JP6342518B2 - コイル成形装置及び回転電機のコイル - Google Patents

Description

本発明は、電動機や発電機等の回転電機及びその製造方法に係り、特に回転電機に用いられるコイル（巻線）及びその製造方法に関する。

本技術分野の背景技術として、特開２００３−１４３８１８号公報（特許文献１）がある。この公報には、セグメントコイルを構成する分割導体を製造する方法が記載されている。セグメントコイルは、完成時のコイルを分割した形状の分割導体を接合して形成される（段落０００２参照）。この製造方法は、コイルエンドを小さくすると共に絶縁被膜の損傷を防止することを目的としている。そして、この製造方法では、巻回された線状の導体材料を繰り出して直線状に矯正する工程と、直線状となった導体材料をベンダー機により曲げて２次元形状に成形する工程と、２次元形状に成形された導体材料をプレス成形機の型で挟持して成形し、所定長さに切断して３次元形状の分割導体を成型する工程とを有する（要約参照）。

特開２００３−１４３８１８号公報

特許文献１の製造方法では、コイルエンドを小さくすると共に絶縁被膜の損傷を防止することができるが、コイルの信頼性を更に向上し、或いは製造スピードの更なる高速化を図るなど、コイルの生産性を高めることが要求されている。

本発明の目的は、コイルの生産性を高めることにある。

上記目的を達成するために、本発明のコイル成形装置は、線状導体に対し圧縮曲げ加工を行う第１のベンディング部と、線状導体に対し引張り曲げ加工を行う第２のベンディング部とが１台の装置に一体化されており、前記第１のベンディング部と前記第２のベンディング部とが一つの線状導体に切り替わりアクセスすることによって、一つの線状導体に圧縮曲げ加工と引張り曲げ加工とを行う。

また、本発明の回転電機のコイルは、絶縁被膜を有する導体が曲げ加工されて形成された複数の分割コイルを接続して構成された回転電機のコイルにおいて、
前記分割コイルは、圧縮曲げ加工された第１の曲げ部と、引張り曲げ加工された第２の曲げ部とを有し、前記第１の曲げ部と前記第２の曲げ部とのうち、前記第２の曲げ部の内周のみに成形器具による圧痕が形成されるようにして曲げ加工されている。

本発明によれば、コイルの生産性を高めることができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施例に係るＵ字コイル成形装置の全体構成を示す平面図である。 アンコイラ１１０を正面から見た平面図である。 アンコイラ１１０を上から見た平面図である。 矯正部１３０の構成を示す斜視図である。 剥離部（剥離装置）１４０の全体構成を示す斜視図である。 フラットワイズ剥離装置１４０ａを剥離装置１４０の幅方向から見た正面図である。 フラットワイズ剥離装置１４０ａを剥離装置１４０の長さ方向（図５Ａの右側）から見た側面図である。 エッジワイズ剥離装置１４０ｂを剥離装置１４０の幅方向から見た正面図である。 エッジワイズ剥離装置１４０ｂを剥離装置１４０の長さ方向（図６Ａの左側）から見た側面図である。 エナメル被覆を剥離する金型１４２を示す斜視図である。 エナメル被覆の隔離（除去）作業を説明する断面図である。 曲げ成形部（ベンディング装置）１５０及び搬送部（搬送装置）１６０の構成を示す平面図である。 搬送部（搬送装置）１６０による搬送動作を説明する図である。 曲げ成形部（ベンディング装置）１５０を拡大して示す平面図である。 線状導体１の切断装置１６５の構成を示す平面図である。 プレス装置１７０の動作を、順を追って示した動作の概念図である。 本発明の実施例に係る異形コイル成形装置の全体構成を示す平面図である。 ベンディング装置２００の構成を示す平面図である。 図１４Ａに示すベンディング装置２００を下側から見た平面図である。 ベンディング装置２００Ａを曲げピン２００Ａ−２ａ，２００Ａ２ｂの回動軸方向から見た平面図である。 図１５Ａに示すベンディング装置２００ＡをＢ矢視方向から見た平面図である。 図１５Ａに示すベンディング装置２００ＡをＣ矢視方向から見た平面図である。 図１５Ａに示すベンディング装置２００ＡをＤ矢視方向から見た平面図である。 ベンディング装置２００Ｂの構成を示す斜視図である。 引張り曲げによる曲げ加工を行う前の分割コイル１１００’の形状を示す斜視図である。 芯金２００Ｂ−１とクランプ２００Ｂ−２と背当て２００Ｂ−３との近傍を示す斜視図である。 分割コイル１１００’に引張り曲げにより約１８０度の曲げ加工を施す状態を示す斜視図である。 分割コイル１０００，１１００を利用して構成されたモータステータ２０００の斜視図である。 分割コイル１０００の形状を示す平面図である。 図１９Ａの分割コイル１０００を右側から見た平面図である。 位相制御のブロック図である。 エナメル被覆が剥離された線状導体１を示す図である。

以下、本発明に係る実施例を説明する。本発明に係る以下の実施例では、セグメントコイルを構成する分割導体とその製造方法について説明する。各実施例では、セグメントコイル及び分割導体を構成する導体（導線）は、断面が矩形を成す角線について説明しているが、断面が円形の丸線に適用することもできる。角線としては断面が正方形の導体や長辺（長軸）と短辺（短軸）とを有する導体（平角線）があるがいずれの導体に対しても各実施例を適用することができる。ただし、曲げ加工やプレス加工においては導体断面の方向性を考慮しており、角線を用いることにより、丸線よりもより大きな効果が得られる。以下の各実施例では、断面が長辺と短辺とを有する平角線について説明する。なお、以下の説明では、長辺側をフラットワイズ、短辺側をエッジワイズと呼ぶ場合もある。また、分割導体に成形される導体を線状導体と呼んで説明する。

以下の説明では、後述する線状導体１の搬送方向をコイル成形装置の長さ方向とする。また、水平方向において、線状導体１の搬送方向に垂直な方向をコイル成形装置の幅方向とする。また、コイル成形装置の高さ方向は鉛直方向である。コイル成形装置は長さ方向における寸法が幅方向における寸法よりも大きく、長さ方向はコイル成形装置の長手方向と一致する。

図１７に、分割コイル１０００，１１００を利用して構成されたモータステータ２０００の斜視図を示す。モータステータ２０００の鉄心２００１にはスロット２００２が形成してあり、このスロットに分割コイル１０００，１１００が挿入されて、モータコイルが形成される。

分割コイル１０００の成形について実施例１で、分割コイル１１００の成形について実施例２で、それぞれ説明する。

図１を用いて、本発明に係るＵ字コイル成形装置の全体構成を説明する。図１は、本実施例に係るＵ字コイル成形装置の全体構成を示す平面図である。

Ｕ字コイル成形装置１００は、図１の左側から、アンコイラ１１０、バッファ１２０、矯正部（矯正装置）１３０、剥離部（剥離装置）１４０、曲げ成形部（ベンダー）１５０、搬送部（搬送装置）１６０及びプレス成形部（プレス装置）１７０が、線状導体に対して加工を行う順番に一直線に並んで配置されている。さらに、プレス成形部１７０の右側には、Ｕ字コイル成形装置１００の制御装置１８０が配置されている。曲げ成形部（ベンディング装置）１５０、搬送部（搬送装置）１６０及びプレス成形部（プレス装置）１７０の下部には、曲げ加工とプレス加工を施したＵ字状のコイルを収容する収容部（マガジン）１８５が配置されている。

アンコイラ１１０は、主要構成要素として、線状導体が巻き付けられたボビン１１１と、ボビン１１１に対して線状導体の搬送方向下流側に設けられたピンチローラ装置１１２と、ボビン１１１の外径を計測するレーザ変位計１１３とを備えている。

図２Ａ及び図２Ｂを用いて、アンコイラ１１０について詳細に説明する。図２Ａは、アンコイラ１１０を正面から見た平面図である。図２Ｂは、アンコイラ１１０を上から見た平面図である。なお、図２Ａ及び図２Ｂでは、説明を分かり易くするために、一部の構成部品を省略して示しているため、図２Ａに描かれていて図２Ｂに描かれていない構成部品、或いは図２Ｂに描かれていて図２Ａに描かれていない構成部品がある。

ボビン１１１にはサーボモータ１１１−１が設けられ、ボビン１１１はサーボモータ１１１−１によって回転駆動されている。サーボモータ１１１−１は、レーザ変位計１１３によって計測されるボビンの外径に応じて、線状導体が一定速度でボビン１１１から繰り出されるように、回転が制御される。これにより、後述する剥離装置１４０による線状導体の搬送において、剥離装置１４０にかかる負荷を軽減し、剥離装置１４０による剥離動作への影響を抑制或いは防いでいる。

ピンチローラ装置１１２は第１のローラ１１２ａと第２のローラ１１２ｂとを備えている。第１のローラ１１２ａはサーボモータ１１２−１によって回転駆動されている。サーボモータ１１２−１は、線状導体１のテンションを保つように、トルク制御で回転が制御されている。第２のローラ１１２ｂは一定の荷重で第１のローラ１１２ａに押し付けられている。これにより、ボビン１１１から繰り出される線状導体を第１のローラ１１２ａと第２のローラ１１２ｂとで挟み込み、下流側に向けて流す役割を果たす。これは、ボビン１１１から繰り出される線状導体がボビン１１１の下側に溜まり、ボビン１１１の近傍で乱れるのを防ぐ。すなわち、ボビン１１１から繰り出される線状導体が速やかにボビン１１１から離れた位置（バッファ１２０側）にフィードされるようにする。

従ってピンチローラ装置１１２は、線状導体の搬送が目的ではなく、ボビン１１１における線状導体の乱れを防ぐために設けられている。このため、ピンチローラ装置１１２の設置高さは、ボビン１１１における線状導体の巻回範囲に対応する高さ範囲内に設定されることが望ましい。このために、ピンチローラ装置１１２の設置高さは、ボビン１１１の外径（外周）において最も高くなる位置と最も低くなる位置との間の範囲ｄ１１１ａに設定されることが望ましい。より好ましくは、ボビン１１１の回転中心よりも上側から線状導体を引き出す場合は、ピンチローラ装置１１２の設置高さは、ボビン１１１の線状導体巻付け面において最も高くなる位置とボビン１１１の外径（外周）において最も高くなる位置との間の範囲ｄ１１１ｂに設定されることが望ましい。或いは、ボビン１１１の回転中心よりも下側から線状導体を引き出す場合は、ピンチローラ装置１１２の設置高さは、ボビン１１１の線状導体巻付け面において最も低くなる位置とボビン１１１の外径（外周）において最も低くなる位置との間の範囲ｄ１１１ｃに設定されることが望ましい。なお、線状導体の線材が細いときはボビン１１１の回転中心よりも上側から線状導体を引き出し、線状導体の線材が太いときはボビン１１１の回転中心よりも下側から線状導体を引き出すとよい。

次に、バッファ１２０について説明する。バッファ１２０は、アンコイラ１１０と矯正部（矯正装置）１３０との間に配置されている。すなわち、線状導体の搬送方向（フィード方向）において、アンコイラ１１０の下流側かつ矯正部１３０の上流側に位置する。バッファ１２０では、ボビン１１１から繰り出された線状導体を弛んだ状態に維持する。バッファ１２０における線状導体の弛み量は所定範囲に設定される。このために、バッファ１２０には光学センサ１２１が設けられている。

光学センサ１２１は発光部と受光部とを有している。受光部で検出される光量が所定値（閾値）を下回るとＯＮし、所定値（閾値）を上回るとＯＦＦする仕組みである。線状導体により発光部からの光が遮られ、受光部で検出される光量が低下して所定値を下回ることにより光学センサ１２１がＯＮとなり、線状導体の存在を検出することができる。光学センサ１２１は発光部と受光部とのセットを５組備えており、５組の発光部と受光部とが鉛直方向（縦方向）に配置されている。

５セットのうち中央に配置されたセットがＯＮ信号を出力している場合は、線状導体の弛み量が適正な場合である。中央に配置されたセットの一つ下側に配置されたセットがＯＮ信号を出力する場合は、線状導体が弛み過ぎている場合である。この場合は、レーザ変位計１１３によって計測されるボビンの外径をプラスに補正して、線状導体のボビン１１１からの繰出し速度を遅くする。一番下側のセットがＯＮする場合は、制御装置１８０は制御不能な異常事態になっているものと判断し、Ｕ字コイル成形装置１００を停止する。中央に配置されたセットの一つ上側に配置されたセットがＯＮ信号を出力する場合は、線状導体が張り過ぎている場合である。この場合は、レーザ変位計１１３によって計測されるボビンの外径をマイナスに補正して、線状導体のボビン１１１からの繰出し速度を速くする。一番上側のセットがＯＮする場合は、制御装置１８０は制御不能な異常事態になっているものと判断し、Ｕ字コイル成形装置１００を停止する。

次に、図３を用いて、矯正部（矯正装置）１３０について説明する。図３は、矯正部１３０の構成を示す斜視図である。矯正部１３０に設けられる矯正装置はエッジワイズ用矯正装置１３０ａとフラットワイズ用矯正装置１３０ｂとからなる。

エッジワイズ用矯正装置１３０ａは、ベース１３０ａ−１とベース１３０ａ−１上に設けられた７個の固定ローラ１３０ａ−２とを有する。各ローラ１３０ａ−２は、ベース１３０ａ−１に対して固定された位置で、回転可能に設けられている。

フラットワイズ用矯正装置１３０ｂは、ベース１３０ｂ−１とベース１３０ｂ−１上に設けられた６個の固定ローラ１３０ｂ−２と１個の可動ローラ１３０ｂ−３とを有する。６個の固定ローラ１３０ｂ−２は、ベース１３０ｂ−１に対して固定された位置で、回転可能に設けられている。線状導体１に対して上側に配置され、線状導体１の送り方向において最下流側に配置された可動ローラは上下方向（鉛直方向）に駆動され、線状導体１のフラットワイズ側における曲がりを矯正する。

線状導体１はフラットワイズをボビン１１１の線状導体巻付け面に対向させて巻付けている。このため、フラットワイズ側の曲がり（巻癖）を効果的に矯正できるように、フラットワイズ用矯正装置１３０ｂ側に可動ローラ１３０ｂ−３を設けている。必要に応じてエッジワイズ用１３０ａ矯正装置１３０ａに線状導体１の送り方向に対して直交する横方向（水平方向）に駆動される可動ローラを設けてもよい。

次に、図４〜図８を用いて、剥離部（剥離装置）１４０について説明する。なお、線状導体１は導体の長手方向軸線に対して直角な断面が長辺（フラットワイズ）と短辺（エッジワイズ）とからなる長四角の断面で構成される平角線（角型導体）で、その周囲がエナメル被覆（絶縁部材）で絶縁されている。また、本実施例では、線状導体１は、長辺（フラットワイズ）が水平方向に、また短辺（エッジワイズ）が鉛直方向になるようにして、搬送される。

図４は剥離部（剥離装置）１４０の全体構成を示す斜視図である。剥離装置１４０は、フラットワイズのエナメル被覆を剥離する剥離装置１４０ａと、エッジワイズのエナメル被覆を剥離する剥離装置１４０ｂとを備えている。図４では、線状導体１の送り方向において、剥離装置１４０ａは剥離装置１４０ｂに対して上流側に配置されている。剥離装置１４０ａと剥離装置１４０ｂとの配置は、図１に示すように、剥離装置１４０ｂが剥離装置１４０ａに対して上流側に配置されてもよい。以下の説明では、図４に示すように剥離装置１４０ａが剥離装置１４０ｂに対して上流側に配置された構成に基づいて説明する。

フラットワイズ剥離装置１４０ａは、ロッドねじ１４０ａ−１ａとロッドねじ１４０ａ−１ａを回転駆動するサーボモータ１４０ａ−１ｂとを有する送り機構１４０ａ−１によって、線状導体１の送り方向に移動可能に構成されている。剥離装置１４０ａには、図示しない雌ねじが設けられており、ロッドねじ１４０ａ−１ａと螺合している。この雌ねじは、送り機構１４０ａ−１の構成要素でもあり、ロッドねじ１４０ａ−１ａをサーボモータ１４０ａ−１ｂで回転駆動することにより、ロッドねじ１４０ａ−１ａの軸方向に移動する。このロッドねじ１４０ａ−１ａと雌ねじとの動作により、剥離装置１４０ａが線状導体１の送り方向に移動する。また、剥離装置１４０ａには、線状導体１から剥離したエナメル被覆を含む屑を集塵ボックス１４０−２（図１参照）に搬送する配管１４０ａ−３が設けられている。

エッジワイズ剥離装置１４０ｂは、ロッドねじ１４０ｂ−１ａとロッドねじ１４０ｂ−１ａを回転駆動するサーボモータ１４０ｂ−１ｂとを有する送り機構１４０ｂ−１によって、線状導体１の送り方向に移動可能に構成されている。剥離装置１４０ｂには、図示しない雌ねじが設けられており、ロッドねじ１４０ｂ−１ａと螺合している。この雌ねじは、送り機構１４０ｂ−１の構成要素でもあり、ロッドねじ１４０ｂ−１ａをサーボモータ１４０ｂ−１ｂで回転駆動することにより、ロッドねじ１４０ｂ−１ａの軸方向に移動する。このロッドねじ１４０ｂ−１ａと雌ねじとの動作により、剥離装置１４０ｂが線状導体１の送り方向に移動する。また、剥離装置１４０ｂには、線状導体１から剥離したエナメル被覆を含む屑を集塵ボックス１４０−２（図１参照）に搬送する配管１４０ｂ−３が設けられている。なお、集塵ボックス１４０ｂ−２には集塵機が設けられている。

剥離装置１４０には、剥離装置１４０ａと剥離装置１４０ｂとの移動を案内するガイドレール１４１が設けられている。ガイドレール１４１はコイル成形装置１００の幅方向に分かれて配置された２本のガイドレール１４１ａと１４１ｂとを備えている。ガイドレール１４１は、剥離装置１４０ａの送り機構１４０ａ−１の構成要素であり、剥離装置１４０ｂの送り機構１４０ｂ−１の構成要素でもある。すなわち、ガイドレール１４１は、剥離装置１４０ａの送り機構１４０ａ−１と剥離装置１４０ｂの送り機構１４０ｂ−１とで共用される。

本実施例では、剥離装置１４０ａと剥離装置１４０ｂとを用いて線状導体１を搬送する。すなわち、剥離装置１４０ａと剥離装置１４０ｂとが線状導体１の搬送装置（送り機構）を構成している。このために、剥離装置１４０ａと剥離装置１４０ｂとは位相制御されるが、これについては後で詳細に説明する。

図５Ａはフラットワイズ剥離装置１４０ａを剥離装置１４０の幅方向から見た正面図であり、図５Ｂはフラットワイズ剥離装置１４０ａを剥離装置１４０の長さ方向（図５Ａの右側）から見た側面図である。図６Ａはエッジワイズ剥離装置１４０ｂを剥離装置１４０の幅方向から見た正面図であり、図６Ｂはエッジワイズ剥離装置１４０ｂを剥離装置１４０の長さ方向（図６Ａの左側）から見た側面図である。

剥離装置１４０ａはフラットワイズのエナメル被覆を剥離する金型１４０ａ−７を備えている。また、剥離装置１４０ｂはエッジワイズのエナメル被覆を剥離する金型１４０ｂ−７を備えている。剥離装置１４０ａと剥離装置１４０ｂとは基本的な構成は同じであり、配置が異なっている。すなわち、剥離装置１４０ａは金型１４０ａ−７の駆動方向が水平方向であるのに対して、剥離装置１４０ｂでは金型１４０ｂ−７の駆動方向が鉛直方向である。そのため、剥離装置１４０ａと剥離装置１４０ｂとについて、まとめて説明する。

金型１４０ａ−７，１４０ｂ−７の可動型（後述）を駆動するために、サーボモータ１４０ａ−４，１４０ｂ−４とサーボモータ１４０ａ−４，１４０ｂ−４の回転をロッドねじ１４０ａ−６，１４０ｂ−６に伝達する伝達機構１４０ａ−５，１４０ｂ−５とが設けられている。ロッドねじ１４０ａ−６は伝達機構１４０ａ−５によってサーボモータ１４０ａ−４，１４０ｂ−４から伝達された回転力により回転駆動される。ロッドねじ１４０ａ−６，１４０ｂ−６は本体フレーム１４０ａ−８，１４０ｂ−８に設けられた図示しない雌ねじと螺合している。このため、ロッドねじ１４０ａ−６，１４０ｂ−６が回転することにより、その先端部に設けられた金型１４０ａ−７，１４０ｂ−７の可動型を固定型に向けて駆動する。

図７は、エナメル被覆を剥離する金型１４２を示す斜視図である。図８は、エナメル被覆の隔離（除去）作業を説明する断面図である。剥離装置１４０ａの金型１４０ａ−７と剥離装置１４０ｂの金型１４０ｂ−７とは同じ構造であり、同じように動作する。このため、図７及び図８では、金型１４０ａ−７と金型１４０ｂ−７とを一緒にして、金型１４２として説明する。なお、フラットワイズ剥離装置１４０ａの金型１４０ａ−７では固定型と可動型とがコイル成形装置１００の幅方向に分かれて配置され、エッジワイズ剥離装置１４０ｂの金型１４０ｂ−７では、固定型と可動型とがコイル成形装置１００の高さ方向（鉛直方向）に分かれて配置される。

セグメントコイルを構成する分割導体の端部は、別の分割導体と溶接接合するために、エナメル被覆（絶縁皮膜）を除去して、溶接接合をし易くする必要がある。このために、本実施例では、エッジワイズとフラットワイズの２方向について、エナメル被覆を除去する。

金型１４２は固定型１４２−１と可動型１４２−２とから構成されている。固定型１４２−１は一対の固定雇い１４２−１Ａ，１４２−１Ｂとその中央に設けられた導体ガイド兼固定刃１４２−１Ｃとから構成されている。可動型１４２−２は一対の可動刃１４２−２Ａ，１４２−２Ｂとその中央に設けられた導体押え１４２−２Ｃとから構成されている。導体ガイド兼固定刃１４２−１Ｃは刃先１４２−１ａ，１４２−１ｂを有し、可動刃１４２−２Ａ，１４２−２Ｂは刃先１４２−２ａ，１４２−２ｂを有する。

剥離装置１４０ａは、可動型１４２−２を固定型１４２−１に向けて移動し、導体ガイド兼固定刃１４２−１Ｃの刃先１４２−１ａ，１４２−１ｂと可動刃１４２−２Ａ，１４２−２Ｂの刃先１４２−２ａ，１４２−２ｂとで、長辺（フラットワイズ）のエナメル被覆１Ａを切除する。エナメル被覆１００Ａが切除された当該剥離部は剥離装置１４０ｂの位置まで送られ、そこで短辺（エッジワイズ）のエナメル被覆１Ａが切除される。このようにして連続的に長い線状導体１に一定の間隔で、エナメル被覆１Ａが切除された剥離部が形成される。

図２１にエナメル被覆が剥離された線状導体１を示す。まず剥離装置１ａによりフラットワイズのエナメル被覆が切除され剥離部１００１ａ，１００２ａが形成される。剥離部１００１ａ，１００２ａが形成されたのち、剥離装置１ｂによりエッジワイズのエナメル被覆が切除され、剥離部１００１ｂ，１００２ｂが形成される。図２１では剥離部１００１ａ，１００２ａの長さと剥離部１００１ｂ，１００２ｂの長さとが同じであるが、通常、両者の長さが異なるようにしてもよい。

ここで、剥離装置１４０ａと剥離装置１４０ｂとによる剥離工程について説明する。

本実施例では、主軸の動作量に応じて従軸の動作量を設定し、各軸の動作を制御する位相制御（同期制御とも言う）を行っている。なお、主軸は仮想軸として設定されており、この仮想軸は線状導体の移動量に基づいて設定されている。本実施例では、線状導体１は常に一定速度で搬送されるものとして、仮想軸を設定する。

ここでは、従軸として、剥離装置１４０ａの位置座標、剥離装置１４０ｂの位置座標、剥離装置１４０ａの可動型１４２−２の位置座標及び剥離装置１４０ｂの可動型１４２−２の位置座標が設定される。以下の説明において、「同期モード」は、剥離装置１４０ａ及び剥離装置１４０ｂが仮想軸と同期して移動しているモードである。すなわち、同期モードでは、剥離装置１４０ａ及び剥離装置１４０ｂが線状導体１と同期して移動している。

剥離装置１４０ａは、自身の初期位置から線状導体１の搬送方向への移動を開始し、同期モード（線状導体１と等速の状態）において、可動型１４２−２を開位置から閉じ位置に動作させ、線状導体１のフラットワイズのエナメル被覆の切除を行う。このとき、可動型１４２−２は、可動型１４２−２によって切除されて形成された線状導体１の剥離部（段差部）に食い込んでおり、線状導体１と強く連結された状態にある。このため、線状導体１は剥離装置１４０ａの固定型１４２−１と可動型１４２−２とに挟まれて拘束された状態であり、剥離装置１４０ａの移動に伴って移動することになる。すなわち、線状導体１は剥離装置１４０ａによって搬送される。なお、剥離装置１４０ａの固定型１４２−１と可動型１４２−２とに挟持されるまでは、線状導体１は剥離装置１４０ｂの固定型１４２−１と可動型１４２−２とに挟持（拘束）されて搬送されている。

線状導体１が剥離装置１４０ａの固定型１４２−１と可動型１４２−２とに挟持されると、剥離装置１４０ｂの可動型１４２−２が閉じ位置から開位置に動作し、線状導体１は剥離装置１４０ｂによる挟持（拘束）状態から解放される。

剥離装置１４０ａが線状導体１を搬送している間に剥離装置１４０ｂは自身の初期位置に移動し、初期位置から線状導体１の搬送方向への移動を開始する。剥離装置１４０ｂは、「同期モード」に入ってから、可動型１４２−２を閉じる。剥離装置１４０ｂは、可動型１４２−２を閉じることにより、線状導体１のエッジワイズのエナメル被覆の切除を行う。このとき、剥離装置１４０ｂの可動型１４２−２は、可動型１４２−２によって切除されて形成された線状導体１の剥離部（段差部）に食い込み、線状導体１と強く連結された状態にある。このため、線状導体１は剥離装置１４０ｂの固定型１４２−１と可動型１４２−２とに挟まれて拘束された状態であり、剥離装置１４０ｂの移動に伴って移動する。なお、この段階では、線状導体１は剥離装置１４０ａによっても拘束されており、剥離装置１４０ａと剥離装置１４０ｂと線状導体１が等速で移動している。

すなわち、剥離装置１４０ｂの可動型１４２−２が開位置から閉じ位置に動作するのは、剥離装置１４０ａの可動型１４２−２が閉じ位置から開位置に動作するタイミングよりも前である。剥離装置１４０ｂの可動型１４２−２が閉じ始めてから剥離装置１４０ａの可動型１４２−２が開くまでの期間は、剥離装置１４０ａと剥離装置１４０ｂとが共に仮想軸と同期モードにある期間である。従って、剥離装置１４０ａと剥離装置１４０ｂと線状導体１とは共に同じ速度で移動している。

線状導体１が剥離装置１４０ｂの固定型１４２−１と可動型１４２−２とに挟持されると、剥離装置１４０ａの可動型１４２−２が閉じ位置から開位置に動作する。剥離装置１４０ａの可動型１４２−２が開くと、線状導体１は剥離装置１４０ａの固定型１４２−１と可動型１４２−２とによる拘束から解放される。しかし、線状導体１は、この時点ですでに剥離装置１４０ｂの固定型１４２−１と可動型１４２−２とにより拘束されている。従って、線状導体１は、剥離装置１４０ａによる拘束から解放された後も、剥離装置１４０ｂによって一定速度で搬送される。

剥離装置１４０ａは、可動型１４２−２を開くと、自身の初期位置に戻る。剥離装置１４０ａが初期位置に戻るときの速度は最高速度に設定される。これにより、分割コイルの生産効率を高めることができる。

剥離装置１４０ａが初期位置に戻ると、再び、線状導体１の搬送方向への移動を開始し、同期モードまで加速する。以下、剥離装置１４０ａと剥離装置１４０ｂとが立場を変えて上述した動作を実行する。

剥離装置１４０ａと剥離装置１４０ｂとは、少なくともいずれか一方が、常時、線状導体１を拘束して搬送方向に搬送する。また、剥離装置１４０ａによる線状導体１の拘束と剥離装置１４０ｂによる線状導体１の拘束とが切り替わる際には、剥離装置１４０ａによる線状導体１の拘束と剥離装置１４０ｂによる線状導体１の拘束とが重複する期間が設けられている。これにより、線状導体１を一定速度で確実に搬送することができる。

常時、少なくとも剥離装置１４０ａと剥離装置１４０ｂとうちいずれか一方が線状導体１の剥離部に可動型を当てていなければならないため、両方の剥離装置１４０ａ，１４０ｂで同じ剥離部に可動型を当てることができない。このため、剥離装置１４０ｂは、剥離装置１４０ａが可動型を当てている剥離部に対して、少なくとも分割コイル１本分だけ離れた位置の剥離部に可動型を当てる必要がある。しかし、剥離装置１４０ａが可動型を当てる剥離部と剥離装置１４０ｂが可動型を当てている剥離部とが離れすぎると、剥離装置１４０ａと剥離装置１４０ｂとの間で線状導体１が振動し、搬送が困難になる場合がある。そのため、剥離装置１４０ａと剥離装置１４０ｂとが最接近した位置において、剥離装置１４０ｂが可動型を当てる剥離部は、剥離装置１４０ａが可動型を当てている剥離部から分割コイル１本分だけ離れた位置の剥離部であることが望ましい。

本実施例では、剥離装置１４０ａと剥離装置１４０ｂとが搬送のために線状導体１に触れる。しかし、剥離装置１４０ａと剥離装置１４０ｂとが線状導体１に触れる位置はエナメル被覆（絶縁皮膜）が切除された部分であり、剥離装置１４０ａと剥離装置１４０ｂとはエナメル被覆（絶縁皮膜）で被覆された部分には触れない。アンコイラ１１０においてピンチローラ装置１１２の第１のローラ１１２ａと第２のローラ１１２ｂとが線状導体１のエナメル被覆（絶縁皮膜）で被覆された部分に触れるが、ピンチローラ装置１１２は積極的に線状導体１の搬送を行う装置ではないので、第１のローラ１１２ａと第２のローラ１１２ｂとを線状導体１に対して強く押し付ける必要がない。従って、エナメル被覆に損傷を与えたり、エナメル被覆に塵埃を付着させる可能性を低減することができる。

次に、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ及び図１０を用いて、曲げ成形部（ベンディング装置）１５０及び搬送部（搬送装置）１６０について説明する。図９Ａは、曲げ成形部（ベンディング装置）１５０及び搬送部（搬送装置）１６０の構成を示す平面図である。図９Ｂは、搬送部（搬送装置）１６０による搬送動作を説明する図である。図９Ｃは、曲げ成形部（ベンディング装置）１５０を拡大して示す平面図である。図１０は、線状導体１の切断装置１６５の構成を示す平面図である。

曲げ成形部（ベンディング装置）１５０は、ベース１５１と、ベース１５１に搭載された芯金１５２及び曲げピン１５３とを備えている。また、ベース１５１の裏側にはサーモモータ１５８が設けられており、曲げピン１５３はサーモモータ１５８により芯金１５２の中心Ｏ_１５２を中心にして回動するように構成されている。すなわち、曲げピン１５３が芯金１５２の周囲を回動することにより、線状導体１に対して曲げ加工を実施する。なお、芯金１５２はベース１５１に対して固定されている。

本実施例では、ベンディング装置１５０は線状導体１に対して３回の曲げ加工を実施する。３回の曲げ加工により、線状導体１には３ヶ所の曲げ部１Ｋ，１Ｌ，１Ｍが形成される。この段階では、線状導体１は２次元的に曲げられた状態である。

ここで、図９Ｃを参照して、芯金１５２と曲げピン１５３とについて、詳細に説明する。本実施例では、芯金１５２の円筒形状であり、中央部に線状導体１が挿通する直線溝１５２ａが形成されている。直線溝１５２ａの両端部では芯金１５２に丸味部１５２ｂが形成されている。これにより、曲げ加工時に線状導体１のエナメル被覆の損傷を防いでいる。

また、曲げピン１５３は、部分円筒面１５３ａと、この部分円筒面１５３ａに対して線状導体１と当接する側に直線部（平面部）１５３ｂとを有する形状である。この形状により、曲げピン１５３は線状導体１と当接する際に直線部（平面部）１５３ｂから線状導体１に当接する。そして曲げ加工時にあっては、直線部（平面部）１５３ｂが線状導体１に当接して線状導体１に曲げ力を加える。小径の円筒ピンを線状導体１に当接させて曲げ力を加えると、線状導体１に圧痕が付き易く、エナメル被覆の損傷を生じ易い。本実施例では、直線部（平面部）１５３ｂが線状導体１に当接するため、線状導体１に圧痕が付き難く、エナメル被覆の損傷を生じ難い。このため、より大きな曲げ力を高速で線状導体１に加えることが可能になり、曲げ加工に要する加工時間を短縮することができる。

ベンディング装置１５０のベース１５１はロッドねじ１５４とロッドねじ１５４を回転駆動するサーボモータ１５７とで線状導体１の搬送方向に沿って上流側及び下流側の両方向に移動可能である。

搬送部（搬送装置）１６０は、ベース１６６と、ベース１６６に搭載された搬送アクチュエータ１６１及び線状導体１の切断装置１６５とを備えている。また、ベース１６６の裏側にはサーモモータ１６４が搭載されている。搬送アクチュエータ１６１はサーモモータ１６４により中心Ｏ_１６１を中心にして回転するように構成されている。搬送アクチュエータ１６１には中心Ｏ_１６１に対して点対称にかつ１８０度の角度間隔で２つのチャック１６１ａ，１６１ｂが設けられている。

二次元の曲げ加工が終わると、分割コイル１０００’は切断装置１６５によって線状導体１から切断される。切断装置１６５は、図９Ａに示すように、クランク機構（切断クランク）１６５によって駆動される切断刃（カッター）１６５ｈを備えている。

クランク機構１６５はサーボモータ１６５ａの回転軸に取り付けられた円板１６５ｂと、連結ピン１６５ｃ１によって円板１６５ｂの回転中心から偏心した位置に一端部が連結された第１のアーム１６５ｃと、第１のアーム１６５ｃの他端部に連結ピン１６５ｃ２によって一端部が連結された第２のアーム１６５ｉと、第２のアーム１６５ｉの他端部に連結ピン１６５ｄ２によって連結された案内部材１６５ｄとを備えている。

サーボモータ１６５ａの回転軸が回転すると、第２のアーム１６５ｉが連結ピン１６５ｄ２を中心に遥動しながら案内部材１６５ｄを上下方向に移動させる。案内部材１６５ｄには、図１０に示すように、鉛直方向に対して傾斜した案内溝（傾斜溝）１６５ｄ３が形成されている。図１０に示す第３のアーム１６５ｅは案内溝１６５ｄ３に係合する係合ピン１６５ｄ１を有する。また、第３のアーム１６５ｅは連結ピン１６５ｅ１を中心にして遥動することができる。このため、案内部材１６５ｄが上下動することにより、係合ピン１６５ｄ１が案内溝１６５ｄ３に案内されて左右方向に移動する。これにより、第３のアーム１６５ｅは連結ピン１６５ｅ１を中心にして遥動する。この遥動運動により、第３のアーム１６５ｅは、連結ピン１６５ｅ１を介して係合ピン１６５ｄ１の反対側に連結された移動部材１６５ｆを水平方向（幅方向）に移動させる。

移動部材１６５ｆは案内レール１６５ｇによって水平方向（幅方向）に案内されている。第３のアーム１６５ｅは、その遥動運動により、移動部材１６５ｆに取り付けられた切断刃（カッター）１６５ｈを水平方向（幅方向）に移動させる。図１０では片側のみを図示しているが、中心線１６５ｊの左側には、第３のアーム１６５ｅ、移動部材１６５ｆ、案内レール１６５ｇ及び切断刃（カッター）１６５ｈが対称に構成されており、中心線１６５ｊを挟んで対称に構成された２つの切断刃（カッター）１６５ｈによって線状導線１が切断される。

搬送装置１６０のベース１６６はロッドねじ１６２とロッドねじ１６２を回転駆動するサーボモータ１６３とで線状導体１の搬送方向に沿って上流側及び下流側の両方向に移動可能である。

チャック１６１ａ，１６１ｂは、分割コイル１０００’が切断装置１６５によって線状導体１から切断される前に、分割コイル１０００’を保持する。チャック１６１ａが分割コイル１０００’を保持すると、図９Ｂに示すように、搬送アクチュエータ１６１が中心Ｏ_１６１を中心に回転する。またベース１６６は、ロッドねじ１６２とサーボモータ１６３とにより、線状導体１の搬送方向下流側に水平移動する。これにより、分割コイル１０００’はプレス成形部（プレス装置）１７０のコイル投入ガイド１７２まで搬送される。

コイル投入ガイド１７２にはサーボモータ１７７が設けられており、ガイドを構成する両側板の間隔が変化するように構成されている。搬送アクチュエータ１６１の回転及びベース１６６の移動によって分割コイル１０００’が搬送されてくると、コイル投入ガイド１７２の両側板はその間隔がサーボモータ１７７によって拡げられる。これにより、搬送アクチュエータ１６１は分割コイル１０００’を、コイル投入ガイド１７２を介して、プレス装置１７０の金型１７１の中に確実に投入することができる。

ここで、ベンディング装置１５０、切断装置１６５及び搬送装置１６０の位相制御（同期制御）について、説明する。

ベンディング装置１５０、切断装置１６５及び搬送装置１６０の位相制御では、以下の従軸を設定する。一つ目の従軸として、ベンディング装置１５０のベース１５１の移動（位置座標）を設定する。この従軸により、サーボモータ１５７を制御する。二つ目の従軸として、曲げピン１５３の回転（回転座標）を設定する。この従軸により、サーモモータ１５８を制御する。三つ目の従軸として、搬送装置１６０のベース１６６の移動（位置座標）を設定する。この従軸により、サーボモータ１６３を制御する。四つ目の従軸として、切断クランク機構１６５の動作（回転座標）を設定する。この従軸により、サーボモータ１６５ａを制御する。五つ目の従軸として、搬送アクチュエータ１６１の回転（回転座標）を設定する。この従軸により、サーボモータ１６４を制御する。六つ目の従軸として、チャック１６１ａ，１６１ｂのチャック開閉を設定する。この従軸により、チャック１６１ａ，１６１ｂの弁１６１ｖ（図２０参照）を制御する。七つ目の従軸として、コイル投入ガイド１７２の動作（位置座標）を設定する。この従軸により、サーボモータ１７７を制御する。上述した各従軸は前述した仮想軸を主軸としている。

ベンディング装置１５０では、線状導体１の送りに同期させてベンディング装置１５０のベース１５１を送る。ベンディング装置１５０の「ベンディング曲げ」動作には３回の「曲げ同期モード」がある。各「曲げ同期モード」では、「曲げ動作」と「戻り動作」とを実行する。すなわち、ベンディング装置１５０のベース１５１を線状導体１と同期して送りながら、「曲げ動作」（曲げ加工）を実行し、１回の「曲げ動作」毎に減速して「戻り動作」を実行する。１回の曲げ動作毎にベンディング装置１５０のベース１５１を減速するのは、この間に線状導体１をベース１５１の前方へ相対的に送るためである。従って、「戻り動作」では、ベンディング装置１５０は線状導体１と同期して移動していない。

実際には、「曲げ動作」の期間内でも、曲げ加工を行っている最中はベース１５１の速度を線状導体１の速度よりもわずかに遅くする。これにより、線状導体１が芯金１５２に対してわずかに前方にフィードされる。線状導体１が芯金１５２と回転する曲げピン１５３との間で伸張されるのを防止或いは抑制することができる。

ベンディング装置１５０は３回の曲げ加工が終了すると最高速度で初期位置（同期加速開始位置）まで戻る。この間に曲げ部１Ｍ（図９Ｂ参照）は芯金１５２に対して前方にフィードされる。ただし、このフィードは芯金１５２と線状導体１との相対的な関係によるものであり、線状導体１は常に一定速度で移動している。ベンディング装置１５０のベース１５１は、初期位置に戻ると加速して同期モードとなり、線状導体１と同じ速度で移動する。ここで、切断装置１６５のサーボモータ１６５ｂは加速して線状導体１の切断を行う。

一方、搬送装置１６０では、ベンディング装置１５０が３回の曲げ加工を実施する間、ベース１６６を分割コイル１０００’のコイル投入ガイド１７２への投入位置に移動して待機する。ベンディング装置１５０のベース１５１は３回の曲げ加工時に搬送装置１６０側に移動しながら曲げ加工を行う。搬送装置１６０のベース１６６を分割コイル１０００’のコイル投入ガイド１７２への投入位置で待機させることにより、搬送装置１６０はベンディング装置１５０の移動の邪魔になることはない。

ベンディング装置１５０による３回の曲げ加工が終わると、搬送装置１６０のベース１６６は最高速度で初期位置（同期加速開始位置）まで戻るように制御される。３回の曲げ加工が終わると、ベンディング装置１５０のベース１５１も最高速度で初期位置（同期加速開始位置）まで戻されるが、搬送装置１６０のベース１６６が初期位置への移動を開始するタイミングは、ベンディング装置１５０のベース１５１が初期位置への移動を開始するタイミングよりも早い。

搬送装置１６０のベース１６６はベンディング装置１５０のベース１５１よりも長い距離を移動して、ベンディング装置１５０のベース１５１がその初期位置に到達するタイミングと同じタイミングで、搬送装置１６０のベース１６６の初期位置に到達する。搬送装置１６０のベース１６６とベンディング装置１５０のベース１５１とはそれぞれの初期位置に到達した後、同じように加速して、共に同期モードに移る。すなわち、搬送装置１６０のベース１６６とベンディング装置１５０のベース１５１とが近接した状態で、線状導体１と同じ速度で移動する。この同期モードにおいて、切断クランク機構１６５が分割コイル１０００’を線状導体１から切り離すように、切断クランク機構１６５の回転座標が設定されている。

搬送装置１６０では、線状導体１から切断された分割コイル１０００’をコイル投入ガイド１７２へ投入する位置に、エアチャック１６１ａ，１６１ｂが位置づけられるように、搬送アクチュエータ１６１を回転させる動作が設定されている。この搬送アクチュエータ１６１の回転は、搬送装置１６０のベース１６６によるプレス投入位置（分割コイル１０００’をコイル投入ガイド１７２へ投入する位置）への移動と並行して実行される。エアチャック１６１ａ，１６１ｂが分割コイル１０００’をコイル投入ガイド１７２へ投入する位置に位置づけられると、エアチャックが「閉」から「開」に切り替わり、分割コイル１０００’がコイル投入ガイド１７２へ投入される。

また、搬送装置１６０では、ベース１６６を初期位置（同期加速開始位置）まで戻す動作と並行して、エアチャック１６１ａ，１６１ｂを線状コイル１から切断された分割コイル１０００’を掴める位置（切断位置）に位置付ける動作が設定されている。エアチャック１６１ａ，１６１ｂが切断位置に到着した後、分割コイル１０００’が線状コイル１から切断されるまでの間にエアチャック１６１ａ，１６１ｂによる分割コイル１０００’の保持（開→閉）が完了するように、搬送装置１６０の動作が設定される。

コイル投入ガイド１７２では、分割コイル１０００’を保持したエアチャック１６１ａ，１６１ｂがプレス投入位置に向けて搬送アクチュエータ１６１により回転移動を始める前に、コイル投入ガイド１７２の開状態（両側板が開いた状態）が設定されており、エアチャック１６１ａ，１６１ｂがプレス投入位置に到達すると「開」から「閉」に切り替わる。また、エアチャック１６１ａ，１６１ｂが搬送アクチュエータ１６１により切断位置まで回転移動する動作と並行して、コイル投入ガイド１７２が「閉」から「開」に切り替わるように設定されている。

次に、図１１を用いて、プレス成形部（プレス装置）１７０について説明する。図１１は、プレス装置１７０の動作を、順を追って示した動作の概念図である。

プレス装置１７０は固定型１７４と可動型１７３とを有している。図１１は、固定型１７４と可動型１７３とを下側から見上げた状態を示している。固定型１７４側からは、３本のピンが可動型１７３との隙間に向けて突出している。３本のピンのうち１本は他の２本のピンに対して上方に位置し、かつ水平面に投影した場合に他の２本のピンの間に位置している。上方に位置する１本のピン１７５を第１ピン１７５と呼び、他の２本のピン１７６ａ，１７６ｂを第２ピン１７６ａ，１７６ｂ或いは姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂと呼ぶ。

第１ピン１７５は固定型１７４の成型面（プレス面）から突出している。一方、第２ピン（姿勢ピン）１７６ａ，１７６ｂは固定型１７４の成型面の下方に設けられている。

以下、図１１を参照して、プレス装置１７０の動作を説明する。プレス装置１７０には、前述した仮想軸を主軸とする４つの従軸が設けられている。なお、「コイル投入ガイド」軸はプレス装置１７０に含めてもよく、その場合は、プレス装置１７０は５つの従軸で構成される。

一つ目の従軸はプレスユニット１７０の可動型１７３を開閉させる軸であり、サーボモータ１７３ｍ（図１９参照）によって制御される。二つ目及び三つ目の従軸は、プレスユニット１７０の２つの姿勢ピン（姿勢ピンａと姿勢ピンｂ）を水平方向かつ２つの姿勢ピンの間隔方向（可動型１７３の移動方向に垂直な方向）に移動させる軸であり、サーボモータ１７６ａｍ，１７６ｂｍ（図１９参照）によって制御される。四つ目の従軸はプレスユニット１７０の第１ピン１７５及び第２ピン（姿勢ピン）１７６ａ，１７６ｂを固定型１７４の成型面（プレス面）の水平方向位置に対して成型面から可動型１７３側に突出させたり引っ込めたりする軸（以下、上昇軸或いは下降軸という）であり、サーボモータ１７５ｍ（図１９参照）によって制御される。なお、第１ピン１７５及び姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂは、サーボモータ１７５ｍにより一体で上昇（或いは下降）する。すなわち、第１ピン１７５及び姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂの上昇軸或いは下降軸は１軸で構成されている。

図１１（ａ）では、固定型１７４に対して可動型１７３が完全に開いた状態にある。これは、プレス後退が完了した状態である。このプレス後退は可動型１７３を完全に開いた状態に移動させる動作である。また、プレス後退が完了する直前に、ピン上昇の動作が設定される。このピン上昇は、図１１（ｅ）に示すように第１ピン１７５及び姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂが固定型１７４の成型面から引っ込んだ状態から、図１１（ａ）に示すように固定型１７４の成型面から完全に突出した状態に移動する動作である。

図１１（ａ）のように、可動型１７３と第１ピン１７５及び姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂとが設定された状態で、搬送アクチュエータ１６１のエアチャック１６１ａ，１６１ｂからプレスユニット１７０に分割コイル１０００’が投入される。これは、エアチャック１６１ａ，１６１ｂが「閉」から「開」に切り替わる動作によって実行される。プレスユニット１７０への分割コイル１０００’の投入時には、分割コイル１０００’と姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂとが干渉しないように、２本の姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂは水平面への投影図上で第１ピン１７５に最も近接した状態となり、２本の姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂの間隔は最も狭くなっている。なお、このときの第１ピン１７５及び姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂは固定型１７４の成型面から最も突出した状態にあり、このときの第１ピン１７５の基準面からの高さはｈ_１である。

図１１(ｂ)では、２本の姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂの間隔が最も拡大され、分割コイル１０００’が第１ピン１７５及び姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂにより安定した状態（姿勢）に支持される。分割コイル１０００’がプレスユニット１７０に投入された後、図１１（ａ）の状態から図１１(ｂ)の状態に移行する。これは、第２ピン（姿勢ピン）１７６ａ，１７６ｂのピン開き動作による。なお、図１１(ｂ)の状態では、第１ピン１７５の基準面からの高さはｈ_１である。

図１１（ｃ）では、可動型１７３が閉方向（固定型１７４側）に移動を開始している。これは、プレス成形においてプレスを前進させる動作である。すなわち、この段階ではプレス加工が始まっている。ただし、図１１（ｃ）では、可動型１７３は分割コイル１０００’に当接したばかりで、分割コイル１０００’にプレス加工による変形は生じていない。

図１１(ｂ)の状態から図１１(ｃ)の状態に移行する過程で注意を要するのは、接近してくる可動型１７３との干渉を避けるため、第１ピン１７５及び姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂが下降していることである。このときの第１ピン１７５の基準面からの高さはｈ_２であり、ｈ_１とｈ_２との間にはｈ_１＞ｈ_２の関係がある。第１ピン１７５及び姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂの下降制御は、図９Ｂの「プレスピン上下」軸の「プレス成形に同期してピン動作」の設定によって実行される。

図１１（ｄ）では、可動型１７３が完全に閉じてプレス加工が終了した状態を示している。この状態では、二次元的な曲げ加工が施された分割コイル１０００’に三次元的な曲げ加工が施されている。この状態で、分割コイル１０００が完成している。

図１１(ｃ)の状態から図１１(ｄ)の状態に移行する過程で注意を要するのは、分割コイル１０００’に三次元的な曲げ加工が施されることにより、Ｕ字状の分割コイル１０００の両脚部１０００ａ，１０００ｂの間隔が狭くなっていることである。このため、図１１ (ｃ)の状態に対して図１１(ｄ)の状態では、２本の姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂの間隔が狭くなっている。この２本の姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂの間隔制御は、プレス成形に同期して姿勢ピンを制御することによって実行される。

図１１(ｃ)の状態から図１１(ｄ)の状態に移行する過程でも可動型１７３はさらに第１ピン１７５及び姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂに接近してくる。このため、可動型１７３との干渉を避けるため、第１ピン１７５及び姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂはさらに下降制御される。このときの第１ピン１７５の基準面からの高さはｈ_３であり、ｈ_１とｈ_２とｈ_３との間にはｈ_１＞ｈ_２＞ｈ_３の関係がある。

図１１（ｂ）〜（ｄ）ではプレス成形が実行されている状態であるが、分割コイル１０００’と可動型１７３との接触タイミングや、三次元曲げ形状によって、第１ピン１７５及び姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂの下降制御や、２本の姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂの間隔制御は、そのタイミングや速度が異なる。従って、２本の姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂの間隔制御は三次元曲げ加工によってそのタイミングや速度を適宜変更すればよい。また、第１ピン１７５及び姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂの下降制御は可動型１７３との接触タイミングによって適宜変更すればよい。

図１１（ｅ）では、可動型１７３を開き、三次元曲げ加工された分割コイル１０００をプレスユニット１７０の金型から排出する。このために、第１ピン１７５及び姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂを図１１（ｄ）の状態から更に下降制御し、水平面への投影図上で第１ピン１７５及び姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂが固定型１７４の成型面から完全に引っ込んだ状態にする。この動作は第１ピン１７５及び姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂの下降動作によって実行される。また、２本の姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂの間隔は、図１１（ａ）の状態に戻される。

第１ピン１７５及び姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂの下降制御と２本の姿勢ピン１７６ａ，１７６ｂの間隔制御が終了すると、可動型１７３を開く。これにより、三次元曲げ加工された分割コイル１０００がプレスユニット１７０の金型から排出される。この動作は、プレス後退によって実行される。

以上説明したように、本実施例では、主軸となる仮想軸における線状導体１の送り速度（一定）に同期して、各従軸の動作が実行される。各従軸における位置決め完了確認後に次動作を開始する制御ではない分、コイルの成形工程を高速に実行できる。

また、本実施例では、剥離装置１４０の剥離型が線状導体１のエナメル被覆の剥離部を拘束（保持）して線状導体１を搬送する。このため、線状導体１の送り機構（搬送機構）である剥離装置１４０と線状導体１との間にすべりや位置ずれが生じ難い。従って、線状導体１を仮想軸に従って正確に送ることができ、位相制御（同期制御）で上述のようなコイル成形を精度よくかつ正確に実施することができる。

ここで、図１８Ａ及び図１８Ｂを用いて、上述したコイル成形装置によって三次元曲げ加工された分割コイルの例を説明する。図１８Ａは、分割コイル１０００の形状を示す平面図である。図１８Ｂは、図１８Ａの分割コイル１０００を右側から見た平面図である。

本実施例の分割コイル１０００は、Ｕ字形状をしており、両脚部１００６，１００７の間に３ヶ所の曲げ部１００３〜１００５が形成されている。図１８Ａに示す３ヶ所の二次元的な曲げ部１００３〜１００５は、ベンディング装置１５０により加工される。

ベンディング装置１５０では、曲げピンとして、円筒部１５３ａと平面部１５３ｂとを有する曲げピン１５３を用いるので、線状導体１における曲げピン１５３の当接部に圧痕が生じ難い。また、曲げ加工を行う際には、ベンディング装置１５０の移動速度を線状導体１の送り速度に対して少し遅くするため、線状導体１が芯金１５２と回転する曲げピン１５３との間で伸張されるのを防止或いは抑制することができる。従って、本実施例によれば、両脚部１００６，１００７の付け根部に圧痕や擦れのない線状導体１を提供することができる。

図１９を用いて、位相制御を実施するサーボモータの構成について説明する。図１９は位相制御のブロック図である。

全体コントローラ１８１の下位にはモーションコントローラ１８２が設けられている。モーションコントローラ１８２の下位には従軸を構成するサーボモータとそのサーボドライバとが接続される。本実施例では、従軸として、アンコイラ（ボビン）１１１と、エッジワイズ剥離装置（ＥＷ移動）１４０ｂ−１ａと、エッジワイズ剥離装置（ＥＷ剥離）１４０ｂ−７と、フラットワイズ剥離装置（ＦＷ移動）１４０ａ−１ａと、フラットワイズ剥離装置（ＦＷ剥離）１４０ａ−７と、ベンディング装置（ヘッド）１５１と、ベンディング装置（曲げ）１５３と、切断・搬送装置（ヘッド）１６６と、切断装置（切断クランク）１６５と、搬送装置（搬送ＤＤ）１６２と、搬送装置（チャック）１６１ａ，１６１ｂと、コイル投入ガイド（開閉）１７２と、プレスユニット（可動型開閉）１７３と、プレスユニット（姿勢ピンａ移動）１７６ａと、プレスユニット（姿勢ピンｂ移動）１７６ｂと、プレスユニット（ピン上下）１７５，１７６ａ，１７６ｂの計１６軸が設けられている。

アンコイラ（ボビン）１１１にはサーボドライバ１１１−１Ｄ及びサーボモータ１１１−１と、エッジワイズ剥離装置（ＥＷ移動）１４０ｂ−１ａにはサーボドライバ１４０ｂ−１ｂＤ及びサーボモータ１４０ｂ−１ｂと、エッジワイズ剥離装置（ＥＷ剥離）１４０ｂ−７にはサーボドライバ１４０ｂ−４Ｄ及びサーボモータ１４０ｂ−４と、フラットワイズ剥離装置（ＦＷ移動）１４０ａ−１ａにはサーボドライバ１４０ａ−１ｂＤ及びサーボモータ１４０ａ−１ｂと、フラットワイズ剥離装置（ＦＷ剥離）１４０ａ−７にはサーボドライバ１４０ａ−４Ｄ及びサーボモータ１４０ａ−４と、ベンディング装置（ヘッド）１５１にはサーボドライバ１５７Ｄ及びサーボモータ１５７と、ベンディング装置（曲げ）１５３にはサーボドライバ１５８Ｄ及びサーボモータ１５８と、切断・搬送装置（ヘッド）１６６にはサーボドライバ１６３Ｄ及びサーボモータ１６３と、切断装置（切断クランク）１６５にはサーボドライバ１６５ａＤ及びサーボモータ１６５ａと、搬送装置（搬送ＤＤ）１６２にはサーボドライバ１６４Ｄ及びサーボモータ１６４と、搬送装置（チャック）１６１ａ，１６１ｂにはサーボドライバ１６１ｖＤ及びサーボモータ１６１ｖと、コイル投入ガイド（開閉）１７２にはサーボドライバ１７７Ｄ及びサーボモータ１７７と、プレスユニット（可動型開閉）１７３にはサーボドライバ１７３ｍＤ及びサーボモータ１７３ｍと、プレスユニット（姿勢ピンａ移動）１７６ａにはサーボドライバ１７６ａｍＤ及びサーボモータ１７６ａｍと、プレスユニット（姿勢ピンｂ移動）１７６ｂにはサーボドライバ１７６ｂｍＤ及びサーボモータ１７６ｂｍと、プレスユニット（ピン上下）１７５，１７６ａ，１７６ｂにはサーボドライバ１７５ｍＤ及びサーボモータ１７５ｍが設けられている。

図１２を用いて、本発明に係る異形コイル成形装置の全体構成を説明する。図１２は、本実施例に係る異形コイル成形装置の全体構成を示す平面図である。

異形コイル成形装置５００は、図１２の左側から、アンコイラ１１０、バッファ１２０、矯正部（矯正装置）１３０、第２の剥離部（剥離装置）１９０、第１の剥離部（剥離装置）１４０及び曲げ成形部（ベンディング装置）２００が、線状導体１に対して加工を行う順番に一直線に並んで配置されている。

本実施例では、第２の剥離部（剥離装置）１９０と、曲げ成形部（ベンディング装置）２００とが、実施例１と相違しており、その他の構成は実施例１と同様である。従って、第１の剥離部（剥離装置）１４０による線状導体１の搬送も実施例１と同様である。ただし、実施例１では、第１の剥離部（剥離装置）１４０による線状導体１の搬送とベンディング装置１５０の曲げ加工とが位相制御により制御されていたのに対して、本実施例では位相制御されていない。本実施例においても、実施例１のベンディング装置１５０と同様に、ベンディング装置２００に送り機構を設けることにより、第１の剥離部（剥離装置）１４０による線状導体１の搬送とベンディング装置１５０による曲げ加工とを位相制御により制御することができる。

本実施例では、分割コイルの中間部に剥離部を設けられるように、第２の剥離部（剥離装置）１９０を設けている。第２の剥離部（剥離装置）１９０は、第１の剥離部（剥離装置）１４０と同様に、フラットワイズのエナメル被覆を剥離する剥離装置１９０ａと、エッジワイズのエナメル被覆を剥離する剥離装置１９０ｂとを備えている。ただし、剥離装置１９０ａと剥離装置１９０ｂとは位置が固定されており、剥離装置１４０ａや剥離装置１４０ｂのように線状導体１の搬送方向に移動することができない構成である。

次に、図１３Ａ及び図１３Ｂを用いて、本実施例のベンディング装置２００について説明する。図１３Ａはベンディング装置２００の構成を示す平面図である。図１３Ｂは図１３Ａに示すベンディング装置２００を下側から見た平面図である。

本実施例のベンディング装置２００では、圧縮曲げ（コンプレッションベンド）を行うベンディング装置（第１のベンディング部）２００Ａと、引張り曲げ（ドローベンド）を行うベンディング装置（第２のベンディング部）２００Ｂとが１台の装置に一体化されている。線状導体１に対してベンディング装置２００Ａとベンディング装置２００Ｂとが切り替わってアクセスすることにより、１台の装置で圧縮曲げと引張り曲げとを行うことができる。なお、ベンディング装置２００Ａは、ベンディング装置２００Ｂに対して、線状導体１の搬送方向において、上流側に位置している。このような配置により、線状導体１はベンディング装置２００Ａによって圧縮曲げ加工された後に、ベンディング装置２００Ｂによって引張り曲げ加工される。

ベンディング装置２００には、７個のモータが設けられている。２０１はベンディング装置２００Ａとベンディング装置２００Ｂとを切り替えるための切替用モータである。ベンディング装置２００Ａとベンディング装置２００Ｂとを切り替えるためには、線状導体１に曲げ加工を行っていたベンディング装置２００Ａ，２００Ｂの芯金を線状導体１から外すために、ベンディング装置２００Ａ，２００Ｂの芯金を線状導体１から下げる必要がある。２０２，２０３はそのためのモータであり、２０２はベンディング装置２００Ａを線状導体１から下げるモータである。また、２０３はベンディング装置２００Ｂを線状導体１から下げるモータである。

上述したように、ベンディング装置２００Ａとベンディング装置２００Ｂとは、回動中心軸Ｏ_２００Ａ及び中心軸（回動中心軸）Ｏ_２００Ｂに沿う方向に前進することにより線状導体１にアクセスし、後退することにより線状導体１から退避する。

ベンディング装置２００Ａ側に設けられたモータ２０４は圧縮曲げに使用する芯金を回転させるモータである。本実施例の圧縮曲げでは、長辺と短辺とを有する平角線に対して、長辺側と短辺側とのいずれの側からでも曲げ加工を行えるように、芯金には溝幅の異なる２種類の溝が十文字に形成されている。十文字に形成された２種類の溝のうちいずれか一方の溝を線状導体１の搬送方向に沿わせるように、モータ２０４が芯金を回転させる。ベンディング装置２００Ａ側に設けられたモータ２０５は圧縮曲げに使用する曲げピンを芯金の中心軸周りに回動させるモータである。

ベンディング装置２００Ｂ側に設けられたモータ２０６は引張り曲げに使用するクランプを芯金に向かって前進、或いは芯金側から後退させるモータである。また、ベンディング装置２００Ｂ側に設けられたモータ２０７は引張り曲げを行う際に、クランプと芯金とに間に線状導体１を挟み込み、クランプと芯金とを一体で回転させるモータである。

図１４Ａ〜図１４Ｄを用いて、圧縮曲げを行うベンディング装置２００Ａを説明する。図１４Ａはベンディング装置２００Ａを曲げピン２００Ａ−２ａ，２００Ａ２ｂの回動軸方向から見た平面図である。図１４Ｂは図１５Ａに示すベンディング装置２００ＡをＢ矢視方向から見た平面図である。図１４Ｃは図１４Ａに示すベンディング装置２００ＡをＣ矢視方向から見た平面図である。図１５Ｄは図１４Ａに示すベンディング装置２００ＡをＤ矢視方向から見た平面図である。図１４Ｄの一部は図１４ＡのＤ１−Ｄ１矢視断面を示している。

芯金は２００Ａ−１ａ、２００Ａ−１ｂ、２００Ａ−１ｃ及び２００Ａ−１ｄの４つのピースで構成されており、溝幅の異なる２種類の溝が曲げピン２００Ａ−２ａ，２００Ａ−２ｂの回動軸Ｏ_２００Ａに垂直な平面上において直交する形（十文字）に構成されている。芯金の周囲には、曲げピン２００Ａ−２ａと曲げピン２００Ａ２ｂとが配置されている。曲げピン２００Ａ−２ａと曲げピン２００Ａ２ｂとはモータ２０５により一体で回転駆動される。２種類の溝と２つの曲げピン２００Ａ−２ａ，２００Ａ−２ｂとを使い分けることにより、平角線の長辺側と短辺側のいずれの側からでも、色々な曲げ加工を施すことができる。

図１５を用いて、引張り曲げを行うベンディング装置２００Ｂを説明する。図１５はベンディング装置２００Ｂの構成を示す斜視図である。

ベンディング装置２００Ｂは、芯金２００Ｂ−１とクランプ２００Ｂ−２と背当て２００Ｂ−３とを有し、芯金２００Ｂ−１とクランプ２００Ｂ−２とで線状導体１を挟み込み、線状導体１の芯金２００Ｂ−１と当接する側面とは反対側の側面に背当て２００Ｂ−３を当て、芯金２００Ｂ−１とクランプ２００Ｂ−２とを一体で芯金２００Ｂ−１の中心軸Ｏ_２００Ｂ周りに回転（回動）させて線状導体１に曲げ加工を行う装置である。なお、中心軸（回動中心軸）Ｏ_２００Ｂと回動中心軸Ｏ_２００Ａとは、平行であり、同一平面上に存在する。

芯金２００Ｂ−１は、芯金２００Ｂ−１の中心軸Ｏ_２００Ｂと中心が一致する大径の円筒面と、大径の円筒面の中心から偏心した位置に中心を有する小径の円筒面と、大径の円筒面と小径の円筒面とに接する２つの接平面とで構成されている。線状導体１は、芯金２００Ｂ−１に構成された接平面とクランプ２００Ｂ−２の先端平面とで挟まれ、芯金２００Ｂ−１とクランプ２００Ｂ−２との回転動作により芯金２００Ｂ−１の大径の円筒面に巻き付けられながら、曲げられていく。

この過程で、線状導体１は曲げ角度に応じて引き出されていくため、背当て２００Ｂ−３は固定されておらず、線状導体１に沿ってスライド可能に設けられている。これにより、線状導体１が引き出されるのに応じて背当て２００Ｂ−３は線状導体１と共にスライドする。このため、線状導体１は背当て２００Ｂ−３との間で生じる擦れを防ぐことができる。

図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１６Ｃを用いて、引張り曲げによる曲げ加工について説明する。図１６Ａは引張り曲げによる曲げ加工を行う前の分割コイル１１００’の形状を示す斜視図である。図１６Ａに示す分割コイル１１００’は図１７に示すモータステータ２０００に設けられた分割コイル１１００として利用される。図１６Ｂは芯金２００Ｂ−１とクランプ２００Ｂ−２と背当て２００Ｂ−３との近傍を示す斜視図である。図１６Ｃは分割コイル１１００’に引張り曲げにより約１８０度の曲げ加工を施す状態を示す斜視図である。

図１６Ａに示す分割コイル１１００’はこれから行う引張り曲げによる曲げ加工の前に行った圧縮曲げにより、曲げの内周側が外周側に比べて太った状態になり、断面が台形のような形状になっている。この太った面を芯金ホルダの面２００Ｂ−１ａに当て、線状導体１を芯金２００Ｂ−１とクランプ２００Ｂ−２とで挟み込むと、線状導体１の太った面と細った面との間をつなぐ傾斜面が芯金２００Ｂ−１とクランプ２００Ｂ−２とに当接する。このため、圧縮曲げの後に引張り曲げを行うと、傾斜面がクランプ２００Ｂ−２の先端面に沿うように捩れ、完成した分割コイル１１００に捩れが生じる。

本実施例では、芯金２００Ｂ−１を支持する芯金ホルダに切欠き面２００Ｂ−１ｂを設け、引張り曲げを行う際に、捩れようとする分割コイル１１００’が切欠き面２００Ｂ−１ｂに当たり、捩れが抑制されるようにしている。このように、切欠き面２００Ｂ−１ｂは捩れを抑制する当て面の役割を果たす。

本実施例によれば、圧縮曲げの後に引張り曲げを行って形成される分割コイル（セグメント導体）１１００に対して、引張り曲げによって生じる捩れを抑制し、捩れを抑制した所望の形状の分割コイル１１００に加工することができる。

また本実施例で曲げ加工された分割コイル１１００は、ベンディング装置２００Ａにより圧縮曲げ加工された圧縮曲げ部（第１の屈曲部又は第１の曲げ部）とベンディング装置２００Ｂにより引張り曲げ加工された引張り曲げ部（第２の屈曲部又は第２の曲げ部）とを有する。圧縮曲げ部１１１０と引張り曲げ部１１１０との間には直線１１３０が設けられており（図１７参照）、圧縮曲げ部１１１０と引張り曲げ部１１２０とは直線部１１３０を介して隣接している。そして、ベンディング装置２００Ｂにより引張り曲げ加工された引張り曲げ部（第２の屈曲部又は第２の曲げ部）の内周側の、成形器具である芯金２００Ｂ−１が当接した部分に圧痕が形成され、引張り曲げ部の外周側には圧痕は形成されない。また、ベンディング装置２００Ａにより圧縮曲げ加工された圧縮曲げ部（第１の屈曲部又は第１の曲げ部）にも圧痕は形成されない。従って、本実施例で曲げ加工された分割コイル１１００は、引張り曲げ部の内周側にのみ、圧痕が形成される。

圧痕は、線状導体１或いは分割コイル１１００の絶縁被覆（絶縁被膜）にダメージを与える可能性がある。例えば、分割コイル１１００の曲げ部の外周側と内周側とに圧痕が形成されると、隣接する分割コイル１１００間における電気的絶縁の信頼性が低くなる。しかし、本実施例では、曲げ部の内周側にのみ圧痕が形成されるので、隣接する分割コイル１１００間における電気的絶縁の信頼性を高く維持することができる。

なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１００…Ｕ字コイル成形装置、１１０…アンコイラ、１２０…バッファ、１３０…矯正部（矯正装置）、１４０…剥離部（剥離装置）、１５０…曲げ成形部（ベンディング装置）、１６０…搬送部（搬送装置）、１７０…プレス成形部（プレス装置）、１８０…制御装置、１８５…収容部（マガジン）、５００…異形コイル成形装置、１９０…第２の剥離部（剥離装置）、２００…曲げ成形部（ベンディング装置）２００。

Claims (9)

1. 線状導体に対し圧縮曲げ加工を行う第１のベンディング部と、線状導体に対し引張り曲げ加工を行う第２のベンディング部とが１台の装置に一体化されており、
   前記第１のベンディング部と前記第２のベンディング部とが一つの線状導体に切り替わりアクセスすることによって、一つの線状導体に圧縮曲げ加工と引張り曲げ加工とを行うことを特徴とするコイル成形装置。
2. 請求項１に記載のコイル成形装置において、
   前記第２のベンディング部は、芯金と、クランプと、背当てとを有し、
   前記第２のベンディング部は、前記芯金と前記クランプとで線状導体を挟み込み、線状導体に対して前記クランプを当てる側から前記背当てを当て、前記芯金と前記クランプとを一体で回動させることにより、線状導体に引張り曲げ加工を行うことを特徴とするコイル成形装置。
3. 請求項２に記載のコイル成形装置において、
   前記第２のベンディング部は、前記芯金を支持する芯金ホルダを有し、
   前記芯金ホルダに、前記芯金の回転中心軸に沿って切欠き面を設けたことを特徴とするコイル成形装置。
4. 請求項３に記載のコイル成形装置において、
   前記第２のベンディング部は、線状導体を前記切欠き面に当接させて引張り曲げ加工を行うことを特徴とするコイル成形装置。
5. 請求項４に記載のコイル成形装置において、
   前記第２のベンディング部の前記背当ては、線状導体に沿ってスライド可能に構成されていることを特徴とするコイル成形装置。
6. 請求項５に記載のコイル成形装置において、
   前記第２のベンディング部は、前記第１のベンディング部に対して、線状導体の搬送方向下流側に位置することを特徴とするコイル成形装置。
7. 請求項６に記載のコイル成形装置において、
   前記第２のベンディング部の前記芯金は、大径円筒面と、小径円筒面と、前記第径円筒面と前記小径円筒面とに接する２つの接平面とを有し、
   前記大径円筒面は、中心が前記回転中心軸と一致し、
   前記小径円筒面は、中心が前記大径円筒面の中心から偏心した位置にあることを特徴とするコイル成形装置。
8. 請求項１に記載のコイル成形装置において、
   前記第１のベンディング部は、芯金と、曲げピンとを有し、
   前記芯金は、溝幅の異なる２種類の溝が十文字に形成されていることを特徴とするコイル成形装置。
9. 絶縁被膜を有する導体が曲げ加工されて形成された複数の分割コイルを接続して構成された回転電機のコイルにおいて、
   前記分割コイルは、圧縮曲げ加工された第１の曲げ部と、引張り曲げ加工された第２の曲げ部とを有し、
   前記第１の曲げ部と前記第２の曲げ部とのうち、前記第２の曲げ部の内周のみに成形器具による圧痕が形成されるようにして曲げ加工されたことを特徴とする回転電機のコイル。

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