JP2017152599A - コイルの製造装置、および、コイルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 占積率の低下を防止しつつ導線の曲げ加工に要する時間を短くするコイルの製造装置を提供する。
【解決手段】 断面が長方形状の導線である平角線5がエッジワイズ方向に巻回されているエッジワイズコイルを製造するコイル製造装置1は、平角線5を支持可能な支持部10に対して相対移動不能な第一芯金21、第一芯金21の第一中心軸C21を回転中心として回転可能に設けられ平角線5を把持可能な第一チャック23、第一チャック23と一体に設けられ平角線5をエッジワイズ方向に曲げることが可能な第一曲げセット部24、第一芯金21に対して相対移動可能な第二芯金31、第二芯金31の第二中心軸C31を回転中心として回転可能に設けられ平角線5を把持可能な第二チャック32、33、および、第二チャック32、33と一体に設けられ平角線5をエッジワイズ方向に曲げることが可能な第二曲げセット部34を備える。
【選択図】 図1
【解決手段】 断面が長方形状の導線である平角線5がエッジワイズ方向に巻回されているエッジワイズコイルを製造するコイル製造装置1は、平角線5を支持可能な支持部10に対して相対移動不能な第一芯金21、第一芯金21の第一中心軸C21を回転中心として回転可能に設けられ平角線5を把持可能な第一チャック23、第一チャック23と一体に設けられ平角線5をエッジワイズ方向に曲げることが可能な第一曲げセット部24、第一芯金21に対して相対移動可能な第二芯金31、第二芯金31の第二中心軸C31を回転中心として回転可能に設けられ平角線5を把持可能な第二チャック32、33、および、第二チャック32、33と一体に設けられ平角線5をエッジワイズ方向に曲げることが可能な第二曲げセット部34を備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、平角線がエッジワイズ方向に巻回されているエッジワイズコイルを製造するコイルの製造装置、および、コイルの製造方法に関する。
従来、断面が長方形状の導線である平角線の短辺側の端面を内径面として当該平角線が縦に巻回されているエッジワイズコイルが知られている。エッジワイズコイルを製造するとき、平角線は、エッジワイズコイルの内径面側のガイドとなるガイド部に当接しつつ当該ガイド部に巻き付けられるよう曲げ加工が施される。このとき、ガイド部に当接する平角線の短辺側の端面を有する部位は、曲げ加工時の応力の集中によってガイド部の中心軸方向に膨らむため、コイルの断面積に対する導体の断面積の割合である占積率が低下したり、エッジワイズコイルを冷却する冷却部と十分に接触できなくなったりする。このような平角線の膨らみを抑制するため、例えば、特許文献1には、ガイド部、平角線の長辺側の端面に沿うよう設けられる拘束部材、および、ガイド部の周方向に移動可能に設けられ平角線のガイド部に当接する端面とは反対側の端面に当接しつつ平角線を曲げる曲げセット部を備えるコイルの製造装置が記載されている。
一方、占積率および冷却性をさらに高めるため、平角線の曲げ半径を小さくしエッジワイズコイルの中心軸に垂直な断面形状を長方形状とすることが求められている。エッジワイズコイルの断面形状を長方形状とするためには、平角線を一周巻回するごとに四回曲げる必要があるが、特許文献1に記載のコイルの製造装置では、平角線を一回曲げる度に拘束部材によって平角線を拘束する必要があり、エッジワイズコイルの製造時間が比較的長くなる。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、占積率の低下を防止しつつ導線の曲げ加工に要する時間を短くするコイルの製造装置を提供することにある。
本発明は、断面が長方形状の導線である平角線がエッジワイズ方向に巻回されているエッジワイズコイルを製造するコイルの製造装置であって、支持部、第一ガイド部、第一チャック、第一曲げセット部、第二ガイド部、第二チャック、および、第二曲げセット部を備える。
支持部は、平角線のエッジワイズ方向の一方の側で平角線を支持可能である。
第一ガイド部は、平角線のエッジワイズ方向の他方の側に設けられ、支持部に対して相対移動不能である。
第一チャックは、第一ガイド部の径外方向に第一ガイド部の第一中心軸を回転中心として回転可能に設けられ、平角線を把持可能である。
第一曲げセット部は、平角線の第一ガイド部とは反対側に第一チャックと一体に回転可能に設けられ、平角線を平角線のエッジワイズ方向の他方の側に曲げることが可能である。
第二ガイド部は、第一ガイド部に比べ支持部から離れた位置であって平角線のエッジワイズ方向の他方の側に設けられ、第一ガイド部に対して相対移動可能である。
第二チャックは、第二ガイド部の径外方向に第二ガイド部の第二中心軸を回転中心として回転可能に設けられ、平角線を把持可能である。
第二ガイド部は、平角線の第二ガイド部とは反対側に第二チャックと一体に回転可能に設けられ、平角線を平角線のエッジワイズ方向の他方の側に曲げることが可能である。
支持部は、平角線のエッジワイズ方向の一方の側で平角線を支持可能である。
第一ガイド部は、平角線のエッジワイズ方向の他方の側に設けられ、支持部に対して相対移動不能である。
第一チャックは、第一ガイド部の径外方向に第一ガイド部の第一中心軸を回転中心として回転可能に設けられ、平角線を把持可能である。
第一曲げセット部は、平角線の第一ガイド部とは反対側に第一チャックと一体に回転可能に設けられ、平角線を平角線のエッジワイズ方向の他方の側に曲げることが可能である。
第二ガイド部は、第一ガイド部に比べ支持部から離れた位置であって平角線のエッジワイズ方向の他方の側に設けられ、第一ガイド部に対して相対移動可能である。
第二チャックは、第二ガイド部の径外方向に第二ガイド部の第二中心軸を回転中心として回転可能に設けられ、平角線を把持可能である。
第二ガイド部は、平角線の第二ガイド部とは反対側に第二チャックと一体に回転可能に設けられ、平角線を平角線のエッジワイズ方向の他方の側に曲げることが可能である。
本発明のコイルの製造装置では、平角線を曲げ加工するときにガイドとなる二つのガイド部のそれぞれに対して回転可能な二つのチャックを有する。平角線をエッジワイズ方向の他方の側に曲げるとき、チャックは、平角線を把持したままガイド部を中心として回転する。これにより、平角線は引き伸ばされながらエッジワイズ方向の他方の側に曲げられるため、曲げ加工時の平角線における特定の部位への応力の集中を低減することができる。したがって、本発明のコイルの製造装置は、平角線の膨らみを低減することができるため、膨らみによる占積率の低下を防止することができる。
また、本発明のコイルの製造装置は、支持部に対して相対移動不能に設けられている第一ガイド部と第一ガイド部に対して相対移動可能に設けられている第二ガイド部とを備える。これにより、本発明のコイルの製造装置に一旦セットされた平角線には、第二ガイド部に対する曲げ加工と第一ガイド部に対する曲げ加工とが連続して行われるため、比較的短い時間で断面形状が長方形状のエッジワイズコイルを製造することができる。
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
(一実施形態)
本発明の一実施形態によるコイルの製造装置およびコイルの製造方法を図1〜13に基づいて説明する。図1には、一実施形態による「コイルの製造装置」としてのコイル製造装置1の斜視図を示す。コイル製造装置1は、エッジワイズコイル9を製造することが可能である。図1に示す斜視図は、セットされた平角線5をエッジワイズ方向に二回曲げたときのコイル製造装置1の斜視図である。
本発明の一実施形態によるコイルの製造装置およびコイルの製造方法を図1〜13に基づいて説明する。図1には、一実施形態による「コイルの製造装置」としてのコイル製造装置1の斜視図を示す。コイル製造装置1は、エッジワイズコイル9を製造することが可能である。図1に示す斜視図は、セットされた平角線5をエッジワイズ方向に二回曲げたときのコイル製造装置1の斜視図である。
最初に、エッジワイズコイル9の構成について、図2に基づいて説明する。
エッジワイズコイル9は、断面が長方形状の巻線である平角線5の短辺側の端面、すなわち、エッジワイズ方向の端面を内径面として縦に巻回されることで形成される。エッジワイズコイル9は、二つの端子91、92、直線部93、および、曲線部94を有する。二つの端子91、92は、平角線5の両端に設けられる略直線状の部位である。直線部93と曲線部94とは、二つの端子91、92の間において交互に接続されている。エッジワイズコイル9は、中心軸に垂直な断面形状が長方形状となるよう四つの直線部93と四つの曲線部94とから形成されている。コイル製造装置1は、直線状の平角線5に曲線部94を形成するために用いられる。
エッジワイズコイル9は、断面が長方形状の巻線である平角線5の短辺側の端面、すなわち、エッジワイズ方向の端面を内径面として縦に巻回されることで形成される。エッジワイズコイル9は、二つの端子91、92、直線部93、および、曲線部94を有する。二つの端子91、92は、平角線5の両端に設けられる略直線状の部位である。直線部93と曲線部94とは、二つの端子91、92の間において交互に接続されている。エッジワイズコイル9は、中心軸に垂直な断面形状が長方形状となるよう四つの直線部93と四つの曲線部94とから形成されている。コイル製造装置1は、直線状の平角線5に曲線部94を形成するために用いられる。
コイル製造装置1は、支持部10、ベース15、第一曲げ加工部20、第二曲げ加工部30などを備える。
支持部10は、コイル製造装置1が置かれている図示しないテーブルに固定され、当該テーブルに対して相対移動不能となっている。支持部10は、ベース15に対して隙間を有しつつベース15の一部を収容可能な凹部101を有する。支持部10は、平角線5のエッジワイズ方向の一方の側の端面50に当接可能な段差面102を有する(図6参照)。これにより、支持部10は、平角線5を支持しつつ平角線5のエッジワイズ方向の一方の方向へ移動を規制可能である。
ベース15は、略円板状の部材であって、支持部10に対して移動可能に設けられている。ベース15上には、第一曲げ加工部20および第二曲げ加工部30が設けられている。
第一曲げ加工部20は、「第一ガイド部」としての第一芯金21、第一チャック22、23、第一曲げセット部24などを有する。第一曲げ加工部20は、支持部10に隣り合うよう設けられている。
第一芯金21は、平角線5のエッジワイズ方向の他方の側に支持部10に対して相対移動不能に設けられている。すなわち、第一芯金21は、支持部10が固定されているテーブルに固定されている。第一芯金21の径外方向の外壁211は、平角線5のエッジワイズ方向の他方の側の端面51に当接可能に形成されている。これにより、外壁211は、平角線5を曲げ加工するときのガイドとなる。このとき、第一芯金21の第一中心軸C21は、第一曲げ加工部20において平角線5を曲げ加工するときの曲げの中心となる。
本実施形態では、図1に示すように、第一中心軸C21と後述する第一曲げセット部24と当接可能な支持部10の第一曲げセット部24側の端面11とは、同一平面上に位置している。
本実施形態では、図1に示すように、第一中心軸C21と後述する第一曲げセット部24と当接可能な支持部10の第一曲げセット部24側の端面11とは、同一平面上に位置している。
第一チャック22、23は、第一芯金21の第一中心軸C21を回転中心として回転可能に設けられている。第一チャック22、23は、平角線5が第一チャック22、23に対して移動不能な程度に平角線5を把持することが可能であり、かつ、平角線5が第一チャック22、23に摺動可能なよう把持することも可能である。
第一チャック22は、平角線5のフラットワイズ方向の一方の側に設けられている。第一チャック22は、平角線5のフラットワイズ方向の一方の側の端面52に当接可能に形成されている。本実施形態では、第一チャック22は、ベース15と一体に形成されている。すなわち、ベース15は、第一中心軸C21を回転中心として回転可能に設けられている。図3(a)に示す第一曲げ加工部20の断面図では、第一チャック22に相当する部位を二点鎖線VL22で示してある。
第一チャック23は、平角線5のフラットワイズ方向の他方の側に設けられている。第一チャック23は、平角線5のフラットワイズ方向の他方の側の端面53に当接可能に形成されている。
第一チャック22は、平角線5のフラットワイズ方向の一方の側に設けられている。第一チャック22は、平角線5のフラットワイズ方向の一方の側の端面52に当接可能に形成されている。本実施形態では、第一チャック22は、ベース15と一体に形成されている。すなわち、ベース15は、第一中心軸C21を回転中心として回転可能に設けられている。図3(a)に示す第一曲げ加工部20の断面図では、第一チャック22に相当する部位を二点鎖線VL22で示してある。
第一チャック23は、平角線5のフラットワイズ方向の他方の側に設けられている。第一チャック23は、平角線5のフラットワイズ方向の他方の側の端面53に当接可能に形成されている。
第一曲げセット部24は、第一中心軸C21からみて第一チャック23の径外方向であって平角線5の第一芯金21とは反対側に設けられている。第一曲げセット部24は、第一チャック22、23と一体に回転可能に設けられている。第一曲げセット部24は、平角線5のエッジワイズ方向の一方の側の端面50に当接可能に形成されているセット面241を有する。第一曲げセット部24の支持部10側の端面242は、支持部10の端面11に当接可能に形成されている(図5、6参照)。
第二曲げ加工部30は、「第二ガイド部」としての第二芯金31、第二チャック32、33、第二曲げセット部34などを有する。第二曲げ加工部30は、第一曲げ加工部20に比べ支持部10から離れた位置に第一曲げ加工部20に隣り合うよう設けられている。
第二芯金31は、第一芯金21の支持部10とは反対側であって、平角線5のエッジワイズ方向の他方の側に設けられている。第二芯金31は、ベース15の回転中心でもある第一芯金21から離れた位置にベース15に対して固定されている。すなわち、ベース15が回転するとき、第二芯金31は、第一中心軸C21を回転中心として回転する。第二芯金31の径外方向の外壁311は、平角線5の端面51に当接可能に形成されている。これにより、外壁311は、平角線5を曲げ加工するときのガイドとなる。このとき、第二芯金31の第二中心軸C31は、第二曲げ加工部30において平角線5を曲げ加工するときの曲げの中心となる。
本実施形態では、図5に示すように、第二中心軸C31と後述する第二曲げセット部34と当接可能な第一曲げセット部24の第二曲げセット部34側の端面243とは、同一平面上に位置している。
本実施形態では、図5に示すように、第二中心軸C31と後述する第二曲げセット部34と当接可能な第一曲げセット部24の第二曲げセット部34側の端面243とは、同一平面上に位置している。
第二チャック32、33は、第二芯金31の第二中心軸C31を回転中心として回転可能に設けられている。第二チャック32、33は、平角線5が第二チャック32、33に対して移動不能な程度に平角線5を把持することが可能である。
第二チャック32は、平角線5のフラットワイズ方向の一方の側に設けられている。第二チャック32は、平角線5の端面52に当接可能な当接面321を有する。当接面321は、第一チャック22の端面52に当接可能な当接面221と同一平面上に位置するよう形成されている。
第二チャック33は、平角線5のフラットワイズ方向の他方の側に設けられている。第二チャック33は、平角線5の端面53に当接可能な当接面331を有する。当接面331は、第一チャック23の端面53に当接可能な当接面231と同一平面上に位置するよう形成されている。
第二チャック32は、平角線5のフラットワイズ方向の一方の側に設けられている。第二チャック32は、平角線5の端面52に当接可能な当接面321を有する。当接面321は、第一チャック22の端面52に当接可能な当接面221と同一平面上に位置するよう形成されている。
第二チャック33は、平角線5のフラットワイズ方向の他方の側に設けられている。第二チャック33は、平角線5の端面53に当接可能な当接面331を有する。当接面331は、第一チャック23の端面53に当接可能な当接面231と同一平面上に位置するよう形成されている。
第二曲げセット部34は、第二中心軸C31からみて第二チャック33の径外方向であって平角線5の第二芯金31とは反対側に設けられている。第二曲げセット部34は、第二チャック32、33と一体に回転可能に設けられている。第二曲げセット部34は、平角線5の端面50に当接可能に形成されているセット面341を有する。第二曲げセット部34の第一曲げセット部24側の端面342は、第一曲げセット部24の第二曲げセット部34側の端面243に当接可能に形成されている(図6参照)。
次に、コイル製造装置1におけるエッジワイズコイル9の製造方法について説明する。
最初に、「セット工程」としてのステップ(以下、単に「S」とする)101において、平角線5をコイル製造装置1にセットする。S101では、支持部10、第一曲げセット部24、および、第二曲げセット部34が図5に示すような隣り合う状態で並んでいるコイル製造装置1において、最初に、支持部10の段差面102に沿わせるよう平角線5を白抜き矢印F11の方向からセットする。段差面102に沿うようセットした平角線5を白抜き矢印F11の方向に押し込み、平角線5を第一曲げ加工部20の第一チャック22と第一チャック23との間に挿入する(図3(a)参照)。第一チャック22と第一チャック23との間に挿入された平角線5をさらに白抜き矢印F11の方向に押し込み、平角線5を第二チャック32と第二チャック33との間に挿入する(図3(b)参照)。第二チャック32と第二チャック33との間に挿入された平角線5の先端部p54は、図5に示すように、第二曲げセット部34から支持部10とは反対側に突出する。このとき、第一チャック22、23および第二チャック32、33は、平角線5を把持していない。
最初に、「セット工程」としてのステップ(以下、単に「S」とする)101において、平角線5をコイル製造装置1にセットする。S101では、支持部10、第一曲げセット部24、および、第二曲げセット部34が図5に示すような隣り合う状態で並んでいるコイル製造装置1において、最初に、支持部10の段差面102に沿わせるよう平角線5を白抜き矢印F11の方向からセットする。段差面102に沿うようセットした平角線5を白抜き矢印F11の方向に押し込み、平角線5を第一曲げ加工部20の第一チャック22と第一チャック23との間に挿入する(図3(a)参照)。第一チャック22と第一チャック23との間に挿入された平角線5をさらに白抜き矢印F11の方向に押し込み、平角線5を第二チャック32と第二チャック33との間に挿入する(図3(b)参照)。第二チャック32と第二チャック33との間に挿入された平角線5の先端部p54は、図5に示すように、第二曲げセット部34から支持部10とは反対側に突出する。このとき、第一チャック22、23および第二チャック32、33は、平角線5を把持していない。
S101において平角線5がセットされたコイル製造装置1の状態を示す模式図を図6に示す。図6に示す模式図は、第一中心軸C21に沿う方向から支持部10、第一曲げ加工部20、および、第二曲げ加工部30をみた図であって、図面を見やすくするため、ベース15を省略している。
ここで、第二チャック32と第二チャック33との間に挿入されている平角線5の部位を部位p55(図6の二点鎖線p55に囲まれている部位)とすると、部位p55の端面50は、第二曲げセット部34のセット面341に当接している。また、平角線5のエッジワイズ方向の他方の側の端面51のうち部位p55の端面51は、第二芯金31の径外方向の外壁311に当接している。
また、第二チャック32、33から支持部10とは反対側に突出している平角線5の部位を先端部p54とすると、部位p55の先端部p54とは反対側の部位の端面50は、第一曲げセット部24のセット面241および段差面102に当接している。
また、第二チャック32、33から支持部10とは反対側に突出している平角線5の部位を先端部p54とすると、部位p55の先端部p54とは反対側の部位の端面50は、第一曲げセット部24のセット面241および段差面102に当接している。
次に、「一次工程」としてのS102において、第二曲げ加工部30を回転する。S102では、第二曲げ加工部30は、第二チャック32、33によって平角線5が第二チャック32、33に対して移動不能な程度に部位p55を把持する。このとき、第一曲げ加工部20は、平角線5が第一チャック22、23に摺動可能なよう平角線5を把持する。コイル製造装置1では、このように第一チャック22、23および第二チャック32、33が平角線5を把持している状態において、第二チャック32、33および第二曲げセット部34を第二中心軸C31を回転中心として回転する。具体的には、第二チャック32、33および第二曲げセット部34は、図6に示す状態から反時計周りに90度回転する(図8の白抜き矢印F12)。これにより、図8に示すように、平角線5は、第二中心軸C31を曲げの中心としてエッジワイズ方向の他方の側に90度曲げられる。図7に示す斜視図は、図8の状態のときの斜視図である。
ここで、S102における曲げ加工が行われた後に第一チャック22と第一チャック23との間に挿入されている部位を部位p56(図8の二点鎖線p56に囲まれている部位)とする。部位p56の端面50は、第一曲げセット部24のセット面241に当接している。また、部位p56の端面51は、第一芯金21の径外方向の外壁211に当接している。また、部位p56の部位p55とは反対側の部位の端面50は、支持部10の段差面102に当接している。
次に、「二次工程」としてのS103において、第一曲げ加工部20を第二曲げ加工部30とともに回転する。S103では、第一曲げ加工部20は、第一チャック22、23によって平角線5が第一チャック22、23に対して移動不能な程度に部位p56を把持する。このとき、第二曲げ加工部30では、第二チャック32、33が平角線5の部位p55を第二チャック32、33に対して移動不能な程度に把持したままとなっている。コイル製造装置1では、このように第一チャック22、23および第二チャック32、33が平角線5を把持している状態において、第一チャック22、23および第一曲げセット部24を第一中心軸C21を回転中心として回転する。具体的には、第一チャック22、23および第一曲げセット部24は、図8に示す状態から反時計周りに90度回転する(図9の白抜き矢印F13)。これにより、図9に示すように、平角線5は、第一中心軸C21を曲げの中心としてエッジワイズ方向の他方の側に90度曲げられる。図1に示す斜視図は、図9の状態のときのコイル製造装置1の斜視図である。
このとき、第一チャック22と一体となっているベース15も反時計周りに90度回転するため、ベース15上に設けられている第二曲げ加工部30は、ベース15とともに反時計周りに90度回転する(図9の白抜き矢印F14)。これにより、先端部p54から支持部10に支持されている部位までの平角線5は、図9に示すような略コの字状に形成される。
次に、S104において、第一曲げ加工部20および第二曲げ加工部30による平角線5の把持を解除する。これにより、平角線5は、移動が可能となる。
次に、S105において、平角線5を所定の方向に突き出す。S105では、図10に示すように、平角線5を支持部10に支持されている平角線5のエッジワイズ方向およびフラットワイズ方向の両方向に対して略垂直な方向(図10の白抜き矢印F15の方向)に平角線5を押し込む。これにより、平角線5の部位p55、p56は、第一曲げ加工部20および第二曲げ加工部30の支持部10とは反対側の方向に移動する。
次に、S106において、第二曲げ加工部30を第二曲げ加工部30の元の位置に戻す。ここでいう「第二曲げ加工部30の元の位置」とは、第二曲げセット部34が第一曲げセット部24に隣り合う位置であって、具体的には、第二曲げセット部34の端面342と第一曲げセット部24の端面243とが当接する位置である。S106では、図10に示す状態から、第二曲げセット部34が平角線5と干渉しない程度に第二曲げ加工部30を第二中心軸C31に沿う方向に移動した後、回転する。具体的には、第二曲げ加工部30は、図10に示す状態から時計周りに90度回転する(図11の白抜き矢印F16)。これにより、図11に示すように、端面342と端面242とが当接し、第二曲げセット部34と第一曲げセット部24とが隣り合う。
次に、S107において、第一曲げ加工部20を第二曲げ加工部30とともに第一曲げ加工部20の元の位置に戻す。ここでいう「第一曲げ加工部20の元の位置」とは、第一曲げセット部24が支持部10に隣り合う位置であって、具体的には、第一曲げセット部24の端面242と支持部10の端面11とが当接する位置である。S107では、図11に示す状態から、第一曲げセット部24が平角線5と干渉しない程度に第一曲げ加工部20を第一中心軸C21に沿う方向に移動した後、回転する。具体的には、第一曲げ加工部20は、図11に示す状態から時計周りに90度回転する(図12の白抜き矢印F17)。これにより、端面242と端面11とが当接し、第一曲げセット部24と支持部10とが隣り合う。
このとき、ベース15も時計周りに90度回転するため、第二曲げ加工部30もベース15とともに時計周りに90度回転する。これにより、支持部10、第一曲げ加工部20、および、第二曲げ加工部30の位置関係は、図11から図12に示す状態となる。
このとき、ベース15も時計周りに90度回転するため、第二曲げ加工部30もベース15とともに時計周りに90度回転する。これにより、支持部10、第一曲げ加工部20、および、第二曲げ加工部30の位置関係は、図11から図12に示す状態となる。
支持部10、第一曲げセット部24、および、第二曲げセット部34が隣り合う状態で並んでいるコイル製造装置1は、S105において突き出された平角線5の部位p56につながる部位をS102〜S107と同じように曲げ加工する。
本実施形態によるコイル製造装置1では、このようにして、エッジワイズコイル9を製造する。
本実施形態によるコイル製造装置1では、このようにして、エッジワイズコイル9を製造する。
次に、コイル製造装置1の効果について、図13、14に基づいて説明する。
図13は、コイル製造装置1による平角線5の曲げ加工における平角線5の変化を示した模式図である。図14は、コイル製造装置1の比較例として、曲げ加工部40に平角線6を把持する機構を有していないコイル製造装置による平角線5の曲げ加工における平角線6の変化を示した模式図である。図13、14には、直線状の平角線を90度の角度に曲げるときの曲げ加工部の動きおよび平角線の変化を経時的に示しており、図13、14には、平角線を90度曲げたときの曲げ加工部の状態を実線で示している。なお、図13には、コイル製造装置1が備える第二曲げ加工部30での曲げ加工を示す。
図13は、コイル製造装置1による平角線5の曲げ加工における平角線5の変化を示した模式図である。図14は、コイル製造装置1の比較例として、曲げ加工部40に平角線6を把持する機構を有していないコイル製造装置による平角線5の曲げ加工における平角線6の変化を示した模式図である。図13、14には、直線状の平角線を90度の角度に曲げるときの曲げ加工部の動きおよび平角線の変化を経時的に示しており、図13、14には、平角線を90度曲げたときの曲げ加工部の状態を実線で示している。なお、図13には、コイル製造装置1が備える第二曲げ加工部30での曲げ加工を示す。
最初に、比較例のコイル製造装置による平角線6の変化について図14に基づいて説明する。比較例のコイル製造装置は、支持部70および曲げ加工部40を備える。
支持部70は、比較例のコイル製造装置が置かれている図示しないテーブルに固定され、当該テーブルに対して相対移動不能となっている。支持部70は、支持部70は、平角線6のエッジワイズ方向の一方の側の端面60に当接可能な段差面702を有する。これにより、支持部70は、平角線6を支持しつつ平角線6のエッジワイズ方向の一方の方向へ移動を規制可能である。
曲げ加工部40は、芯金41、および、曲げセット部44を有する。
芯金41は、平角線6のエッジワイズ方向の他方の側に設けられている。芯金41の中心軸C41は、曲げ加工部40において平角線6を曲げ加工するときの曲げの中心となる。曲げ加工部40に平角線6がセットされると、平角線6のエッジワイズ方向の他方の側の端面61は、芯金41の径外方向の外壁411に当接する。
曲げセット部44は、中心軸C41の径外方向であって曲げ加工部40にセットされている平角線6の芯金41とは反対側に設けられている。曲げセット部44は、中心軸C41に対して相対移動可能に設けられている。曲げセット部44は、平角線6のエッジワイズ方向の一方の側の端面60に当接可能に形成されているセット面441を有する。セット面441の支持部70側の縁442は、中心軸C41上の点から平角線6と当接している芯金41の外壁411上の点P411を通り、径方向に伸ばした仮想線VL0上に位置している。
ここで、平角線6の部位のうち仮想線VL0より平角線6の先端面62側の部位を部位p65(図14の二点鎖線p65に囲まれている部位)とする。部位p65の長さは、図14に示すように、長さL65となる。
芯金41は、平角線6のエッジワイズ方向の他方の側に設けられている。芯金41の中心軸C41は、曲げ加工部40において平角線6を曲げ加工するときの曲げの中心となる。曲げ加工部40に平角線6がセットされると、平角線6のエッジワイズ方向の他方の側の端面61は、芯金41の径外方向の外壁411に当接する。
曲げセット部44は、中心軸C41の径外方向であって曲げ加工部40にセットされている平角線6の芯金41とは反対側に設けられている。曲げセット部44は、中心軸C41に対して相対移動可能に設けられている。曲げセット部44は、平角線6のエッジワイズ方向の一方の側の端面60に当接可能に形成されているセット面441を有する。セット面441の支持部70側の縁442は、中心軸C41上の点から平角線6と当接している芯金41の外壁411上の点P411を通り、径方向に伸ばした仮想線VL0上に位置している。
ここで、平角線6の部位のうち仮想線VL0より平角線6の先端面62側の部位を部位p65(図14の二点鎖線p65に囲まれている部位)とする。部位p65の長さは、図14に示すように、長さL65となる。
比較例のコイル製造装置において平角線6の曲げ加工を行うとき、曲げセット部44は、図14の白抜き矢印F08に示すように、部位p65を芯金41に巻き付けるよう、部位p65を平角線6のエッジワイズ方向の他方の側に押し込む。これにより、平角線6は、中心軸C41を曲げの中心として平角線6のエッジワイズ方向の他方の側に90度曲げられる。このとき、曲げられた後の仮想線VL0から先端面62までの平角線6の長さL66は、曲げる前の部位p65の長さL65と同じ長さになっている。このため、部位p65のエッジワイズ方向の他方側の端部(図14の点線p651で囲まれる領域)に応力が集中し、中心軸C41に沿う方向に平角線6が膨らむ。
一方、コイル製造装置1では、部位p55をチャックしている第二チャック32、33と第二曲げセット部34とが一体となって、図13の白抜き矢印F18に示すように、第二中心軸C31を回転中心として回転する。このとき、平角線5の部位p55は、第二チャック32、33に対して相対移動不能であるため、平角線5は、部位p55の先端部p54とは反対側の部位が引き伸ばされつつ90度曲げられる。
より詳細に説明すると、図13に示すように、平角線5が曲げられた後の第二チャック32、33に把持されている部位p55の長さL56は、平角線5が曲げられる前の第二チャック32、33に把持されている部位p55の長さL55と同じ長さとなっている。すなわち、平角線5の第二芯金31の外壁311に当接している部位(図13の点線p551で囲まれる領域)は、引き伸ばされつつ曲げられているため、曲げによる応力の集中が小さくなる。これにより、第二芯金31の外壁311に当接している部位における第二中心軸C31に沿う方向への膨らみを抑制することができる。
コイル製造装置1では、第一芯金21及び第二芯金31のそれぞれに対して回転可能な第一チャック22、23及び第二チャック32、33を有する。平角線5をエッジワイズ方向に曲げるとき、平角線5を把持したままの第一チャック22、23及び第二チャック32、33が第一芯金21及び第二芯金31のそれぞれに対して回転する。これにより、平角線5は引き伸ばされながらエッジワイズ方向に曲げられるため、曲げ加工による平角線5の内径面への応力の集中を低減することができる。したがって、コイル製造装置1は、平角線5の膨らみが低減するため、膨らみによる占積率の低下を防止することができる。
また、コイル製造装置1では平角線5の膨らみを低減することができるため、隣り合う平角線5が確実に当接するよう巻回することができる。これにより、エッジワイズコイル9を冷却する冷却部との接触が良好となるため、エッジワイズコイル9の冷却を効率的に行うことができる。
また、コイル製造装置1は、支持部10に対して移動不能に設けられている第一芯金21と第一芯金21に対して移動可能に設けられている第二芯金31とを備える。これにより、コイル製造装置1に一旦セットされた平角線5には、第二芯金31に対する曲げ加工と第一芯金21に対する曲げ加工とが連続して行われるため、比較的短い時間で断面形状が長方形状のエッジワイズコイル9を製造することができる。
コイル製造装置1は、平角線5に対して二回の曲げ加工を行う第一曲げ加工部20と第二曲げ加工部30とがベース15に設けられている。これにより、コイル製造装置1の体格を小さくしつつ平角線5を一旦セットすると平角線5をエッジワイズ方向に二回曲げることができる。
また、コイル製造装置1では、曲げの中心となる第一中心軸C21と第二中心軸C31との位置関係が一定となっているため、コイル製造装置1に一旦セットした平角線5を移動させることなく二回の曲げ加工を行うことによって平角線5の曲げられる部位の位置関係が一定となる。これにより、エッジワイズコイル9の加工精度を向上することができる。
コイル製造装置1では、第一芯金21の第一中心軸C21と支持部10の端面11とは、同一平面上に位置している。これにより、第一曲げ加工部20において平角線5の曲げ加工を行うとき、部位p56の先端部p54とは反対側の部位が第一芯金21から離れることを防止することができる。したがって、曲げ加工の加工性を向上することができる。
また、コイル製造装置1では、第二芯金31の第二中心軸C31と第一曲げセット部24の端面243とは、同一平面上に位置している。これにより、第二曲げ加工部30において平角線5の曲げ加工を行うとき、部位p55の先端部p54とは反対側の部位が第二芯金31から離れることを防止することができる。したがって、曲げ加工の加工性を向上することができる。
(その他の実施形態)
上述の実施形態では、第二曲げ加工部によって平角線を曲げるとき、第一チャックは、平角線が第一チャックに摺動可能なよう把持するとした。しかしながら、第二曲げ加工部によって平角線を曲げるとき、第一チャックは平角線を把持しなくてもよい。
上述の実施形態では、第二曲げ加工部によって平角線を曲げるとき、第一チャックは、平角線が第一チャックに摺動可能なよう把持するとした。しかしながら、第二曲げ加工部によって平角線を曲げるとき、第一チャックは平角線を把持しなくてもよい。
上述の実施形態では、第一曲げ加工部によって平角線を曲げるとき、ベースが回転することによって第二曲げ加工部も第一曲げ加工部の動きに連動して回転するとした。しかしながら、第一曲げ加工部の動きと第二曲げ加工部の動きとを連動させる方法はこれに限定されない。
上述の実施形態では、第一芯金21の第一中心軸C21と支持部10の端面11とは、同一平面上に位置しているとした。また、第二芯金31の第二中心軸C31と第一曲げセット部24の端面243とは、同一平面上に位置しているとした。しかしながら、中心軸と支持部または曲げセット部の端面との関係はこれに限定されない。
上述の実施形態では、第一曲げ加工部によって平角線を曲げるとき、第二チャックは、平角線を把持するとした。しかしながら、第二チャックは、把持しなくてもよい。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
1・・・コイル製造装置(コイルの製造装置)
5・・・平角線
9・・・エッジワイズコイル
10・・・支持部
21・・・第一芯金(第一ガイド部)
22、23・・・第一チャック
24・・・第一曲げセット部
31・・・第二芯金(第二芯金)
32、33・・・第二チャック
34・・・第二曲げセット部
5・・・平角線
9・・・エッジワイズコイル
10・・・支持部
21・・・第一芯金(第一ガイド部)
22、23・・・第一チャック
24・・・第一曲げセット部
31・・・第二芯金(第二芯金)
32、33・・・第二チャック
34・・・第二曲げセット部
Claims (9)
- 断面が長方形状の導線である平角線(5)がエッジワイズ方向に巻回されているエッジワイズコイル(9)を製造するコイルの製造装置であって、
前記平角線のエッジワイズ方向の一方の側で前記平角線を支持可能な支持部(10)と、
前記平角線のエッジワイズ方向の他方の側に設けられ、前記支持部に対して相対移動不能な第一ガイド部(21)と、
前記第一ガイド部の径外方向に前記第一ガイド部の第一中心軸(C21)を回転中心として回転可能に設けられ、前記平角線を把持可能な第一チャック(22、23)と、
前記平角線の前記第一ガイド部とは反対側に前記第一チャックと一体に回転可能に設けられ、前記平角線を前記平角線のエッジワイズ方向の他方の側に曲げることが可能な第一曲げセット部(24)と、
前記第一ガイド部に比べ前記支持部から離れた位置であって前記平角線のエッジワイズ方向の他方の側に設けられ、前記第一ガイド部に対して相対移動可能な第二ガイド部(31)と、
前記第二ガイド部の径外方向に前記第二ガイド部の第二中心軸(C31)を回転中心として回転可能に設けられ、前記平角線を把持可能な第二チャック(32、33)と、
前記平角線の前記第二ガイド部とは反対側に前記第二チャックと一体に回転可能に設けられ、前記平角線を前記平角線のエッジワイズ方向の他方の側に曲げることが可能な第二曲げセット部(34)と、
を備えるコイルの製造装置。 - 前記第一チャックは、前記平角線が前記第一チャックに摺動可能なよう前記平角線を把持することが可能な請求項1に記載のコイルの製造装置。
- 前記第二ガイド部、前記第二チャックおよび前記第二曲げセット部は、前記第一チャックおよび前記第一曲げセット部の前記第一中心軸を回転中心とする回転に連動して前記第一中心軸を回転中心とする回転が可能である請求項1または2に記載のコイルの製造装置。
- 前記支持部の前記第一曲げセット部に当接可能な端面(11)と前記第一中心軸とは、同一平面上に位置している請求項1〜3のいずれか一項に記載のコイルの製造装置。
- 前記第一曲げセット部の前記支持部とは反対側の端面(243)と前記第二中心軸とは、同一平面上に位置している請求項1〜4のいずれか一項に記載のコイルの製造装置。
- 断面が長方形状の銅線である平角線(5)がエッジワイズ方向に巻回されているエッジワイズコイル(9)を製造するコイルの製造方法であって、
前記平角線のエッジワイズ方向の一方の側で前記平角線を支持可能な支持部(10)、前記平角線を前記平角線のエッジワイズ方向の他方の側に曲げることが可能な第一曲げ加工部(20)、および、前記第一曲げ加工部に比べ前記支持部から離れた位置に設けられ前記平角線を前記平角線のエッジワイズ方向の他方の側に曲げることが可能な第二曲げ加工部(30)の順に前記平角線をセットするセット工程と、
前記セット工程の後、前記第二曲げ加工部の第二チャック(32、33)によって前記平角線を把持しつつ、前記第一曲げ加工部に対して相対移動可能に設けられている前記第二曲げ加工部の第二ガイド部(31)の第二中心軸(C31)を回転中心として、前記平角線を前記平角線のエッジワイズ方向の他方の側に曲げることが可能な前記第二曲げ加工部の第二曲げセット部(34)および前記第二チャックを回転し、前記第二中心軸を曲げの中心としてエッジワイズ方向の他方の側に前記平角線を曲げる一次工程と、
前記一次工程の後、前記第一曲げ加工部の第一チャック(22、23)によって前記平角線を把持しつつ、前記支持部に対して相対移動不能に設けられている前記第一曲げ加工部の第一ガイド部(21)の第一中心軸(C21)を回転中心として、前記平角線を前記平角線のエッジワイズ方向の他方の側に曲げることが可能な前記第一曲げ加工部の第一曲げセット部(24)、および、前記第一チャックを回転し、前記第一中心軸を曲げの中心として前記平角線を前記平角線のエッジワイズ方向の他方の側に曲げる二次工程と、
を含むコイルの製造方法。 - 前記一次工程において、前記第一チャックは、前記平角線が前記第一チャックに摺動可能なよう前記平角線を把持する請求項6に記載のコイルの製造方法。
- 前記二次工程において、前記第二曲げ加工部は、前記第一曲げセット部および前記第一チャックとともに、前記第一中心軸を回転中心として回転する請求項6または7に記載のコイルの製造方法。
- 前記二次工程において、前記第二チャックは、前記平角線を把持する請求項6〜8のいずれか一項に記載のコイルの製造方法。
Priority Applications (1)
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JP2016035233A JP2017152599A (ja) | 2016-02-26 | 2016-02-26 | コイルの製造装置、および、コイルの製造方法 |
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CN116735380A (zh) * | 2023-08-16 | 2023-09-12 | 河南华洋电工科技集团有限公司 | 扁线立绕实验机 |
-
2016
- 2016-02-26 JP JP2016035233A patent/JP2017152599A/ja active Pending
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