JP6341036B2 - 平角線折り曲げ装置及び平角線折り曲げ方法 - Google Patents

Description

本発明は平角線折り曲げ装置及び平角線折り曲げ方法に関し、特に、平角線を折り曲げてコイルを形成する際に用いられる平角線折り曲げ装置及び平角線折り曲げ方法に関する。

ハイブリッド車両や電気自動車等にあっては、回転電機を車両の駆動装置として用いられるようになっている。この回転電機においては、平角線（平角導体）を用いたコイルが使用されている。平角線とは、断面が矩形形状（略長方形）となるように形成された導線である。平角線を用いたコイルとして、例えばエッジワイズコイルが用いられる。エッジワイズコイルとは、平角線を、エッジワイズ側（断面矩形形状の短辺側）の端面で順次折り曲げて、コイル状に積層させるようにして形成されたものである。

平角線のような金属で形成された線材を折り曲げる際、線材を折り曲げるように線材に力（負荷）を加え、その力を解放すると、線材の弾性特性（復元性）により、折り曲げられた状態から元の状態に戻ろうとするスプリングバックが発生する。平角線を折り曲げる際には、このスプリングバックを考慮して、所望の曲げ角度（要求曲げ角度）よりも大きな角度で平角線を曲げる必要がある。例えば、平角線を９０度に曲げようとする際（要求曲げ角度が９０度である場合）、９０度よりも大きな角度で平角線を曲げる必要がある。

ここで、スプリングバックによって折り曲げられた状態から戻る変位量（角度）であるスプリングバック量は、線材硬度等の、平角線の材質特性によって異なる。したがって、平角線の材質特性にばらつきがある場合には、スプリングバック量にばらつきが生じるので、曲げ工程の後の平角線の仕上がりの曲げ角度（仕上がり曲げ角度）にばらつきが生じる。仕上がり曲げ角度にばらつきが生じた状態で、折り曲げられた平角線がコイル状に積層すると、その形成されたコイルにねじれが生じる。

上記技術に関連し、特許文献１には、平角線の線材硬さに応じて折り曲げ角度を補正することができ、常に一定で、かつ確実に所望の折り曲げ角度で折り曲げることができ、ねじれのない多層の角筒コイル成形ができる平角線折り曲げ装置が開示されている。特許文献１にかかる平角線折り曲げ装置は、平角線を所定角度折り曲げた後その位置からスプリングバックにより戻った位置の測定部位までの距離を測定する変位測定器を備える。特許文献１にかかる平角線折り曲げ装置は、この変位測定器により測定したスプリングバック後の測定値と、定数として制御装置に予め入力可能な適正スプリングバック位置での測定値との変位差を演算し、その変位差を角度に換算するとともに平角線の所望の折り曲げ角度に加算して折り曲げ補正角度を決定する。この変位測定器は、レーザ変位測定器で構成される。

特開２００８−０２８０４９号公報

特許文献１においては、スプリングバックを考慮した折り曲げ補正角度を決定して平角線を折り曲げるようにするために、レーザ変位測定器等の特別な変位測定器を、曲げ装置の近傍に設置する必要がある。このように特別な変位測定器を曲げ装置の近傍に設置するようにすると、変位測定器の設置スペースを確保する必要があること、又は、変位測定器の分だけコストアップになること等の問題が生じるおそれがある。

本発明の目的は、このような課題を解決するためになされたものであり、特別な測定器を設けることなく、スプリングバックを考慮して平角線を折り曲げることが可能な平角線折り曲げ装置及び平角線折り曲げ方法を提供することにある。

本発明にかかる平角線折り曲げ装置は、平角線を予め定められた曲げ角度に折り曲げるように動作する平角線折り曲げ装置であって、前記平角線に接触して当該平角線を折り曲げる曲げ部材と、前記曲げ部材を動作させる駆動装置と、前記駆動装置の負荷を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された負荷に基づいて、前記曲げ部材が前記平角線を折り曲げるときに使用される折り曲げ補正角度を設定する設定手段とを有し、前記駆動装置は、前記設定された折り曲げ補正角度に前記平角線を折り曲げるように、前記曲げ部材を動作させる。

また、本発明にかかる平角線折り曲げ方法は、平角線を予め定められた曲げ角度に折り曲げるように動作する平角線折り曲げ方法であって、駆動装置を駆動させて前記平角線を折り曲げる工程と、前記駆動装置の負荷を測定する工程と、前記測定された負荷に基づいて、前記平角線を折り曲げるときに使用される折り曲げ補正角度を設定する工程とを有し、前記折り曲げる工程において、前記駆動装置は、前記設定された折り曲げ補正角度に前記平角線を折り曲げるように駆動する。

平角線の線材硬度が大きい場合、つまり平角線が硬い場合には、スプリングバック量は大きくなる。本発明においては、曲げ部材を動作させる駆動装置の負荷を測定することによって、平角線の硬度すなわちスプリングバック量が判定される。これにより、平角線ごとのスプリングバック量に応じた折り曲げ補正角度を設定することが可能となる。ここで、例えばモータのトルク等の駆動装置の負荷については、特別な測定器を別個に設けなくても、測定可能である。したがって、本発明は、特別な測定器を設けることなく、スプリングバックを考慮して平角線を折り曲げることが可能となる。

また、好ましくは、前記設定手段は、前記駆動装置の負荷と、前記折り曲げ補正角度とを対応付けたテーブルを用いて、前記折り曲げ補正角度を設定してもよい。
テーブルを用いて折り曲げ補正角度を設定することにより、複雑な演算を行うことなく、駆動装置の負荷に応じて、折り曲げ補正角度を設定することが可能となる。したがって、本発明は、駆動装置の負荷に応じて、容易に、折り曲げ補正角度を設定することが可能となる。

また、好ましくは、本発明にかかる平角線折り曲げ装置において、前記測定手段は、前記駆動装置によって前記曲げ部材が前記平角線を折り曲げているときの、前記駆動装置の負荷を測定してもよい。
また、好ましくは、本発明にかかる平角線折り曲げ方法において、前記測定する工程は、前記折り曲げる工程が行われている間に行われてもよい。

測定工程が、折り曲げ工程と並行して行われることにより、折り曲げ工程の後で、測定工程を別個に行うことが不要となる。したがって、本発明は、コイルの製造時間を短縮することが可能となる。

本発明によれば、特別な測定器を設けることなく、スプリングバックを考慮して平角線を折り曲げることが可能な平角線折り曲げ装置及び平角線折り曲げ方法を提供できる。

実施の形態１にかかる平角線折り曲げ装置を示す図である。 曲げ部材が平角線を折り曲げる動作を説明する図である。 測定部によって測定されたトルク値と測定時刻との関係を例示したグラフである。 テーブル格納部に格納されている補正角度テーブルを例示する図である。 実施の形態１にかかる平角線折り曲げ装置による平角線の折り曲げ処理を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる平角線折り曲げ装置による平角線の折り曲げ処理を説明するための図である。 比較例１にかかる折り曲げ処理における折り曲げ補正角度の設定方法を説明する図である。 比較例２にかかる折り曲げ処理における折り曲げ補正角度の設定方法を説明する図である。

（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、実施の形態１にかかる平角線折り曲げ装置１を示す図であり、（ａ）は平角線折り曲げ装置１の平面図を示し、（ｂ）は平角線折り曲げ装置１の正面図を示す。

平角線折り曲げ装置１は、曲げ部材２と、曲げ部材２を動作させる駆動装置であるモータ４と、モータ４の動作を制御する制御部２０とを有する。また、曲げ部材２の左側には、シャフト１０が設けられている。図１（ａ）に示すように、平角線折り曲げ装置１が平角線９０を折り曲げる際、平角線９０（破線で示す）は、シャフト１０と曲げ部材２との間に挿入される。曲げ部材２は、平角線９０に接触して、モータ４の駆動により回転することによって、平角線９０を折り曲げる。詳しくは後述する。

モータ４の回転軸４ａには、歯車６Ａが設けられている。また、曲げ部材２には、回転軸２ａが固定されている。さらに、回転軸２ａには、歯車６Ｂが設けられている。そして、歯車６Ａは、歯車６Ｂと噛み合っている。モータ４が駆動すると、矢印Ａに示すように、回転軸４ａが回転する。回転軸４ａが回転すると、歯車６Ａが回転し、それに伴って、歯車６Ｂも回転する。さらに、歯車６Ｂが回転すると、矢印Ｂに示すように、回転軸２ａが回転する。回転軸２ａが回転すると、曲げ部材２は、矢印Ｃに示すように、点Ｐ１を中心として回転軸２ａの周りに回転する。このようにして、曲げ部材２にモータ４の駆動力（回転力）が伝達される。つまり、曲げ部材２は、モータ４によって回転動作を行う。

図２は、曲げ部材２が平角線９０を折り曲げる動作を説明する図である。図２（ａ）に示すように、曲げ部材２が回転動作を行って平角線９０に接触すると、平角線９０には、シャフト１０の右側に、矢印Ｆ１で示すような力が加えられる。このとき、平角線９０は、シャフト１０により点Ｐ２で支持される。この状態で、モータ４の駆動力により、曲げ部材２が平角線９０の抵抗力（反発力）に抗してさらに矢印Ａ方向に回転すると、矢印Ｆ１で示すような力により、図２（ｂ）に示すように、平角線９０は、シャフト１０の周りに曲げられる。

モータ４は、制御部２０による制御によって回転駆動を行う。具体的には、モータ４は、制御部２０によって設定された角度（後述する「折り曲げ補正角度」）を目標回転角度として、その設定された角度、回転軸４ａを回転させるように駆動する。つまり、モータ４は、位置制御（回転角度制御）によって駆動する。これにより、曲げ部材２は、モータ４によって、設定された角度（折り曲げ補正角度）に対応する角度、回転する。

制御部２０は、測定部２２（測定手段）と、補正角度設定部２４（設定手段）と、テーブル格納部２６と、回転制御部２８とを有する。制御部２０の処理は、コンピュータである制御部２０が備えるＣＰＵ（Central Processing Unit）の制御によって、プログラムを実行させることによって実現してもよい。また、制御部２０に含まれる記録媒体に格納されたプログラムをメモリにロードし、ＣＰＵの制御によってプログラムを実行して実現してもよい。

測定部２２は、モータ４の負荷を測定する。具体的には、測定部２２は、モータ４が曲げ部材２を動作させている際の、モータ４の負荷を測定する。さらに具体的には、測定部２２は、例えば、モータ４が曲げ部材２を動作させている際の、モータ４のトルク値を測定する。トルク値の測定方法は、例えば、モータ４を駆動させる電流値をトルク値に換算することによって行う方法があるが、これに限られない。以下、測定部２２は、モータ４のトルク値を測定することを前提とするが、これに限られない。

ここで、上述したように、モータ４は、位置制御（回転角度制御）によって駆動する。したがって、モータ４は、曲げ部材２が平角線９０に接触し平角線９０の抵抗力によりモータ４の負荷が大きくなると、設定された目標回転角度に回転するように、負荷に応じてトルクが大きくなるように制御される。ここで、平角線９０の抵抗力は、平角線９０の線材硬度が大きくなる（硬くなる）ほど大きくなる傾向にある。したがって、モータ４のトルク値は、平角線９０の線材硬度が大きい（硬い）ほど大きくなり、平角線９０の線材硬度が小さい（軟らかい）ほど小さくなる。以下、図３を用いて説明する。

図３は、測定部２２によって測定されたトルク値（％）と測定時刻（ｍｓ：ミリ秒）との関係を例示したグラフである。トルク値（％）は、例えば、測定時におけるトルクの実際の値（Ｎ・ｍ）の、モータ４の定格トルク（Ｎ・ｍ）に対する割合を示すが、これに限られない。トルク値（％）は、測定時におけるトルクの実際の値（Ｎ・ｍ）の、モータ４の最大トルク（Ｎ・ｍ）に対する割合であってもよい。また、図３において、実線は、平角線９０の硬度が通常である場合のトルク値（％）を示す。破線は、平角線９０の硬度が大きい（硬い）場合のトルク値（％）を示す。また、一点鎖線は、平角線９０の硬度が小さい（軟らかい）場合のトルク値（％）を示す。

図３の例では、測定時刻が７４０ｍｓのときに平角線９０の折り曲げ動作が開始する。つまり、モータ４の回転駆動が開始して、これに伴って、曲げ部材２が平角線９０を折り曲げる方向（図２の矢印Ａ方向）に回転して、曲げ部材２は、平角線９０に接触する。モータ４は、設定された目標回転角度となるように制御されるので、モータ４のトルクが大きくなる（時刻７５０ｍｓ〜７８０ｍｓ）。これによって、曲げ部材２はさらに回転し、曲げ部材２は、平角線９０を折り曲げ始める。

図３の例では、平角線９０の硬度が通常である場合、トルク値のピーク（最大値）は約７０％となる。逆に言えば、測定部２２によって測定されたトルク値のピークが約７０％であった場合に、平角線９０の硬度は「通常」と判定される。また、平角線９０の硬度が大きい場合、トルク値のピーク（最大値）は約８０％となる。逆に言えば、測定部２２によって測定されたトルク値のピークが約８０％であった場合に、平角線９０の硬度は「大きい（硬い）」と判定される。また、平角線９０の硬度が小さい場合、トルク値のピーク（最大値）は約６０％となる。逆に言えば、測定部２２によって測定されたトルク値のピークが約６０％であった場合に、平角線９０の硬度は「小さい（軟らかい）」と判定される。本実施の形態においては、測定部２２は、このトルク値のピーク値を、補正角度設定部２４に対して出力する。

補正角度設定部２４は、測定部２２によって測定されたトルク値（負荷）に基づいて、テーブル格納部２６に格納されたテーブルを用いて、平角線９０を折り曲げるときの補正角度（折り曲げ補正角度）を設定する。ここで、折り曲げ補正角度とは、曲げ部材２が平角線９０を折り曲げる際に、スプリングバックを考慮して要求曲げ角度よりも大きく設定される角度である。つまり、折り曲げ補正角度に平角線９０を折り曲げると、スプリングバックにより、平角線９０は、要求曲げ角度（又は要求曲げ角度近傍の角度）に折り曲げられた状態となる。

ここで、平角線９０の線材硬度が大きい場合には、スプリングバック量は大きくなる。また、平角線９０の線材硬度が小さい場合には、スプリングバック量は小さくなる。したがって、補正角度設定部２４は、モータ４のトルク値（モータトルク値）Ｔが大きい場合（つまり平角線９０の線材硬度が大きい場合）に、折り曲げ補正角度が大きくなるように決定する。逆に、補正角度設定部２４は、モータトルク値Ｔが小さい場合（つまり平角線９０の線材硬度が小さい場合）に、折り曲げ補正角度が小さくなるように決定する。

テーブル格納部２６は、図４を用いて後述する補正角度テーブルを格納する。補正角度テーブルは、モータトルク値Ｔ（％）と、折り曲げ補正角度θｃ（度）との対応関係を表す。補正角度設定部２４は、補正角度テーブルを用いて、測定されたモータトルク値Ｔに対応する折り曲げ補正角度を決定する。

図４は、テーブル格納部２６に格納されている補正角度テーブルを例示する図である。図４には、要求曲げ角度θｒが９０度である場合の例が示されている。図４の例では、モータトルク値Ｔ（ピーク値）が８０％である場合、折り曲げ補正角度θｃは、９２．１５度である。つまり、モータトルク値Ｔ（ピーク値）が８０％である場合、曲げ部材２が平角線９０を９２．１５度に折り曲げると、スプリングバックによって、平角線９０の折り曲げ角度は、略９０度に戻る。つまり、この場合、曲げ部材２が平角線９０を９２．１５度に折り曲げると、平角線９０の仕上がり曲げ角度θｆは、要求曲げ角度θｒである９０度（又は９０度近傍）になる。さらに言い換えると、平角線９０が、モータトルク値Ｔが８０％となるような硬度を有する場合、曲げ部材２が平角線９０を９２．１５度に折り曲げると、平角線９０の仕上がり曲げ角度θｆは略９０度になる。

同様に、モータトルク値Ｔ（ピーク値）が７０％である場合、折り曲げ補正角度θｃは、９１．９５度である。つまり、モータトルク値Ｔ（ピーク値）が７０％である場合、曲げ部材２が平角線９０を９１．９５度に折り曲げると、スプリングバックによって、平角線９０の仕上がり曲げ角度θｆは、要求曲げ角度θｒである９０度（又は９０度近傍）になる。言い換えると、平角線９０が、モータトルク値Ｔが７０％となるような硬度を有する場合、曲げ部材２が平角線９０を９１．９５度に折り曲げると、平角線９０の仕上がり曲げ角度θｆは略９０度になる。

また、モータ４のトルク値Ｔ（ピーク値）が６０％である場合、折り曲げ補正角度θｃは、９１．７５度である。つまり、モータトルク値Ｔ（ピーク値）が６０％である場合、曲げ部材２が平角線９０を９１．７５度に折り曲げると、スプリングバックによって、平角線９０の仕上がり曲げ角度θｆは、要求曲げ角度θｒである９０度（又は９０度近傍）になる。言い換えると、平角線９０が、モータトルク値Ｔが６０％となるような硬度を有する場合、曲げ部材２が平角線９０を９１．７５度に折り曲げると、平角線９０の仕上がり曲げ角度θｆは略９０度になる。

なお、図４の例では、折り曲げ補正角度θｃは、３個のモータトルク値（８０％、７０％、６０％）に応じて３個（９２．１５、９１．９５、９１．７５）設定されているが、これに限られない。例えば、モータトルク値７５％及び６５％に対応して、折り曲げ補正角度θｃが設定されてもよい。つまり、折り曲げ補正角度θｃの数は任意に設定され得る。また、測定されたモータトルク値Ｔが補正角度テーブルに設定されていない値である場合（例えばＴ＝７２％）、補正角度設定部２４は、前後のモータトルク値（例えば７０％及び８０％）と、それらに対応する折り曲げ補正角度θｃ（例えば９２．１５及び９１．９５）とから、折り曲げ補正角度θｃを補間により算出してもよい。

また、折り曲げ補正角度θｃは、予め実施された試験によって決定され得る。具体的には、事前に、種々の硬度の平角線９０を準備し、それぞれの平角線９０を折り曲げた際のモータトルク値Ｔを測定する。そして、そのときにどれだけの角度で折り曲げると、平角線９０の仕上がり曲げ角度θｆが要求曲げ角度θｒ（例えば９０度）となるかを判定するようにして、折り曲げ補正角度θｃが決定される。

回転制御部２８は、補正角度設定部２４によって設定された折り曲げ補正角度θｃに基づいて、モータ４を制御する。具体的には、回転制御部２８は、折り曲げ補正角度θｃを目標回転角度として、モータ４を回転駆動させるように制御する。言い換えると、モータ４は、回転制御部２８の制御によって、回転軸４ａを折り曲げ補正角度θｃだけ回転させる。

なお、後述するように、本実施の形態においては、回転制御部２８は、補正角度設定部２４によって折り曲げ補正角度θｃが設定されるとすぐに、その設定された折り曲げ補正角度θｃを目標回転角度としてモータ４を制御するわけではない。つまり、回転制御部２８は、折り曲げ補正角度θｃが設定されると、次の折り曲げ処理の際に、その設定された折り曲げ補正角度θｃを目標回転角度としてモータ４を制御する。ここで、平角線折り曲げ装置１によって平角線９０が例えば９０度に複数回折り曲げられることによって、平角線９０は、コイル状に形成される。したがって、ｋ回目の折り曲げ処理で補正角度設定部２４によって折り曲げ補正角度θｃｋが設定されると、回転制御部２８は、（ｋ＋１）回目の折り曲げ処理のときに、折り曲げ補正角度θｃｋを目標回転角度としてモータ４を制御する。

以下、平角線折り曲げ装置１の動作について説明する。
図５は、実施の形態１にかかる平角線折り曲げ装置１による平角線９０の折り曲げ処理を示すフローチャートである。また、図６は、実施の形態１にかかる平角線折り曲げ装置１による平角線９０の折り曲げ処理を説明するための図である。以下に示すように、平角線折り曲げ装置１により平角線９０の折り曲げ処理が繰り返されることによって、予め定められた回数巻かれたコイルが形成される。

まず、平角線折り曲げ装置１は、折り曲げ補正角度θｃの初期値を設定する（Ｓ１００）。具体的には、折り曲げ処理を開始する前に、補正角度設定部２４は、１回目の折り曲げ処理で用いられる折り曲げ補正角度θｃの初期値を設定する。折り曲げ補正角度θｃの初期値は、１回目の折り曲げ処理で用いられる。折り曲げ補正角度θｃの初期値は、例えば、図４に例示した、線材硬度が「通常」である場合に対応する折り曲げ補正角度θｃ（９１．９５度）であってもよい。

次に、平角線９０が搬送される（Ｓ１０２）。具体的には、図６（ａ）の矢印Ａに示すように、搬送手段（図示せず）によって、平角線９０が、曲げ部材２とシャフト１０との間に搬送される。なお、搬送手段は、平角線折り曲げ装置１に設けられていてもよいし、平角線折り曲げ装置１とは別個に設けられてもよい。

次に、平角線折り曲げ装置１は、曲げ部材２を回転させる（Ｓ１０４）。具体的には、制御部２０の回転制御部２８は、目標回転角度を折り曲げ補正角度θｃの初期値（上述の例では９１．９５度）に設定して、モータ４を制御する。これにより、モータ４は、回転軸４ａを、折り曲げ補正角度θｃの初期値の角度、回転させる。したがって、曲げ部材２は、図６（ｂ）に示すように、矢印Ｂの方向（曲げ部材２が平角線９０に接触する方向）に回転する。そして、上述したように、曲げ部材２の回転に伴って、平角線９０は、矢印Ｃに示すように折れ曲がる。曲げ部材２は、図６（ｂ）に示すように、初期位置（図６（ａ）の位置）から折り曲げ補正角度θｃに回転移動するまで、回転動作を行う。これにより、平角線９０は、折り曲げ補正角度θｃに折れ曲げられる。

Ｓ１０４の工程の間に、平角線折り曲げ装置１は、モータトルク値Ｔを測定する（Ｓ１０６）。具体的には、曲げ部材２によって平角線９０が折り曲げ補正角度θｃまで折れ曲げられている間、測定部２２は、上述した方法でモータ４のトルク値Ｔを測定する。なお、測定部２２は、曲げ部材２が回転を開始してから曲げ部材２が折り曲げ補正角度θｃまで回転するまでの間、常にモータトルク値Ｔを測定してもよいし、モータトルク値のピーク点が測定された後、測定を中止してもよい。

モータトルク値Ｔが測定されると、平角線折り曲げ装置１は、折り曲げ補正角度θｃを設定する（Ｓ１０８）。具体的には、補正角度設定部２４は、測定部２２によって測定されたモータトルク値Ｔのピーク値に応じて、上述したように補正角度テーブルを用いて、折り曲げ補正角度θｃを設定する。図４の例では、例えば、モータトルク値Ｔのピーク値が８０％である場合は、折り曲げ補正角度θｃは、９２．１５度と設定される。

曲げ部材２が折り曲げ補正角度θｃまで回転移動すると、平角線折り曲げ装置１は、曲げ部材２を逆回転させる（Ｓ１１０）。具体的には、曲げ部材２が折り曲げ補正角度θｃまで回転移動する（つまり回転軸４ａが折り曲げ補正角度θｃまで回転する）と、制御部２０の回転制御部２８は、回転軸４ａが逆回転するように、モータ４を制御する。これにより、曲げ部材２は、図６（ｃ）に示すように、矢印Ｄ方向（平角線９０から離れる方向）に逆回転する。このとき、平角線９０に加えられていた力が解放されるので、平角線９０の曲げ角度は、スプリングバックによって、矢印Ｅに示すように、折り曲げ補正角度θｃから少し戻る。そして、最終的に、平角線９０は、仕上がり曲げ角度θｆに折れ曲がった状態となる。

なお、このときの仕上がり曲げ角度θｆは、折り曲げ補正角度θｃの初期値に対応したものである。折り曲げ補正角度θｃの初期値は、モータトルク値Ｔを測定して設定されたものではない。言い換えると、１回目の平角線９０の折り曲げ処理では、平角線９０の硬度に応じた折り曲げ補正角度θｃに、平角線９０が折り曲げられたわけではない。したがって、１回目の折り曲げ処理による平角線９０の仕上がり曲げ角度θｆは、要求曲げ角度θｒ近傍ではない可能性がある。

次に、上述したＳ１０２〜Ｓ１１０の工程とそれぞれ実質的に同じ工程であるＳ２０２〜Ｓ２１０が行われる（Ｓ２０）。つまり、Ｓ２０において、平角線９０が搬送され（Ｓ２０２）、曲げ部材２が回転し（Ｓ２０４）、モータトルク値Ｔが測定され（Ｓ２０６）、折り曲げ補正角度θｃが設定される（Ｓ２０８）。そして、曲げ部材２が折り曲げ補正角度θｃまで回転移動すると、曲げ部材２が逆回転する（Ｓ２１０）。

次に、平角線折り曲げ装置１の制御部２０は、折り曲げ処理が予め定められた回数行われたか否かを判断する（Ｓ１２０）。折り曲げ処理が予め定められた回数行われていない場合（Ｓ１２０のＮＯ）、Ｓ２０の処理が繰り返される。つまり、平角線折り曲げ装置１は、平角線９０をさらに折り曲げる。一方、折り曲げ処理が予め定められた回数行われた場合（Ｓ１２０のＹＥＳ）、折り曲げ処理は終了する。これにより、予め定められた回数巻かれたコイルが形成される。

ここで、Ｓ２０４の工程では、制御部２０の回転制御部２８は、１つ前の折り曲げ処理において設定された折り曲げ補正角度θｃを目標回転角度として、モータ４を制御する。つまり、回転制御部２８は、Ｓ１０８の工程、又は、１つ前の折り曲げ処理におけるＳ２０８の工程で設定された折り曲げ補正角度θｃを目標回転角度として、モータ４を制御する。このＳ１０８又はＳ２０８で設定された折り曲げ補正角度θｃは、モータトルク値Ｔを測定して設定されたものである。言い換えると、２回目以降の平角線９０の折り曲げ処理では、平角線９０の硬度に応じた折り曲げ補正角度θｃで、平角線９０が折り曲げられる。したがって、２回目以降の折り曲げ処理による平角線９０の仕上がり曲げ角度θｆは、要求曲げ角度θｒと略同じとなる。

上述したように、実施の形態１においては、測定部２２がモータトルク値を測定し、補正角度設定部２４が測定されたモータトルク値に応じて折り曲げ補正角度θｃを設定する。測定されたモータトルク値は、平角線９０の硬度つまりスプリングバック量が反映されたものである。したがって、何らかの特別な装置を設けることなく、平角線９０の硬度に応じた折り曲げ補正角度θｃで平角線９０を折り曲げることが可能となる。言い換えると、特別な測定器を設けることなく、スプリングバックを考慮して平角線９０を折り曲げることが可能となる。さらに、これにより、平角線９０の仕上がり曲げ角度にばらつきが生じることを抑制することが可能となる。したがって、実施の形態１においては、平角線９０を折り曲げることによって形成されたコイルにねじれが生じることを抑制することが可能となる。

（比較例）
次に、本実施の形態と比較例との対比について、図７及び図８を用いて説明する。
図７は、比較例１にかかる折り曲げ処理における折り曲げ補正角度θｃの設定方法を説明する図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。比較例１においては、実施の形態１と同様に、図７（ａ）の矢印Ａのように、モータが曲げ部材２を折り曲げ補正角度θｃ回転させることによって、平角線９０は折り曲げられるが、折り曲げ補正角度θｃの設定方法が、実施の形態１とは異なる。比較例１においては、折り曲げ補正角度θｃは、変位測定器１０２によって測定された変位量（スプリングバック量）に応じて設定される。

比較例１において、変位測定器１０２は、折り曲げ補正角度θｃの初期値の角度に平角線９０を折り曲げた後スプリングバックによって戻った状態の平角線９０（つまり仕上がり曲げ角度θｆに折り曲げられた平角線９０）に対して、矢印Ｂのようにレーザ光を照射する。そして、変位測定器１０２は、平角線９０からの反射光を受光することによって、そのレーザ光を照射した位置までの距離を測定する。また、予め、要求曲げ角度θｒ（例えば９０度）に折り曲げられた平角線９０の位置までの距離が測定されている。これにより、要求曲げ角度θｒに折り曲げられた平角線９０の位置と、スプリングバックによって戻った状態における平角線９０の位置との変位λが算出される。この変位λがスプリングバック量（角度）に変換されて、折り曲げ補正角度θｃにフィードバックされる。これにより、スプリングバックが考慮された折り曲げ補正角度θｃが設定される。

ここで、比較例１においては、曲げ装置の近傍（折り曲げられた後の平角線９０の近傍）に、変位測定器１０２を設ける必要がある。つまり、比較例１においては、変位測定器１０２の設置スペースを確保する必要がある。特に、変位測定器１０２は、レーザ光を照射するため、測定対象物である平角線９０からある程度離れて設置される必要がある。この場合、コイルを生成する装置の配置上、曲げ装置の近傍に設置スペースがないときには、変位測定器１０２を設置することができない。

一方、実施の形態１においては、測定部２２がモータ４のトルク値を測定し、補正角度設定部２４が測定されたモータトルク値に応じて折り曲げ補正角度θｃを設定する。したがって、変位測定器という特別な装置を設ける必要がない。さらに、モータトルク値は、特別な測定器を設けなくても、測定可能である。つまり、実施の形態１においては、特別な測定器を設けることなく、スプリングバックを考慮した折り曲げ補正角度θｃを設定することが可能となり、これにより、スプリングバックを考慮して平角線９０を折り曲げることが可能となる。さらに、実施の形態１においては、スプリングバック量を測定するための測定器の設置スペースを削減することが可能である。

また、比較例１においては、図７（ｂ）に示すように、平角線９０の厚さが薄い場合、変位測定器１０２が平角線９０の端面（エッジワイズ側）にレーザ光を照射しても、矢印Ｃに示すように、その端面でレーザ光が乱反射してしまう。これにより、変位測定器１０２は、反射光を適切に受光することができなくなるおそれがある。したがって、精度よく平角線９０までの距離を測定することができないおそれがある。よって、比較例１においては、適切に折り曲げ補正角度θｃを設定することができないおそれがある。

一方、実施の形態１においては、測定部２２がモータ４のトルク値を測定し、補正角度設定部２４が測定されたモータトルク値に応じて折り曲げ補正角度θｃを設定する。ここで、モータトルク値の測定は、平角線９０の厚さ等によらず常に精度よく行うことが可能である。したがって、実施の形態１においては、比較例１と比較して、適切に折り曲げ補正角度θｃを設定することが可能となる。

また、曲げ部材２によって平角線９０を折り曲げた後、平角線９０から曲げ部材２を離すと、平角線９０には、スプリングバックによる振動が生じる。この状態では、変位測定器１０２によって平角線９０までの距離（変位λ）を測定することができない。つまり、比較例１においては、変位測定器１０２は、平角線９０を折り曲げて、平角線９０がスプリングバックによって戻った後、仕上がり曲げ角度θｆに折り曲げられた状態に静止するまで、変位λを算出することができない。したがって、平角線９０を折り曲げた後のスプリングバックによる平角線９０の振動が停止して、平角線９０の位置が安定するまで、変位測定器１０２による測定を待機する必要がある。よって、比較例１においては、平角線９０の折り曲げ処理のサイクルタイムが長くなってしまい、コイル製造時間が長くなる。

一方、実施の形態１においては、測定部２２がモータ４のトルク値を測定するが、モータトルク値は、モータ４が駆動するとすぐに測定され得る。言い換えると、実施の形態１においては、平角線９０を折り曲げた後のスプリングバックによる平角線９０の振動が停止するまで測定を待機する必要はない。したがって、実施の形態１においては、比較例１と比較して、平角線９０の折り曲げ処理のサイクルタイムを短縮することが可能となり、これにより、コイル製造時間を短縮することが可能となる。

さらに、実施の形態１においては、曲げ部材２が回転して平角線９０を折り曲げている間に、モータトルク値を測定して、折り曲げ補正角度θｃを設定するように構成されている。つまり、折り曲げ工程（図５のＳ１０４）と、測定工程（図５のＳ１０６）及び設定工程（図５のＳ１０８）とを、並行して行うことが可能となる。したがって、実施の形態１においては、折り曲げ工程の後で折り曲げ補正角度θｃを設定するための工程（測定工程及び設定工程）を行うことが不要となり、これにより、コイル製造時間を短縮することが可能となる。

図８は、比較例２にかかる折り曲げ処理における折り曲げ補正角度θｃの設定方法を説明する図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。比較例２では、比較例１と異なり、透過型の変位測定器１１２を用いて、平角線９０の折り曲げ後の位置（変位λ）が測定される。

平角線９０は、ステージ１１０上で、曲げ部材２によって折り曲げられる。図８（ａ）に示すように、変位測定器１１２は、平角線９０が曲げ部材２によって折り曲げられた後の平角線９０の位置を、平角線９０のフラットワイズ側で測定する。変位測定器１１２は、投光器１１２ａと受光器１１２ｂとを有する。図８（ｂ）に示すように、投光器１１２ａは平角線９０の上側に設けられ、受光器１１２ｂは平角線９０の下側に設けられる。つまり、投光器１１２ａ及び受光器１１２ｂは、折り曲げ後の平角線９０を挟んで対向している。

投光器１１２ａは、受光器１１２ｂに向けて複数のレーザ光を照射する。複数のレーザ光のうち、平角線９０に干渉されなかったレーザ光は、受光器１１２ｂに受光される。変位測定器１１２は、受光されなかったレーザ光の位置（平角線９０による影の位置）から、平角線９０の位置を測定する。また、予め、要求曲げ角度θｒ（例えば９０度）に折り曲げられた平角線９０の位置が測定されている。これにより、要求曲げ角度θｒに折り曲げられた平角線９０の位置と、スプリングバックによって戻った状態における平角線９０の位置との変位λが算出される。これにより、比較例１と同様にして、スプリングバックが考慮された折り曲げ補正角度θｃが設定される。

比較例２においては、平角線９０のエッジワイズ側にレーザ光を照射してその反射光を受光するわけではないので、比較例１における、平角線９０の厚さが薄い場合の端面での乱反射による問題は解消される。しかしながら、比較例２においても、比較例１と同様に、折り曲げ補正角度θｃを設定するために、変位測定器１１２という特別な装置が必要となる。一方、上述したように、実施の形態１においては、特別な測定器を設けることなく、適切に折り曲げ補正角度θｃを設定することが可能となる。また、比較例２においても、比較例１と同様に、変位測定器１１２の設置スペースを確保する必要があるが、実施の形態１においては、比較例２と比較しても、測定器の設置スペースを削減することが可能である。さらに、比較例２においても、比較例１と同様に、平角線９０を折り曲げた後のスプリングバックによる平角線９０の振動が停止まで測定を待機する必要があるが、実施の形態１においては、平角線９０の振動が停止まで測定を待機する必要はない。

また、比較例２においては、平角線９０の上下に変位測定器１１２（投光器１１２ａ及び受光器１１２ｂ）が設けられている。コイルを形成する際、巻線（折り曲げ後のコイル状になった平角線９０）は、フラットワイズ面に積層されていく。折り曲げ処理が繰り返されて平角線９０の上に巻線が積層されると、測定対象の平角線９０の上に巻線が積層された状態となる。そのため、測定対象の平角線９０の位置だけでなく巻線によってもレーザ光が干渉されるので、測定対象の平角線９０の位置を正確に測定することができない。また、折り曲げ処理が繰り返されて平角線９０の上に巻線が積層されると、巻線自体が、平角線９０の上に設けられた変位測定器１１２に干渉する可能性がある。したがって、比較例２においては、折り曲げ処理が繰り返されて平角線９０の上（又は下）に巻線が積層されると、変位の測定が不可能となる。一方、実施の形態１においては、モータトルク値を測定するので、これらの問題は生じない。したがって、実施の形態１においては、巻線が積層されたか否かに関わらず、適切に折り曲げ補正角度θｃを設定することが可能となる。

（変形例）
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、図５に示したフローチャートの各工程の順序は適宜変更可能であり、各工程の少なくとも１つは、他の工程と並行してなされてもよく、各工程の少なくとも１つはなくてもよい。

例えば、上述したように、実施の形態１においては、Ｓ１１０の工程の前にＳ１０８の工程がなされるとしたが、これに限られない。Ｓ１０８の工程は、Ｓ１１０の工程の後でなされてもよい（Ｓ２０においても同様）。つまり、折り曲げ補正角度θｃの設定工程は、曲げ部材２が平角線９０を折り曲げる方向に回転している間（曲げ部材２が平角線９０を折り曲げている間）になされてもよいし、曲げ部材２が元の位置（図６（ａ）の位置）に戻った後になされてもよい。さらに、折り曲げ補正角度θｃの設定工程は、曲げ部材２が平角線９０を折り曲げる工程が終了して、曲げ部材２が逆回転している間（曲げ部材２が元の位置に戻ろうとしている間）になされてもよい。一方、折り曲げ補正角度θｃの設定工程が、折り曲げ工程（Ｓ１０４の工程）の間になされることによって、上述したように、コイル製造時間を短くすることが可能となる。

また、上述した実施の形態１においては、折り曲げ処理のたびに測定部２２がモータトルク値を測定し、補正角度設定部２４が折り曲げ補正角度を設定するとしたが、このような構成に限られない。平角線９０の硬度が均一であって、どの位置で平角線９０を折り曲げてもスプリングバック量が一定であるならば、１回目の折り曲げ処理においてのみ測定部２２がモータトルク値を測定し、補正角度設定部２４が折り曲げ補正角度を設定するようにしてもよい。つまり、Ｓ２０におけるＳ２０６及びＳ２０８の工程は、適宜、省略され得る。

また、上述した実施の形態１においては、測定部２２は、モータ４のトルク値を測定するとしたが、これに限られない。測定部２２は、モータ４の駆動に要する電流等、モータの負荷を示す他のパラメータを測定してもよい。また、実施の形態１においては、曲げ部材２を動作させる駆動装置は回転モータであるとしたが、これに限られない。駆動装置は、回転運動を行うモータでなくてもよく、例えば直線運動を行うリニアアクチュエータ（動力シリンダ）であってもよい。この場合、測定部２２は、リニアアクチュエータによって曲げ部材２が平角線９０を折り曲げている間の、リニアアクチュエータの動力（推進力）を示すパラメータを測定するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態１においては、曲げ部材２は回転動作を行うことによって平角線９０を折り曲げるとしたが、このような構成に限られない。平角線９０を折り曲げ補正角度に折り曲げることが可能であれば、任意の動作（多方向の直線運動の組み合わせ等）を行って平角線９０を折り曲げるようにしてもよい。

また、上述した実施の形態１においては、補正角度設定部２４は、補正角度テーブルを用いて、測定されたモータトルク値に対応する折り曲げ補正角度を決定するとしたが、このような構成に限られない。補正角度設定部は、モータトルク値から折り曲げ補正角度を算出可能な演算式を用いて演算処理を行うことによって折り曲げ補正角度を決定してもよい。一方、補正角度テーブルを予め準備しておき、この補正角度テーブルを用いて折り曲げ補正角度を決定することによって、複雑な演算処理を行うことが不要となり、これにより、より速く折り曲げ補正角度を決定することが可能となる。

また、上述した実施の形態１においては、補正角度設定部２４は、次の折り曲げ処理において使用される折り曲げ補正角度を設定するとしたが、このような構成に限られない。測定部２２が、折り曲げ補正角度を設定するのに使用されるモータトルク値（ピーク値）を、曲げ部材２が回転動作を始めてから比較的早い段階で測定することができれば、補正角度設定部２４は、折り曲げ処理の最中に、直ちに、その折り曲げ処理で使用される折り曲げ補正角度を設定してもよい。つまり、この場合、ｋ回目の折り曲げ処理で補正角度設定部２４によって折り曲げ補正角度θｃｋが設定されると、回転制御部２８は、その折り曲げ処理（ｋ回目の折り曲げ処理）のときに、折り曲げ補正角度θｃｋを目標回転角度としてモータ４を制御する。これにより、１回目の折り曲げ処理においても、適切に折り曲げ補正角度を設定することが可能となる。

また、上述した実施の形態１においては、平角線折り曲げ装置１が制御部２０を有するとしたが、制御部２０は、平角線折り曲げ装置１のモータ４と、物理的に一体となっている必要はない。つまり、制御部２０は、平角線折り曲げ装置１のモータ４と、物理的に離れて設けられていてもよい。制御部２０の構成部分の全てが、物理的に１つの制御部に設けられている必要はない。つまり、制御部２０の各構成部分の１つ以上は、モータ４に設けられた制御部２０と物理的に離れて設けられてもよい。

１ 平角線折り曲げ装置
２ 曲げ部材
２ａ 回転軸
４ モータ
４ａ 回転軸
１０ シャフト
２０ 制御部
２２ 測定部
２４ 補正角度設定部
２６ テーブル格納部
２８ 回転制御部
９０ 平角線

Claims (3)

1. 平角線を予め定められた曲げ角度に複数回折り曲げるように動作する平角線折り曲げ装置であって、
   前記平角線に接触して当該平角線を複数回折り曲げる曲げ部材と、
   前記曲げ部材を動作させる駆動装置と、
   前記駆動装置の負荷を測定する測定手段と、
   前記測定手段によって測定された負荷に基づいて、前記曲げ部材が前記平角線を折り曲げるときに使用される折り曲げ補正角度を設定する設定手段と
   を有し、
   前記測定手段は、前記駆動装置によって前記曲げ部材が前記平角線を複数回折り曲げているときのそれぞれについて、前記駆動装置の負荷を測定し、
   前記駆動装置は、ｋ回目の折り曲げ処理において、ｋ−１回目又はｋ回目の折り曲げ処理において前記設定された折り曲げ補正角度に前記平角線を折り曲げるように、前記曲げ部材を動作させる
   平角線折り曲げ装置。
2. 前記設定手段は、前記駆動装置の負荷と、前記折り曲げ補正角度とを対応付けたテーブルを用いて、前記折り曲げ補正角度を設定する
   請求項１に記載の平角線折り曲げ装置。
3. 平角線を予め定められた曲げ角度に複数回折り曲げるように動作する平角線折り曲げ方法であって、
   駆動装置を駆動させて前記平角線を複数回折り曲げる工程と、
   前記駆動装置の負荷を測定する工程と、
   前記測定された負荷に基づいて、前記平角線を折り曲げるときに使用される折り曲げ補正角度を設定する工程と
   を有し、
   前記測定する工程は、前記折り曲げる工程が複数回行われるそれぞれの間に行われ、
   前記折り曲げる工程において、前記駆動装置は、ｋ回目の折り曲げ処理において、ｋ−１回目又はｋ回目の折り曲げ処理において前記設定された折り曲げ補正角度に前記平角線を折り曲げるように駆動する
   平角線折り曲げ方法。

Images