JP2011182560A - ステータコイルの製造装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】変形のない立体的なステータコイルを当初より形成する。
【解決手段】ステータコイルの製造装置２０は、基台２０ａ上方に設けられたノズル２１の前端から前方に突出したワイヤ１６を折り曲げ加工してコイル辺部１３とコイルエンド部１４が連続するステータコイル１２をノズル２１の前方及び周囲の空間に形成し、形成途中のステータコイル１２を載置可能な支持テーブル９１が基台２０ａに設けられる。支持テーブル９１は、移動可能であって、かつ鉛直軸を中心として回転可能である。ステータコイルの製造方法は、形成途中のステータコイル１２を基台２０ａに設けられた支持テーブル９１に載置し、ワイヤの折り曲げ加工時に形成途中のステータコイル１２が移動又は回転する方向と同じ方向に形成途中のステータコイル１２が載置された支持テーブル９１を移動又は回転させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ワイヤを折り曲げ加工してステータに用いられるコイルを製造するステータコイルの製造装置及びその製造方法に関するものである。

従来、自動車等に用いるモータ、ジェネレータ、モータジェネレータ等の回転電機のステータは、ステータコアにコイルを配置して製造している。このコイルは、ステータコアの軸方向に平行に設けた複数のスロット内において、直線状に配置するコイル辺部と、ステータコアの軸方向両端面の外方において、周方向に配置するコイルエンド部とを繋いで形成されている。そして、特に略四角断面形状を有する角線を用いてコイルを形成する場合には、複数のコイル辺部を、ステータコアの軸方向一端面の外方と軸方向他端面の外方に配置するコイルエンド部によって交互に繋いだ波巻形状を有するコイルを用いることが多い。この波巻コイルは、多数本のマグネットワイヤを束ねてループ状に形成したコイルとは違い、ステータコアのスロット内に配置する前に、所定の波巻形状に形成しておく必要がある。

この波巻コイルの製造方法としてワイヤをコイル辺部とコイルエンド部とを繋ぐ屈曲部ごとに順次折り曲げ加工して２次元平面上でワイヤを矩形波状に折り曲げ、コイル辺部とコイルエンド部が交互に繋がる平面的に展開されたステータコイルを得、その後その展開ステータコイルを丸めて立体的な波巻きステータコイルを得るステータコイルの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この波巻きステータコイルの製造方法によれば、波巻きステータコイルのコイル辺部とコイルエンド部との間の境界屈曲部を順次形成するため、製造装置及び曲げ作業を簡素化することができるとしている。

特開２００９−２７３３５２号公報（段落番号［００３３］、［００３４］）

しかし、ワイヤを略矩形波形状に折り曲げて展開ステータコイルを得る工程と別にその展開ステータコイルを丸める工程を備えることは、その展開されたステータコイルを丸める為の金型又は治具を別に必要とし、その丸める程度が異なればその形状に適した複数の金型又は治具を準備する必要があって、その管理負担が増加する不具合があった。特に、近年ではコイルエンド部のステータコアの軸方向端面の外方における配置を適切にするために、ステータコアの軸方向端面の外方へ突出するコイル辺部にクランク部や湾曲部を別途成形し、それらに繋がるコイルエンド部を径方向にずらすようなことが行われる。このようなクランク部や湾曲部はコイル辺部とコイルエンド部とを繋ぐ屈曲部における折り曲げ方向に直交するため、平面的な展開ステータコイルを形成する際にこれらのクランク部や湾曲部を形成することはできず、展開ステータコイルを丸める際に形成する必要があった。このため、そのコイルを丸める際の金型又は治具の種類が増加し及びそれらの構造が更に複雑化する未だ解決すべき課題が残存していた。

この点を解消するためには、ワイヤをコイル辺部とコイルエンド部とを繋ぐ屈曲部ごとに順次折り曲げ加工すると同時に、クランク部や湾曲部も順次形成して当初より３次元空間的に立体的なステータコイルを形成することが考えられる。しかし、当初よりステータコイルを立体的なものとすると、そのステータコイルを空間中で形成することになる。このため、ワイヤを折り曲げ加工して得られた屈曲部やクランク部や湾曲部に形成途中のステータコイルの自重が作用してその加工部位が変形し、所望の形状のステータコイルを得ることが困難になることが考えられる。

本発明の目的は、変形のない立体的なステータコイルを当初より形成し得るステータコイルの製造装置及びその製造方法を提供することにある。

本発明のステータコイルの製造装置は、基台上方に設けられたノズルの前端から前方に突出したワイヤを折り曲げ加工してコイル辺部とコイルエンド部が連続するステータコイルをノズルの前方及び周囲の空間に形成するものである。

その特徴ある構成は、形成途中のステータコイルを載置可能な支持テーブルが基台に設けられ、その支持テーブルはステータコイルの位置に合わせて高さが調整可能に構成されたところにある。

そして、その支持テーブルは、移動可能であって、かつ鉛直軸を中心として回転可能に設けられることが好ましい。

本発明のステータコイルの製造方法は、基台上方に設けられたノズルの前端から前方に突出したワイヤを折り曲げ加工してコイル辺部とコイルエンド部が連続するステータコイルをノズルの前方及び周囲の空間に形成する方法である。

その特徴ある点は、形成途中のステータコイルを基台に設けられた支持テーブルに載置し、ステータコイルの位置に合わせて支持テーブルの高さを調整するところにある。

この場合、ワイヤの折り曲げ加工時に形成途中のステータコイルが移動又は回転する方向と同じ方向に形成途中のステータコイルが載置された支持テーブルを移動又は回転させることが好ましい。

本発明のステータコイルの製造装置及びその製造方法では、ノズルより繰り出されたワイヤを折り曲げ加工して当初より立体的なステータコイルをノズルの前方及び周囲の空間に形成するけれども、形成途中のステータコイルを支持テーブルに載置して、ステータコイルの位置、特に最も下側になっている部分の高さに合わせて支持テーブルの高さを調整するので、その形成途中のステータコイルにおける自重をその支持テーブルにより支持することができる。よって、ワイヤを折り曲げ加工して得られた屈曲部やクランク部や湾曲部に形成途中のステータコイルの自重が作用することを防止することができる。

そして、ワイヤの折り曲げ加工時には形成途中のステータコイルは水平方向に移動又は回転することになるけれども、支持テーブルを移動可能であってかつ回転可能に設け、形成途中のステータコイルが移動又は回転する方向と同じ方向にそのステータコイルが載置された支持テーブルを移動又は回転させるようにすれば、折り曲げ加工中における折り曲げ加工部位に形成途中のステータコイルの自重や慣性力が作用することを防止することができる。よって、ワイヤを折り曲げ加工して所望の形状の屈曲部やクランク部や湾曲部を確実に形成することができ、変形のない立体的なステータコイルを当初より得ることができる。

本発明実施形態のステータコイルの製造装置を示す側面図である。 その製造装置の正面図である。 その製造装置の上面図である。 その右の折り曲げ機を用いて湾曲したコイルエンド部を形成している状態を示す図である。 その中央折り曲げ機を用いて屈曲部を形成している状態を示す図である。 その右の保持具を用いてクランク部を形成している状態を示す図である。 得られたステータコイルの斜視図である。 ステータコアに複数のステータコイルが挿通されて得られたステータを示す斜視図である。

次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図８に回転電機のステータ１０を示す。このステータ１０は円筒状を成すステータコア１１とステータコイル１２を備え、ステータコア１１は放射状に並んで内径方向に突出する複数のティース（磁極）１１ａ及びその間に開口する複数のスロット１１ｂを有する。ステータコイル１２は、円筒状のステータコア１１の内周の軸方向に延びるスロット１１ｂに挿入されるコイル辺部１３と、そのステータコア１１の軸方向にスロット１１ｂより突出しステータコア１１の外周に沿うコイルエンド部１４とが円周方向に連続して形成される。そして、このステータコイル１２をステータコア１１に挿通し、それらのコイル辺部１３を各スロット１１ｂに収めることによりステータ１０が得られる（図８には、ステータコア１１に複数のコイル１２が挿通されたものを示す）。

図１に、本発明のステータコイルの製造装置２０を示す。この製造装置２０は、ワイヤ１６を折り曲げ加工してステータコイル１２を自動的に製造するものであって、そのワイヤ１６は、巻芯治具を用いることなく空中で折り曲げられるとその形状を維持できるような、その外径がある程度大きい太線が用いられる。この実施の形態におけるワイヤ１６は、表面に絶縁皮膜が形成された断面矩形の角線である。ワイヤ１６を角線とすれば、ステータ１０におけるコイル１２の占積率を高めることが期待できる。けれども、このワイヤ１６は角線に限らず、ステータ１０等の仕様或いは製作工程に応じて、断面円形のいわゆる丸線であっても良い。ここで、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が水平前後方向、Ｙ軸が水平横方向、Ｚ軸が垂直方向に延びるものとして本発明のステータコイルの製造装置２０について説明する。

本発明のステータコイルの製造装置２０は、基台２０ａ上方に設けられたノズル２１の前端から前方に突出したワイヤ１６を折り曲げ加工するものである。従って、主要な構成部として、基台２０ａに取付けられ供給源１７から延びるワイヤ１６が挿通された真直ぐなノズル２１と、そのＸ軸方向に延びるノズル２１にワイヤ１６を供給してノズル２１の前端からそのワイヤ１６を繰り出すワイヤ送り装置２２を備える。ノズル２１は断面矩形の角線からなるワイヤ１６が挿通可能な真直ぐな角筒状のものであって、その全長は得ようとするステータコイル１２のコイル辺部１３より長く形成される。ノズル２１の後部は取付部材２０ｂの上部に取付けられ、取付部材２０ｂの下端は基台２０ａに固定される。この取付部材２０ｂによりノズル２１は基台２０ａの上方空間に固定される。ワイヤ１６はリール１７に巻回され、このリール１７がワイヤ１６の供給源となる。このリール１７はコイルの製造装置２０と別な場所の例えばノズル２１の後方の床の上等に置かれる。

ワイヤ送り装置２２は、ノズル２１の後端近傍に設けられてワイヤ１６を固定支持する固定機構２３と、その固定機構２３の後方に設けられワイヤ１６をノズル２１の延長線上に送る送り機構２４とを備える。そして、この固定機構２３を解放して送り機構２４によりワイヤ１６をノズル２１方向である前方に移動させることによりノズル２１にワイヤ１６を供給し、これによりノズル２１の前端からそのワイヤ１６を繰り出し可能に構成される。一方、送り機構２４によりワイヤ１６を解放した状態で後退させる際に固定機構２３によりワイヤ１６を掴むことにより一旦繰り出されたワイヤ１６がその送り機構２４とともに後退することを防止することができ、後退した送り機構２４によりワイヤ１６を再び掴んだ状態で固定機構２３を解放し、ワイヤ１６を掴んだ送り機構２４を再び前方に移動することにより、供給源２１から供給されたワイヤ１６をノズル２１に順次繰り出すことができるように構成される。なお、図１における符号２０ｃは、供給源であるリール１７から繰り出されたワイヤ１６を真直ぐに伸ばす癖取り装置である。

また、図１〜図３に示すように、このコイルの製造装置２０は、そのノズル２１の前端から前方に突出したワイヤ１６を折り曲げ加工する加工機を備える。この実施の形態における加工機は、ノズル２１の上方に設けられてそのノズル２１に対して３軸方向に各々移動する中央移動台３０と、ノズル２１を挟むようにノズル２１のＹ軸方向両側に設けられそのノズル２１に対して３軸方向に各々移動する左右の移動台５０，６０と、中央移動台３０に設けられノズル２１の前端から繰り出されたワイヤ１６をノズル２１を含む水平面内において折り曲げ可能な中央折り曲げ機４０と、左右の移動台５０，６０に設けられノズル２１の前端から繰り出されたワイヤ１６をノズル２１を含む鉛直面内において折り曲げ可能な左右の折り曲げ機７０，８０とを備える。

各移動台３０，５０，６０はそれぞれ移動装置３１，５１，６１を介して基台２０ａに取付けられる。中央の移動装置３１は中央の支柱３６（図１）を介して基台２０ａに取付けられ、図２では、左の移動装置５１が左の支柱５６を介して、右の移動装置６１が右の支柱６６を介して基台２０ａに取付けられる場合を示す。この各移動装置３１，５１，６１は、それぞれＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ３２〜３４，５２〜５４，６２〜６４の組み合わせによりそれぞれ構成される。そして、それらの各伸縮アクチュエータ３２〜３４，５２〜５４，６２〜６４におけるＸ軸サーボモータ３２ａ，５２ａ，６２ａ、Ｙ軸サーボモータ３３ａ，５３ａ，６３ａびＺ軸サーボモータ３４ａ，５４ａ，６４ａは、これらの各移動装置３１，５１，６１をそれぞれ制御する図示しないコントローラの制御出力に接続される。そして、中央移動装置３１は中央移動台３０を基台２０ａに固定されたノズル２１に対して３軸方向に任意に移動可能に構成され、左右の移動装置５１，６１は、ノズル２１の両側に位置する左右の移動台５０，６０を３軸方向に任意に移動可能に構成される。

図２の拡大図に示すように、中央移動台３０に設けられる中央折り曲げ機４０は、ワイヤ１６の折り曲げ内側端部を支持する鉛直に設けられたローラシャフト４１と、このローラシャフト４１のまわりを回動しそのシャフト４１に沿って角線からなるワイヤ１６を折り曲げるベンダ４２と、このベンダ４２を旋回させる図示しない旋回駆動機構とを備える。この旋回駆動機構には図示しないコントローラの制御出力が接続され、コントローラの指令により旋回駆動機構がベンダ４２をローラシャフト４１を中心とする円弧状の軌跡を持って旋回させると、ノズル２１の前端から繰り出されたワイヤ１６をそのノズル２１を含む水平面内において折り曲げ可能に構成される。

図２及び図３に示すように、左右の移動台５０，６０に設けられた左右の折り曲げ機７０，８０は、ノズル２１の前端から繰り出されたワイヤ１６をノズル２１を含む鉛直面内において折り曲げ可能なものである。この左右の折り曲げ機７０，８０は対称構造であり、図２の左に示された折り曲げ機７０を代表して説明すると、この左の折り曲げ機７０は、図１の拡大図に示すように、ノズル２１に直交して装置の幅方向に延びる軸を回転中心として左の移動台５０に回転可能に設けられた回転台７１と、その回転台７１に装置のＹ軸方向に延びて設けられノズル２１の前端から繰り出されたワイヤ１６を上下から挟む一対のピン７２，７３と、回転台７１を回転させて回転台７１とともに回転する一対のピン７２，７３によりワイヤ１６を折り曲げる折り曲げモータ７４（図２及び図３）を有し、折り曲げモータ７４は図示しないコントローラの制御出力に接続される。ワイヤ１６を挟む一対のピン７２，７３の一方７２は回転台７１の回転中心に位置し、その回転台７１が回転すると一方のピン７２を回転中心として他方のピン７３が円弧状に移動し、一対のピン７２，７３により挟まれたワイヤ１６を一方のピン７２に沿って他方のピン７３が折り曲げるように構成される。

また、図１〜図３に示すように、左右の移動台５０，６０には、ノズル２１の前端から真直ぐ繰り出されたワイヤ１６をノズル２１の前端から所定の間隔を空けて保持する保持具７６，８６がそれぞれ設けられる。これらの保持具７６，８６にはワイヤ１６を収容可能な溝７６ａ，８６ａがそれぞれ形成され、ノズル２１から直線状に繰り出されたワイヤ１６にそのノズル１２に直交する装置の幅方向から接近してそれらの溝７６ａ，８６ａにワイヤ１６を収容することにより、そのワイヤ１６を保持することができるように構成される。そして、左右の移動台５０，６０を制御するコントローラは、ワイヤ１６を保持した保持具７６，８６をワイヤ１６の中心軸から上方又は下方に偏倚するように左右の移動台５０，６０を移動させ、これによりそのワイヤ１６をクランク状に折り曲げることができるように構成される。

また、本発明のステータコイルの製造装置２０には、形成途中のステータコイル１２を載置可能な支持テーブル９１が基台２０ａに設けられる。この支持テーブル９１は、基台２０ａに設けられたＸＹテーブル装置９２における可動テーブル９２ａ上に回転サーボモータ９３を介して鉛直軸を中心として回転可能に設けられる。ＸＹテーブル装置９２は第１サーボモータ９２ｂ及び第２サーボモータ９２ｃにより可動テーブル９２ａを水平面内において任意に移動可能に構成され、このＸＹテーブル装置９２自体は昇降装置９４を介して基台２０ａに取付けられる。図３に示すように、この実施の形態における支持テーブル９１は形成途中のステータコイル１２を載置する上面が平坦に仕上げられた円盤であって、可動テーブル９２ａは方形状の板材からなる。図４〜図６に示すように、支持テーブル９１は、可動テーブル９２ａに設けられた回転サーボモータ９３における鉛直方向に延びる回転軸９３ａに取付けられ、回転サーボモータ９３を駆動してその回転軸９３ａが回転することにより水平面内で回転するように構成される。なお、図４〜図６における符号９１ａは、円盤状の支持テーブル９１の周囲を下方から支えてその支持テーブル９１が傾くことを防止する支持ローラである。

図２に示すように、昇降装置９４は、基台２０ａの内部に設けられＸＹテーブル装置９２と複数の連結棒９５を介して連結されたリング部材９６を備える。連結棒９５は基台２０ａの上板２０ｄを貫通して上下動可能に設けられ、基台２０ａの内部にはそのリング部材９６を昇降させる昇降用サーボモータ９７が設けられる。その昇降用サーボモータ９７は上板２０ｄに固定支柱９８を介して固定された取付板９９に固定され、その回転軸に連結された雄ねじ９７ｂがリング部材９６に螺合される。そして、昇降用サーボモータ９７を駆動して雄ねじ９７ｂを回転させることによりリング部材９６は昇降し、リング部材９６を昇降させると、そのリング部材９６に連結棒９５を介して連結されたＸＹテーブル装置９２自体がＺ軸方向に昇降するように構成される。回転サーボモータ９３、ＸＹテーブル装置９２における第１及び第２サーボモータ９２ｂ，９２ｃ、並びに昇降用サーボモータ９７には、図示しないコントローラからの制御出力が接続され、コントローラからの指令により支持テーブル９１は３軸方向に移動し、かつ鉛直軸を中心として回転するように構成される。

次に、このような製造装置を用いた本発明のステータコイルの製造方法について説明する。

本発明のステータコイルの製造方法は、ノズル２１の前端から前方に突出したワイヤ１６を折り曲げ加工して、ステータコイル１２を得るものである。図７に得ようとするステータコイル１２を示す。このステータコイル１２は、第１コイル辺部１３ａと、その第１コイル辺部１３ａの下端に一端が連結する真っ直ぐな第１コイルエンド部１４ａと、その第１コイルエンド部１４ａの他端に下端が接続する第２コイル辺部１３ｂと、その第２コイル辺部１３ｂの上端に一端が連続する湾曲した第２コイルエンド部１４ｂとを有する。そして、第１及び第２コイル辺部１３ａ，１３ｂと第１及び第２コイルエンド部１４ａ，１４ｂの間の接続箇所にそれぞれ曲折部１５ａ〜１５ｄが形成される。これらの屈曲部１５ａ〜１５ｄは中央折り曲げ機４０により形成され、図５に示すように、ベンダ４２をローラシャフト４１を中心とする円弧状の軌跡を持って旋回させ、ノズル２１の前端から繰り出されたワイヤ１６をそのノズル２１を含む水平面内において折り曲げることにより形成される。

また、このステータコイル１２には、第１コイルエンド部１４ａを径方向内側に偏倚させる湾曲部１３ｃがステータコア１１の軸方向に延びてスロット１１ｂ（図８）より突出するコイル辺部１３ａ，１３ｂの下側に形成され、第２コイルエンド部１４ｂを径方向外側に偏倚させるクランク部１３ｄがスロット１１ｂ（図８）より突出するコイル辺部１３ａ，１３ｂの上側に形成される。湾曲部１３ｃ及び湾曲した第２コイルエンド部１４ｂの形成は左右の折り曲げ機７０，８０のいずれかを用いて行われ、いずれの折り曲げ機７０，８０を用いるかは、既に形成されたステータコイル１２に保持具７６，８６や折り曲げ機７０，８０が干渉するか否かにより決定され、既に形成されたステータコイル１２に保持具７６，８６や折り曲げ機７０，８０が干渉しない側におけるものが使用される。

図２における右の折り曲げ機８０を用いて湾曲した第２コイルエンド部１４ｂを形成する場合を説明すると、図４に示すように、ノズル２１の先端から繰り出されたワイヤ１６の長手方向における複数箇所をそれぞれ鈍角に折り曲げることによりこの湾曲した第２コイルエンド部１４ｂを形成する。具体的には、予めワイヤ１６を所定の長さ繰り出しておき、その繰り出されたワイヤ１６の先端からノズル２１までの複数箇所を折り曲げ機８０により僅かに折り曲げながらその折り曲げ機８０をノズル２１側に移動することにより行うか、或いは、折り曲げ機８０によりワイヤ１６を僅かに折り曲げた後ワイヤ送り装置２２によりワイヤ１６を僅かに繰り出すことを繰り返し、ワイヤの複数箇所がそれぞれ鈍角に折り曲げられて湾曲した第２コイルエンド部１４ｂを得る。

また、クランク部１３ｄの形成は保持具７６，８６により行われる。右の移動台６０に設けられた右の保持具８６によるものを説明すると、図６に示すように、ノズル２１の前端から真直ぐ繰り出されたワイヤ１６をノズル２１の前端から所定の間隔を空けて保持具８６により保持する。その後、ワイヤ１６を保持した保持具８６を、ワイヤ１６の中心軸から偏倚するように移動台６０をＺ軸方向に移動させる。すると、保持具８６とノズル２１との平行状態は維持されることから、保持具８６とノズル２１の先端との間に位置するワイヤ１６がノズル２１の延長線に対して傾斜し、これによりそのワイヤ１６はクランク状に折り曲がり、クランク部１３ｄが形成される。

また、本発明のステータコイルの製造方法は、形成途中のステータコイル１２を基台２０ａに設けられた支持テーブル９１に載置し、ステータコイル１２の位置に合わせて支持テーブル９１の高さを調整することを特徴とする。そして、ワイヤ１６の折り曲げ加工時に形成途中のステータコイル１２が移動又は回転する方向と同じ方向に形成途中のステータコイル１２が載置された支持テーブル９１を移動又は回転させることもできる。例えば、図４に示すように、湾曲した第２コイルエンド部１４ｂを形成するために、ワイヤ１６を僅かに折り曲げながらノズル２１からワイヤ１６を繰り出すと、形成途中のステータコイル１２は第２コイルエンド部１４ｂの湾曲に沿って実線矢印で示すように回転することになる。このため、ＸＹテーブル装置９２によりその形成途中のステータコイル１２が載置された支持テーブル９１を破線矢印で示すように移動させ、回転する形成途中のステータコイル１２をその支持テーブル９１上で転動させる。これにより、その第２コイルエンド部１４ｂを形成する際に、その加工部位に形成途中のステータコイル１２の自重が作用することを防止する。

また、図５に示すように、屈曲部１５ａ〜１５ｄを形成するには、ノズル２１の前端から繰り出されたワイヤ１６をそのノズル２１を含む水平面内において折り曲げるけれども、形成途中のステータコイル１２もその時そのローラシャフト４１を中心として回転することになる。このため、回転サーボモータ９３を駆動して、その形成途中のステータコイル１２が載置された支持テーブル９１をローラシャフト４１を中心として回転する形成途中のステータコイル１２と同一の方向に同一の回転速度で破線矢印で示すように回転させ、その支持テーブル９１に載置された形成途中のステータコイル１２を屈曲部１５ａ〜１５ｄの形成とともに回転させてその屈曲部１５ａ〜１５ｄの形成部位近傍のワイヤ１６にねじりトルクが加わることを防止する。

また、図６に示すように、クランク部１３ｄを形成するために、ワイヤ１６を保持した保持具８６をＺ軸方向に移動させると、形成途中のステータコイル１２も、その保持具８６と同じ方向に移動することになる。このため、昇降用サーボモータ９７を駆動して雄ねじ９７ｂを回転させ（図２）、リング部材９６を昇降させてＸＹテーブル装置９２とともに支持テーブル９１を昇降させ、その支持テーブル９１を形成途中のステータコイル１２と同じようにＺ軸方向に昇降させてステータコイル１２の位置に合わせて支持テーブル９１の高さを調整する。これにより、クランク部１３ｄを形成する際に、その加工部位に形成途中のステータコイル１２の自重が作用することを防止することができる。

更に、図６のクランク部１３ｄを形成した後、ノズル２１の前端からワイヤ１６を破線矢印で示すように繰り出してコイル辺部１３ａとするけれども、このワイヤ１６の繰り出しに際して、ＸＹテーブル装置９２によりその形成途中のステータコイル１２が載置された支持テーブル９１をワイヤが繰り出される方向であって、その繰り出し速度と同じ速度で移動させる。これにより、ワイヤ１６の繰り出し時においても形成途中のステータコイル１２を支持テーブル９１により支持し、その繰り出されるワイヤ１６に形成途中のステータコイル１２における自重や慣性力が作用することを防止することができる。

このように、ノズル２１の前端から前方に突出したワイヤ１６を折り曲げ加工して、クランク部１３ｄ、第１コイル辺部１３ａ、湾曲部１３ｃ、第１屈曲部１５ａ、第１コイルエンド部１４ａ、第２屈曲部１５ｂ、湾曲部１３ｃ、第２コイル辺部１３ｂ、クランク部１３ｄ、第３屈曲部１５ｃ、第２コイルエンド部１４ｂ、第４下曲折部１５ｄを順次形成することにより、図７に示すステータコイル１２を形成することができる。そして、最終的に第１又は第２コイル辺部１３ａ，１３ｂのいずれか一方を延長して巻き終わりとすることにより、コイル辺部１３とコイルエンド部１４が連続するステータコイル１２をノズル２１の前方及び周囲の空間に形成することができる。

なお、形成途中のステータコイル１２が支持テーブル９１の所望の位置に載置されていない場合には、昇降装置９４により支持テーブル９１を一旦下降させてその形成途中のステータコイル１２を空中に浮かせ、その状態で支持テーブル９１を水平方向に所望の位置にまで移動させ、その後昇降装置９４により支持テーブル９１を再び上昇させることにより、形成途中のステータコイル１２を支持テーブル９１の所望の位置に載置することができる。そして、所望の形状のステータコイル１２が形成されると、図示しないカッタ装置によりワイヤ１６を切断し、所望の形状に形成されたステータコイル１２をコイルの製造装置２０から取り出し、一連のステータコイル１２の製造を完了する。

上述したように、本発明のステータコイルの製造装置及びその製造方法では、ノズル２１の前端から前方に突出したワイヤ１６を折り曲げ加工してステータコイル１２を製造するので、巻芯治具やプレス型等を用いることなくステータコイル２１を製造することが可能になり、従来必要とされたプレス型の管理負担を無くすことができる。そして、図示しないコントローラにより加工機を制御して、その加工機が折り曲げるワイヤ１６の曲げ加工点や湾曲の程度を変更するようにすれば、形状の異なる複数種類のステータコイル１２を得ることが可能になり、コントローラによりその加工機を制御するようにすればステータコイル１２の製造における自動化が可能になる。このため、ステータコイル１２の生産性を著しく高めることが可能になる。ここで、ノズル２１より繰り出されたワイヤ１６を加工機により折り曲げてステータコイル１２を形成するけれども、そのステータコイル１２のコイル辺部１３より長いノズル２１を用いることにより、そのノズル２１の前方及び周囲の空間に、加工機により折り曲げられ又は湾曲させられたワイヤ１６からなる立体的なステータコイル１２を直接形成することができる。

そして、形成途中のステータコイル１２を支持テーブル９１に載置して、ステータコイル１２の位置に合わせてその支持テーブル９１の高さを調整するので、その形成途中のステータコイル１２における自重をその支持テーブル９１により支持することができる。よって、ワイヤ１６を折り曲げ加工して得られた屈曲部１５ａ〜１５ｄやクランク部１３ｄや湾曲部１３ｃに形成途中のステータコイル１２の自重が作用することを防止することができる。ワイヤ１６の折り曲げ加工時には、形成途中のステータコイル１２は移動又は回転することになるけれども、支持テーブル９１を移動可能であってかつ回転可能に設け、形成途中のステータコイル１２が移動又は回転する方向と同じ方向にそのステータコイル１２が載置された支持テーブル９１を移動又は回転させることにより、折り曲げ加工中における屈曲部１５ａ〜１５ｄやクランク部１３ｄや湾曲部１３ｃに形成途中のステータコイル１２の自重や慣性力が作用することを防止することができる。よって、屈曲部１５ａ〜１５ｄやクランク部１３ｄや湾曲部１３ｃが形成途中のステータコイル１２の自重や慣性力により変形するようなことはなく、所望の形状の屈曲部１５ａ〜１５ｄやクランク部１３ｄや湾曲部１３ｃを確実に形成することができ、変形のない所望の形状を有する立体的なステータコイル１２を当初より得ることが可能となる。

１２ ステータコイル
１３ コイル辺部
１４ コイルエンド部
１６ ワイヤ
２０ ステータコイルの製造装置
２０ａ 基台
２１ ノズル
９１ 支持テーブル

Claims (4)

1. 基台(20a)上方に設けられたノズル(21)の前端から前方に突出したワイヤ(16)を折り曲げ加工してコイル辺部(13)とコイルエンド部(14)が連続するステータコイル(12)を前記ノズル(21)の前方及び周囲の空間に形成する製造装置であって、
   形成途中の前記ステータコイル(12)を載置可能な支持テーブル(91)が前記基台(20a)に設けられ、前記支持テーブル(91)は前記ステータコイル(12)の位置に合わせて高さが調整可能に構成されたことを特徴とするステータコイルの製造装置。
2. 支持テーブル(91)は、移動可能であって、かつ鉛直軸を中心として回転可能に設けられた請求項１記載のステータコイルの製造装置。
3. 基台(20a)上方に設けられたノズル(21)の前端から前方に突出したワイヤ(16)を折り曲げ加工してコイル辺部(13)とコイルエンド部(14)が連続するステータコイル(12)を前記ノズル(21)の前方及び周囲の空間に形成する製造方法であって、
   形成途中の前記ステータコイル(12)を前記基台(20a)に設けられた支持テーブル(91)に載置し、前記ステータコイル(12)の位置に合わせて前記支持テーブル(91)の高さを調整することを特徴とするステータコイルの製造方法。
4. ワイヤの折り曲げ加工時に形成途中のステータコイル(12)が移動又は回転する方向と同じ方向に前記形成途中のステータコイル(12)が載置された支持テーブル(91)を移動又は回転させる請求項３記載のステータコイルの製造方法。

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