WO2021079681A1 - 金属製丸線材の加工方法、金属製丸線材用加工装置及び配電部品の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method and an apparatus for processing a metal round wire rod provided as a conducting wire at a predetermined position of an electric device, and a method for manufacturing a power distribution component in which a resin member is integrated with the metal round wire rod.
- a metal round wire consisting of a single wire with a circular cross section is used as a conducting wire for various electric devices.
- the metal round wire is cheaper than the square wire having a square cross section, has excellent tensile and bending strengths, and has advantages such as being easier to bend in a desired direction than a square wire when attached to an electric device. Focusing on such advantages, for example, Patent Document 1 uses a metal round wire as a power line for supplying electric power to a three-phase rotating electric machine such as a motor. On the other hand, if the three power lines are individually connected to the terminals, there is a problem that the position shift occurs when the power lines are fastened to the terminals due to the flexibility of the power lines.
- Patent Document 2 discloses a technique in which a predetermined portion of a power line is crushed with a jig to form a non-circular cross section, and a resin member which is a power line fixing member is integrally molded with this portion. Since the resin member is integrated with the non-circular cross section, the relative rotation between the power line and the resin member is suppressed.
- Patent Document 2 a portion having a non-circular cross section is formed on the power line by a jig before integrating the resin member as the power line fixing member. Since a metal round wire made of copper or the like has flexibility, it can be bent to some extent when assembling to a motor or the like as described above to match the shape of the mounting part, but in reality, it is adjusted to the mounting part. , A power line formed in a three-dimensional shape in which the bending angle, length, etc. are predetermined is used. The same applies to the power line of Patent Document 2, in which a predetermined portion of a three-dimensional power line processed according to a predetermined design specification is crushed with a jig by additional processing to integrate a resin member.
- the present invention has been made in view of the above, and a three-dimensional metal round wire having a non-circular cross-section at a predetermined portion and having a predetermined dimensional accuracy and shape accuracy without any additional processing.
- An object of the present invention is to provide a method for processing a metal round wire that can be processed, a processing device for a metal round wire, and a method for manufacturing a power distribution component.
- the method for processing a metal round wire rod of the present invention is: It is a processing method of a metal round wire that consists of a single wire with a circular cross section, is bent into a predetermined three-dimensional shape, and is provided as a conducting wire at a predetermined position of an electric device.
- the non-circular cross section In the step of forming the non-circular cross section, it is preferable to process the non-circular cross section into a shape having a flat surface that makes surface contact with the contact surface of the wire rod holding portion of the bending machine. It is preferable to cut the metal round wire to a predetermined length at any timing after the straightening step and before the cross-section non-circular portion forming step or after the cross-section non-circular portion forming step.
- the metal wire round wire processing device of the present invention is a metal wire round wire processing device for bending a single wire having a circular cross section provided as a conducting wire at a predetermined position of an electric device into a predetermined three-dimensional shape.
- a straightening processing machine that straightens the coiled material of the metal round wire, and A processing machine for forming a non-circular cross-section portion that forms a non-circular cross-sectional portion having a non-circular cross-sectional shape in the radial direction at at least one portion of the metal round wire rod linearly straightened by the straightening device.
- a bending machine that holds the non-circular cross-section portion in the wire rod holding portion and bends it into the three-dimensional shape. It is characterized by having a cutting machine for cutting the metal round wire rod.
- the processing machine for forming a non-circular cross section has a pressing portion that forms a flat surface in which the non-circular cross section is in surface contact with the contact surface of the wire rod holding portion of the bending machine. Further, at any timing after the straightening and before the formation of the non-circular portion of the cross section or after the formation of the non-circular portion of the cross section and before the bending process, the metal round wire has a predetermined length. It is preferable to have a control unit for a cutting machine that controls the cutting machine so as to cut the sheet.
- the method for manufacturing the power distribution component of the present invention is: It is composed of a single wire with a circular cross section, a processed product of a metal round wire that is bent into a predetermined three-dimensional shape, and a resin member that is integrally attached to the processed product. It is a manufacturing method of power distribution parts provided at the position of The resin member is fixed to the outer periphery of the non-circular portion of the cross section of the processed metal round wire rod processed by the processing method of the metal round wire rod.
- a non-circular cross-sectional portion having a non-circular cross-sectional shape is formed at at least one place.
- the wire rod holding portion of the bending machine holds this non-circular cross section and bends it into a predetermined three-dimensional shape.
- this non-circular cross-section portion by processing this non-circular cross-section portion into a shape having a flat surface that makes surface contact with the contact surface of the wire rod holding portion of the bending machine, the relative rotation between the non-circular cross-section portion and the wire rod holding portion is further increased. It is suppressed. As a result, the accuracy of bending into a three-dimensional shape is improved. In addition, since the holding position of the wire rod holding portion of the bending machine is not displaced, the error between the processed products is also reduced. In addition, after bending, the processed product is usually dimensionally measured using an optical microscope or the like.
- the present invention after obtaining a processed product of a three-dimensionally shaped metal round wire having high dimensional accuracy and shape accuracy, it is not necessary to perform additional processing for forming a non-circular cross section, which is high. It can be combined with a member such as a detent as it is while maintaining dimensional accuracy and the like. Further, the power distribution component integrated with the resin member by insert molding can be easily manufactured by using the non-circular cross section as it is without performing additional processing.
- FIG. 1 is a perspective view showing an example of a wire rod processed product (processed finished product) of a metal round wire rod processed by using the metal round wire rod processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
- FIG. (B) is an enlarged cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 (a).
- FIG. 2A is a perspective view showing an example of a power distribution component in which a resin member for preventing rotation is integrally molded and attached to the wire rod processed product shown in FIG. 1, and FIG. 2B is FIG. It is the BB line enlarged sectional view of (a).
- FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a metal round wire processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of each processing machine in a mode of cutting a metal round wire rod after straightening and before forming a non-circular portion in cross section for each processing process.
- FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of each processing machine in a mode of cutting a metal round wire rod after forming a non-circular portion in cross section and before bending processing, for each processing process.
- FIG. 6A is a diagram showing an example of a wire rod holding portion of a bending machine
- FIG. 6B is a diagram showing another example of a wire rod holding portion of a bending machine.
- FIG. 7 is a flowchart showing an example of a processing process of the metal round wire rod in the aspect of FIG.
- FIG. 8 is a flowchart showing an example of a processing process of the metal round wire rod in the aspect of FIG.
- FIG. 9 is a flowchart showing an example of a process of a method of manufacturing a power distribution component according to an embodiment of
- FIG. 1A shows a processed product of the metal round wire 100 processed by using the metal round wire processing device 1 (see FIG. 3) according to the embodiment of the present invention (hereinafter, “wire processed product”). ) 100A is shown.
- This processed wire rod 100A is used, for example, as a power line for a motor or the like as shown in Patent Documents 1 and 2, and has a plurality of connection portions 101 and 101 connected to terminals and the like at both ends. It is formed in a three-dimensional shape including bent portions 102 and 102 and straight portions 103 and 103 between them.
- the diameter direction of the metal round wire 100 (longitudinal direction (axis) of the metal round wire 100).
- a non-circular cross-sectional portion 105 having a non-circular cross-sectional shape (direction orthogonal to the central direction) is formed.
- the shape of the non-circular cross-section portion 105 is formed as a rectangle having four flat surfaces 105a to 105d on the outer peripheral surface as shown in FIG. 1 (b). The shape of the non-circular cross section 105 will be described later.
- the wire rod processed product 100A is set in a mold, and the resin member 200 is integrated by insert molding (see FIG. 2A). At this time, as shown in FIG. 2B, the resin member 200 is integrated around the non-circular cross section 105 without any gap. Since the non-circular cross-section portion 105 has four flat surfaces 105a to 105d, relative rotation does not occur between the non-circular portion 105 and the resin member 200 that covers the periphery thereof without gaps. As a result, the processed wire rod 100A of the metal round wire rod 100 does not rotate in the axial direction and shift due to the tightening with the terminal of the motor or the like or the action of external vibration.
- Patent Documents 1 and 2 for example, when used in a three-phase motor or the like, three processed wire rods 100A of a metal round wire rod 100 are insert-molded together, and a common resin member 200 is used. Of course, it is possible to cover the structure to prevent mutual misalignment.
- FIG. 3 is a diagram schematically showing a schematic configuration of a metal round wire rod processing apparatus 1
- FIGS. 4 and 5 are diagrams schematically showing each processing machine for each processing process.
- the metal round wire processing apparatus 1 of the present embodiment includes a straightening processing machine 10, a processing machine for forming a non-circular cross section 20, a bending processing machine 30, and a cutting processing machine 40. It is composed of.
- the straightening processing machine 10 includes, for example, a plurality of straightening rollers 11 arranged to face each other.
- the metal round wire 100 to be processed is made of a metal such as copper whose surface is coated with enamel and is made of a single wire having a circular cross section, and is provided as a coiled material wound in a coil shape. Since it is wound in a coil shape, it is provided to correct the winding habit.
- each end portion is a connecting portion 101, 101, and the enamel film is removed from these connecting portions 101, 101.
- the enamel film is removed after the straightening process, for example, by scraping the surface or using a chemical.
- the processing machine 20 for forming a non-circular portion has a non-circular cross-sectional shape of a predetermined portion of the metal round wire 100 processed linearly by the straightening processing machine 10 in the radial direction of the metal round wire 100.
- the specific structure of the processing machine 20 for forming a non-circular cross section is not limited, but for example, as shown in FIGS. 4 and 5, the metal round wire 100 is sandwiched on both sides along the diameter direction. It is composed of a press processing machine having a pressing portion 21.
- the facing surface 21a of the pressing portion 21 facing the metal round wire rod 100 has a shape that substantially matches the contact surface 31a of the wire rod holding portion 31 of the bending machine 30 that comes into contact with the metal round wire rod 100.
- the wire rod holding portion 31 has at least two contact surfaces 31a with the metal round wire rod 100, and at least one of the contact surfaces is a flat surface, so that at least one pressing portion 21 The pressing surface 21a of the above is also formed on a flat surface.
- the facing surfaces 21a and 21a of the pressing portions 21 and 21 on both sides of the non-circular cross-section forming machine 20 facing 180 degrees are both flat surfaces. Therefore, when these pressing portions 21 and 21 are brought close to each other, one pair of flat surfaces 105a and 105c that form a non-circular cross-section portion 105 is formed, and then the metal round wire 100 is placed on the 90-degree axis. By rotating around the center and bringing the pressing portions 21 and 21 closer to each other again, the other pair of flat surfaces 105b and 105d facing each other are formed, and the non-circular portion 105 having a substantially rectangular cross section in the radial direction is formed. Will be done.
- the cross-sectional shape of the non-circular cross-sectional portion 105 does not have to be circular, and for example, a flat surface may be formed on only one surface, or a flat surface may be formed on only two opposing surfaces. It may be formed on three sides or five or more sides. However, the closer it is to a circle, the more likely it is that the relative rotation of the bending machine 230 with the wire rod holding portion 31 and the relative rotation of the resin member 200 shown in FIG. 2 will occur. It is preferably 8 or less. In addition, it may be a modified cross section having an arbitrary concave portion or convex portion such as a square or triangular cross section.
- these surfaces may have at least one flat surface capable of surface contact with the contact surface 31a of the wire rod holding portion 31 of the bending machine 30. If there is at least one flat surface, the contact surface 31a of the wire rod holding portion 31 of the bending machine 30 comes into surface contact, so that the metal round wire rod 100 is prevented from rotating about the axis during bending. be able to.
- the bending machine 30 is provided with a wire rod holding portion (chuck) 31 at the tip of a robot arm 32 that can move three-dimensionally, or in FIG. 6B.
- a wire rod holding portion 31 provided with a pair of opposing plates (corresponding to a portion for holding the work of the press die) that can be separated from each other as shown can be used.
- At least one surface (two facing surfaces in the present embodiment) of the wire rod holding portion 31 for holding the metal round wire rod 100 is a flat surface.
- the metal round wire rod 100 on which the flat surfaces 105a to 105d are formed by the cross-section non-circular portion forming processing machine 20 are set in these wire rod holding portions 31, the metal round wire rod 100 is other than the cross-section non-circular portion 105.
- the part of is circular in cross section, it does not rotate around the axis.
- the bending machine 30 has a wire rod holding portion (chuck) 31 and a processing portion (not shown) that comes into contact with the metal round wire rod 100, and one of these.
- the metal round wire 100 is bent at a predetermined angle in a predetermined direction, and is processed into a predetermined three-dimensional shape according to the design specifications.
- FIG. 6B for example, a portion where the metal round wire rod 100 is held between the pair of contact surfaces 31a and 31a of the wire rod holding portion 31 composed of two plates and protrudes from the wire rod holding portion 31.
- the processing tool 33 see “Bending processing step” in FIGS.
- the processing tool 33 is processed into a predetermined shape. Then, the three-dimensional shape is given by changing the direction of the metal round wire 100 or by using a processing tool that can be approached from a different direction.
- the specific structure of the bending machine 30 is not limited as long as it can bend the metal round wire 100.
- the cutting machine 40 cuts the metal round wire 100 to a predetermined length according to the design specifications. As long as the metal round wire 100 can be cut, its structure is not limited at all.
- the cutting machine control unit 50 for automatically operating the cutting machine 40 is provided (see FIG. 3).
- the cutting machine control unit 50 controls the cutting machine 40 so that the cutting operation is performed to a predetermined length according to a preset design specification.
- the control unit 50 for the cutting machine may only control the cutting length, but in the present embodiment, the operation timing of the cutting machine 40 can also be automatically controlled. Specifically, the timing after being straightened by the above-mentioned straightening processing machine 10 and before being transferred to the cross-section non-circular portion forming processing machine 20 (aspect in FIG. 4), or after the formation of the cross-section non-circular portion 105.
- the cutting machine 40 is operated at any of the timings before being transferred to the bending machine 30 (aspect in FIG. 5) to cut the metal round wire 100 to a predetermined length.
- the timing of cutting by the cutting machine 40 can be arbitrarily set depending on the type of the three-dimensional shape given to the metal round wire 100, the required dimensional accuracy, and the like. As shown in FIG. 4, when cutting is performed after straightening, positioning is easy regardless of whether the non-circular cross-section 105 is formed at each end or intermediate, and subsequent bending is also easy to handle. It becomes. Further, when cutting after bending, deformation may occur due to a shock at the time of cutting, but if it is cut in advance, there is no such possibility.
- the bending process is easy, but the non-circular cross section 105 is formed as it is long, so that the cross section is non-circular. Positioning of the formed portion of the circular portion 105 becomes more difficult than in the case of cutting before that.
- the non-circular cross section 105 is formed, the dimension in the length direction may be slightly affected by the deformation in the diameter direction. Further, the cutting after the bending process may be deformed as described above. Therefore, when dimensional accuracy is required more strictly, it is conceivable to perform the formation of the non-circular cross-section portion 105 as it is and cut it before bending.
- the material provided in the form of a coil is transferred to the straightening processing machine 10 of the metal round wire processing apparatus 1 and straightened (S1 in FIG. 7). .. After that, the enamel coating is peeled off at predetermined intervals so that the connection ends 101 and 101 to the terminals and the like at the mounting location are formed according to the specifications of the wire rod processed product 100A.
- the linearly straightened metal round wire 100 is cut to a predetermined length by the cutting machine 40 (S2 in FIG. 7). As described above, cutting at this point has advantages such as easy handling of subsequent processing.
- the metal round wire 100 cut to a predetermined length is transferred to the processing machine 20 for forming a non-circular cross section to form the non-circular cross section 105 (S3 in FIG. 7).
- the non-circular cross section 105 is formed at at least one place.
- the non-circular cross-section portion 105 is provided to prevent movement in the rotational direction when held by the wire rod holding portion 31 in the bending machine 30, but when the holding portion by the wire rod holding portion 31 is different, or When a plurality of bending machines 30 are used, the non-circular cross-section portions 105 can be formed at a plurality of locations accordingly.
- the wire rod holding portion 31 of the bending machine 30 holds the non-circular cross-section portion 105 to give a three-dimensional shape according to the design specifications (S4 in FIG. 7).
- the wire rod holding portion 31 of the bending machine 30 holds the non-circular cross-section portion 105 to give a three-dimensional shape according to the design specifications (S4 in FIG. 7).
- the non-circular cross-section 105 at a predetermined position is held by the wire rod holding portion 31 to perform bending.
- the non-circular cross-section portion 105 formed at a different position can be held by the wire rod holding portion 31 and bent.
- FIG. 8 is a flowchart showing an example of the processing process in that case. After the straightening process (S5 in FIG. 8), a non-circular cross section is formed (S6 in FIG. 8), and then cut (FIG. 8). S7) is subjected to a bending process (S8 in FIG. 8) to obtain a wire rod processed product 100A.
- the non-circular cross section 105 is formed on the metal round wire 100 before bending. Therefore, the wire rod holding portion 31 can hold the non-circular portion 105 in cross section and perform bending processing, can prevent movement in the rotational direction about the axis during bending processing, and improve bending processing accuracy. Can be done. Further, since the holding position of the wire rod holding portion 31 is stable, the variation in processing accuracy between products is reduced. Further, the metal round wire 100 is transferred between the processing machines by a feed roller (not shown), but after the non-circular cross section 105 is formed, slippage with respect to the feed roller is suppressed and the feed amount varies. Deterioration of processing accuracy, which is a factor, can also be suppressed.
- the outline of the non-circular cross section 105 becomes easy to see. That is, in the case of a circular cross section, it may be difficult to focus on the tangent line of the circular cross section when observed with an optical microscope, which may affect the dimensional measurement accuracy. Focusing on the line becomes easier and the dimensional measurement accuracy improves.
- the processed wire rod 100A of the present embodiment is integrated with the resin member 200 that functions as a detent to the attachment site for use as, for example, a power distribution component, as shown in FIG.
- the resin member 200 is integrated with the non-circular cross section 105 (S10) by insert molding to obtain a power distribution component 300 (see FIG. 2). Since the resin member 200 is integrated with the non-circular cross section 105 of the obtained power distribution component 300, the power distribution component 300 does not rotate with each other. According to the present invention, it is not necessary to form a non-circular cross-section portion by additional processing after the wire rod processed product is completed as in the conventional case, and it is possible to prevent the influence on the dimensional accuracy and deformation due to the additional processing.
- the processed metal wire rod 100A and the power distribution component 300 obtained by the present invention are applications that require high dimensional accuracy, shape accuracy, etc., while being inexpensive round wire rods as compared with square wire rods. Especially suitable for.
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Abstract
追加加工を施すことなく所定の部位に断面非円形部を有し、かつ、所定の寸法精度、形状精度を有する三次元形状の金属製丸線材を提供する。 金属線丸線材を所定の三次元形状に加工する中途工程において、少なくとも一箇所に、断面形状が非円形の断面非円形部を形成する断面非円形部形成用加工機２０を備える。曲げ加工の際には、曲げ加工機３０の線材保持部に、断面非円形部を保持させて、所定の三次元形状に曲げ加工する。断面非円形部を保持することにより、該断面非円形部と線材保持部との相対回転が、断面円形の場合と比較して抑制される。よって、金属製丸線材の三次元形状への曲げ加工精度が向上する。
Description
本発明は、電気機器の所定位置に導線として設けられる金属製丸線材の加工方法及び加工装置、並びに、金属製丸線材に樹脂部材が一体化されてなる配電部品の製造方法に関する。
各種電気機器の導線として断面円形の単線からなる金属製丸線材が用いられている。金属製丸線材は、断面角形の角形線材と比較して安価であり、引張や曲げの強度に優れ、また、電気機器に取り付け時には角形よりも所望の方向に曲げやすい等の利点がある。このような利点に着目し、例えば、特許文献１では、モータ等の三相回転電機に電力を供給するための動力線として金属製丸線材を用いている。その一方、３本の動力線を個別に端子に接続したのでは、動力線の可撓性によって端子への締結時に位置ずれが生じるなどの問題があり、特許文献１では、かかる位置ずれを防止するために、３本の動力線を挿通する３つの挿通孔を備えた動力線用固定部材を用いることが提案されている。このような動力線用固定部材を用いることで、位置ずれが抑制されることは確かであるが、動力線の断面が円形であるため、動力線用固定部材の挿通孔内で軸心を中心として回転する。その結果、端子との締結時の位置決めの困難さや振動による位置ずれは完全には解消できていなかった。この点に鑑み、特許文献２では、動力線の所定部位をジグで潰して断面非円形とし、この部位に動力線固定部材である樹脂部材を一体成形する技術が開示されている。断面非円形の部位に樹脂部材が一体化されるため、動力線と樹脂部材との間での相対的な回転が抑制される。
しかしながら、特許文献２の場合、動力線固定部材としての樹脂部材を一体化する前にジグにより動力線に断面非円形の部位を形成している。銅等からなる金属製丸線材は可撓性を有するため、上記のようにモータなどへの組み付け時にある程度曲げて取り付け部位の形状に合わせることは可能であるが、実際には、取り付け部位に合わせ、曲げ角度、長さなどが予め規定された三次元形状で形成された動力線が使用されている。特許文献２の動力線も同様であり、所定の設計仕様で加工された三次元形状の動力線の所定の部位を追加加工でジグで潰し、樹脂部材を一体化させている。
このような、所定の設計仕様、精度で加工された金属製丸線材に対し、一部をジグで潰す加工を施すことは、三次元形状になっている金属製丸線材の曲げ角度や曲げ位置等に影響を与え、樹脂部材による回り止めという目的は達成できても、金属製丸線材自体の寸法精度、形状精度が設計仕様に対して劣ることになるおそれがある。
本発明は上記に鑑みなされたものであり、追加加工を施すことなく所定の部位に断面非円形部を有し、かつ、所定の寸法精度、形状精度を有する三次元形状の金属製丸線材を加工できる金属製丸線材の加工方法、金属製丸線材用加工装置及び配電部品の製造方法を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明の金属製丸線材の加工方法は、
断面円形の単線からなると共に、所定の三次元形状に曲げ加工され、電気機器の所定の位置に導線として設けられる金属製丸線材の加工方法であって、
前記金属製丸線材のコイル状素材を直線状に矯正する矯正工程と、
前記矯正工程により直線状に矯正された前記金属製丸線材の少なくとも一箇所に、直径方向の断面形状が非円形の断面非円形部を形成する断面非円形部形成工程と、
曲げ加工機の線材保持部に、前記断面非円形部を保持させて、前記三次元形状に曲げ加工する曲げ加工工程と
を有することを特徴とする。
断面円形の単線からなると共に、所定の三次元形状に曲げ加工され、電気機器の所定の位置に導線として設けられる金属製丸線材の加工方法であって、
前記金属製丸線材のコイル状素材を直線状に矯正する矯正工程と、
前記矯正工程により直線状に矯正された前記金属製丸線材の少なくとも一箇所に、直径方向の断面形状が非円形の断面非円形部を形成する断面非円形部形成工程と、
曲げ加工機の線材保持部に、前記断面非円形部を保持させて、前記三次元形状に曲げ加工する曲げ加工工程と
を有することを特徴とする。
前記断面非円形部形成工程では、前記断面非円形部を、前記曲げ加工機の線材保持部の当接面に面接触する平坦面を備えた形状に加工することが好ましい。
前記矯正工程後であって前記断面非円形部形成工程前、又は、前記断面非円形部形成工程後のいずれかのタイミングにおいて、前記金属製丸線材を所定長さに切断することが好ましい。
前記矯正工程後であって前記断面非円形部形成工程前、又は、前記断面非円形部形成工程後のいずれかのタイミングにおいて、前記金属製丸線材を所定長さに切断することが好ましい。
また、本発明の金属製丸線材用加工装置は、電気機器の所定の位置に導線として設けられる断面円形の単線を、所定の三次元形状に曲げ加工するための金属線丸線材用加工装置であって、
前記金属製丸線材のコイル状素材を、直線状に矯正する矯正用加工機と、
前記矯正機器により直線状に矯正された前記金属製丸線材の少なくとも一箇所に、直径方向の断面形状が非円形の断面非円形部を形成する断面非円形部形成用加工機と、
線材保持部に、前記断面非円形部を保持させて、前記三次元形状に曲げ加工する曲げ加工機と、
前記金属製丸線材を切断する切断加工機と
を有することを特徴とする。
前記金属製丸線材のコイル状素材を、直線状に矯正する矯正用加工機と、
前記矯正機器により直線状に矯正された前記金属製丸線材の少なくとも一箇所に、直径方向の断面形状が非円形の断面非円形部を形成する断面非円形部形成用加工機と、
線材保持部に、前記断面非円形部を保持させて、前記三次元形状に曲げ加工する曲げ加工機と、
前記金属製丸線材を切断する切断加工機と
を有することを特徴とする。
前記断面非円形部形成用加工機が、前記断面非円形部を、前記曲げ加工機の線材保持部の当接面に面接触する平坦面を形成する押圧部を有していることが好ましい。
さらに、前記矯正後であって前記断面非円形部の形成前、又は、前記断面非円形部の形成後であって前記曲げ加工前のいずれかのタイミングにおいて、前記金属製丸線材を所定長さに切断するように前記切断加工機を制御する切断加工機用制御部を有することが好ましい。
さらに、前記矯正後であって前記断面非円形部の形成前、又は、前記断面非円形部の形成後であって前記曲げ加工前のいずれかのタイミングにおいて、前記金属製丸線材を所定長さに切断するように前記切断加工機を制御する切断加工機用制御部を有することが好ましい。
また、本発明の配電部品の製造方法は、
断面円形の単線からなると共に、所定の三次元形状に曲げ加工されてなる金属製丸線材の加工品と、前記加工品に一体的に取り付けられた樹脂部材とを備えてなり、電気機器の所定の位置に設けられる配電部品の製造方法であって、
前記金属製丸線材の加工方法により加工された前記金属製丸線材の加工品の前記断面非円形部の外周に、前記樹脂部材を固定することを特徴とする。
断面円形の単線からなると共に、所定の三次元形状に曲げ加工されてなる金属製丸線材の加工品と、前記加工品に一体的に取り付けられた樹脂部材とを備えてなり、電気機器の所定の位置に設けられる配電部品の製造方法であって、
前記金属製丸線材の加工方法により加工された前記金属製丸線材の加工品の前記断面非円形部の外周に、前記樹脂部材を固定することを特徴とする。
本発明によれば、金属線丸線材を所定の三次元形状に加工する中途工程において、少なくとも一箇所に、断面形状が非円形の断面非円形部が形成される。曲げ加工の際には、曲げ加工機の線材保持部に、この断面非円形部を保持させて、所定の三次元形状に曲げ加工する。断面非円形部を保持することにより、該断面非円形部と線材保持部との軸心を中心とした相対回転が、断面円形の場合と比較して抑制される。特に、この断面非円形部を曲げ加工機の線材保持部の当接面に面接触する平坦面を備えた形状に加工することにより、該断面非円形部と線材保持部との相対回転がより抑制される。その結果、三次元形状への曲げ加工精度が向上する。また、曲げ加工機の線材保持部の保持位置にずれがなくなるため、加工品間の誤差も低減する。また、通常、曲げ加工後、加工品に対して光学顕微鏡などを利用した寸法測定が行われる。このとき、断面円形の場合、長手方向に沿った接線へのピント合わせが行いにくく、光学顕微鏡の基準線への位置合わせが困難であるが、断面非円形部を有することにより、好ましくは平坦面を有することにより外形線が明確になるため、ピントが合いやすく位置合わせが容易となり、寸法測定精度も向上する。
従って、本発明によれば、高い寸法精度、形状精度を有する三次元形状の金属製丸線材の加工品を得た後、断面非円形部を形成するための追加加工を行う必要がなく、高い寸法精度等を保ったまま、そのまま回り止め等の部材と組み合わせることができる。また、インサート成形により樹脂部材と一体化した配電部品も、追加加工を行うことなく、断面非円形部をそのまま利用して容易に製造できる。
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１（ａ）は、本発明の一の実施形態にかかる金属製丸線材加工装置１（図３参照）を用いて加工された金属製丸線材１００の加工品（以下、「線材加工品」という）１００Ａを示している。この線材加工品１００Ａは、例えば、特許文献１，２に示されたようなモータ等の動力線として用いられるものであり、両端部に端子等に接続される接続部１０１，１０１と、複数の屈曲部１０２，１０２と、それらの間の直線部１０３，１０３とを備えた三次元形状に形成されている。そして、この線材加工品１００Ａのいずれかの部位に、本実施形態では、全長の中間付近の直線部１０３の範囲に、金属製丸線材１００の直径方向（金属製丸線材１００の長手方向（軸心方向）に直交する方向）の断面形状が非円形の断面非円形部１０５が形成されている。断面非円形部１０５の形状は、本実施形態では、図１（ｂ）に示したように、外周面に４つの平坦面１０５ａ～１０５ｄを有する長方形に形成されている。なお、この断面非円形部１０５の形状についてはさらに後述する。
線材加工品１００Ａは、金型にセットされ、インサート成形により樹脂部材２００が一体化される（図２（ａ）参照）。このとき、図２（ｂ）に示したように、樹脂部材２００は、断面非円形部１０５の周囲に隙間なく一体化される。断面非円形部１０５は、４つの平坦面１０５ａ～１０５ｄを有するため、その周囲を隙間なく被覆する樹脂部材２００との間に相対回転が生じることがなくなる。その結果、モーター等の端子との締め付け時あるいは外部振動の作用等によって金属製丸線材１００の線材加工品１００Ａが軸方向に回転してずれることがなくなる。なお、特許文献１，２に示されているように、例えば、三相モータ等に用いる場合、金属製丸線材１００の線材加工品１００Ａを３つ一緒にインサート成形し、共通の樹脂部材２００で被覆して相互の位置ずれを防止する構造としたりすることができることはもちろんである。
次に、上記のように使用される金属製丸線材１００の加工方法及び加工装置について説明する。図３は、金属製丸線材加工装置１の概略構成を模式的に示した図であり、図４及び図５は加工工程別の各加工機を模式的に示した図である。これらの図に示したように、本実施形態の金属製丸線材加工装置１は、矯正用加工機１０、断面非円形部形成用加工機２０、曲げ加工機３０及び切断加工機４０を有して構成される。
矯正用加工機１０は、図４及び図５に示したように、例えば、対向配置される複数本の矯正用ローラ１１を有して構成される。加工対象の金属製丸線材１００は、表面がエナメルで被覆された銅等の金属製で断面円形の単線からなり、コイル状に巻回されたコイル状素材として提供される。コイル状に巻回されているため、その巻き癖を矯正するために設けられる。ここで、図１に示した線材加工品１００Ａは、各端部が接続部１０１，１０１となっており、これらの接続部１０１，１０１ではエナメルの皮膜が除去されている。エナメル皮膜は、矯正加工後、例えば、表面を削るかあるいは薬品を用いるなどして除去される。
断面非円形部形成用加工機２０は、矯正用加工機１０によって直線状に加工された金属製丸線材１００の所定の部位を、金属製丸線材１００の直径方向の断面形状で非円形に形成する。断面非円形部形成用加工機２０の具体的な構造は限定されるものではないが、例えば、図４及び図５に示したように、金属製丸線材１００を直径方向に沿って両側に挟む押圧部２１を有するプレス加工機から構成される。押圧部２１における金属製丸線材１００に向き合う対向面２１ａは、当該金属製丸線材１００に離接する曲げ加工機３０の線材保持部３１の当接面３１ａにほぼ合致する形状を有している（図６（ａ），（ｂ）参照）。具体的には、例えば、線材保持部３１は、金属製丸線材１００への当接面３１ａを少なくとも２面有しており、その少なくとも１面が平坦面からなるため、少なくとも一方の押圧部２１の押圧面２１ａも平坦面に形成されている。
本実施形態では、断面非円形部形成加工機２０の１８０度対向する両側の押圧部２１，２１の対向面２１ａ，２１ａをともに平坦面としている。よって、これらの押圧部２１，２１を相互に接近させると、断面非円形部１０５となる対向する一方の組の平坦面１０５ａ，１０５ｃが形成され、次いで、金属製丸線材１００を９０度軸心を中心として回転させ、再び押圧部２１，２１を相互に接近させることで、対向する他方の組の平坦面１０５ｂ，１０５ｄが形成され、直径方向の断面が略長方形の断面非円形部１０５が形成される。
但し、断面非円形部１０５の断面形状は円形でなければよく、例えば、平坦面が１面のみに形成されたものや、対向する２面のみに形成されたものでもよい。３面、あるいは５面以上形成されたものでもよい。しかしながら、円に近くなるほど、曲げ加工機２３０の線材保持部３１との間の相対回転や、図２に示した樹脂部材２００を一体成形した場合の両者の相対回転が生じやすくなったりするため、８面以下とすることが好ましい。このほか、一部に断面四角や三角等の任意の凹部や凸部を有する異形断面であってもよい。いずれにしても、これらの面は、曲げ加工機３０の線材保持部３１の当接面３１ａに面接触可能な平坦面を少なくとも１面有する形状であればよい。少なくとも１面の平坦面を有すれば、曲げ加工機３０の線材保持部３１の当接面３１ａが面接触するため、曲げ加工時に金属製丸線材１００が軸心を中心として回転することを防ぐことができる。
曲げ加工機３０は、例えば、図６（ａ）に示したように、三次元に可動するロボットアーム３２の先端に線材保持部（チャック）３１が設けられたものや、図６（ｂ）に示したような相互に離接可能な対向する一対のプレート（プレス金型のワークを保持する部分に相当）を備えた線材保持部３１を有するものなどを用いることができる。これらの線材保持部３１は、金属製丸線材１００を保持する面の少なくとも１面（本実施形態では対向する２面）が平坦面となっている。よって、断面非円形部形成加工機２０によって平坦面１０５ａ～１０５ｄが形成された金属製丸線材１００をこれらの線材保持部３１にセットすれば、金属製丸線材１００は、断面非円形部１０５以外の部分が断面円形であるにも拘わらず、軸心を中心とした回転をしない。
曲げ加工機３０は、図６（ａ）の場合には、線材保持部（チャック）３１と、金属製丸線材１００に接触する加工部（図示せず）とを有し、これらのいずれか一方又は両方が三次元に動くことで、金属製丸線材１００に所定方向に所定角度屈曲されるなどして、設計仕様に沿った所定の三次元形状に加工される。図６（ｂ）の場合には、例えば、２つのプレートからなる線材保持部３１の一対の当接面３１ａ，３１ａ間に金属製丸線材１００を保持させ、線材保持部３１から突出している部位に対して、加工具３３（図４及び図５の「曲げ加工工程」参照）がいずれかの方向から接近して接触することで所定の形状に加工される。そして金属製丸線材１００の向きを変えたり、あるいは、当該加工具として異なる向きから接近できるものを用いたりすることにより三次元形状が付与される。なお、曲げ加工機３０の具体的な構造は、金属製丸線材１００を曲げ加工できるものであれば全く限定されるものではない。
切断加工機４０は、金属製丸線材１００を設計仕様に従って、所定長さで切断する。金属製丸線材１００を切断できる限り、その構造は全く限定されるものではない。本実施形態では、切断加工機４０を自動で作動させる切断加工機用制御部５０を有している（図３参照）。切断加工機用制御部５０は、予め設定された設計仕様に従って所定長さに切断動作するように切断加工機４０を制御する。切断加工機用制御部５０は、切断長さを制御するだけのものであってもよいが、本実施形態ではさらに、切断加工機４０の作動のタイミングも自動で制御可能となっている。具体的には、上記の矯正用加工機１０により矯正された後、断面非円形部形成加工機２０に移送される前のタイミング（図４の態様）、又は、断面非円形部１０５の形成後、曲げ加工機３０に移送される前のタイミング（図５の態様）のいずれかにおいて切断加工機４０を作動させ、金属製丸線材１００を所定長に切断する。
切断加工機４０により切断するタイミングは、金属製丸線材１００に付与する三次元形状の種類、求められる寸法精度等によって任意に設定できる。図４に示したように、矯正加工後に切断すると、断面非円形部１０５の形成箇所を各端部、中間部のいずれにする場合もその位置決めが容易であり、その後の曲げ加工も取り扱いが容易となる。また、曲げ加工後に切断する場合、切断時のショックにより変形が生じる場合もあるが、予め切断しておくとそのようなおそれがない。
図５に示したように、断面非円形部１０５の形成後、曲げ加工前に切断する場合、曲げ加工は行いやすくなるものの、断面非円形部１０５の形成は長尺のままで行うため断面非円形部１０５の形成箇所の位置決めがそれ以前に切断した場合よりも行いにくくなる。その一方、断面非円形部１０５を形成すると、直径方向への変形により長さ方向の寸法に多少の影響がでる場合もある。また、曲げ加工後の切断は上記のように変形が生じる場合もある。そこで、寸法精度がより厳密に要求される場合等において、断面非円形部１０５の形成までは長尺のまま行い、曲げ加工前に切断することも考えられる。
次に、金属製丸線材１００の加工方法の一例について図４及び図７に基づいて説明する。本実施形態の加工方法は、上記のように、コイル状で提供される素材を金属製丸線材用加工装置１の矯正用加工機１０に移送し、直線状に矯正する（図７のＳ１）。その後、線材加工品１００Ａの仕様に従って、取り付け場所における端子等への接続端１０１，１０１が形成されるように、所定の間隔毎にエナメル被覆を剥離する。
次に、例えば、直線状に矯正された金属製丸線材１００を切断加工機４０によって所定長に切断する（図７のＳ２）。この時点で切断することにより、後の加工の取り扱いが容易となる等の利点があることは上記のとおりである。次いで、所定長に切断された金属製丸線材１００を断面非円形部形成用加工機２０に移送し、断面非円形部１０５を形成する（図７のＳ３）。断面非円形部１０５は、少なくとも一箇所に形成される。断面非円形部１０５は、曲げ加工機３０における線材保持部３１で保持した際の回転方向への動きを防止するために設けられているが、線材保持部３１による保持部位を異ならせる場合、あるいは、複数の曲げ加工機３０を使用する場合等においては、それに応じて複数箇所に断面非円形部１０５を形成することができる。
次に、曲げ加工機３０の線材保持部３１により断面非円形部１０５を保持し、設計仕様に従った三次元形状を付与する（図７のＳ４）。この際、複数台の曲げ加工機３０を使用する場合には、例えば、最初の曲げ加工機３０では、ある所定の位置の断面非円形部１０５を線材保持部３１で保持して曲げ加工を施し、しかる後、次の曲げ加工機３０では、それとは異なる位置に形成された断面非円形部１０５を線材保持部３１で保持して曲げ加工を施したりすることができる。
これにより、線材加工品１００Ａが完成される。なお、切断工程のタイミングは、このように矯正後の断面非円形部の形成前に限らず、図５に示したように、断面非円形部の形成後でも可能であることは上記のとおりである。図８はその場合の加工工程の一例を示したフローチャートであり、矯正工程後（図８のＳ５）、断面非円形部を形成し（図８のＳ６）、しかる後切断して（図８のＳ７）、曲げ加工工程を施して（図８のＳ８）、線材加工品１００Ａを得る。
本実施形態によれば、金属製丸線材１００に対し、曲げ加工前に断面非円形部１０５を形成している。そのため、線材保持部３１がこの断面非円形部１０５を保持して曲げ加工を行うことができ、曲げ加工時における軸心を中心とした回転方向の動きなどを防止でき、曲げ加工精度を上げることができる。また、線材保持部３１の保持位置が安定するため、製品間の加工精度のばらつきも小さくなる。また、金属製丸線材１００は、各加工機間を送りローラ（図示せず）によって移送されるが、断面非円形部１０５の形成後は、送りローラに対する滑りが抑制され、送り量のばらつきを要因とする加工精度の悪化も抑制できる。
また、加工された線材加工品１００Ａの光学顕微鏡を用いた寸法測定の際には、断面非円形部１０５、特に平坦面に加工された面の外形線が見やすくなる。すなわち、円形断面の場合には、光学顕微鏡で観察した際に円形断面の接線へのピント合わせが難しく寸法測定精度に影響がでる場合があったが、本実施形態によれば平坦面等の外形線へピント合わせが容易となり、寸法測定精度が上がる。
次に、本実施形態の線材加工品１００Ａを、例えば、配電部品として用いるため、取り付け部位への回り止め等の機能を果たす樹脂部材２００に一体化する場合には、図９に示したように、インサート成形により、断面非円形部１０５に樹脂部材２００を一体化し（Ｓ１０）、配電部品３００（図２参照）を得る。得られた配電部品３００は、断面非円形部１０５に樹脂部材２００が一体化されているため、相互に回転することがない。本発明によれば、従来のように線材加工品の完成後に、追加加工で断面非円形部を形成する必要がなく、追加加工に伴う寸法精度への影響や変形を防止できる。
以上より、本発明により得られる金属製丸線材１００の線材加工品１００Ａ及び配電部品３００は、角形線材と比較して安価な丸線材でありながら、高い寸法精度、形状精度等の要求される用途に特に適している。
１ 金属製丸線材用加工装置
１０ 矯正用加工機
１１ 矯正用ローラ
２０ 断面非円形部形成用加工機
２１ 押圧部
２１ａ 対向面
３０ 曲げ加工機
３１ 線材保持部
３１ａ 当接面
４０ 切断加工機
５０ 切断加工機用制御部
１００ 金属製丸線材
１００Ａ 線材加工品（金属製丸線材の加工完成品）
１０５ 断面非円形部
１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ 平坦面
２００ 樹脂部材
３００ 配電部品
１０ 矯正用加工機
１１ 矯正用ローラ
２０ 断面非円形部形成用加工機
２１ 押圧部
２１ａ 対向面
３０ 曲げ加工機
３１ 線材保持部
３１ａ 当接面
４０ 切断加工機
５０ 切断加工機用制御部
１００ 金属製丸線材
１００Ａ 線材加工品（金属製丸線材の加工完成品）
１０５ 断面非円形部
１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ 平坦面
２００ 樹脂部材
３００ 配電部品
Claims (7)
- 断面円形の単線からなると共に、所定の三次元形状に曲げ加工され、電気機器の所定の位置に導線として設けられる金属製丸線材の加工方法であって、
前記金属製丸線材のコイル状素材を直線状に矯正する矯正工程と、
前記矯正工程により直線状に矯正された前記金属製丸線材の少なくとも一箇所に、直径方向の断面形状が非円形の断面非円形部を形成する断面非円形部形成工程と、
曲げ加工機の線材保持部に、前記断面非円形部を保持させて、前記三次元形状に曲げ加工する曲げ加工工程と
を有することを特徴とする金属製丸線材の加工方法。 - 前記断面非円形部形成工程では、前記断面非円形部を、前記曲げ加工機の線材保持部の当接面に面接触する平坦面を備えた形状に加工する請求項１記載の金属製丸線材の加工方法。
- 前記矯正工程後であって前記断面非円形部形成工程前、又は、前記断面非円形部形成工程後のいずれかのタイミングにおいて、前記金属製丸線材を所定長さに切断する請求項１又は２記載の金属製丸線材の加工方法。
- 電気機器の所定の位置に導線として設けられる断面円形の単線を、所定の三次元形状に曲げ加工するための金属線丸線材用加工装置であって、
前記金属製丸線材のコイル状素材を、直線状に矯正する矯正用加工機と、
前記矯正機器により直線状に矯正された前記金属製丸線材の少なくとも一箇所に、直径方向の断面形状が非円形の断面非円形部を形成する断面非円形部形成用加工機と、
線材保持部に、前記断面非円形部を保持させて、前記三次元形状に曲げ加工する曲げ加工機と、
前記金属製丸線材を切断する切断加工機と
を有することを特徴とする金属製丸線材用加工装置。 - 前記断面非円形部形成用加工機が、前記断面非円形部を、前記曲げ加工機の線材保持部の当接面に面接触する平坦面を形成する押圧部を有している請求項４記載の金属製丸線材用加工装置。
- さらに、前記矯正後であって前記断面非円形部の形成前、又は、前記断面非円形部の形成後であって前記曲げ加工前のいずれかのタイミングにおいて、前記金属製丸線材を所定長さに切断するように前記切断加工機を制御する切断加工機用制御部を有する請求項４又は５記載の金属製丸線材の加工装置。
- 断面円形の単線からなると共に、所定の三次元形状に曲げ加工されてなる金属製丸線材の加工品と、前記加工品に一体的に取り付けられた樹脂部材とを備えてなり、電気機器の所定の位置に設けられる配電部品の製造方法であって、
前記請求項１～３のいずれか１に記載の金属製丸線材の加工方法により加工された前記金属製丸線材の加工品の前記断面非円形部の外周に、前記樹脂部材を固定することを特徴とする配電部品の製造方法。
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