JP2017103844A - ２層巻コイルの押圧方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２層巻コイルの１列目におけるコイルエンド近傍の角線コイルの外方への開きを抑制することができる２層巻コイルの押圧方法を実現する。
【解決手段】本発明の一形態に係る２層巻コイル１の押圧方法は、平面視が矩形をなし、且つ側面視が台形をなすように、角線コイル２が内外で２層に巻かれ、予め設定された辺部には、階層変位部分をなす最内層３及び最外層４と、最内層３と最外層４との間に位置する中間層５と、が設けられた２層巻コイルの上面を、金型（上型１２）によって押圧する方法であって、金型のコイル押圧面１５に内方に向かって傾斜する傾斜面１９が形成されており、傾斜面１９を角線コイル２におけるコイルエンド１ａから直線状に延びる部分と接触させて２層巻コイル１を押圧する。
【選択図】図６

Description

本発明は、平面視が矩形をなし、且つ側面視が台形をなすように、角線コイルが内外で２層に巻かれてなる２層巻コイルの押圧方法に関する。

モータのステータに設けられる２層巻コイルは、平面視が矩形をなし、且つ側面視が台形をなすように、角線コイルが内外で２層に巻かれ、予め設定された辺部には、階層変位部分をなす最内層及び最外層と、最内層と最外層との間に位置する中間層と、が設けられた構成とされている。このような２層巻コイルは厚みを薄くするために、例えば、図１２（ａ）に示されるように、上型１０１及び下型１０２によって２層巻コイル１０３を挟み込んで押圧する。ちなみに、２層巻コイルの最上段を１列目とし、下方に行くに従って列数が増加するものとする（図５参照）。

再表２０１２−１６０６８９号公報

図１２（ａ）に示されるように、上型１０１及び下型１０２の押圧面は平らであり、且つ２層巻コイル１０３は側面視が台形である。そのため、図１２（ｂ）に示されるように、２層巻コイル１０３を押圧した際に当該２層巻コイル１０３の上部では角線コイル１０３ａ（特に、図１２（ｂ）において破線で囲んだ１列目における外側層の角線コイル１０３ａ）の内周側に歪みが集中する。そのため、図１３（ａ）及び（ｂ）に示されるように、２層巻コイル１０３の１列目におけるコイルエンド近傍の角線コイル１０３ａが外方に開いてしまう。ちなみに、図１２及び図１３では、角線コイル１０３ａ内の色の濃い部分が歪みが集中している部分である。

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、２層巻コイルの１列目におけるコイルエンド近傍の角線コイルの外方への開きを抑制することができる２層巻コイルの押圧方法を実現する。

本発明の一形態に係る２層巻きコイルの押圧方法は、平面視が矩形をなし、且つ側面視が台形をなすように、角線コイルが内外で２層に巻かれ、予め設定された辺部には、階層変位部分をなす最内層及び最外層と、前記最内層と前記最外層との間に位置する中間層と、が設けられた２層巻コイルの上面を、金型によって押圧する方法であって、
前記金型のコイル押圧面に内方に向かって傾斜する傾斜面が形成されており、前記傾斜面を、前記角線コイルにおけるコイルエンドから直線状に延びる部分と接触させて前記２層巻コイルを押圧する。

本発明によれば、２層巻コイルの１列目におけるコイルエンド近傍の角線コイルの外方への開きを抑制することができる２層巻コイルの押圧方法を実現することができる。

実施の形態の押圧方法に適用される２層巻コイルの一実施形態を示す斜視図である。 実施の形態の押圧方法に適用される２層巻コイルの側面図である。 実施の形態の押圧方法に適用される２層巻コイルの平面図である。 実施の形態の押圧方法に適用される２層巻コイルの第１の辺部を切断して示す斜視図である。 実施の形態の押圧方法に適用される２層巻コイルの第３及び第４の辺部を示す断面図である。 実施の形態の押圧方法に適用される積層厚調整装置を模式的に示す斜視図である。 実施の形態の押圧方法に適用される積層厚調整装置を模式的に示す正面図である。 実施の形態の押圧方法に適用される積層厚調整装置を模式的に示す拡大斜視図である。 実施の形態の押圧方法に適用される積層厚調整装置を模式的に示す側面図である。 実施の形態の押圧方法に適用される積層厚調整装置における上下の金型を閉じた状態を模式的に示す拡大斜視図である。 実施の形態の押圧方法で押圧された２層巻コイルの歪みの分布を示す図である。 （ａ）は関連技術の押圧方法で押圧された２層巻コイルの歪みの分布を示す断面図である。（ｂ）は図１２（ａ）のXII部分の拡大図である。 （ａ）は関連技術の押圧方法で押圧された２層巻コイルの歪みの分布を示す平面図である。（ｂ）は図１２（ａ）のXIII部分の拡大図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る２層巻コイルの押圧方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１〜図５に示されるように、２層巻コイル１は、上下方向（積層方向）から見て矩形をなし、前後方向から見て台形をなすように角線コイル２が内外で２層になるように巻かれたエッジワイズコイルである。この２層巻コイル１は、上下方向から見て、短辺側をなす第１及び第２の辺部Ａ，Ｂと、長辺側をなす第３及び第４の辺部Ｃ，Ｄからなる矩形を有し、上下に接続端子１ａ，１ｂが設けられている。なお、角線コイル２としては、「平角線コイル」及び「真四角線コイル」のいずれも適用可能である。

第１の辺部Ａにおいては、渡り線部３ａによって階層変位部分をなす最内層３と、渡り線部４ａによって階層変位部分をなす最外層４と、最内層３と最外層４との間に位置する中間層５と、を有する。第２〜第４の辺部Ｂ，Ｃ，Ｄにおいては、階層変位部分が無く、内側層６ａ，７ａ，８ａと外側層６ｂ，７ｂ，８ｂとを有している。なお、このような２層巻コイル１は、角線コイル２の短辺側を円柱状のピン体で直角に曲げながら成形されるが、２層巻コイル１の巻回方法については、既に公知であるので、ここでの説明は省略する。

このような構成を有する２層巻コイル１は、曲げ成形完了後において、上下方向で角線コイル２間に隙間が発生しており、この隙間が２層巻コイル１の積層厚にバラツキを発生させている。そこで、この積層厚を要求寸法にするために、積層厚を調整する必要が生じる。

図６〜図９に示されるように、２層巻コイル１の積層厚調整装置１０は、ベース（不図示）上で固定された下型１１と上下動可能な上型１２とからなる金型１３を備えている。下型１１は、巻き成形完了後の２層巻コイル１を収容させるための凹状の収容空間１４を有している。収容空間１４は、上方に行くにつれて下型１１の左右方向に広がるような断面台形状を有しており、下型１１の前後方向に延在している。

上型１２の中央にはコイル押圧面１５が設けられている。コイル押圧面１５には、２層巻コイル１の中央開口１ｃ（図３参照）内に挿入されるセンター突起１６が設けられている。センター突起１６は、上型１２を前後方向から見て、下方に行くにつれて狭まる断面台形状を有し、上型１２の前後方向に延在している。つまり、センター突起１６は、略四角錐台形状をなしている。

コイル押圧面１５には、センター突起１６の角部近傍でＬ字状に配置された第１の凸部１７が形成されている。第１の凸部１７のコイル押圧面１７ａは、第１の辺部Ａで、接続端子１ａ，１ｂ間に位置する中間層５に上下方向から荷重を加えることが主目的であるが、プレス時の加圧バランスをとるために第４の辺部Ｄの内側層８ａの端部に対応する位置まで延在している。

また、コイル押圧面１５には、センター突起１６の後方に延在する第２の凸部１８が形成されている。第２の凸部１８のコイル押圧面１８ａは、第２の辺部Ｂで、内側層６ａに上下方向から荷重を加えることを主目的にしているが、プレス時の加圧バランスをとるために、第２の辺部Ｂの外側層６ｂにも上下方向から荷重を加えることができるように延在している。

さらに、コイル押圧面１５には、上型１２の内方に向かって傾斜する傾斜面１９が形成されている。傾斜面１９は、内方から外方に行くにつれて低くなる。このような傾斜面１９は、例えば、上型１２の前後方向に延在しており、１列目において接続端子１ａ（コイルエンド）から直線状に延びる外側層８ｂ（図１及び図２のハッチング部分）の外周側の部分に当該外側層８ｂの内周側の部分に比べて大きな荷重を加えることを目的としている。そのため、傾斜面１９の形成位置は、２層巻コイル１の形状に応じて適宜変更される。

このような構成の上型１２と下型１１とで型閉じが行われるにあたって、図１０に示されるように、上型１２が所定の高さまで降下する。型閉じが完了後、下型１１の凹状の収容空間１４の底面と上型１２のコイル押圧面１５とで、２層巻コイル１の上下方向における両端をプレス圧により挟み込み、２層巻コイル１に所定のプレス圧が加えられる。

このとき、階層変位部分をなす最内層３と最外層４との間に位置する中間層５に対して、上型１２における第１の凸部１７のコイル押圧面１７ａで局所的に高められた荷重が加えられる。これにより、２層巻コイル１の積層厚を調整するにあたって、主として中間層５でプレス圧が高められ、これによって効率良く２層巻コイル１の積層厚を調整することができるので、無駄に大きなプレス圧を必要とせず、成形時のプレス圧を可能な限り低減させることができる。そして、荷重の低減により、角線コイル２の被覆部にダメージが発生することを抑制できる。

また、上型１２における第２の凸部１８のコイル押圧面１８ａで第２の辺部Ｂの内側層６ａを主としてプレスすることで、第１の凸部１７による中間層５の加圧バランスを取りながら、均一な積層厚の調整を行うことができる。

さらに、上型１２における傾斜面１９で１列目において接続端子１ａから直線状に延びる外側層８ｂがプレスされることで、外側層８ｂの外周側の部分に当該外側層８ｂの内周側の部分に比べて大きな荷重が加えられる。その結果、図１１の破線で囲んだ部分に示されるように、外側層８ｂの外周側の部分に歪みが集中する。ちなみに、図１１では、角線コイル２内の色が濃い部分が歪みが集中している部分である。

このような２層巻コイル１の押圧方法を適用すると、１列目において接続端子１ａから直線状に延びる外側層８ｂの外周側の部分に歪みを集中させることができるので、当該外側層８ｂが外側に開くことを抑制できる。

また、例えば、２層巻コイル１の積層厚を調整するにあたって、第１及び第２の凸部１７、１８が無い場合には、例えば１００ｋＮのプレス圧が必要であるが、第１及び第２の凸部１７、１８を採用した場合は、半分のプレス圧で２層巻コイル１を適正な積層厚に調整することができる。

ここで、図６などに示されるように、下型１１は収容空間１４内で上下動可能な可動ステージ１１ａを備え、当該可動ステージ１１ａで収容空間１４の底面を構成することが好ましい。このとき、例えば、２層巻コイル１をプレスする際には、可動ステージ１１ａを上方に移動させて収容空間１４の上端部近傍に配置し、可動ステージ１１ａの上面に２層巻コイル１を配置する。そして、可動ステージ１１ａを下方に移動させて２層巻コイル１を収容空間１４内に収容し、上型１２を下方に移動させて２層巻コイル１をプレスする。２層巻コイル１のプレスが終了すると、上型１２を上方に移動させ、その後、可動ステージ１１ａを上方に移動させて２層巻コイル１を収容空間１４から退去させる。これにより、２層巻コイル１をプレスする際に当該２層巻コイル１を簡単に設置及び撤去することができる。

本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、下記のような種々の変形が可能である。

１ ２層巻コイル、１ａ，１ｂ 接続端子、１ｃ 中央開口
２ 角線コイル
３ 最内層、３ａ 渡り線部
４ 最外層、４ａ 渡り線部
５ 中間層
６ａ，７ａ，８ａ 内側層
６ｂ，７ｂ，８ｂ 外側層
１０ 積層厚調整装置
１１ 下型、１１ａ 可動ステージ、１４ 収容空間
１２ 上型、１５ コイル押圧面、１６ センター突起、１７ 第１の凸部、１７ａ コイル押圧面、１８ 第２の凸部、１８ａ コイル押圧面、１９ 傾斜面
１３ 金型

Claims (1)

1. 平面視が矩形をなし、且つ側面視が台形をなすように、角線コイルが内外で２層に巻かれ、予め設定された辺部には、階層変位部分をなす最内層及び最外層と、前記最内層と前記最外層との間に位置する中間層と、が設けられた２層巻コイルの上面を、金型によって押圧する方法であって、
   前記金型のコイル押圧面に内方に向かって傾斜する傾斜面が形成されており、前記傾斜面を、前記角線コイルにおけるコイルエンドから直線状に延びる部分と接触させて前記２層巻コイルを押圧する、２層巻コイルの押圧方法。