JP6361929B2 - ステータコイルの成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両等に搭載されて電動機や発電機として使用される回転電機用のステータコイルの成形装置に関する。

従来、平角線を絶縁被覆してなる絶縁被覆導体線のコイルエンド予定部位に、ダイとパンチにより折り曲げ加工を施して、ステータコイルのコイルエンド部を所定の形状に成形するステータコイルの成形方法が知られている。そして、特許文献１には、絶縁被覆導体線のコイルエンド予定部位の折り曲げ時に、当該折り曲げ方向と交差する方向における絶縁被覆導体線の両側面にガイド面を当接させて、絶縁被覆導体線の膨らみ変形を抑制するようにしたコイルエンド成形方法が開示されている。

特開２００９−２０７３０６号公報

ところで、回転電機用のステータコイルは、仕様に応じて絶縁被覆導体線の形状が複数種類存在している。そのため、ダイとパンチを用いた上記従来の成形方法では、目的とする或る一つの形状を高精度に転写成形することは可能となるが、次の問題を内在している。即ち、上記従来の方法で成形された絶縁被覆導体線の形状は、一つの成形型（ダイとパンチ）に対して一つの形状だけであるため、他の類似形状の絶縁被覆導体線を成形する場合には、成形型の段取り交換が必要になる。そのため、型費が増大するとともに、製造時において型段取りの工数が増大する他、稼働率の低下を招く原因となっている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、成形型の段取り交換を必要とせず、一つの成形型で複数種類の形状の成形を行い得るようにしたステータコイルの成形装置を提供することを解決すべき課題とするものである。

上記課題を解決するためになされた本発明は、
平角線を絶縁被覆してなる絶縁被覆導体線（５０Ａ）の両側から互いに前進及び後退するように相対移動して前記絶縁被覆導体線を階段状に折り曲げ成形するダイ（１０）及びパンチ（２０）を備えたステータコイルの成形装置において、
前記ダイ及び前記パンチは、前記絶縁被覆導体線の成形予定部位の延伸方向に分割されてそれぞれ前記延伸方向に移動可能な複数の分割可動型（１３，２３）を有するとともに、前記分割可動型の位置を調整する位置調整機構（１４〜１７，２４〜２７）を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、ダイ及びパンチは、絶縁被覆導体線の成形予定部位の延伸方向に分割されてそれぞれ前記延伸方向に移動可能な複数の分割可動型を有するとともに、前記分割可動型の位置を調整する位置調整機構を有する。即ち、本発明のダイ及びパンチは、絶縁被覆導体線の成形予定部位の延伸方向において、それぞれの分割可動型を位置調整機構により互いに離間又は接近するように移動させて、各分割可動型の位置を調整するように構成されている。そのため、絶縁被覆導体線の成形予定部位の延伸方向長さが異なる場合でも、各分割可動型の位置を位置調整機構で調整することにより、ダイ及びパンチの段取り交換をすることなくそのまま成形を行うことができる。

したがって、本発明によれば、成形型の段取り交換を必要とせず、一つの成形型で複数種類の形状の成形を行うことができる。これにより、型費の増大や段取りの工数の増大を抑制し、生産性の向上を図ることができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載された各部材や部位の後の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的な部材や部位との対応関係を示すものであり、特許請求の範囲に記載された各請求項の構成に何ら影響を及ぼすものではない。

実施形態１に係るステータコイルが巻装されたステータの斜視図である。 実施形態１に係るステータコイルの製造に用いられる導体セグメントの斜視図である。 実施形態１に係る成形装置の成形前においてダイとパンチが開いた状態を示す斜視図である。 実施形態１に係る成形装置の成形前においてダイとパンチが開いた状態を示す正面図である。 実施形態１に係る成形装置の成形前においてダイとパンチが開いた状態を示す平面図である。 実施形態１に係る成形装置の成形前においてダイとパンチが開いた状態を示す側面図である。 実施形態１に係る成形装置のダイとパンチが閉じた状態を示す斜視図である。 実施形態１に係る成形装置のダイとパンチが閉じた状態を示す平面図である。 図８のIX−IX線矢視断面図である。 図８のＸ−Ｘ線矢視断面図である。 実施形態１に係る成形装置のダイとパンチが閉じた状態を示す正面図である。 図１１のXII−XII線矢視断面図である。 図１２のＡ部を拡大した拡大図である。 実施形態１に係る成形装置のダイの要部を示す斜視図である。 実施形態１に係る成形装置のダイの要部を示す平面図である。 実施形態１に係る成形装置のダイの要部を示す平面図である。 図１６のXVII−XVII線に相当する部位の矢視断面図である。 図１１のXVIII−XVIII線矢視断面図である。 実施形態１に係る成形装置のパンチの要部を示す斜視図である。 実施形態１に係る成形装置のパンチの要部を示す平面図である。 図８のXXI−XXI線矢視断面図である。 実施形態１に係る成形装置のダイとパンチが閉じた状態を示す背面図である。 図２２のXXIII−XXIII線矢視断面図である。 実施形態１に係る成形装置のパンチの要部を示す斜視図である。 実施形態１に係る成形装置のパンチの分割可動型の平面図である。 図２５のXXVI−XXVI線矢視断面図である。 実施形態１に係る成形装置の成形後においてダイとパンチが開いた状態を示す斜視図である。 実施形態１に係る成形装置の成形後においてダイとパンチが開いた状態を示す平面図である。 変形例１に係るカムピンを示す図であって、図１１のXVIII−XVIII線に相当する部位の断面図である。

以下、本発明に係るステータコイルの成形装置の実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。

〔実施形態１〕
先ず、本実施形態に係るステータコイルが巻装されたステータの概略構成について説明する。本実施形態のステータ４０は、車両用電動機として用いられる回転電機に搭載されるものであって、図１に示すように、周方向に複数のスロット４２を有する円環状のステータコア４１と、スロット４２に挿入された複数の導体セグメント５０の端部同士をステータコア４１の軸方向一方側で電気的に接続することによりステータコア４１に巻装されたステータコイル４７と、を備えている。

ステータコア４１は、円環状の複数の電磁鋼板をステータコア４１の軸方向に積層して形成された一体型のものである。このステータコア４１は、円環状のバックコア４３と、バックコア４３から径方向内方へ突出し周方向に所定距離を隔てて配列された複数のティース４４とからなり、隣り合うティース４４の間にスロット４２が形成されている。本実施形態では、３相のステータコイル４７を収容するように、４８個のスロット４２が周方向に等間隔に配置されている。

ステータコイル４７は、概ねＵ字形状をなす複数の導体セグメント５０をステータコア４１の軸方向一端側から所定のスロット４２に挿入し、各スロット４２から軸方向他端側に延出した所定の開放端部の端末同士を溶接で互いに接合することによりステータコア４１に巻装されている。導体セグメント５０は、矩形断面の導体の外周面に絶縁被膜が被覆されてなる絶縁被覆導体線を概ねＵ字形状に成形したものである。この導体セグメント５０は、図２に示すように、互いに平行な一対の脚部５１と、一対の脚部５１の一端同士を互いに連結するコイルエンド部５２とからなる。

コイルエンド部５２の延伸方向の中央部には、ステータコア４１の軸方向の端面４１ａに対して平行方向に延びる頭頂段部５３が設けられている。頭頂段部５３の中央部には、一対の脚部５１が各スロット４２の異なる層に配置されるようにするための、即ち、層変わり用のクランク部５４が設けられている。そして、コイルエンド部５２の頭頂段部５３の両側は、下記の成形装置を用いて折り曲げ加工（成形）が施されることにより、頭頂段部５３から両側の脚部５１に向かって下降する階段状に形成されている。

本実施形態の場合、コイルエンド部５２の階段形状部には、頭頂段部５３の両側にそれぞれ７個の屈曲部５５ａ〜５５ｇが形成されている。即ち、頭頂段部５３から奇数番目に位置する屈曲部５５ａ，５５ｃ，５５ｅ，５５ｇは、Ｕ字形状の内側に折り曲げられたものであり、頭頂段部５３から偶数番目に位置する屈曲部５５ｂ，５５ｄ，５５ｆは、Ｕ字形状の外側に折り曲げられたものである。なお、これら屈曲部５５ａ〜５５ｇが形成される際には、屈曲部５５ａ〜５５ｇの内側角部は圧縮されることによって内側角部側面に膨らみ部が発生するため、屈曲部５５ａ〜５５ｇの内側角部の幅寸法が大きくなっている。逆に、屈曲部５５ａ〜５５ｇの外側角部は、曲げ方向に引っ張られるため、外側角部の幅寸法が小さくなっている。

このステータコイル４７は、ステータコア４１のスロット４２に挿入された所定の導体セグメント５０同士が直列に接続されることにより、ステータコア４１のスロット４２に沿って所定の状態に巻回された３本の相巻線（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）からなり、各相巻線の巻線端が星型結線により結線されている。本実施形態の場合には、各スロット４２内に、合計１０本の導体線（脚部５１）が径方向１列に配置されている。

このようにしてステータコア４１に巻装されたステータコイル４７の軸方向一端側には、ステータコア４１の軸方向一端側の端面４１ａからスロット４２の外部に突出した複数のコイルエンド部５２により、全体としてリング状の第１コイルエンド４８ａが形成される。また、ステータコイル４７の軸方向他端側には、ステータコア４１の軸方向他端側の端面４１ａからスロット４２の外部に突出した脚部５１及び端末同士の接合部により、全体としてリング状の第２コイルエンド４８ｂが形成される。

なお、ステータコイル４７の各相について、基本となるＵ字形状の導体セグメント５０により、ステータコア３０の周りを１０周する巻線（コイル）が形成される。しかし、ステータコイル４７の各相について、出力用引き出し線及び中性点用引き出し線を一体に有するセグメント、並びに１周目と２周目、・・・、９周目と１０周目とを接続するコイルエンド部を有するセグメントは、基本となる導体セグメント５０とは異なる異形セグメント（図示せず）で構成される。これら異形セグメントを用いて、ステータコイル４７の各相の巻線端が星型結線により結線される。

次に、本実施形態のステータコイル４７の成形装置について図３〜図２８を参照しつつ説明する。本実施形態の成形装置は、図３〜図１３に示すように、基台（図示せず）上に設置されたダイ１０及びパンチ２０を備えている。このダイ１０及びパンチ２０は、平角線を絶縁被覆してなる絶縁被覆導体線５０Ａの両側から、駆動部（図示せず）により互いに前進及び後退するように相対移動可能に設置されている。この成形装置は、ダイ１０とパンチ２０で絶縁被覆導体線５０Ａを両側から押圧して曲げ加工を施すことにより、上記のコイルエンド部５２の階段形状だけを成形するものである。

なお、図３、図４、図５及び図６は、ダイ１０とパンチ２０が成形前の開いた状態を示し、図７、図８〜図１３は、ダイ１０とパンチ２０が成形を開始して閉じた状態を示し、図２７及び図２８は、ダイ１０とパンチ２０が成形前の開いた状態を示している。したがって、図３〜図６において、ダイ１０とパンチ２０が互いに近付く方向が前進方向となり、図７〜図１３において、ダイ１０とパンチ２０が互いに遠離る方向が後退方向となる。また、絶縁被覆導体線５０Ａは、図２に示すＵ字形状の導体セグメント５０を形成する前のコイル線材であり、この段階（成形前）では所定長さの直線状のものが採用されている。また、以下の説明において、特に断りがない限り、図４に示す成形装置の上方を上方とし、図４に示す成形装置の下方を下方とする。

ダイ１０は、図７〜図１８に示すように、ダイ基部１１と、複数（本実施形態では７個）に分割されてなる分割固定型１２及び分割可動型１３と、複数のカム溝１５を有する一対の操作部材１４、複数のカムピン１６及び一対の位置決め部材１７からなり分割可動型１３の位置を調整する位置調整機構と、を備えている。

ダイ基部１１は、図９〜図１１の左右方向（図４の上下方向）において三つに分割形成されており、上側ダイ基部１１ａと中央ダイ基部１１ｂと下側ダイ基部１１ｃとからなる。下側ダイ基部１１ｃのパンチ２０と対向する側（図９〜図１１の下側、図４の左側）には、図１２、図１５及び図１６に示すように、絶縁被覆導体線５０Ａの成形予定部位の延伸方向に複数（本実施形態では７個）に分割されてなる１個の分割固定型１２及び６個の分割可動型１３が配置されている。分割固定型１２は、下側ダイ基部１１ｃの幅方向（絶縁被覆導体線５０Ａの延伸方向）の中央部に下側ダイ基部１１ｃと一体に設けられている。６個の分割可動型１３は、分割固定型１２の幅方向（分割方向）両側に、一対の操作部材１４にそれぞれ支持されて３個ずつ配置されている。

分割固定型１２及び分割可動型１３は、矩形断面の平行な辺（平面）同士が上下に位置するようにセットされた絶縁被覆導体線５０Ａに対して、分割可動型１３の前進方向に対向する対向面と下面とに当接する成形面を有する。この場合、分割固定型１２は、図２に示すＵ字形状の導体セグメント５０の頭頂段部５３両側にそれぞれある１番目と２番目の屈曲部５５ａ，５５ｂを形成するものである。また、分割固定型１２の両側に隣接する第１分割可動型１３ａは、Ｕ字形状の導体セグメント５０の頭頂段部５３からそれぞれ３番目と４番目にある屈曲部５５ｃ，５５ｄを形成するものである。また、第１分割可動型１３ａの外側に隣接する第２分割可動型１３ｂは、Ｕ字形状の導体セグメント５０の頭頂段部５３からそれぞれ５番目と６番目にある屈曲部５５ｅ，５５ｆを形成するものである。

即ち、分割固定型１２及び分割可動型１３は、図１２、図１５及び図１６に示すように、絶縁被覆導体線５０Ａに形成される屈曲部５５ａ〜５５ｆのうち、頭頂段部５３から偶数番目に位置する屈曲部５５ｂ，５５ｄ，５５ｆの内側角部側面に発生する膨らみ部の全域を含む位置に配置されている。換言すれば、各屈曲部５５ｂ，５５ｄ，５５ｆの内側角部側面の膨らみ部が発生する部位に、並列状に配置された分割固定型１２と分割可動型１３との各隙間部が位置しないようにされている。これにより、屈曲部５５ｂ，５５ｄ，５５ｆの内側角部側面に膨らみ部が発生した際に、膨らみ部の表面を被覆する絶縁皮膜が分割固定型１２と分割可動型１３との各隙間部に進入しないようにして、絶縁皮膜に掛かる応力集中を軽減するようにされている。

そして、図１２及び図１３に示すように、第３及び第２分割可動型１３ｃ，１３ｂには、前進移動して絶縁被覆導体線５０Ａを押圧する際に、隣接する第２及び第１分割可動型１３ｂ，１３ａとそれぞれ接触する接触部１３ｋが設けられている。これにより、隣接する分割可動型１３同士が一体的に固定された状態で絶縁被覆導体線５０Ａを押圧するようになるため、各分割可動型１３に反力による歪が発生しないようにされている。また、各分割可動型１３の下面には、操作部材１４に設けられたカム溝１５に嵌合されるカムピン１６が長手方向に２個ずつ設けられている。このカムピン１６は、断面が長円形に形成されており、幅方向両側にカム溝１５と面接触する平坦面を有する。

分割可動型１３の位置を調整する位置調整機構は、複数のカム溝１５を有する一対の操作部材１４と、各分割可動型１３に設けられた複数のカムピン１６と、一対の位置決め部材１７と、を備えている。各操作部材１４は、図１０、図１１、図１７及び図１８に示すように、板状の基板部１４ａと、基板部１４ａの一端側に一体に形成された操作杆１４ｂとからなる。各操作部材１４は、下側ダイ基部１１ｃの上面に形成された収容部に、下側ダイ基部１１ｃに対してダイ１０の前進及び後退方向に操作できるように摺動可能に配置されている。各基板部１４ａの上面には、各分割可動型１３に一対ずつ設けられたカムピン１６がそれぞれ嵌合される３対（合計６個）のカム溝１５がそれぞれ設けられている。この場合、各カムピン１６は、各カム溝１５の延伸方向に沿う平坦な側壁面にカムピン１６の平坦面が面接触する状態に嵌合されている。

カム溝１５は、ダイ１０の前進及び後退方向（操作部材１４の操作方向）に対して所定の角度傾斜した状態に設けられている。本実施形態の場合、第１分割可動型１３ａのカムピン１６が嵌合される一対の第１カム溝１５ａの傾斜角度と、第２分割可動型１３ｂのカムピン１６が嵌合される一対の第２カム溝１５ｂの傾斜角度と、第３分割可動型１３ｃのカムピン１６が嵌合される一対の第３カム溝１５ｃの傾斜角度は、第１カム溝１５ａから第３カム溝１５ｃに向かって大きくなるように設定されている。

これにより、各操作部材１４を、図１８に示す初期位置からダイ１０の前進方向（図１８の下方）へ移動操作すると、第１〜第３分割可動型１３ａ〜１３ｃは、各カムピン１６が各カム溝１５に案内されることによって、分割固定型１２から離間し、且つ互いに離間するように移動する。このとき、第１〜第３分割可動型１３ａ〜１３ｃは、第１〜第３カム溝１５ａ〜１５ｃの傾斜角度が所定の角度に設定されていることによって、互いの離間距離が同じになるようにされている。各操作部材１４の移動操作は、ダイ１０の前進及び後退方向へ無段階的に行うことができる。即ち、一方の第３分割可動型１３ｃと他方の第３分割可動型１３ｃとの離間距離を、最大と最小の間で無段階的に調整することが可能である。これにより、成形されるコイルエンド部５２の延伸方向長さや屈曲部５５ａ〜５５ｇの位置を無段階的に調整することが可能である。

各位置決め部材１７は、図１０、図１４、図１６及び図１７に示すように、可動基部１７ａと、複数のばね部材１７ｂと、複数の楔部１７ｃと、操作杆１７ｄと、複数の支持ピン１７ｅとから構成されている。各可動基部１７ａは、ブロック状に形成され、中央ダイ基部１１ｂの幅方向（絶縁被覆導体線５０Ａの延伸方向）両側に設けられた一対の収容部内にそれぞれ上下方向に移動可能に収容されている。各可動基部１７ａの下端には、中央ダイ基部１１ｂの収容部底部に設けられた挿通孔に挿通された複数の支持ピン１７ｅが設けられており、これら支持ピン１７ｅを介して各分割可動型１３に支持されている。各可動基部１７ａは、中央ダイ基部１１ｂの各収容部の底部に配置された複数のばね部材１７ｂにより上方へ付勢されている。

各可動基部１７ａの下面には、先端が下方を向くようにして楔部１７ｃが６個ずつ設けられている。各楔部１７ｃは、中央ダイ基部１１ｂの各収容部の底部を貫通して、その底部下方に配置された各分割可動型１３及び分割固定型１２のそれぞれの間に先端が入り込む位置に設けられている。また、各可動基部１７ａの上面のダイ後退側端部には、ダイ後退側端部に向かって下降する２段の階段部１７１（図１０参照）が設けられている。

各操作杆１７ｄは、長辺部と短辺部からなるＬ字形状に形成されている。各操作杆１７ｄは、中央ダイ基部１１ｂの上面に、ダイ１０の前進及び後退方向に延設されたガイド溝１７２（図１７参照）に長辺部が摺動自在に配置されている。なお、ガイド溝１７２の上方の開口部は、上側ダイ基部１１ａにより覆蓋されている。各操作杆１７ｄの長辺部先端の下面には、長辺部先端に向かって下降する２段の階段部１７３（図１０参照）が設けられている。各操作杆１７ｄの階段部１７３は、各可動基部１７ａの階段部１７１と符合する階段形状に形成されている。なお、各操作杆１７ｄの階段部１７３の段数と各可動基部１７ａの階段部１７１の段数は、適宜変更してもよい。

図１０において、操作杆１７ｄは、長辺部がガイド溝１７２の最奥に押し込まれた状態である。この状態では、操作杆１７ｄに設けられた階段部１７３の最上段（操作杆１７ｄの長辺部下面）と、可動基部１７ａに設けられた階段部１７１の最上段（可動基部１７ａの上面）とが当接しており、可動基部１７ａは、ばね部材１７ｂの付勢力に抗して最下方位置に停止している。このとき、各可動基部１７ａの下面に設けられた各楔部１７ｃは、分割固定型１２及び各分割可動型１３の各隙間において深さ方向最深の所定位置まで先端が入り込んだ状態となり、各分割可動型１３が最大に離間した位置で位置決めされている。即ち、各分割可動型１３は、成形されるコイルエンド部５２の階段形状部の延伸方向長さが最大となる位置に位置決めされている。

そして、図１０の状態から、各操作杆１７ｄをダイ後退方向に所定量スライドさせると、各可動基部１７ａがばね部材１７ｂにより上方へ付勢されていることによって、各操作杆１７ｄの階段部１７３の１段目と、各可動基部１７ａの階段部１７１の１段目とが当接した状態で停止する。このとき、各可動基部１７ａの下面に設けられた各楔部１７ｃは、分割固定型１２及び各分割可動型１３の各隙間において深さ方向中間の所定位置まで先端が入り込んだ状態となり、各分割可動型１３が最大と最小の中間となる所定距離だけ離間した位置に位置決めされる。即ち、各分割可動型１３は、成形されるコイルエンド部５２の階段形状部の延伸方向長さが中間となる位置に位置決めされる。

さらに、上記の状態から、各操作杆１７ｄをダイ後退方向に所定量スライドさせると、各可動基部１７ａがばね部材１７ｂにより上方へ付勢されていることによって、各操作杆１７ｄの階段部１７３の２段目と、各可動基部１７ａの階段部１７１の２段目とが当接した状態で停止する。このとき、各可動基部１７ａの下面に設けられた各楔部１７ｃは、分割固定型１２及び各分割可動型１３の各隙間に先端が入り込まない位置で停止しており、各分割可動型１３が最小に離間（最接近）した位置で位置決めされる。即ち、各分割可動型１３は、成形されるコイルエンド部５２の階段形状部の延伸方向長さが最小となる位置に位置決めされる。なお、この状態では、位置決め部材１７による各分割可動型１３の位置決めは、ロック解除の状態となる。

パンチ２０は、図７〜図１２、図１９〜図２６に示すように、パンチ基部２１と、複数（本実施形態では７個）に分割されてなる分割固定型２２及び分割可動型２３と、複数のカム溝２５を有する一対の操作部材２４、複数のカムピン２６及び一対の位置決め部材２７からなり分割可動型２３の位置を調整する位置調整機構と、を備えている。

パンチ基部２１は、図９〜図１１の左右方向（図４の上下方向）において三つに分割形成されており、上側パンチ基部２１ａと中央パンチ基部２１ｂと下側パンチ基部２１ｃとからなる。上側パンチ基部２１ａのダイ１０と対向する側（図９〜図１１の上側、図４の右側）には、図１２、図２０及び図２５に示すように、絶縁被覆導体線５０Ａの成形予定部位の延伸方向に複数（本実施形態では７個）に分割されてなる１個の分割固定型２２及び６個の分割可動型２３が配置されている。分割固定型２２は、上側パンチ基部２１ａの幅方向（絶縁被覆導体線５０Ａの延伸方向）の中央部に上側パンチ基部２１ａと一体に設けられている。６個の分割可動型２３は、分割固定型２２の幅方向（分割方向）両側に、一対の操作部材２４にそれぞれ支持されて３個ずつ配置されている。

分割固定型２２及び分割可動型２３は、矩形断面の平行な辺（平面）同士が上下に位置するようにセットされた絶縁被覆導体線５０Ａに対して、分割可動型２３の前進方向に対向する対向面と上面とに当接する成形面を有する。この場合、分割固定型２２は、図２に示すＵ字形状の導体セグメント５０の頭頂段部５３両側にそれぞれある１番目と２番目の屈曲部５５ａ，５５ｂを形成するものである。また、分割固定型２２の両側に隣接する第１分割可動型２３ａは、Ｕ字形状の導体セグメント５０の頭頂段部５３からそれぞれ３番目と４番目にある屈曲部５５ｃ，５５ｄを形成するものである。また、第１分割可動型２３ａの外側に隣接する第２分割可動型２３ｂは、Ｕ字形状の導体セグメント５０の頭頂段部５３からそれぞれ５番目と６番目にある屈曲部５５ｅ，５５ｆを形成するものである。

即ち、分割固定型２２及び分割可動型２３は、図１２、図２０及び図２５に示すように、絶縁被覆導体線５０Ａに形成される屈曲部５５ａ〜５５ｆのうち、頭頂段部５３から奇数番目に位置する屈曲部５５ａ，５５ｃ，５５ｅの内側角部側面に発生する膨らみ部の全域を含む位置に配置されている。換言すれば、各屈曲部５５ａ，５５ｃ，５５ｅの内側角部側面の膨らみ部が発生する部位に、並列状に配置された分割固定型２２と分割可動型２３との各隙間部が位置しないようにされている。これにより、屈曲部５５ａ，５５ｃ，５５ｅの内側角部側面に膨らみ部が発生した際に、膨らみ部の表面を被覆する絶縁皮膜が分割固定型２２と分割可動型２３との各隙間部に進入しないようにして、絶縁皮膜に掛かる応力集中を軽減するようにされている。

そして、図２４、図２５及び図２６に示すように、第１〜第３分割可動型２３ａ〜２３ｃには、前進移動して絶縁被覆導体線５０Ａを押圧する際に、中央パンチ基部２１ｂと接触する接触部２３ｋがそれぞれ設けられている。これにより、各分割可動型２３が中央パンチ基部２１ｂに一体的に固定された状態で絶縁被覆導体線５０Ａを押圧するようになるため、各分割可動型２３に反力による歪が発生しないようにされている。また、各分割可動型２３の上面には、操作部材２４に設けられたカム溝２５に嵌合されるカムピン２６が長手方向に２個ずつ設けられている。このカムピン２６は、断面が長円形に形成されており、幅方向両側にカム溝２５と面接触する平坦面を有する。

分割可動型２３の位置を調整する位置調整機構は、複数のカム溝２５を有する一対の操作部材２４と、各分割可動型２３に設けられた複数のカムピン２６と、一対の位置決め部材２７と、を備えている。各操作部材２４は、図１０、図２１、図２２及び図２３に示すように、板状の基板部２４ａと、基板部２４ａの一端側に一体に形成された操作杆２４ｂとからなる。各操作部材２４は、上側パンチ基部２１ａの下面に形成された収容部に、上側パンチ基部２１ａに対してパンチ２０の前進及び後退方向に操作できるように摺動可能に配置されている。各基板部２４ａの下面には、各分割可動型２３に一対ずつ設けられたカムピン２６がそれぞれ嵌合される３対（合計６個）のカム溝２５がそれぞれ設けられている。この場合、各カムピン２６は、各カム溝２５の延伸方向に沿う平坦な側壁面にカムピン２６の平坦面が面接触する状態に嵌合されている。

カム溝２５は、パンチ２０の前進及び後退方向（操作部材２４の操作方向）に対して所定の角度傾斜した状態に設けられている。本実施形態の場合、第１分割可動型２３ａのカムピン２６が嵌合される一対の第１カム溝２５ａの傾斜角度と、第２分割可動型２３ｂのカムピン２６が嵌合される一対の第２カム溝２５ｂの傾斜角度と、第３分割可動型２３ｃのカムピン２６が嵌合される一対の第３カム溝２５ｃの傾斜角度は、第１カム溝２５ａから第３カム溝２５ｃに向かって大きくなるように設定されている。

これにより、各操作部材２４を、図２３に示す初期位置からパンチ２０の前進方向（図２３の上方）へ移動操作すると、第１〜第３分割可動型２３ａ〜２３ｃは、各カムピン２６が各カム溝２５に案内されることによって、分割固定型２２から離間し、且つ互いに離間するように移動する。このとき、第１〜第３分割可動型２３ａ〜２３ｃは、第１〜第３カム溝２５ａ〜２５ｃの傾斜角度が所定の角度に設定されていることによって、互いの離間距離が同じになるようにされている。各操作部材２４の移動操作は、パンチ２０の前進及び後退方向へ無段階的に行うことができる。即ち、一方の第３分割可動型２３ｃと他方の第３分割可動型２３ｃとの離間距離を、最大と最小の間で無段階的に調整することが可能である。これにより、成形されるコイルエンド部５２の延伸方向長さや屈曲部５５ａ〜５５ｇの位置を無段階的に調整することが可能である。

各位置決め部材２７は、図１０、図１９及び図２１に示すように、可動基部２７ａと、複数のばね部材２７ｂと、複数の楔部２７ｃと、操作杆２７ｄと、複数の支持ピン２７ｅとから構成されている。各可動基部２７ａは、ブロック状に形成され、中央パンチ基部２１ｂの幅方向（絶縁被覆導体線５０Ａの延伸方向）両側に設けられた一対の収容部内にそれぞれ上下方向に移動可能に収容されている。各可動基部２７ａの上端には、中央ダイ基部２１ｂの収容部天井部に設けられた挿通孔に挿通された複数の支持ピン２７ｅが設けられており、これら支持ピン２７ｅを介して上方に配置された各分割可動型２３を支持している。各可動基部２７ａは、中央パンチ基部２１ｂの各収容部の天井部に配置された複数のばね部材２７ｂにより下方へ付勢されている。

各可動基部２７ａの上面には、先端が上方を向くようにして楔部２７ｃが６個ずつ設けられている。各楔部２７ｃは、中央パンチ基部２１ｂの各収容部の天井部を貫通して、その天井部上方に配置された各分割可動型２３及び分割固定型２２のそれぞれの間に先端が入り込む位置に設けられている。また、各可動基部２７ａの下面のパンチ後退側端部には、パンチ後退側端部に向かって下降する２段の階段部２７１（図１０参照）が設けられている。

各操作杆２７ｄは、長辺部と短辺部からなるＬ字形状に形成されている。各操作杆２７ｄは、中央パンチ基部２１ｂの下面に、パンチ２０の前進及び後退方向に延設されたガイド溝２７２（図２１参照）に長辺部が摺動自在に配置されている。なお、ガイド溝２７２の下方の開口部は、下側パンチ基部２１ｃにより覆蓋されている。各操作杆２７ｄの長辺部先端の上面には、長辺部先端に向かって下降する２段の階段部２７３（図１０参照）が設けられている。各操作杆２７ｄの階段部２７３は、各可動基部２７ａの階段部２７１と符合する階段形状に形成されている。なお、各操作杆２７ｄの階段部２７３の段数と各可動基部２７ａの階段部２７１の段数は、適宜変更してもよい。

図１０において、操作杆２７ｄは、長辺部がガイド溝２７２の最奥に押し込まれた状態である。この状態では、操作杆２７ｄに設けられた階段部２７３の最上段（操作杆２７ｄの長辺部上面）と、可動基部２７ａに設けられた階段部２７１の最上段（可動基部２７ａの下面）とが当接しており、可動基部２７ａは、ばね部材２７ｂの付勢力に抗して最上方位置に停止している。このとき、各可動基部２７ａの上面に設けられた各楔部２７ｃは、分割固定型２２及び各分割可動型２３の各隙間において深さ方向最深の所定位置まで先端が深く入り込んだ状態となり、各分割可動型２３が最大に離間した位置で位置決めされている。即ち、各分割可動型２３は、成形されるコイルエンド部５２の階段形状部の延伸方向長さが最大となる位置に位置決めされている。

そして、図１０の状態から、各操作杆２７ｄをパンチ後退方向に所定量スライドさせると、各可動基部２７ａがばね部材２７ｂにより下方へ付勢されていることによって、各操作杆２７ｄの階段部２７３の１段目と、各可動基部２７ａの階段部２７１の１段目とが当接した状態で停止する。このとき、各可動基部２７ａの上面に設けられた各楔部２７ｃは、分割固定型２２及び各分割可動型２３の各隙間において深さ方向中間の所定位置まで先端が入り込んだ状態となり、各分割可動型２３が最大と最小の中間となる所定距離だけ離間した位置に位置決めされる。即ち、各分割可動型２３は、成形されるコイルエンド部５２の階段形状部の延伸方向長さが中間となる位置に位置決めされる。

さらに、上記の状態から、各操作杆２７ｄをパンチ後退方向に所定量スライドさせると、各可動基部２７ａがばね部材２７ｂにより下方へ付勢されていることによって、各操作杆２７ｄの階段部２７３の２段目と、各可動基部２７ａの階段部２７１の２段目とが当接した状態で停止する。このとき、各可動基部２７ａの上面に設けられた各楔部２７ｃは、分割固定型２２及び各分割可動型２３の各隙間に先端が入り込まない位置に停止しており、各分割可動型２３が最小に離間（最接近）した位置で位置決めされる。即ち、各分割可動型２３は、成形されるコイルエンド部５２の階段形状部の延伸方向長さが最小となる位置に位置決めされる。なお、この状態では、位置決め部材２７による各分割可動型２３の位置決めは、ロック解除の状態となる。

次に、上記のように構成された成形装置によりコイルエンド部５２の階段形状を成形する方法について説明する。先ず、ダイ１０とパンチ２０が成形前の開いた状態（図３〜図６）において、ダイ１０及びパンチ２０の各分割可動型１３，２３の位置を位置調整機構により調整する。即ち、ダイ１０及びパンチ２０の位置決め部材１７，２７の各操作杆１７ｄ，２７ｄを操作して、位置決め部材１７，２７による各分割可動型１３，２３の位置ロック状態を解除状態にする。例えば、各操作杆１７ｄ，２７ｄを、図１０に示す初期位置からダイ１０及びパンチ２０の後退方向へ所定量それぞれ移動操作すれば、各分割可動型１３，２３の位置ロック状態が解除される。

その状態で、ダイ１０及びパンチ２０の操作部材１４，２４の各操作杆１４ｂ，２４ｂを操作して、各分割可動型１３，２３の位置を所望の位置に調整する。例えば、各操作部材１４，２４を、図１８及び図２３に示す初期位置からダイ１０及びパンチ２０の前進方向へ所定量それぞれ移動操作することにより、各分割可動型１３，２３が互いに接近し、且つ分割固定型１２，２２に接近するように所望の位置に移動させる。これにより、絶縁被覆導体線５０Ａの成形予定部位に形成される階段形状部の屈曲部５５ａ〜５５ｆの位置及び階段形状部の延伸方向長さが設定される。

続いて、ダイ１０及びパンチ２０の位置決め部材１７，２７の各操作杆１７ｄ，２７ｄを操作して、所望の位置に移動した各分割可動型１３，２３の位置決めを行う。即ち、各操作杆１７ｄ，２７ｄを、上記とは逆にダイ１０及びパンチ２０の前進方向へ所定量それぞれ移動操作して、各可動基部１７ａ，２７ａに設けられた各楔部１７ｃ，２７ｃの先端が、分割固定型１２，２２及び各分割可動型１３，２３の各隙間の深さ方向所定位置まで入り込んだ状態にする。これにより、各分割可動型１３，２３が所望の位置に位置決めされる。

この状態で、ダイ１０とパンチ２０の間の所定位置に供給された絶縁被覆導体線５０Ａに対して、駆動部（図示せず）によりダイ１０及びパンチ２０を互いに前進移動させて閉じた状態（図７〜図１３）にする。これにより、絶縁被覆導体線５０Ａは、ダイ１０の分割固定型１２及び分割可動型１３とパンチ２０の分割固定型２２及び分割可動型２３とによって両側から押圧され、絶縁被覆導体線５０Ａの成形予定部位の６箇所に、９０°〜１２０°程度の範囲で逆方向に交互に折り曲げられた屈曲部５５ａ〜５５ｆが成形される。即ち、図２に示す導体セグメント５０のコイルエンド部５２の階段形状部（６箇所の屈曲部５５ａ〜５５ｆ）が形成される。

このとき、ダイ１０の分割固定型１２及び分割可動型１３の成形面は、絶縁被覆導体線５０Ａに対して前進方向の対向面と下面とに当接し、パンチ２０の分割固定型２２及び分割可動型２３の成形面は、絶縁被覆導体線５０Ａに対して前進方向の対向面と上面とに当接する。また、ダイ１０の分割固定型１２及び分割可動型１３とパンチ２０の分割固定型２２及び分割可動型２３は、各屈曲部５５ａ〜５５ｆの内側角部側面に発生する膨らみ部の全域を含む位置に配置されている。そのため、各屈曲部５５ａ〜５５ｆの内側角部側面に膨らみ部が発生した際に、膨らみ部の表面を被覆する絶縁皮膜が分割固定型１２，２２と分割可動型１３，２３との各隙間部に進入することがないので、絶縁皮膜に掛かる応力集中が軽減され、高精度の成形が可能となる。

なお、ダイ１０とパンチ２０が互いに前進移動して閉じた状態となった際には、図９に示すように、どちらか一方（本実施形態では中央ダイ基部１１ｂ）に設けられた凹部１０Ａと、どちらか他方（本実施形態では中央パンチ基部２１ｂ）に設けられた凸部２０Ａとが嵌合して、互いに固定された状態になる。これにより、成形時の押圧反力で各分割可動型１３，２３に歪みが発生することが抑制されるので、高精度の成形が可能となる。

その後、駆動部（図示せず）によりダイ１０及びパンチ２０を互いに後退移動させて開いた状態（図２７及び図２８）にして、コイルエンド部５２の階段形状部が形成された絶縁被覆導体線５０Ａを取り出し、本実施形態の成形装置による成形工程を終了する。そして、上記と同じコイルエンド部５２の階段形状の成形を行う場合には、次の絶縁被覆導体線５０Ａをそのまま成形装置に供給して、上記と同様に連続して成形工程を行う。また、コイルエンド部５２の階段形状が異なる場合には、ダイ１０及びパンチ２０の各分割可動型１３，２３の位置を、上記と同様に位置調整機構により所望の位置に調整した後、上記と同様に成形工程を行う。

なお、本実施形態の成形装置によりコイルエンド部５２の階段形状が成形された絶縁被覆導体線５０Ａは、頭頂段部５３の両側に６箇所ずつ屈曲部５５ａ〜５５ｆが形成されている。そのため、図２に示すＵ字形状の導体セグメント５０において、頭頂段部５３から７番目に位置する屈曲部５５ｇは、上記の成形工程終了後、他の成形型（図示せず）により形成される。また、逆に、他の成形型で頭頂段部５３から７番目に位置する屈曲部５５ｇだけを形成した後、本実施形態の成形装置で頭頂段部５３の両側に６箇所ずつ屈曲部５５ａ〜５５ｆを形成するようにしてもよい。

なお、上記の成形装置に対して、頭頂段部５３から７番目に位置する屈曲部５５ｇを形成する他の成形型を付加することによって、頭頂段部５３の両側に６箇所ずつ形成される屈曲部５５ａ〜５５ｆと、頭頂段部５３から７番目に位置する屈曲部５５ｇとを同時に形成することが可能である。

以上のように、本実施形態の成形装置によれば、ダイ１０及びパンチ２０は、絶縁被覆導体線５０Ａの成形予定部位の延伸方向に分割されてそれぞれ前記延伸方向に移動可能な複数の分割可動型１３，２３を有するとともに、分割可動型１３，２３の位置を調整する位置調整機構（１４〜１７，２４〜２７）を備えている。そのため、絶縁被覆導体線５０Ａの成形予定部位の延伸方向長さが異なる場合でも、各分割可動型１３，２３の位置を位置調整機構（１４〜１７，２４〜２７）で調整することにより、ダイ１０及びパンチ２０の段取り交換をすることなくそのまま成形を行うことができる。したがって、本実施形態の成形装置によれば、成形型（分割固定型１２，２２及び分割可動型１３，２３）の段取り交換を必要とせず、一つの成形型で複数種類の形状の成形を行うことができる。これにより、型費の増大や段取りの工数の増大を抑制し、生産性の向上を図ることができる。

また、本実施形態の分割可動型１３，２３は、絶縁被覆導体線５０Ａに形成される屈曲部５５ａ〜５５ｆの内側角部側面に発生する膨らみ部の全域を含む位置に配置されている。そのため、各屈曲部５５ａ〜５５ｆの内側角部側面に膨らみ部が発生した際に、膨らみ部の表面を被覆する絶縁皮膜が分割固定型１２，２２と分割可動型１３，２３との各隙間部に進入することがないので、絶縁皮膜に掛かる応力集中を軽減させて、高精度の成形を行うことができる。

さらに、ダイ１０の分割可動型１３は、前進移動する際に、隣接する分割可動型１３と接触する接触部１３ｋを有する。これにより、隣接する分割可動型１３同士が一体的に固定された状態で絶縁被覆導体線５０Ａを押圧するようになるため、反力により各分割可動型１３に歪が発生するのを抑制することができる。また、パンチ２０の分割可動型２３は、前進移動する際に、他の部材（中央パンチ基部２１ｂ）と接触する接触部２３ｋを有する。これにより、各分割可動型２３が中央パンチ基部２１ｂに一体的に固定された状態で絶縁被覆導体線５０Ａを押圧するようになるため、反力により各分割可動型２３に歪が発生するのを抑制することができる。

また、本実施形態のダイ１０及びパンチ２０は、互いに前進移動して閉じた状態となった際に、中央ダイ基部１１ｂに設けられた凹部１０Ａと中央パンチ基部２１ｂに設けられた凸部２０Ａとが嵌合して固定されるように構成されている。これにより、成形時の押圧反力で各分割可動型１３，２３に歪みが発生するのを抑制することができるので、高精度の成形が可能となる。

また、本実施形態の位置調整機構は、所定の方向に延びる複数のカム溝１５，２５を有する操作部材１４，２４と、各分割可動型１３，２３に設けられて所定のカム溝１５，２５に嵌合されるカムピン１６，２６とを備え、操作部材１４，２４を前進及び後退方向に移動操作することにより各分割可動型１３，２３の離間距離を調整するように構成されている。これにより、各分割可動型１３，２３を位置調整可能に設置するに際して、位置調整機構をコンパクトで省スペース化された構造にすることができるので、他の装置（例えば搬送装置等）との干渉を回避することができる。

また、本実施形態のカムピン１６，２６は、断面が長円形に形成されてカム溝１５，２５に面接触する平坦面を有する。これにより、カムピン１６，２６の強度を向上させることができるので、カムピン１６，２６が設けられる分割可動型１３，２３の耐久性を向上させることができる。

また、本実施形態の位置調整機構は、各分割可動型１３，２３の位置決めをする位置決め部材１７，２７を有する。そのため、位置決め部材１７，２７で各分割可動型１３，２３の位置を精度良く確実に位置決めすることができる。また、各分割可動型１３，２３を楔部１７ｃ，２７ｃで両側から挟み込むようにしているので、ガタの発生をより確実に無くすことができる。

〔他の実施形態〕
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。

例えば、実施形態１の成形装置では、断面が長円形に形成されてカム溝１５，２５に面接触する平坦面を有するカムピン１６，２６が用いられていたが、図２９に示す変形例１のカムピン１６Ａのように、断面が円形に形成されてカム溝１５に線接触する湾曲面を有するものを用いてもよい。なお、図２９に示すカムピン１６Ａは、ダイ１０の各分割可動型１３に設けられるものであるが、パンチ２０の各分割可動型２３に設けられるカムピン２６においても同様である。

また、実施形態１の成形装置は、セグメント型ステータコイル４７を構成するＵ字形状の導体セグメント５０を成形の対象として説明しているが、ステータコア４１のスロット４２に収容される複数のスロット収容部と、異なるスロット４２に収容されるスロット収容部の軸方向一端同士と軸方向他端同士とをスロット４２の軸方向両側で交互に接続する複数のコイルエンド部とを有する波形の連続線を成形の対象としてもよい。

１０…ダイ、 １０Ａ…凹部、 １３…分割可動型、 １３ｋ…接触部、 １４…操作部材、 １５…カム溝、 １６，１６Ａ…カムピン、 １７…位置決め部材、 ２０…パンチ、 ２０Ａ…凸部、 ２１ｂ…中央パンチ基部、 ２３…分割可動型、 ２３ａ…接触部、 ２４…操作部材、 ２５…カム溝、 ２６…カムピン、 ２７…位置決め部材、 ５０Ａ…絶縁被覆導体線、 ５５ａ〜５５ｇ…屈曲部。

Claims (8)

1. 平角線を絶縁被覆してなる絶縁被覆導体線（５０Ａ）の両側から互いに前進及び後退するように相対移動して前記絶縁被覆導体線を階段状に折り曲げ成形するダイ（１０）及びパンチ（２０）を備えたステータコイルの成形装置において、
   前記ダイ及び前記パンチは、前記絶縁被覆導体線の成形予定部位の延伸方向に分割されてそれぞれ前記延伸方向に移動可能な複数の分割可動型（１３，２３）を有するとともに、前記分割可動型の位置を調整する位置調整機構（１４〜１７，２４〜２７）を備えていることを特徴とするステータコイルの成形装置。
2. 前記分割可動型は、前記絶縁被覆導体線に形成される屈曲部（５５ａ〜５５ｆ）の内側角部側面に発生する膨らみ部の全域を含む位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のステータコイルの成形装置。
3. 前記分割可動型は、前進移動する際に、隣接する前記分割可動型又は他の部材（２１ｂ）と接触する接触部（１３ｋ，２３ｋ）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のステータコイルの成形装置。
4. 前記ダイ及び前記パンチは、互いに前進移動して閉じた状態となった際に、どちらか一方に設けられた凹部（１０Ａ）とどちらか他方に設けられた凸部（２０Ａ）とが嵌合して固定されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のステータコイルの成形装置。
5. 前記位置調整機構は、所定の方向に延びる複数のカム溝（１５，２５）を有する操作部材（１４，２４）と、各前記分割可動型に設けられて所定の前記カム溝に嵌合されるカムピン（１６，１６Ａ，２６）とを備え、前記操作部材を前進及び後退方向に移動操作することにより各前記分割可動型の離間距離を調整するように構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のステータコイルの成形装置。
6. 前記カムピン（１６，２６）は、断面が長円形に形成されて前記カム溝に面接触する平坦面を有することを特徴とする請求項５に記載のステータコイルの成形装置。
7. 前記カムピン（１６Ａ）は、断面が円形に形成されて前記カム溝に線接触する湾曲面を有することを特徴とする請求項５に記載のステータコイルの成形装置。
8. 前記位置調整機構は、各前記分割可動型の位置決めをする位置決め部材（１７，２７）を有することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のステータコイルの成形装置。

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