JP6939503B2 - 平角導体の切断方法 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁皮膜で被覆された平角導体を切断する切断方法に関する。

従来より、平角導体の第１および第２側面の絶縁被覆（絶縁皮膜）を剥離する第１剥離部と平角導体の長手方向の同じ部分における第３および第４側面の絶縁被覆を剥離する第２剥離部とを含む被覆剥離部と、平角導体を切断する導線切断部と、を備えるコイルセグメント製造装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。第１剥離部は、平行に延びる２つの剥離刃を含む剥離金型を有し、剥離金型を平角導体の第１および第２側面に沿って移動させることにより、第１および第２側面上の絶縁被覆を切り取るようにして剥離する。同様に、第２剥離部は、平行に延びる２つの剥離刃を含む剥離金型を有し、剥離金型を平角導体の第３および第４側面に沿って移動させることにより、第３および第４側面上の絶縁被覆を切り取るようにして剥離する。

特開２０１５−０４３６７６号公報

上述したコイルセグメント製造装置では、剥離刃を平角導体の側面に沿って移動させるため、剥離刃による絶縁皮膜の引きずりが発生し、絶縁皮膜がめくれてしまう。複数の平角導体からなる電動機用のステータコイルは、通常、平角導体を定尺で切断すると共に端部における絶縁皮膜を除去し、平角導体を略Ｕ字状に屈曲させてステータコアのスロットに挿入し、複数の平角導体の端部同士を接合することにより製造される。このため、平角導体の絶縁皮膜にめくれが生じていると、平角導体をステータコアのスロットに挿入する際に絶縁皮膜のめくれが進展し、絶縁不良を起こす虞がある。

本発明の平角導体の切断方法は、平角導体の切断に伴う絶縁皮膜のめくれを抑制することを主目的とする。

本発明の平角導体の切断方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の平角導体の切断方法は、
絶縁皮膜で被覆された平角導体を切断する平角導体の切断方法であって、
一対の切り込み刃を互いに近接する方向に移動させて前記平角導体の相対する第１側面に押し当て、該平角導体の導体の一部が露出するように前記絶縁皮膜に切り込みを入れるプレカット工程と、
前記導体の露出域を含む切断ラインで切り抜くように切断刃を前記平角導体の前記第１側面に直交する第２側面に押し当てて該平角導体を切断する切断工程と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の平角導体の切断方法は、プレカット工程と切断工程とを備える。プレカット工程は、一対の切り込み刃を互いに近接する方向に移動させて平角導体の相対する第１側面に押し当て平角導体の導体の一部が露出するように絶縁皮膜に切り込みを入れる。切断工程は、プレカット工程による導体の露出域を含む切断ラインで切り抜くように切断刃を平角導体の第１側面に直交する第２側面に押し当てて平角導体を切断する。これにより、切断工程において、切断刃による絶縁皮膜の引きずりを防止し、絶縁皮膜のめくれを抑制することができる。

電動機用のステータ１の正面図である。 ステータコイルの組み付け手順を示す説明図である。 切断装置１０の構成の概略を示す構成図である。 プレカット装置２０の構成の概略を示す構成図である。 切り込み刃２１の側面図である。 平角導体の加工の手順を示す説明図である。 比較例における平角導体の切断の様子を示す説明図である。 実施例における平角導体の切断の様子を示す説明図である。 変形例の切り込み刃１２１の側面図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、電動機用のステータ１の正面図である。電動機用のステータ１はロータと組み合わされて３相交流発電電動機を構成し、例えば電気自動車やハイブリッド自動車などの走行用の電動機や発電機として用いられる。ステータ１は、図１に示すように、内周側に周方向に等間隔で形成された複数のスロットを有するステータコア２と、それぞれ複数のセグメント導体４により構成される複数のステータコイル５と、を備える。なお、ステータコア２は、無方向性電磁鋼板を打ち抜いて形成されたステータプレートを複数積層することにより構成され、内周側に複数のスロットが形成されるように径方向内側に突出する複数のティースを有する。

セグメント導体４は、当該セグメント導体４の素材として直線状に延出された平角導体が略Ｕ字状に曲げ成形されたものである。平角導体は、銅などの導電性の高い金属により断面が矩形状に形成され、その表面がステータコア２との絶縁性を確保するためにエナメル樹脂などの絶縁皮膜によって被覆されたものである。

図２は、ステータコイルの組み付け手順を示す説明図である。ステータコイルの組み付けは以下のようにして行なわれる。まず、図２（ａ），（ｂ）に示すように、セグメント導体４の一方の端部４ｅをステータコア２の対応するスロットに軸方向における一端側から他端側に向かって挿通させると共に他方の端部４ｅを当該スロットから周方向に離間した他のスロットに軸方向における一端側から他端側に向かって挿通させる。セグメント導体４の端部４ｅは、ステータコア２のスロットの軸方向における他端側から外部へ突出される。すべてのセグメント導体４をステータコア２に組み付けた後、図２（ｃ）に示すように、セグメント導体４の端部４ｅにおける長手側（フラットワイズ側）の側面と対応する他のセグメント導体４の端部４ｅにおける長手側の側面とが突き合わされるように、各セグメント導体４のスロットから突出した部分を図示しない曲げ成形機を用いて曲げ成形する。そして、セグメント導体４の端部４ｅと対応する他のセグメント導体４の端部４ｅとを溶接などにより接合する。これにより、複数のステータコイル５、すなわちＵ相コイル，Ｖ相コイルおよびＷ相コイルが形成される。

ここで、セグメント導体４の端部４ｅ（平角導体の端部）は、他のセグメント導体４の端部４ｅと接合されるため、切断装置により切断されると共に絶縁皮膜が除去される。図３は、切断装置１０の構成の概略を示す構成図である。切断装置１０は、パンチ１１と、ダイ１５と、図示しないクランパと、を備える。パンチ１１は、刃先が略Ｕ字状に湾曲した切断刃１２を有する。ダイ１５は、直線状に延出して平角導体３０の長手側（フラットワイズ側）の側面が着座する着座面１６と、着座面１６の延出端を開口縁の一部として含みパンチ１１の外形に沿って開口する挿入孔１７と、を有する。クランパは、ダイ１５と共に平角導体３０を上下に挟んでクランプするものである。切断装置１０は、図示しない搬送装置によって平角導体３０を着座面１６に搬入し、クランパによって平角導体３０を着座面１６にクランプしつつパンチ１１をダイ１５の挿入孔１７に向かって移動させることで、切断刃１２の刃先を平角導体３０の長手側の側面（第２側面）に押し当てて平角導体３０を切断する（切断工程）。

また、平角導体３０を切断するにあたっては、プレカット装置を用いて平角導体３０の短手側（エッジワイズ側）の相対する側面（第１側面）における絶縁皮膜に切り込みを入れるプレカット工程が行なわれる。図４は、プレカット装置２０の構成の概略を示す構成図である。プレカット装置２０は、平角導体３０を挟んで刃先が互いに向かい合うように配置された一対の切り込み刃２１，２２を有する。一対の切り込み刃２１，２２の刃先は、着座面１６に着座された平角導体３０の延出方向に直交し且つ短手側の側面に平行な方向に延出されている。本実施例では、切り込み刃２１は、図５に示すように、片面にのみ刃を有する片刃により形成され、刃先の角度は、例えば６０度とされている。また、切り込み刃１２も、切り込み刃２１と同様に形成される。一対の切り込み刃２１，２２は、図示しない駆動装置によって刃先が互いに近接および離間する方向に移動可能となっている。プレカット装置２０は、図示しない搬送装置により切り込み刃２１，２２の間の図示しない着座面に平角導体３０を搬入し、切り込み刃２１，２２の刃先を互いに近接させて平角導体３０の短手側の側面に押し当てることで、平角導体３０の絶縁皮膜に切り込みを入れる（プレカット工程）。

図６は、平角導体の加工の手順を示す説明図である。まず、一対の切り込み刃２１，２２の間に平角導体３０を搬入した後、一対の切り込み刃２１，２２を平角導体３０の短手側（エッジワイズ側）の相対する側面（第１側面）に押し当て、平角導体３０の延出方向と直交する方向に沿って絶縁皮膜に切り込みを入れる（図６（ａ），（ｂ）参照）。絶縁皮膜の切り込みは、一対の切り込み刃２１，２２の刃先が平角導体３０の導体部分にまで侵入し、導体部分が露出するように行なう。そして、導体の露出域を含む切断ラインＣＬで切り抜くように切断刃１２を平角導体３０の長手側（フラットワイズ側）の側面に押し当て、平角導体３０を切断する（図６（ｃ），（ｄ）参照）。なお、平角導体３０の長手側の側面に残る絶縁皮膜は、レーザなどを用いて除去することができる。

図７は、比較例における平角導体の切断の様子を示す説明図であり、図８は、実施例における平角導体の切断の様子を示す説明図である。切断刃１２は、図中、手前から奥へ向かって平角導体（絶縁皮膜３２Ｂおよび導体３１Ｂ）を切り進めるため、比較例のようにプレカットをせずに平角導体３０Ｂを切断する場合、切断刃１２による絶縁皮膜３２Ｂの引きずりが発生し、絶縁皮膜３２Ｂがめくれてしまう。平角導体３０Ｂの絶縁皮膜３２Ｂにめくれが生じていると、平角導体３０Ｂを略Ｕ字状に曲げ成形してステータコア２のスロットに挿入する際に絶縁皮膜３２Ｂのめくれが進展し、絶縁不良を起こす虞がある。これに対して、実施例では、一対の切り込み刃２１，２２が平角導体３０の導体３１の部分に侵入して導体３１の一部が露出するように絶縁皮膜３２に切り込みを入れてから、切断刃１２により導体３１の露出域を含む切断ラインＣＬに沿って切り抜くように平角導体３０を切断する。これにより、平角導体３０の切断時に切断刃１２による絶縁皮膜３２の引きずりが発生せず、絶縁皮膜３２のめくれを抑制することができる。

以上説明した本実施例の平角導体の切断方法では、一対の切り込み刃２１，２２を互いに近接させて平角導体３０の短手側の相対する側面に押し当て平角導体３０の導体３１の一部が露出するように絶縁皮膜３２に切り込みを入れる。そして、導体３１の露出域を含む切断ラインＣＬで切り抜くように切断刃１２を長手側の側面に押し当てて平角導体３０を切断する。これにより、平角導体３０の切断時に、切断刃１２による絶縁皮膜３２の引きずりを回避し、絶縁皮膜３２のめくれを防止することができる。

実施例では、一対の切り込み刃２１，２２は、それぞれ片面にのみ刃を有する片刃により形成されるものとしたが、図９の変形例の切り込み刃１２１に示すように、一対の切り込み刃は、それぞれ両面に刃を有する両刃により形成されてもよい。なお、両刃は、一方の面側と他方の面側とで異なる傾斜角度で形成されてもよい。例えば、一方の面側の傾斜角度を１５度とし、他方の面側の傾斜角度を４５度とすることができる。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、切り込み刃２１，２２が「切り込み刃」に相当し、切断刃１２が「切断刃」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、コイルの製造産業等に利用可能である。

１ 電動機用のステータ、２ ステータコア、４ セグメント導体、４ｅ 端部、５ ステータコイル、１０ 切断装置、１１ パンチ、１２ 切断刃、１５ ダイ、１６ 着座面、１７ 挿入孔、２０ プレカット装置、２１，２２，１２１ 切り込み刃、３０ 平角導体、３１ 導体、３２ 絶縁皮膜。

Claims (1)

1. 絶縁皮膜で被覆された平角導体を切断する平角導体の切断方法であって、
   互いに向かい合う一対の切り込み刃で前記平角導体を挟み込みむように該一対の切り込み刃を互いに近接する方向に移動させて前記平角導体の相対する二つの第１側面に押し当て、該平角導体の導体の一部が露出するように前記二つの第１側面にそれぞれ切り込みを入れるプレカット工程と、
   前記導体の露出域を含む切断ラインで切り抜くように切断刃を前記平角導体の前記二つの第１側面に直交する第２側面に押し当てて該平角導体を切断する切断工程と、
   を備える平角導体の切断方法。
   

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