JP6612709B2 - 着磁ヨークの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、着磁ヨークの製造方法に関する。

特許文献１に記載のステータの製造方法では、ステータコアのティース部に、当該ステータコアの径方向及び軸方向にそれぞれ複数本の略Ｕ字状のセグメントコイルが配置されるように、当該略Ｕ字状のセグメントコイルが組み付けられる。

特開２０１３−１３８５９４号公報

直線状のコイルに曲げ加工を施して、特許文献１に記載されているような略Ｕ字状のセグメントコイルを製造する場合、多数の曲げ加工治具を必要とする。また、当該略Ｕ字状のセグメントコイルが着磁コアに組み付けられた状態で、隣接するセグメントコイル同士が接触することによって皮膜が削られてしまうという虞がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、セグメントコイルの曲げ加工に必要な治具数を最小限に抑えることができ、且つ、セグメントコイル同士の接触を防ぐことができる着磁ヨークの製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係る着磁ヨークの製造方法においては、湾曲部と直線部とを備えるセグメントコイルを着磁コアのティース部に、前記着磁コアの径方向及び軸方向にそれぞれ複数本ずつ組み付ける。具体的には、コイルを同じ形状となるように前記径方向に曲げ加工して前記湾曲部と前記直線部とを形成する。次に、前記着磁コアの前記径方向の同じ位置に、前記着磁コアの前記軸方向に沿って配置される複数本の前記セグメントコイルの前記直線部を前記軸方向に曲げ加工する際、隣接する前記セグメントコイルの内側の前記セグメントコイルの前記軸方向の曲げ部の外径と、外側の前記セグメントコイルの前記軸方向の曲げ部の内径とが等しくなるように、前記直線部を前記軸方向に曲げ加工する。次に、前記着磁コアの前記ティース部に、前記軸方向に沿って前記複数本の前記セグメントコイルを組み付ける際、隣り合う前記セグメントコイルの間に隙間を確保するための隙間部材を挟んで仮固定した後、前記隙間部材を取り除き、前記複数本の前記セグメントコイルを固定する。

本発明に係る着磁ヨークの製造方法によれば、着磁コアの径方向の同じ位置に、着磁コアの軸方向に沿って配置される複数本のセグメントコイルにおいて、隣接するセグメントコイルの内側のセグメントコイルの軸方向の曲げ部の外径と、外側のセグメントコイルの軸方向の曲げ部の内径とが等しくなるように、複数本のセグメントコイルを軸方向に曲げるために必要な治具は同一の治具で良いため、曲げ加工に必要な治具数を最小限に抑えることができる。
また、コイルを同じ形状となるように径方向に曲げ加工して直線部と湾曲部とを形成するため、径方向に沿って配置された複数本のセグメントコイルの径方向の曲げ部同士の接触を防ぐことができる。
また、軸方向に隣接するセグメントコイルの内側のセグメントコイルの軸方向の曲げ部の外径と、外側のセグメントコイルの軸方向の曲げ部の内径とが等しくなるように、セグメントコイルの直線部を軸方向に曲げ加工するとともに、且つ、ティース部に、軸方向に沿って複数本のセグメントコイルを組み付ける際、隣り合うセグメントコイルの間に隙間部材を挟んで当該複数本のセグメントコイルを配置し、仮固定した後、隙間部材を取り除き、当該複数本のセグメントコイルを固定するため、軸方向に沿って配置された複数本のセグメントコイル同士の接触を防ぐことができる。
そのため、セグメントコイルの曲げ加工に必要な治具数を最小限に抑えることができ、且つ、セグメントコイル同士の接触を防ぐことができる着磁ヨークの製造方法を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る着磁ヨークを模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る着磁コアに組み付けられる複数本のセグメントコイルを示す写真である。 本発明の実施の形態１に係る着磁コアに組み付けられる複数本のセグメントコイルを示す写真である。 本発明の実施の形態１に係る着磁コアの径方向に沿って配置されたセグメントコイルを示す上面図である。 本発明の実施の形態１に係る着磁コアの軸方向に沿って配置されたセグメントコイルを示す側面図である。 本発明の実施の形態１に係るセグメントコイルの径方向の曲げ加工に用いられる治具を示す写真である。 本発明の実施の形態１に係るセグメントコイルの径方向の曲げ加工に用いられる治具のレバーを示す図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。 本発明の実施の形態１に係るセグメントコイルの径方向の曲げ加工に用いられる治具を模式的に示す上面図である。 本発明の実施の形態１に係るセグメントコイルの軸方向の曲げ加工を説明する上面図である。 本発明の実施の形態１に係るセグメントコイルの軸方向の曲げ加工に用いられる治具の押さえ部材の上面図である。 本発明の実施の形態１に係るセグメントコイルの軸方向の曲げ加工に用いられる治具の押さえ部材の断面図である。 本発明の実施の形態１に係るセグメントコイルの軸方向の曲げ加工に用いられる治具の写真である。 本発明の実施の形態１に係るセグメントコイルの軸方向の曲げ加工に用いられる治具のベース部を示す側面図である。

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に係る着磁ヨーク１００を模式的に示す斜視図である。また、図２、図３は、実施の形態１に係る着磁コア１に組み付けられる複数本のセグメントコイル２を示す写真であり、図２は、着磁コア１の内周面側から見たセグメントコイル２を示し、図３は、着磁コア１の上面側から見たセグメントコイル２を示す。図４は、実施の形態１に係る着磁コア１の径方向に沿って配置されたセグメントコイル２を模式的に示す上面図である。また、図５は、実施の形態１に係る着磁コア１の軸方向に沿って配置されたセグメントコイル２を模式的に示す側面図である。

着磁ヨーク１００は、図１に示すように、円環状の着磁コア１及び複数本のセグメントコイル２を備える。着磁コア１は、円環状に形成されたリング部と、リング部から内径側（着磁コア１の径方向内側）に突出した複数のティース部（不図示）とを備える。着磁コア１は、例えば、プレスで打ち抜かれた金属板を積層して形成されている。なお、図１は、図面簡略化のため、着磁コア１に組み付けられるセグメントコイル２を１極分だけセットした状態を示している。

セグメントコイル２は、図１に示すように、着磁コア１の径方向及び軸方向にそれぞれ複数本ずつ組み付ける。図２では、セグメントコイル２は、着磁コア１の径方向に３列、着磁コア１の軸方向に５列、着磁コア１のティース（不図示）に配置される。なお、着磁コア１の径方向及び軸方向に沿って配置されるセグメントコイル２の数は、図２に限定されるものではない。セグメントコイル２は、コイルを略Ｕ字形状に曲げ加工されて成り、直線部２Ａ、２Ｃ（図４参照）と、湾曲部２Ｂ（図４参照）とを備える。セグメントコイル２としては、例えば、矩形上の断面形状を有する平角コイルが用いられる。また、セグメントコイル２は、例えば、銅線等の導電率の高い線材の周囲が、エナメル等の絶縁性の被覆材で覆われて成る。

また、図２、図３、図４に示すように、セグメントコイル２として用いられる平角コイルが着磁コア１の径方向に曲げられることにより、セグメントコイル２は、略Ｕ字状に形成され、直線部２Ａ、２Ｃと湾曲部２Ｂとが区分けされる。換言すれば、直線部２Ａと湾曲部２Ｂと、及び、湾曲部２Ｂと直線部２Ｃとは、曲げ部Ｂ１、Ｂ１によって区分けされている。

また、図４に示すように、着磁コア１の径方向に沿って配置された複数本のセグメントコイル２は、同じ形状となるように径方向に曲げられている。ここで、「同じ形状となるように径方向に曲げる」とは、「同じ角度、同じ曲率で径方向に曲げる」ことを意味する。これにより、セグメントコイル２の直線部２Ａ，２Ｃと湾曲部２Ｂとが形成される。また、複数本のセグメントコイル２は、径方向に沿って、互いに重ねられて、配置されている。セグメントコイル２を同じ形状となるように径方向に曲げ加工して曲げ部Ｂ１を形成するため、複数本のセグメントコイル２の曲げ部Ｂ１と曲げ部Ｂ２との間には隙間をなくし、且つ、曲げ部Ｂ１と曲げ部Ｂ１との間には径方向の隙間Ｇ１を確実に確保することができる。そのため、径方向に沿って配置された隣接するセグメントコイル３、４の径方向の曲げ部Ｂ１、Ｂ１同士の接触を防ぐことができる。

また、図３、図５に示すように、セグメントコイル２の直線部２Ａ，２Ｃは、着磁コア１の軸方向に曲げられた曲げ部Ｂ２、Ｂ２を備える。
また、図５に示すように、着磁コア１の径方向の同じ位置に、着磁コア１の軸方向に沿って配置された複数本のセグメントコイル２において、隣接するセグメントコイル５、６の内側のセグメントコイル５の軸方向の曲げ部Ｂ２の外径５１と、外側のセグメントコイル６の軸方向の曲げ部Ｂ２の内径６１とが等しくなっている。
また、図５に示すように、軸方向に沿って隣接するセグメントコイル５、６の内側のセグメントコイル５と外側のセグメントコイル６との間には、軸方向の隙間Ｇ２が形成されている。

次に、図６乃至図１３を参照しながら、本発明の実施の形態１に係る着磁ヨーク１００の製造方法について説明する。本実施の形態１に係る着磁ヨーク１００の製造方法は、セグメントコイル２の曲げ加工に特徴を有する。そのため、以下では、セグメントコイル２の曲げ加工方法について詳しく説明する。
本発明の実施の形態１に係るセグメントコイル２の曲げ加工方法では、まず、セグメントコイル２となる直線状の平角コイル２１を着磁コア１の径方向に曲げ加工して直線部２Ａ，２Ｃと湾曲部２Ｂとを形成する。
次に、着磁コア１の径方向に曲げ加工された平角コイル２２を着磁コア１の軸方向に曲げ加工し、略Ｕ字状のセグメントコイル２を形成する。具体的には、平角コイル２２の直線部２Ａ，２Ｃを軸方向に曲げ加工して、略Ｕ字状のセグメントコイル２を形成する。

まず、図６乃至図８を参照しながら、径方向の曲げ加工について説明する。図６は、実施の形態１に係るセグメントコイル２の径方向の曲げ加工に用いられる治具７を示す写真である。図７は、実施の形態１に係るセグメントコイル２の径方向の曲げ加工に用いられる治具７のレバー７４を示す図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。図８は、実施の形態１に係るセグメントコイル２の径方向の曲げ加工に用いられる治具７を模式的に示す上面図である。
治具７は、図６乃至図８に示すように、ベース板７１、一対のＲピン７２，７２、コイル回転規制部材７３、レバー７４、ストッパー７５等を備える。

一対のＲピン７２，７２は、ベース板７１上に立設されている。Ｒピン７２は、上面視円形のピンであり、当該Ｒピン７２の円の曲率は、治具７によって曲げ加工されたセグメントコイル２の曲げ部Ｂ１の曲率を規定する。

コイル回転規制部材７３は、略直方体形状の部材であり、ベース板７１上の一対のＲピン７２，７２と対向する位置に固定されている。そして、セグメントコイル２となる直線状の平角コイル２１は、一対のＲピン７２，７２とコイル回転規制部材７３との間に挿通された状態で、当該平角コイル２１の軸を中心に回動しないように、固定される。これにより、セグメントコイル２の曲げ部Ｂ１の曲げ角度のずれを防止することができる。

レバー７４は、一対のＲピン７２のいずれか一方を支点として回動可能に、且つ、ベース板７１上に着脱可能に設けられている。より具体的には、レバー７４は、長尺な断面Ｌ字形状を有する棒状の部材であり、レバー７４の一方の端部には、Ｒピン７２を挿通可能な貫通穴７４Ａが形成されている。
また、図７に示すように、レバー７４の断面Ｌ字の凹部７４Ｂは、平角コイル２１を収納可能な形状を有する。
これにより、レバー７４の凹部７４Ｂに、一対のＲピン７２とコイル回転規制部材７３との間に挿通された平角コイル２１を収納した状態で、Ｒピン７２を支点としてレバー７４を回動することにより、平角コイル２１を曲げ加工して、曲げ部Ｂ１を有する平角コイル２２を形成することができる。

ストッパー７５は、ベース板７１上に設けられた穴部７１Ａに着脱可能に固定されるピンである。ストッパー７５は、Ｒピン７２を支点として回動するレバー７４に当接して、レバー７４の回動角度を規定する。これにより、一定の所望する角度で、平角コイル２１を曲げ加工することができる。換言すれば、平角コイル２１を同じ形状となるように径方向に曲げ加工して直線部２Ａ，２Ｃと湾曲部２Ｂとを形成することができる。これにより、着磁コア１の径方向に沿って、複数本のセグメントコイル２を重ねて配置した際、当該複数本のセグメントコイル２の曲げ部Ｂ１と曲げ部Ｂ２との間には隙間をなくし、且つ、曲げ部Ｂ１と曲げ部Ｂ１との間には径方向の隙間Ｇ１を確実に確保することができる。そのため、着磁コア１の径方向に沿って配置された複数本のセグメントコイル２の径方向の曲げ部Ｂ１同士の接触を防ぐことができる。

次に、図９乃至図１３を参照しながら、軸方向の曲げ加工について説明する。図９は、実施の形態１に係るセグメントコイル２の軸方向の曲げ加工を説明する上面図である。図１０及び図１１は、それぞれ、実施の形態１に係るセグメントコイル２の軸方向の曲げ加工に用いられる治具８の押さえ部材８３の上面図及び断面図である。なお、図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ矢視断面図である。図１２は、実施の形態１に係るセグメントコイル２の軸方向の曲げ加工に用いられる治具８の写真である。図１３は、実施の形態１に係るセグメントコイル２の軸方向の曲げ加工に用いられる治具８のベース部８１を示す側面図である。
治具８は、図９乃至図１３に示すように、ベース部８１、一対の曲げピン８２，８２、押さえ部材８３等を備える。

ベース部８１の上面は、治具７によって着磁コア１の径方向に曲げ加工された平角コイル２２と、当該平角コイル２２の軸方向に亘って当接可能となっている。具体的には、ベース部８１は、八角柱状の部材を、当該八角柱の側面の八角形の対抗する２辺に直交する面で切って得られる形状を有する。また、ベース部８１の底面は、当該八角柱の部材を当該面で切って形成された面である。そして、ベース部８１の上面となる上側の３面は、治具７によって着磁コア１の径方向に曲げ加工された平角コイル２２と、当該平角コイル２２の軸方向に亘って当接可能となっている。
また、ベース部８１の当該上面には、一対の曲げピン８２，８２を挿入可能な一対の穴部８１Ａ，８１Ａが設けられている。穴部８１Ａは、後述する円柱形状の曲げピン８２を挿入可能な上面視円形の穴部である。図１２に示す例では、ベース部８１上に、一対の穴部８１Ａ，８１Ａが、ベース部８１の長手方向に沿って３列設けられている。なお、ベース部８１上に備えられる一対の曲げピン８２，８２の数は、着磁コア１の径方向に沿って配置されるセグメントコイル２の数に合わせることができ、図１２に示す３列に限定されるものではない。

一対の曲げピン８２，８２は、ベース部８１の一対の穴部８１Ａ，８１Ａに挿入されることにより、ベース部８１上に立設されている。曲げピン８２は、略円柱形状のピンであり、当該円柱の直径は、治具８によって曲げ加工された複数本のセグメントコイル２の最も内側のセグメントコイル２の曲げ部Ｂ２の内径を規定する。

押さえ部材８３は、図１０、図１１に示すように、断面Ｌ字形状を有する部材であり、ベース部８１上の一対の曲げピン８２，８２と対向する位置に固定されている。具体的には、押さえ部材８３は、長孔８３Ａ、ピン８３Ｂ、凹部８３Ｃを備える。そして、押さえ部材８３は、長孔８３Ａに挿通されたピン８３Ｂによってベース部８１上に固定される。また、凹部８３Ｃは、平角コイル２２を収納可能な形状を有する。そして、治具７によって曲げ加工された平角コイル２２は、一対の曲げピン８２，８２と押さえ部材８３との間に挿通された状態で、当該平角コイル２２の軸を中心に回動しないように、固定される。これにより、セグメントコイル２の曲げ部Ｂ２の曲げ角度のずれを防止することができる。
また、一対の曲げピン８２，８２と押さえ部材８３との間には、着磁コア１の径方向の同じ位置に着磁コア１の軸方向に沿って配置される複数本の平角コイル２２が同時に挿通される。図９に示す例では、一対の曲げピン８２，８２と押さえ部材８３との間には、着磁コア１の径方向の同じ位置に着磁コア１の軸方向に沿って配置される５本の平角コイル２２が同時に挿通されている。

なお、一対の曲げピン８２，８２と押さえ部材８３との間に挿通される平角コイル２２の本数は、５本に限定されるものではなく、押さえ部材８３の位置は、一対の曲げピン８２，８２と押さえ部材８３との間に挿通される平角コイル２２の本数に応じて移動可能である。具体的には、図１０、図１１に示すように、長孔８３Ａの長軸は、複数本の平角コイル２２が配置される軸方向（着磁コア１の軸方向）に平行となっている。そして、当該長孔８３Ａの中でピン８３Ｂが挿通される位置を調節することにより、押さえ部材８３の位置を移動することができる。

そして、図９に示すように、一対の曲げピン８２，８２と押さえ部材８３との間に、着磁コア１の径方向の同じ位置に、且つ、着磁コア１の軸方向に沿って配置される複数本の平角コイル２２を挿通する。
次に、一対の曲げピン８２，８２に一番近い平角コイル２２を、曲げピン８２を支点として手動で曲げる。
次に、曲げた平角コイル２２に隣接する平角コイル２２を、曲げた平角コイル２２の曲げ部Ｂ２を支点として手動で曲げる。このようにして、一対の曲げピン８２，８２に近い平角コイル２２から順に、曲げる。
以上に説明した曲げ加工により、略Ｕ字状のセグメントコイル２が形成される。

次に、着磁コア１のティース部（不図示）に、当該着磁コア１の径方向及び軸方向にそれぞれ複数本の略Ｕ字状のセグメントコイル２が配置されるように、当該略Ｕ字状のセグメントコイル２を組み付ける。具体的には、着磁コア１のティース部に、軸方向に沿って複数本のセグメントコイル２を組み付ける際、隣り合うセグメントコイル２の間に隙間部材を挟んで当該複数本のセグメントコイル２を配置し、当該複数本のセグメントコイル２を仮固定する。

次に、当該隙間部材を取り除き、セグメントコイル２を固定する。なお、隙間部材としては、紙等、隣り合うセグメントコイル２の間に隙間Ｇ２を確保可能なものであればよい。また、隣り合うセグメントコイル２の間の隙間Ｇ２は、０．１ｍｍ以上であればよく、例えば、０．５ｍｍである。

以上に説明した実施の形態１に係る着磁ヨーク１００の製造方法によれば、着磁コア１の径方向の同じ位置に、着磁コア１の軸方向に沿って配置される複数本のセグメントコイル２において、隣接するセグメントコイル２の内側のセグメントコイル２の軸方向の曲げ部Ｂ２の外径と、外側のセグメントコイル２の軸方向の曲げ部Ｂ２の内径とが等しくなるように、複数本のセグメントコイル２を軸方向に曲げるために必要な治具は同一の治具で良い。そのため、曲げ加工に必要な治具数を最小限に抑えることができる。

また、コイルを同じ形状となるように径方向に曲げ加工して直線部２Ａ，２Ｃと湾曲部２Ｂとを形成するため、径方向に沿って配置された複数本のセグメントコイル２の径方向の曲げ部Ｂ１同士の接触を防ぐことができる。
また、軸方向に隣接するセグメントコイル２の内側のセグメントコイル２の軸方向の曲げ部Ｂ２の外径と、外側のセグメントコイル２の軸方向の曲げ部Ｂ２の内径とが等しくなるように、セグメントコイル２の直線部２Ａ，２Ｃを軸方向に曲げ加工するとともに、且つ、ティース部に、軸方向に沿って複数本のセグメントコイル２を組み付ける際、隣り合うセグメントコイル２の間に隙間部材を挟んで当該複数本のセグメントコイル２を配置し、仮固定した後、当該隙間部材を取り除き、当該複数本のセグメントコイル２を固定するため、軸方向に沿って配置された複数本のセグメントコイル２同士の接触を防ぐことができる。

そのため、セグメントコイル２の曲げ加工に必要な治具数を最小限に抑えることができ、且つ、セグメントコイル２同士の接触を防ぐことができる着磁ヨーク１００の製造方法を提供することができる。

また、セグメントコイル２となる直線状の平角コイル２１は、一対のＲピン７２，７２とコイル回転規制部材７３との間に挿通された状態で、当該平角コイル２１の軸を中心に回動しないように、固定される。これにより、セグメントコイル２の曲げ部Ｂ１の曲げ角度のずれを防止することができる。

また、治具７によって曲げ加工された平角コイル２２は、一対の曲げピン８２，８２と押さえ部材８３との間に挿通された状態で、当該平角コイル２２の軸を中心に回動しないように、固定される。これにより、セグメントコイル２の曲げ部Ｂ２の曲げ角度のずれを防止することができる。

また、軸方向に沿って隣接するセグメントコイル２の間の隙間Ｇ２は０．１ｍｍ程度であればよいため、コイルエンド体格を小さく抑えることもできる。

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。

１ 着磁コア
２ セグメントコイル
２Ａ、２Ｃ 直線部
２Ｂ 湾曲部
２１、２２ 平角コイル
３、４ 径方向に沿って配置された隣接するセグメントコイル
５、６ 軸方向に沿って配置された隣接するセグメントコイル
５１ 軸方向に沿って隣接するセグメントコイルの内側のセグメントコイルの曲げ部の外径
６１ 軸方向に沿って隣接するセグメントコイルの外側のセグメントコイルの曲げ部の内径
７ 治具
７１ ベース板
７１Ａ 穴部
７２ Ｒピン
７３ コイル回転規制部材
７４ レバー
７４Ａ 貫通穴
７４Ｂ 凹部
７５ ストッパー
８ 治具
８１ ベース部
８１Ａ 穴部
８２ 曲げピン
８３ 押さえ部材
８３Ａ 長孔
８３Ｂ ピン
８３Ｃ 凹部
１００ 着磁ヨーク

Claims (1)

1. 湾曲部と直線部とを備えるセグメントコイルを着磁コアのティース部に、前記着磁コアの径方向及び軸方向にそれぞれ複数本ずつ組み付ける着磁ヨークの製造方法であって、
   コイルを同じ形状となるように前記径方向に曲げ加工して前記湾曲部と前記直線部とを形成し、
   前記着磁コアの前記径方向の同じ位置に、前記着磁コアの前記軸方向に沿って配置される複数本の前記セグメントコイルの前記直線部を前記軸方向に曲げ加工する際、隣接する前記セグメントコイルの内側の前記セグメントコイルの前記軸方向の曲げ部の外径と、外側の前記セグメントコイルの前記軸方向の曲げ部の内径とが等しくなるように、前記直線部を前記軸方向に曲げ加工し、
   前記着磁コアの前記ティース部に、前記軸方向に沿って前記複数本の前記セグメントコイルを組み付ける際、隣り合う前記セグメントコイルの間に隙間を確保するための隙間部材を挟んで仮固定した後、前記隙間部材を取り除き、前記複数本の前記セグメントコイルを固定する、着磁ヨークの製造方法。