JP6947807B2 - コイル成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、コイル成形装置に関する。

一般に、電動機や発電機等の回転電機のステータを構成するコイルは、ボビンから巻き出されて所定長さに切断されたコイル素線を、所定の形状に成形することによって得られる。例えば、波形コイルの場合は、所定長さのコイル素線をＵ字状に成形してＵ字状成形体を形成した後、そのＵ字状成形体を複数回折り畳むことによって形成される。

コイルは、複数本のコイル素線を１本に束ねた集合導体を用いて構成される場合がある。集合導体を形成する方法としては、集合導体を構成するコイル素線の本数に対応する個数の巻き出しロール（ボビン）からコイル素線を個別に巻き出して１本に束ねた後、１つの巻き取りロールに巻き取ることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２２７２６６号公報

しかしながら、複数本のコイル素線をそれぞれ個別のボビンから巻き出して集合導体を形成する場合では、集合導体の成形精度が悪くなる問題がある。コイル素線毎に巻き癖が異なるためである。しかも、Ｕ字状成形体を形成する場合は、集合導体を巻き取った巻き取りロールから再び集合導体を巻き出して所定長さに切断した後にＵ字状に成形しなくてはならない。そのため、成形工程が煩雑であるという問題がある。このようなコイル素線の巻き癖及び成形工程の煩雑さの問題は、単線のコイル素線を用いて複数本の同一形状のＵ字状成形体を形成する場合にも同様に見られる問題である。

本発明は、巻き癖による成形精度の悪化を伴うことなく、コイル素線を用いて簡単にＵ字状に成形することができるコイル成形装置を提供することを目的とする。

（１） 本発明に係るコイル成形装置は、コイル素線（例えば、後述のコイル素線１０）をＵ字状に成形するコイル成形装置（例えば、後述のコイル成形装置１）であって、前記コイル素線を巻回保持する１つのコイル素線保持部（例えば、後述のボビン２）と、前記１つのコイル素線保持部から供給される前記コイル素線を収容する１つ又は複数の収容部（例えば、後述の第１収容部４５１、第２収容部４６２）を外周（例えば、後述の外周４ａ）に有する巻取りドラム（例えば、後述の巻取りドラム４）と、前記収容部に収容されて前記巻取りドラムに巻かれた前記コイル素線を、前記巻取りドラムの前記外周の一部分において切断する切断部材（例えば、後述の切断部材５）と、前記切断部材によって切断された後の前記コイル素線を、前記切断部材から離れた位置から前記巻取りドラムの径方向外側に引き出す引出し部材（例えば、後述の引出し部材６）と、前記引出し部材によって引き出された前記コイル素線をＵ字状に成形する成形部（例えば、後述の成形部７）と、を備える。

上記（１）によれば、コイル素線は、１つのコイル素線保持部から供給されて巻取りドラムに巻き取られるため、巻き癖による成形精度の悪化を伴うことなくＵ字状に成形することができる。しかも、コイル素線を巻取りドラムの外周に巻いて切断した後に、巻取りドラムの径方向外側に引き出す動作だけで、コイル素線を簡単にＵ字状に成形することができる。

（２） （１）に記載のコイル成形装置において、前記収容部は、前記巻取りドラムの軸方向（例えば、後述のＺ方向）に複数設けられてもよい。

上記（２）によれば、コイル素線を複数の収容部に亘って巻き付けることによって、切断後に複数本のコイル素線が形成されるため、複数本のコイル素線をまとめてＵ字状に成形することができる。

（３） （１）又は（２）に記載のコイル成形装置において、前記収容部は、前記巻取りドラムを複数周分積層した前記コイル素線を収容可能な大きさを有してもよい。

上記（３）によれば、複数本のコイル素線からなる集合導体も、巻取りドラムの外周にコイル素線を巻くだけで形成することができる。

（４） （１）〜（３）のいずれかに記載のコイル成形装置において、前記成形部は、前記巻取りドラムから径方向外側に延出して、前記引出し部材によって引き出された前記コイル素線の通路を構成する引出し通路部（例えば、後述の引出し通路部７１）を有し、前記引出し通路部は、前記引出し部材によって前記巻取りドラムから引き出される前記コイル素線を両側から挟んで、前記コイル素線が広がらないように案内する一対の案内部材（例えば、後述の案内部材７１１）を有してもよい。

上記（４）によれば、コイル素線を引き出す際に、巻取りドラムの外周から広がることなく成形部に円滑に引き出すことができる。

（５） （１）〜（４）のいずれかに記載のコイル成形装置において、前記引出し部材は、前記切断部材によって切断された後の前記コイル素線を、前記巻取りドラムの径方向内側から外側に引き出すように構成され、前記成形部は、前記引出し部材による引き出し方向の終端部近傍に、前記コイル素線をＵ字状に成形する金型（例えば、後述の金型７２）を有し、前記引出し部材は、前記金型の一部を構成してもよい。

上記（５）によれば、コイル素線を巻取りドラムの外周から引き出すための引出し部材をそのまま利用して、金型によってＵ字状に成形することができるため、コイル素線を引出し部材から移し替える必要なく、コイル素線の引き出しから成形までを一工程で行うことができる。

（６） （１）〜（５）のいずれかに記載のコイル成形装置において、前記巻取りドラムは、回転軸（例えば、後述の回転軸４１）を中心にして回転することによって、前記コイル素線を前記外周に巻き取るように構成されてもよい。

上記（６）によれば、巻取りドラムの回転動作だけでコイル素線を巻取りドラムの外周に簡単に巻き取ることができる。

本発明によれば、巻き癖による成形精度の悪化を伴うことなく、コイル素線を用いて簡単にＵ字状に成形することができるコイル成形装置を提供することができる。

コイル成形装置によって成形されるＵ字コイルの正面図である。 コイル成形装置によって成形されるＵ字コイルの平面図である。 図１中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 コイル成形装置の一実施形態を示す平面図である。 コイル成形装置の一実施形態を示す側面図である。 コイル素線の矯正部を示す斜視図である。 巻取りドラムの第１外周部材を示す側面図である。 巻取りドラムの第２外周部材を示す斜視図である。 巻取りドラムの第２外周部材を示す側面図である。 コイル素線導入部材を説明する図である。 金型を示す斜視図である。 巻取りドラムの外周に巻き取り終えたコイル素線の一部を示す正面図である。 全ての第１収容部にコイル素線が収容された第１外周部材を示す側面図である。 コイル素線を切断する様子を示すコイル成形装置の平面図である。 巻取りドラムに巻かれたコイル素線の内側に引出し部材を配置する様子を説明する図である。 巻取りドラムに巻かれたコイル素線が引出し部材によって引き出される様子を示すコイル成形装置の平面図である。 引出し部材が一対の案内部材の間を通過する様子を示す斜視図である。 金型によって凸曲げを行う様子を示す斜視図である。 金型によって肩曲げを行う様子を示す斜視図である。 金型によってクランク曲げを行う様子を示す斜視図である。 コイル成形装置によって成形されたＵ字コイルを複数並べた状態を示す正面図である。 コイル成形装置によって成形されたＵ字コイルを複数並べた状態を示す平面図である。

以下、コイル成形装置の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
まず、本開示のコイル成形装置１によって成形されるコイルについて、図１〜図３を参照して説明する。コイル成形装置１は、コイル素線１０をＵ字状に折り曲げることによってＵ字コイル２０を成形する。Ｕ字コイル２０は、最も先端の頂部２１と、頂部２１から斜めに延びる一対の斜行部２２，２２と、斜行部２２，２２の各端部において屈曲する一対の肩部２３，２３と、肩部２３，２３から平行に延びる一対の直線部２４，２４と、を有する。

図２に示すように、Ｕ字コイル２０の一対の斜行部２２，２２のうちの右側の斜行部２２は、左側の斜行部２２及び直線部２４，２４に対してＵ字コイル２０の厚み方向（図２の上下方向）に、Ｕ字コイル２０の厚み分だけオフセットしている。すなわち、Ｕ字コイル２０における頂部２１と右側の肩部２３が厚み方向にクランク状に成形されることによって、右側の斜行部２２だけが厚み方向にオフセットしている。

本実施形態に示すＵ字コイル２０は、銅、アルミニウム等の導体によって構成される平角線からなるコイル素線１０を複数本（本実施形態では３本）積層した集合導体である。３本のコイル素線１０は、Ｕ字コイル２０の幅方向（図１における左右方向）に積層されている。

コイル成形装置１は、図４及び図５に示すように、コイル素線１０を供給するボビン２と、ボビン２から供給されるコイル素線１０の巻き癖を矯正する矯正部３と、コイル素線１０を巻き取る巻取りドラム４と、巻取りドラム４に巻き取られたコイル素線１０を切断する切断部材５と、コイル素線１０を巻取りドラム４の径方向外側に引き出すための引出し部材６と、コイル素線１０をＵ字状に成形する成形部７と、を備える。なお、図５において、切断部材５は図示を省略している。

ボビン２は、コイル素線１０を巻回保持するコイル素線保持部である。コイル成形装置１において、ボビン２は１つだけ設けられる。コイル素線１０は、この１つのボビン２から巻き出されて巻取りドラム４に供給される。

矯正部３は、ボビン２に巻回保持されたコイル素線１０の巻き癖を矯正するため、ボビン２から巻取りドラム４に向かうコイル素線１０の供給経路上に配置される。矯正部３は、図６に示すように、コイル素線１０を導入する一対の導入ローラ３１，３１と、コイル素線１０に対してボビン２の径方向と同一方向からテンションを掛けて巻き癖を矯正する複数の矯正ローラ３２と、複数の矯正ローラ３２を経由したコイル素線１０を巻取りドラム４に向けて送り出す送り出しローラ３３と、を有する。

巻取りドラム４は、床面１００に対して垂直方向（Ｚ方向）に配置される回転軸４１と、回転軸４１の周囲から均等間隔で放射状に延びる１２本の放射フレーム部４２と、隣り合う放射フレーム部４２，４２の先端近傍同士を連結する１２本の連結フレーム部４３と、を有する。

１２本の放射フレーム部４２の先端には、それぞれ第１外周部材４５が取り付けられている。第１外周部材４５は、巻取りドラム４の周方向（Ｘ方向）よりも軸方向（Ｚ方向）に長い金属製ブロックからなり、コイル素線１０を巻き取るための巻取りドラム４の外周４ａの一部を構成する。

図７に示すように、第１外周部材４５における巻取りドラム４の径方向外側に面する先端面４５ａに、コイル素線１０を収容するための第１収容部４５１が設けられている。本実施形態の第１外周部材４５には、６つの第１収容部４５１が巻取りドラム４の軸方向に沿って一定間隔で配置されている。６つの第１収容部４５１は同一構造であり、それぞれ巻取りドラム４の周方向に沿って延びる溝によって構成されている。ボビン２から矯正部３を経由して供給されるコイル素線１０は、１２個の第１外周部材４５の第１収容部４５１内に亘って収容されることによって、巻取りドラム４の外周４ａに巻き取られる。

図７は、巻取りドラム４に巻き取られる１周目のコイル素線１０が、最下部の第１収容部４５１に収容された様子を実線で示している。本実施形態の第１収容部４５１は、図７において１点鎖線で示すように、巻取りドラム４の３周分のコイル素線１０を巻取りドラム４の径方向に積層して収容可能な大きさ（深さ）をそれぞれ有している。したがって、本実施形態の巻取りドラム４は、１８周分のコイル素線１０を外周４ａに巻き取り可能である。

隣り合う放射フレーム部４２，４２の間にそれぞれ配置される１２本の連結フレーム部４３には、それぞれ第２外周部材４６が取り付けられている。図８及び図９に示すように、第２外周部材４６は、第１外周部材４５の高さ（Ｚ方向に沿う高さ）と略等しい高さを有する金属板材によって形成され、第１外周部材４５とともにコイル素線１０を巻き取るための巻取りドラム４の外周４ａの一部を構成する。

第２外周部材４６は、巻取りドラム４の外周４ａにおいて第１外周部材４５の先端面４５ａと略同一面を構成するように、巻取りドラム４の径方向外側に向けて突出するように連結フレーム部４３に取り付けられている。第２外周部材４６の巻取りドラム４の径方向外側に面する先端面４６ａは、巻取りドラム４の外周４ａの円弧形状に沿って湾曲している。

第２外周部材４６の先端面４６ａには、７つの円柱状又は円筒状のローラ部材４６１が、巻取りドラム４の軸方向に沿って一定間隔で取り付けられている。各ローラ部材４６１の軸方向は、巻取りドラム４の径方向に沿っている。これによって、巻取りドラム４の軸方向に隣り合うローラ部材４６１，４６１の間に、コイル素線１０を収容するための６つの第２収容部４６２がそれぞれ形成されている。巻取りドラム４の軸方向に沿う第１外周部材４５の６つの第１収容部４５１の位置と６つの第２収容部４６２の位置とは同一である。そのため、巻取りドラム４の外周４ａに巻き取られるコイル素線１０は、第１外周部材４５の第１収容部４５１と第２外周部材４６の第２収容部４６２とに亘って収容される。

図９は、巻取りドラム４に巻き取られる１周目のコイル素線１０が、最下部の第２収容部４６２に収容された様子を実線で示している。本実施形態の第２収容部４６２も、図９において１点鎖線で示すように、巻取りドラム４の３周分のコイル素線１０を巻取りドラム４の径方向に積層して収容可能な大きさ（ローラ部材４６１の突出高さ）をそれぞれ有している。

図８に示す第２外周部材４６は、巻取りドラム４の周方向に長尺に形成されている。長尺な第２外周部材４６は、隣り合う第１外周部材４５，４５の間に１つだけ配置され、巻取りドラム４の軸方向に配列される７つのローラ部材４６１の組を２組有している。２つのローラ部材４６１の組は、巻取りドラム４の周方向に間隔をおいて配置されている。しかし、１つの第２外周部材４６に設けられるローラ部材４６１の組数は、第２外周部材４６の長さに応じて適宜増減可能である。例えば、図４に示す巻取りドラム４において、切断部材５及び引出し部材６が配置される部位の隣り合う第１外周部材４５，４５の間には、長さが短い２つの第２外周部材４６，４６がそれぞれ配置されている。このような短尺な第２外周部材４６は、ローラ部材４６１を１組だけ有していてもよい。

巻取りドラム４は、回転軸４１に連結される駆動モータ４７の駆動によって、回転軸４１を中心にして、図４における時計方向に回転可能である。巻取りドラム４は、回転することによって、ボビン２から矯正部３を経由して供給されるコイル素線１０を自動的に巻き取るように構成される。

巻取りドラム４の径方向外側には、複数の押さえローラ４８が巻取りドラム４の周方向に一定間隔をおいて配置されている。押さえローラ４８は、巻取りドラム４の径方向外側に配置される環状の支持台４８１上に、巻取りドラム４の外周４ａに接するように、回転可能に設けられている。そのため、巻取りドラム４の回転時、第１外周部材４５の先端面４５ａと押さえローラ４８とがそれぞれ接触しながら相対的に移動し、第１収容部４５１及び第２収容部４６２からのコイル素線１０の脱落を防止するようになっている。

図４に示すように、ボビン２から矯正部３を経由したコイル素線１０が巻取りドラム４の外周４ａに接する部位に対応する支持台４８１上には、巻取りドラム４にコイル素線１０を導入するコイル素線導入部材４９が設けられている。コイル素線導入部材４９は、図１０に示すように、巻取りドラム４の軸方向に延びる基板部４９１に、コイル素線１０に対して下から当接して支持する第１支持ローラ４９２と、コイル素線１０に対して巻取りドラム４の径方向外側から当接して支持する第２支持ローラ４９３とが設けられている。これによって、ボビン２から矯正部３を経由して供給されるコイル素線１０は、第１支持ローラ４９２、第２支持ローラ４９３の順に当接して支持され、巻取りドラム４の外周４ａへ円滑に導入されるようになっている。

コイル素線導入部材４９の第１支持ローラ４９２及び第２支持ローラ４９３は、基板部４９１に対して、図示しないモータ等の駆動によって上下移動可能に設けられている。コイル素線導入部材４９は、巻取りドラム４の回転に同期して、第１支持ローラ４９２及び第２支持ローラ４９３を上昇させるように動作する。詳しくは、本実施形態に示す第１外周部材４５の第１収容部４５１及び第２外周部材４６の第２収容部４６２は、それぞれ３周分のコイル素線１０を収容するため、コイル素線導入部材４９は、巻取りドラム４が３回転する毎に、第１支持ローラ４９２及び第２支持ローラ４９３を一定距離ずつ上昇させる。この一定距離は、第１外周部材４５において巻取りドラム４の軸方向に隣り合う２つの第１収容部４５１，４５１の間隔に対応する。これによって、巻取りドラム４に巻き取られるコイル素線１０は、巻取りドラム４を３周する毎（巻取りドラム４が３回転する毎）に、１つ上の第１収容部４５１及び第２収容部４６２に対応する高さに自動的に移動する。

巻取りドラム４の直径は、成形するＵ字コイル２０の長さに応じて適宜設定することができる。例えば、Ｕ字コイル２０の長さが約６ｍ（Ｕ字コイル２０を真っ直ぐに延ばした長さが約１２ｍ）である場合、巻取りドラム４の直径は約４ｍに設定される。但し、巻取りドラム４の直径は、コイル素線１０の弾性域を超えない程度の直径に設定されることが望ましい。これによれば、コイル素線１０を巻取りドラム４に巻いた際に、コイル素線１０に巻き癖が生じにくい。

切断部材５は、コイル素線１０を切断可能な例えばワイヤカッターからなり、図４に示すように、巻取りドラム４の径方向外側におけるコイル素線導入部材４９の近傍に配置されている。切断部材５は、巻取りドラム４の外周４ａにコイル素線１０を巻き終えた後、その外周４ａの一部分においてコイル素線１０を切断する。

引出し部材６は、金属製のブロックからなり、平面形状が、図１に示すＵ字コイル２０の内面形状に沿うように、巻取りドラム４の径方向外側に向けて凸となる外形形状を有する。巻取りドラム４の軸方向に沿う引出し部材６の高さは、第１外周部材４５の高さに略等しく、巻取りドラム４に巻き取られた全てのコイル素線１０を巻取りドラム４から引出し可能に構成される。

引出し部材６は、巻取りドラム４よりも上方に配置され、図示しないモータ等の駆動によって上下移動可能及び巻取りドラム４の径方向に沿う一方向に沿って直線移動可能に設けられる。詳しくは、図５に示すように、巻取りドラム４を挟んで切断部材５から最も離れた位置における巻取りドラム４の上方から、巻取りドラム４の径方向外側に向けて一直線状に延びるガイドレール６１が設けられている。ガイドレール６１は、巻取りドラム４よりも高い位置に、床面１００に対して平行に配置される。

引き出し動作を開始する前において、引出し部材６は、ガイドレール６１における巻取りドラム４に近い側の端部６１ａの下面側に配置されている。この位置は、巻取りドラム４の外周４ａに巻き取られたコイル素線１０よりも内側である。したがって、引出し部材６が下降すると、巻取りドラム４に巻き取られたコイル素線１０の内側に配置される。引出し部材６は、この位置からガイドレール６１に沿って移動することによって、切断部材５によって切断された後のコイル素線１０を、巻取りドラム４の径方向外側に向けて引き出す。

成形部７は、ガイドレール６１の下方に配置される。詳しくは、成形部７は、図４及び図５に示すように、引出し部材６によって巻取りドラム４から引き出されるコイル素線１０の通路を構成する引出し通路部７１と、引き出されたコイル素線１０をＵ字状に成形する金型７２と、を有する。

引出し通路部７１は、巻取りドラム４の外周４ａから、ガイドレール６１に沿って巻取りドラム４の径方向外側に延出する長尺なトレイ状に形成され、引出し部材６によって巻取りドラム４から引き出されるコイル素線１０の下側を支持する。

引出し通路部７１の巻取りドラム４に近い側の端部７１ａには、一対の板状の案内部材７１１，７１１が設けられている。案内部材７１１，７１１は、それぞれ巻取りドラム４の外周４ａから引出し通路部７１に向けて徐々に近接するように湾曲している。案内部材７１１，７１１は、引出し部材６によって巻取りドラム４から引き出されるコイル素線１０を両側から挟んで、コイル素線１０が横方向に広がらないように案内する。案内部材７１１，７１１の互いに対向する面は、コイル素線１０を案内する際にコイル素線１０に癖をつけることのないように、コイル素線１０の弾性域を超えない程度に滑らかに湾曲している。

金型７２は、引出し通路部７１の巻取りドラム４から遠い側の端部７１ｂに配置される。この端部７１ｂは、引出し部材６によるコイル素線１０の引き出し方向の終端部近傍に対応する。金型７２は、図１１に示すように、Ｕ字コイル２０の頂部２１及び一対の斜行部２２，２２を成形する凸曲げ型７２１と、Ｕ字コイル２０の一対の肩部２３，２３を成形する一対の肩曲げ型７２２，７２２とを有する。凸曲げ型７２１は、Ｕ字コイル２０の頂部２１及び一方の肩部２３をクランク状に成形して一方の斜行部２２をオフセットするためのクランク曲げ部７２１ａを有する。クランク曲げ部７２１ａは、凸曲げ型７２１のうちの一方の斜行部２２に対応する部分によって構成され、凸曲げ型７２１に対して下方に移動可能に設けられている。

凸曲げ型７２１及び肩曲げ型７２２，７２２はいずれも雌型であり、引出し部材６によって引き出されたコイル素線１０（後述するコイル素線束１１）が収容される６本ずつの溝部７２３，７２４を有する。本実施形態の金型７２の雄型は、引出し部材６によって構成される。したがって、金型７２は、巻取りドラム４からコイル素線１０を引き出した引出し部材６が、雄型として凸曲げ型７２１及び肩曲げ型７２２，７２２に装着されて型締めされることによって、Ｕ字コイル２０を成形する。

次に、Ｕ字コイル２０を成形するためのコイル成形装置１の一連の動作について説明する。
ボビン２から矯正部３を経由して矯正された後のコイル素線１０は、コイル素線導入部材４９に案内されることによって、巻取りドラム４における第１外周部材４５の最下部の第１収容部４５１及び第２外周部材４６の最下部の第２収容部４６２に収容され、巻取りドラム４の回転によって巻き取られる。コイル素線導入部材４９は、巻取りドラム４が３回転する毎に第１支持ローラ４９２及び第２支持ローラ４９３を一定距離ずつ上昇させ、コイル素線１０を一つ上の第１収容部４５１及び第２収容部４６２に収容するように案内する。

図１２は、コイル素線１０が、巻取りドラム４を１８周することによって、全ての第１収容部４５１及び第２収容部４６２に収容された状態を示している。巻取りドラム４に１８周分巻かれたコイル素線１０は、巻取りドラム４を３周する毎に、１つ上の第１収容部４５１及び第２収容部４６２に向けて斜めに巻き取られる５本の傾斜部分１０ａを有する。

図１３は、巻取りドラム４を１８周したコイル素線１０が、第１外周部材４５の全ての第１収容部４５１に収容された状態を示している。各第１収容部４５１には、巻取りドラム４の３周分のコイル素線１０が、巻取りドラム４の径方向に積層されて収容される。図示しないが、第２外周部材４６の全ての第２収容部４６２にも、これと同様に、巻取りドラム４の３周分のコイル素線１０が積層されて収容される。

図４に示すように、巻取りドラム４は、１２本の第１外周部材４５のうちの隣り合ういずれか２本の第１外周部材４５，４５の間に、切断部材５の受け部５１を有している。本実施形態に示す受け部５１は、第１外周部材４５，４５の間に配置される２つの短尺な第２外周部材４６，４６の間に設けられている。巻取りドラム４は、１８周分のコイル素線１０を巻き取った後、この受け部５１の位置が切断部材５の位置に一致するように位置決めされて停止する。

巻取りドラム４の停止の後、図１４に示すように、切断部材５が、受け部５１に向けて移動することによって、外周４ａの一部分において１８周分のコイル素線１０を切断する。これによって、１８周分のコイル素線１０は、第１収容部４５１及び第２収容部４６２にそれぞれ収容された３本ずつのコイル素線１０からなる６つのコイル素線束１１に分割される。コイル素線束１１は、巻取りドラム４の外周４ａに配置される複数の押さえローラ４８によって外側から押さえられるため、巻取りドラム４から脱落することはない。

コイル素線１０が切断された後、図１５に示すように、引出し部材６が下降してコイル素線束１１の内側に配置される。図１６に示すように、巻取りドラム４において、切断部材５と反対側には、コイル素線束１１よりも内側に、引出し部材６の収容空間Ｓが形成されている。引出し部材６は、この収容空間Ｓ内に配置された後、ガイドレール６１に沿って移動し、巻取りドラム４の外周４ａの６つのコイル素線束１１を巻取りドラム４の径方向外側に引き出していく。このとき、６つのコイル素線束１１は、引出し部材６の高さ方向に一定間隔で並んでいる。

引出し部材６は、巻取りドラム４の回転軸４１を挟んで切断部材５と反対側においてコイル素線束１１を引き出すため、コイル素線束１１は、引出し部材６を頂点にして左右対称の長さを有する。そのため、引出し部材６は、巻取りドラム４の外周４ａからコイル素線束１１をバランス良く安定して引き出すことができる。巻取りドラム４から引き出されるコイル素線束１１は、成形部７の引出し通路部７１によって下側から支持される。

図１７に示すように、引出し部材６は、コイル素線束１１を引き出す際、直ぐに一対の案内部材７１１，７１１の間を通過する。案内部材７１１，７１１の間隔は、引出し部材６の移動方向に沿って徐々に狭くなるため、案内部材７１１，７１１は、引出し部材６の通過に伴って、６つのコイル素線束１１を引出し部材６の両側面に沿って略Ｕ字状に成形していく。

案内部材７１１，７１１の対向する側面７１１ａ，７１１ａには、それぞれ複数の突起部７１１ｂ，７１１ｂが設けられている。突起部７１１ｂ，７１１ｂは、上下方向に隣り合う突起部７１１ｂ，７１１ｂの間に、それぞれコイル素線束１１を通過させることができるように、巻取りドラム４の軸方向に沿って一定間隔をおいて７つずつ設けられている。６つのコイル素線束１１は、引出し部材６によって引き出される際に突起部７１１ｂ，７１１ｂの間を通過するため、互いに絡み合うことはない。

引出し部材６は、ガイドレール６１の終端まで移動すると、図１８に示すように、成形部７の金型７２の凸曲げ型７２１に突き当たる。その後、雌型である凸曲げ型７２１と雄型である引出し部材６とが型締され、各コイル素線束１１に頂部２１と一対の斜行部２２，２２が成形される。次いで、図１９に示すように、左右一対の肩曲げ型７２２，７２２が型締され、各コイル素線束１１に一対の肩部２３，２３が成形される。その後、図２０に示すように、凸曲げ型７２１、肩曲げ型７２２，７２２及び引出し部材６が型締された状態で、クランク曲げ部７２１ａが下動することによって、一方の斜行部２２がオフセットされた６本のＵ字コイル２０が成形される。６本のＵ字コイル２０は、型開きの後にコイル成形装置１から取り出される。

成形された６本のＵ字コイル２０は、一方の斜行部２２が厚み方向にＵ字コイル２０の厚み分だけオフセットされているため、図２１及び図２２に示すように、直線部２４が均等間隔となるように互いにずらして重ねた際、１２本全ての直線部２４は、Ｙ方向に沿う同一の面上に配置される。

以上要するに、コイル成形装置１は、コイル素線１０を巻回保持する１つのボビン２と、１つのボビンから供給されるコイル素線１０を収容する複数の第１収容部４５１及び第２収容部４６２を外周４ａに有する巻取りドラム４と、第１収容部４５１及び第２収容部４６２に収容されて巻取りドラム４に巻かれたコイル素線１０を、巻取りドラム４の外周４ａの一部分において切断する切断部材５と、切断部材５によって切断された後のコイル素線１０を、切断部材５から離れた位置から巻取りドラム４の径方向外側に引き出す引出し部材６と、引出し部材６によって引き出されたコイル素線１０をＵ字状に成形する成形部７と、を備える。これによれば、コイル素線１０は、１つのボビン２から供給されて巻取りドラム４に巻き取られるため、巻き癖による成形精度の悪化を伴うことなくＵ字状に成形することができる。しかも、コイル素線１０を巻取りドラム４の外周に巻いて切断した後に、巻取りドラム４の径方向外側に引き出す動作だけで、コイル素線１０を簡単にＵ字状に成形することができる。

第１収容部４５１及び第２収容部４６２は、巻取りドラム４の軸方向に複数設けられる。これによれば、コイル素線１０を複数の第１収容部４５１及び第２収容部４６２に亘って巻き付けることによって、切断後に複数本のコイル素線束１１が形成されるため、複数本のコイル素線１０をまとめてＵ字状に成形することができる。

第１収容部４５１及び第２収容部４６２は、巻取りドラム４を複数周分積層したコイル素線１０を収容可能な大きさを有している。これによれば、複数本のコイル素線１０からなる集合導体も、巻取りドラム４の外周４ａにコイル素線１０を巻くだけで形成することができる。

成形部７は、巻取りドラム４から径方向外側に延出して、引出し部材６によって引き出されたコイル素線１０の通路を構成する引出し通路部７１を有し、引出し通路部７１は、引出し部材６によって巻取りドラム４から引き出されるコイル素線束１１を両側から挟んで、コイル素線束１１が広がらないように案内する一対の案内部材７１１，７１１を有する。これによれば、コイル素線束１１を引き出す際に、巻取りドラム４の外周４ａから広がることなく成形部７に円滑に引き出すことができる。

引出し部材６は、切断部材５によって切断された後のコイル素線束１１を、巻取りドラム４の径方向内側から外側に引き出すように構成され、成形部７は、引出し部材６による引き出し方向の終端部近傍に、コイル素線束１１をＵ字状に成形する金型７２を有し、引出し部材６は、金型７２の一部を構成する。これによれば、コイル素線束１１を巻取りドラム４の外周４ａから引き出すための引出し部材６をそのまま利用して、金型７２によってＵ字状に成形することができるため、コイル素線束１１を引出し部材６から移し替える必要なく、コイル素線束１１の引き出しから成形までを一工程で行うことができる。

巻取りドラム４は、回転軸４１を中心にして回転することによって、コイル素線１０を外周４ａに巻き取るように構成される。これによれば、巻取りドラム４の回転動作だけでコイル素線１０を巻取りドラム４の外周４ａに簡単に巻き取ることができる。

なお、コイル成形装置１の巻取りドラム４は、外周４ａにコイル素線１０を収容する収容部を１つだけ有するものであってもよい。すなわち、この場合、巻取りドラム４は、１つのコイル素線束１１だけを形成する。また、複数の収容部は、それぞれコイル素線１０を１周分だけ収容するものであってもよい。

以上の実施形態に示すコイル成形装置１において、引出し部材６は、コイル素線束１１の内側に配置されてコイル素線束１１をＵ字状に成形する金型７２の一部（雄型）を構成するが、コイル素線束１１の内側に配置される金型は、引出し部材６とは別部材によって構成されてもよい。

１ コイル成形装置
２ ボビン（コイル素線保持部）
４ 巻取りドラム
４ａ （巻取りドラムの）外周
４１ 回転軸
４５１ 第１収容部
４５２ 第２収容部
５ 切断部材
６ 引出し部材
７ 成形部
７１ 引出し通路部
７１１ 案内部材
７２ 金型
１０ コイル素線

Claims (6)

1. コイル素線をＵ字状に成形するコイル成形装置であって、
   前記コイル素線を巻回保持する１つのコイル素線保持部と、
   前記１つのコイル素線保持部から供給される前記コイル素線を収容する１つ又は複数の収容部を外周に有する巻取りドラムと、
   前記収容部に収容されて前記巻取りドラムに巻かれた前記コイル素線を、前記巻取りドラムの前記外周の一部分において切断する切断部材と、
   前記切断部材によって切断された後の前記コイル素線を、前記切断部材から離れた位置から前記巻取りドラムの径方向外側に引き出す引出し部材と、
   前記引出し部材によって引き出された前記コイル素線をＵ字状に成形する成形部と、
   を備える、コイル成形装置。
2. 前記収容部は、前記巻取りドラムの軸方向に複数設けられる、請求項１に記載のコイル成形装置。
3. 前記収容部は、前記巻取りドラムを複数周分積層した前記コイル素線を収容可能な大きさを有する、請求項１又は２に記載のコイル成形装置。
4. 前記成形部は、前記巻取りドラムから径方向外側に延出して、前記引出し部材によって引き出された前記コイル素線の通路を構成する引出し通路部を有し、
   前記引出し通路部は、前記引出し部材によって前記巻取りドラムから引き出される前記コイル素線を両側から挟んで、前記コイル素線が広がらないように案内する一対の案内部材を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコイル成形装置。
5. 前記引出し部材は、前記切断部材によって切断された後の前記コイル素線を、前記巻取りドラムの径方向内側から外側に引き出すように構成され、
   前記成形部は、前記引出し部材による引き出し方向の終端部近傍に、前記コイル素線をＵ字状に成形する金型を有し、
   前記引出し部材は、前記金型の一部を構成する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のコイル成形装置。
6. 前記巻取りドラムは、回転軸を中心にして回転することによって、前記コイル素線を前記外周に巻き取るように構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のコイル成形装置。

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