部を利用した２層巻コイルを製造することができる。しかしながら、このようにして製造されたコイルに関して、積層厚に寸法のバラツキが発生しているような場合にあっては、その寸法を調整することが求められている。

本発明は、積層厚を調整するにあたって成形時の荷重を可能な限り低減させるようにした２層巻コイルの積層厚調整方法を提供することを目的とする。

本発明は、第１〜第４の辺部からなる矩形をなすように、角線コイルが内外で２層になるように巻かれ、前記第１の辺部には、階層変位部分をなす最内層及び最外層と、前記最内層と前記最外層との間に位置する中間層と、が設けられた２層巻コイルを、金型によって積層厚の調整を行う方法であって、
前記金型のコイル押圧面には、前記中間層に積層方向から荷重をかける第１の凸部が設けられ、前記コイル押圧面により前記２層巻コイルを積層方向にプレスするにあたって、前記第１の凸部により前記中間層で局所的にプレス圧を高めるようにする。

この２層巻コイルの積層厚調整方法では、２層巻コイルの積層方向における両端をプレス圧により挟み込むが、金型のコイル押圧面でコイルに対して均等なプレス圧をかけるのではなく、階層変位部分をなす最内層と最外層との間に位置する中間層に対して、金型の第１の凸部で局所的に高められた荷重を加えるようにしている。これにより、２層巻コイルの積層厚を調整するにあたって、中間層でプレス圧が高め、これによって、効率良くコイルの積層厚を調整することができるので、無駄に大きなプレス圧を必要とせず、成形時のプレス圧を可能な限り低減させることができる。そして、荷重の低減により、角線コイルの被覆部にダメージが発生することを抑制できる。

また、前記第１の辺部に対向する前記第２の辺部には、内側層と外側層とが設けられ、前記コイル押圧面には、前記内側層に積層方向から荷重をかける第２の凸部が設けられ、前記コイル押圧面により前記２層巻コイルを積層方向にプレスするにあたって、第２の凸部により前記内側層で局所的にプレス圧を高めるようにする。
このように、第２の凸部で第２の辺部の内側層をプレスすることで、第１の凸部による中間層のプレスとの加圧バランスを取りながら、均一な積層厚の調整を行うことができる。

本発明によれば、積層厚を調整するにあたって成形時の荷重を可能な限り低減させることができる。

本発明に係る積層厚調整方法に適用される２層巻コイルの一実施形態を示す斜視図である。２層巻コイルの正面図である。２層巻コイルの平面図である。２層巻コイルの第１の辺部を切断して示す斜視図である。２層巻コイルの第３及び第４の辺部を示す断面図である。開状態の金型を示す斜視図である。閉状態の金型を示す斜視図である。金型に設けられた凸部による様々なプレス位置を（ａ）〜（ｆ）で示した平面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る２層巻コイルの積層厚調整方法の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１〜図５に示されるように、２層巻コイル１は、矩形をなすように平角線コイル２が内外で２層になるように巻かれたエッジワイズコイルである。この２層巻コイル１は、平面視において、短辺側をなす第１，第２の辺部Ａ，Ｂと、長辺側をなす第３及び第４の辺部Ｃ，Ｄからなる矩形を有し、上下に接続端子１ａ，１ｂが設けられている。

第１の辺部Ａにおいては、渡り線部３ａによって階層変位部分をなす最内層３と、渡り線部４ａによって階層変位部分をなす最外層４と、最内層３と最外層４との間に位置する中間層５と、を有する。第２〜第４の辺部Ｂ，Ｃ，Ｄにおいては、階層変位部分が無く、内側層６ａ，７ａ，８ａと外側層６ｂ，７ｂ，８ｂとを有している。なお、このような２層巻コイル１は、平角線コイル２の短辺側を円柱状のピン体で直角に曲げながら成形されるが、２層巻コイル１の巻回方法については、前述した特許文献１に開示されているので、ここでの説明は省略する。

このような構成を有する２層巻コイル１は、曲げ成形完了後において、積層方向で平角線コイル２間に隙間が発生しており、この隙間が２層巻コイル１の積層厚にバラツキを発生させている。そこで、この積層厚を要求寸法にするために、積層厚を調整する必要が生じる。

図６に示されるように、２層巻コイル１の積層厚調整装置１０は、ベース上で固定された下型１１と上下動可能な上型１２とからなる金型１３を備えている。下型１１は、巻き成形完了後の２層巻コイル１を収容させるための凹状の収容空間１５と、下型１１の上面から突出して、上型１２の位置合わせ凹部１２ａ内に先端が挿入される位置合わせ突起１４と、を有している。この位置合わせ突起１４は、収容空間１５の上部開口側で互いに平行に延在し、収容空間１５は、上方に行くにつれて広がるような断面台形状を有している。

上型１２の中央にはコイル押圧面１６が設けられ、このコイル押圧面１６は、互いに平行に延在する位置合わせ凹部１２ａ間に配置されている。コイル押圧面１６には、２層巻コイル１の中央開口１ａ（図３参照）内に挿入されるセンター突起１７が設けられている。このセンター突起１７は、下に行くにつれて狭まるような断面台形状を有しており、四角錐台形状をなしている。

さらに、コイル押圧面１６には、センター突起１７の周囲でＬ字状に配置された第１の凸部２１と第２の凸部２２とが形成されている。第１及び第２の凸部２１，２２は、０．２ｍｍ程度の高さを有し、２層巻コイル１に局所的に高められたプレス圧を加えるためのものである。

図３及び図６に示されるように、第１の凸部２１のコイル押圧面２１ａは、第１の辺部Ａで、接続端子１ａ，１ｂ間に位置する中間層５に積層方向から荷重を加えることが主目的であるが、プレス時の加圧バランスをとるために第４の辺部Ｄの内側層８ａの端部に対応する位置まで延在させている。

第１の凸部２１により局所的にプレス圧を高める理由として、２層巻コイル１の曲げ成形完了後の第１の辺部Ａは、渡り線部３ａ，４ａからなる階層変位部分を有しているので、積層方向において平角線コイル２間に発生する隙間のバラツキが非常に大きく、このバラツキを無くして効率良く積層厚を調整できるようにするためである。よって、第１の凸部２１のコイル押圧面２１ａは、２層巻コイル１の第１の辺部Ａ側におけるプレス領域Ｓ（図３参照）に対応し、このプレス領域Ｓは、中間層５の加圧位置を示す第１のプレス領域Ｓ１と、内側層８ａの加圧位置を示す補助的な第２のプレス領域Ｓ２とで、Ｌ形をなしている。なお、図３において、第１のプレス領域Ｓ１と第２のプレス領域Ｓ２は、異なる斜線で示されている。

同様に、第２の凸部２２のコイル押圧面２２ａは、第２の辺部Ｂで、内側層６ａに積層方向から荷重を加えることを主目的にしているが、プレス時の加圧バランスをとるために、第２の辺部Ｂの外側層６ｂと第３の辺部Ｃの内側層７ａ及び外側層７ｂの端部から略中央に到るまで延在する部分に対応している。

換言すれば、第２の凸部２２のコイル押圧面２２ａは、２層巻コイル１の第２の辺部Ｂ側におけるプレス領域Ｐ（図３参照）に対応し、このプレス領域Ｐは、第２の辺部Ｂの内側層６ａの加圧位置を示す第１のプレス領域Ｐ１と、第２の辺部Ｂの外側層６ｂと第３の辺部Ｃの内側層７ａ及び外側層７ｂの加圧位置を示す補助的な第２のプレス領域Ｐ２とで、Ｌ形をなしている。なお、図３において、第１のプレス領域Ｐ１と第２のプレス領域Ｐ２は、異なる斜線で示されている。

図７に示されるように、このような構成の上型１２と下型１１とで型閉じが行われるにあたって、下型１１の位置合わせ突起１４の先端が、上型１２の位置合わせ凹部１２ａの底部１２ｂに当接するまで、上型１２が降下し続ける。型閉じが完了後、下型１１の凹状の収容空間１５の底面と上型１２のコイル押圧面１６とで、２層巻コイル１の積層方向における両端をプレス圧により挟み込み、２層巻コイル１に所定のプレス圧が加えられる。

このとき、階層変位部分をなす最内層３と最外層４との間に位置する中間層５に対して、上型１２の第１の凸部２１のコイル押圧面２１ａで局所的に高められた荷重を加えるようにしている。これにより、２層巻コイル１の積層厚を調整するにあたって、主として中間層５でプレス圧が高め、これによって効率良くコイル１の積層厚を調整することができるので、無駄に大きなプレス圧を必要とせず、成形時のプレス圧を可能な限り低減させることができる。そして、荷重の低減により、平角線コイル２の被覆部にダメージが発生することを抑制できる。

また、第２の凸部２２のコイル押圧面２２ａで第２の辺部Ｂの内側層６ａを主としてプレスすることで、第１の凸部２１による中間層５の加圧バランスを取りながら、均一な積層厚の調整を行うことができる。

このような積層厚調整方法を適用すると、例えば、２層巻コイル１の積層厚を調整するにあたって、第１及び第２の凸部２１，２２が無い場合には、例えば１００ｋＮのプレス圧が必要であるが、第１及び第２の凸部２１，２２を採用した場合は、半分のプレス圧で２層巻コイル１を適正な積層厚に調整することができる。

本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、下記のような種々の変形が可能である。

図８（ａ）に示されるように、第１の凸部２１のコイル押圧面２１ａは、２層巻コイル１の第１の辺部Ａ側におけるプレス領域Ｓに対応する。このプレス領域Ｓは、中間層５の加圧位置を示す第１のプレス領域Ｓ１と、内側層８ａの加圧位置を示す補助的な第２のプレス領域Ｓ２とで、Ｌ形をなしている。第２の凸部２２のコイル押圧面２２ａは、２層巻コイル１の第２の辺部Ｂ側におけるプレス領域Ｐに対応する。このプレス領域Ｐは、第２の辺部Ｂの内側層６ａの加圧位置を示す第１のプレス領域Ｐ１と、第２の辺部Ｂの外側層６ｂの加圧位置を示す補助的な第２のプレス領域Ｐ２とで、矩形をなしている。

図８（ｂ）に示されるように、第１の凸部２１のコイル押圧面２１ａは、２層巻コイル１の第１の辺部Ａ側におけるプレス領域Ｓに対応する。このプレス領域Ｓは、中間層５の加圧位置を示す第１のプレス領域Ｓ１と、内側層８ａの加圧位置を示す補助的な第２のプレス領域Ｓ２とで、Ｌ形をなしている。第２の凸部２２のコイル押圧面２２ａは、第２の辺部Ｂの内側層６ａを加圧する主たる第１のプレス領域Ｐ１と、第２の辺部Ｂの外側層６ｂと第３の辺部Ｃの内側層７ａ及び外側層７ｂの加圧位置を示す補助的な第２のプレス領域Ｐ２とで、Ｌ形をなしている。

図８（ｃ）に示されるように、第１の凸部２１のコイル押圧面２１ａは、２層巻コイル１の第１の辺部Ａ側において、中間層５を加圧する第１のプレス領域Ｓ１に対応する。第２の凸部２２のコイル押圧面２２ａは、２層巻コイル１の第２の辺部Ｂ側におけるプレス領域Ｐに対応する。このプレス領域Ｐは、第２の辺部Ｂの内側層６ａの加圧位置を示す第１のプレス領域Ｐ１と、第２の辺部Ｂの外側層６ｂの加圧位置を示す補助的な第２のプレス領域Ｐ２とで、矩形をなしている。さらに、上型１２のコイル押圧面１６には、第３及び第４の凸部（不図示）が設けられている。第３の凸部のコイル押圧面は、第３の辺部Ｃの内側層７ａ及び外側層７ｂの略全長に渡って延在する第３のプレス領域Ｒに対応する。第４の凸部のコイル押圧面は、第４の辺部Ｄの内側層８ａの略全長に渡って延在する第４のプレス領域Ｆに対応する。

図８（ｄ）に示されるように、第１の凸部２１のコイル押圧面２１ａは、２層巻コイル１の第１の辺部Ａ側において、中間層５の加圧位置を示す第１のプレス領域Ｓ１に対応する。第２の凸部２２のコイル押圧面２２ａは、２層巻コイル１の第２の辺部Ｂ側におけるプレス領域Ｐに対応する。このプレス領域Ｐは、第２の辺部Ｂの内側層６ａの加圧位置を示す第１のプレス領域Ｐ１と、第２の辺部Ｂの外側層６ｂの加圧位置を示す補助的な第２のプレス領域Ｐ２とで、矩形をなしている。さらに、上型１２のコイル押圧面１６には、第３の凸部（不図示）が設けられている。第３の凸部のコイル押圧面は、第４の辺部Ｄの内側層８ａの略全長に渡って延在する第３のプレス領域Ｒに対応する。

図８（ｅ）に示されるように、第１の凸部２１のコイル押圧面２１ａは、２層巻コイル１の第１の辺部Ａ側において、中間層５の加圧位置を示す第１のプレス領域Ｓ１に対応する。第２の凸部２２のコイル押圧面２２ａは、２層巻コイル１の第２の辺部Ｂ側において、第２の辺部Ｂの内側層６ａの加圧位置を示す第１のプレス領域Ｐ１に対応する。さらに、上型１２のコイル押圧面１６には、第３及び第４の凸部（不図示）が設けられている。第３の凸部のコイル押圧面は、第３の辺部Ｃの内側層７ａの略全長に渡って延在する第３のプレス領域Ｒに対応する。第４の凸部のコイル押圧面は、第４の辺部Ｄの内側層８ａの略全長に渡って延在する第４のプレス領域Ｆに対応する。

図８（ｆ）に示されるように、第１の凸部２１のコイル押圧面２１ａは、２層巻コイル１の第１の辺部Ａ側において、中間層５の加圧位置を示す第１のプレス領域Ｓ１に対応する。第２の凸部２２のコイル押圧面２２ａは、２層巻コイル１の第２の辺部Ｂ側において、第２の辺部Ｂの内側層６ａの加圧位置を示す第１のプレス領域Ｐ１に対応する。さらに、上型１２のコイル押圧面１６には、第３の凸部（不図示）が設けられている。第３の凸部のコイル押圧面は、第４の辺部Ｄの内側層８ａの略全長に渡って延在する第３のプレス領域Ｒに対応する。

角線コイルには、「平角線コイル」と「真四角線コイル」とがあり、本発明は、いずれの場合でも適用可能である。

１…２層巻コイル２…角線コイル（平角線コイル）３…最内層４…最外層５…中間層６ａ，７ａ，８ａ…内側層６ｂ，７ｂ，８ｂ…外側層１３…金型１６…コイル押圧面２１…第１の凸部２２…第２の凸部Ａ…第１の辺部Ｂ…第２の辺部Ｃ…第３の辺部Ｄ…第４の辺部

Claims

第１〜第４の辺部からなる矩形をなすように、角線コイルが内外で２層になるように巻かれ、前記第１の辺部には、階層変位部分をなす最内層及び最外層と、前記最内層と前記最外層との間に位置する中間層と、が設けられた２層巻コイルを、金型によって積層厚の調整を行う方法であって、
前記金型のコイル押圧面には、前記中間層に積層方向から荷重をかける第１の凸部が設けられ、前記コイル押圧面により前記２層巻コイルを積層方向にプレスするにあたって、前記第１の凸部により前記中間層で局所的にプレス圧を高めるようにした、
２層巻コイルの積層厚調整方法。
前記第１の辺部に対向する前記第２の辺部には、内側層と外側層とが設けられ、前記コイル押圧面には、前記内側層に積層方向から荷重をかける第２の凸部が設けられ、前記コイル押圧面により前記２層巻コイルを積層方向にプレスするにあたって、第２の凸部により前記内側層で局所的にプレス圧を高めるようにした、
請求項１記載の２層巻コイルの積層厚調整方法。