JP2021058076A - Conductor formation device and manufacturing method of wave winding coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導体成形装置及び波巻コイルの製造方法に関する。 The present invention relates to a conductor molding apparatus and a method for manufacturing a wave winding coil.
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として、波巻コイルが知られている。波巻コイルは、ステータコアのスロット内に配置されるストレート状の複数のスロット配置部と、ステータコアの軸方向外側で、隣り合うスロット配置部同士を山型状又はアーチ状に連結する複数のターン部と、を有し、ステータコアの周方向に沿って波形状に成形される。 Generally, a wave winding coil is known as a coil constituting a stator of a rotating electric machine such as an electric motor or a generator. The wave winding coil has a plurality of straight slot arrangement portions arranged in the slots of the stator core and a plurality of turn portions for connecting adjacent slot arrangement portions in a chevron shape or an arch shape on the outer side in the axial direction of the stator core. And, and are formed into a wavy shape along the circumferential direction of the stator core.
このような波巻コイルとして、ステータコアの複数周分の長尺なシート状の波巻コイルが知られている。シート状の波巻コイルは、渦巻状に巻回され、各スロット配置部をステータコアの各スロット内に挿入することにより、複数層(複数ターン)のコイルを構成する。 As such a wave winding coil, a long sheet-shaped wave winding coil for a plurality of circumferences of the stator core is known. The sheet-shaped wave-wound coil is wound in a spiral shape, and each slot arrangement portion is inserted into each slot of the stator core to form a coil having a plurality of layers (multiple turns).
従来、このようなシート状の波巻コイルを製造する方法として、コイル導体の延在する面内において、コイル導体に対し、波巻コイルのターン部に対応する斜行状の複数の渡り導体部と、波巻コイルのスロット配置部に対応する直線状の複数のスロット導体部とを予め全て成形した後、各渡り導体部の中央部で順次折り返し、その折り返し部によって波巻コイルのターン部を成形する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a method of manufacturing such a sheet-shaped wave-wound coil, in the extending plane of the coil conductor, with respect to the coil conductor, a plurality of oblique-shaped crossing conductor portions corresponding to the turn portion of the wave-wound coil are formed. After molding all of the linear slot conductors corresponding to the slot arrangements of the wave coil in advance, the conductors are folded back in sequence at the center of each crossing conductor, and the turn of the wave coil is formed by the folded parts. A method is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記従来技術では、波巻コイルのターン部に対応する斜行状の渡り導体部(斜行部)を先に全て成形した後に、各斜行部を順次折り返してターン部を成形しているため、波巻コイルの成形精度が悪い、という問題があった。 However, in the above-mentioned conventional technique, after all the oblique crossover conductor portions (oblique portions) corresponding to the turn portions of the wave winding coil are first formed, each oblique portion is sequentially folded back to form the turn portion. Therefore, there is a problem that the molding accuracy of the wave winding coil is poor.
即ち、シート状の波巻コイルは、並列状態とされたUVWの三相に対応する複数本のコイル線材に対して同時に成形を行う。しかし、全てのコイル線材で均等な形状のターン部を成形することは困難であり、あるコイル線材のターン部の頂点部分では比較的きつく折り返され、別のコイル線材のターン部の頂点部分では比較的緩く折り返される場合や、ある折り返し工程では比較的きつく折り返され、別の折り返し工程では比較的緩く折り返される場合等があり得る。このような場合、折り返し部の成形バラつきによるコイル線材毎又は折り返し部毎のずれ(コイル線材の延在方向のずれ)を発生させ、そのずれが、折り返しの度に既に成形済みの斜行部に次第に蓄積し、最終的に得られる波巻コイルのターン部及びスロット配置部の成形精度が悪くなる。 That is, the sheet-shaped wave-wound coil is simultaneously molded on a plurality of coil wires corresponding to the three phases of UVW in a parallel state. However, it is difficult to form a turn portion having an even shape with all coil wires, and the turn portion of one coil wire is folded back relatively tightly, and the apex of the turn portion of another coil wire is compared. It may be folded back loosely, or it may be folded back relatively tightly in one folding process and relatively loosely in another folding process. In such a case, a deviation (deviation in the extending direction of the coil wire) is generated for each coil wire or each folded portion due to the molding variation of the folded portion, and the deviation is caused to the already molded skewed portion each time the folded portion is folded. It gradually accumulates, and the molding accuracy of the turn portion and the slot arrangement portion of the finally obtained wave winding coil deteriorates.
そこで、本発明は、斜行部と折り返し部とを有する導体を精度良く成形することができる導体成形装置及び波巻コイルの製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a conductor molding apparatus capable of accurately molding a conductor having a skewed portion and a folded portion, and a method for manufacturing a wave-wound coil.
(1) 本発明に係る導体成形装置は、直線部分を有する複数の導体(例えば、後述のコイル線材10)からなる導体群(例えば、後述の導体群100)に対し、複数の斜行部(例えば、後述の斜行部15)と複数の直線部(例えば、後述の直線部14)とを成形し、前記斜行部において前記導体群を厚さ方向に折り返す導体成形装置(例えば、後述の導体成形装置200)であって、前記導体群の前記斜行部を成形する部分を挟んだ両側の部分に対応する前記複数の導体の直線部分を把持し、前記導体群の幅方向に相対的に移動させて前記斜行部を成形する斜行部成形機構(例えば、後述の斜行部成形機構206)と、成形された前記斜行部を前記導体群の厚さ方向に折り返す折り返し機構(例えば、後述の折り返し機構207)と、を有し、前記折り返し機構で折り返された前記導体群を、次に前記斜行部を成形する部分が前記斜行部成形機構の位置に来るように、前記斜行部成形機構に対して相対的に移動させて、前記斜行部成形機構で前記斜行部を成形する。
(1) The conductor forming apparatus according to the present invention has a plurality of skewed portions (for example, a
上記(1)によれば、導体群を斜行部で折り返した後に次の斜行部の成形を行うので、折り返し時の成形誤差が蓄積せず、斜行部と折り返し部とを有する導体を精度良く成形することができる。 According to the above (1), since the next skewed portion is formed after the conductor group is folded back at the skewed portion, a molding error at the time of folding back is not accumulated, and the conductor having the skewed portion and the folded portion is formed. It can be molded with high accuracy.
(2) (1)に記載の導体成形装置において、前記導体群の前記直線部を把持して、前記導体群を前記直線部の延在方向に移動可能な把持機構(例えば、後述の把持機構205)を更に有し、前記把持機構は、前記直線部を把持した状態で、前記導体群を前記直線部の延在方向に移動させて前記斜行部成形機構又は前記折り返し機構まで搬送し、前記斜行部成形機構は、前記把持機構によって前記複数の導体が把持された状態で、前記斜行部を成形し、前記折り返し機構は、前記把持機構によって前記複数の導体が把持された状態で、前記斜行部を折り返すようにしてもよい。 (2) In the conductor forming apparatus according to (1), a gripping mechanism (for example, a gripping mechanism described later) capable of gripping the straight portion of the conductor group and moving the conductor group in the extending direction of the straight portion. 205), the gripping mechanism moves the conductor group in the extending direction of the straight portion and conveys the conductor group to the slanted portion forming mechanism or the folding back mechanism while gripping the straight portion. The oblique portion forming mechanism forms the oblique portion in a state where the plurality of conductors are gripped by the gripping mechanism, and the folding back mechanism is a state in which the plurality of conductors are gripped by the gripping mechanism. , The skewed portion may be folded back.
上記(2)によれば、搬送機能を有する把持機構と折り返し機構とが別体で設けられるので、折り返し位置が常に一定になり、折り返し位置の精度が良好になる。 According to the above (2), since the gripping mechanism having the transport function and the folding mechanism are separately provided, the folding position is always constant and the accuracy of the folding position is improved.
(3) (2)に記載の導体成形装置において、前記把持機構は、成形された前記斜行部を挟んだ両側に配置される前記直線部を把持する一対の把持部材(例えば、後述の把持部材205A,205B)を有してもよい。
(3) In the conductor molding apparatus according to (2), the gripping mechanism is a pair of gripping members (for example, gripping described later) that grip the straight portions arranged on both sides of the molded diagonal portion.
上記(3)によれば、斜行部を挟んだ両側に配置される直線部の二点で導体群を把持しているので、導体群がばらけにくい。 According to the above (3), since the conductor group is gripped by two points of the straight line portions arranged on both sides of the skewed portion, the conductor group is hard to be separated.
(4) (2)又は(3)に記載の導体成形装置において、前記折り返し機構及び前記把持機構は、前記複数の導体を収容する溝部(例えば、後述の溝部210a)を有し、前記溝部は、前記導体の幅方向に開閉可能に構成され、前記導体を幅方向に把持及び把持解除するものであってもよい。
(4) In the conductor molding apparatus according to (2) or (3), the folding mechanism and the gripping mechanism have a groove portion (for example, a
上記(4)によれば、導体を押さえるための別途の押さえ部材が不要であるため、装置の小型化が可能であるとともに、導体の幅方向を把持するため、複数の導体の間に厚さ方向のばらつきがあっても、複数の導体を一体に把持することが可能である。 According to the above (4), since a separate pressing member for pressing the conductor is not required, the device can be miniaturized, and in order to grip the width direction of the conductor, the thickness between the plurality of conductors is thick. It is possible to integrally grip a plurality of conductors even if the directions vary.
(5) (1)〜(3)のいずれかに記載の導体成形装置において、前記折り返し機構は、前記複数の導体を収容する溝部(例えば、後述の溝部230a)を有し、前記溝部の間隔は、前記導体群の前記直線部が収容されるステータコア(例えば、後述のステータコア20)のスロット(例えば、後述のスロット23)の間隔よりも狭いものであってもよい。
(5) In the conductor molding apparatus according to any one of (1) to (3), the folding mechanism has a groove portion (for example, a
上記(5)によれば、折り返し時のピッチによって折り返し後の頂点部の幅をコントロールすることができる。 According to the above (5), the width of the apex portion after folding can be controlled by the pitch at the time of folding.
(6) (1)〜(5)の何れかに記載の導体成形装置において、前記斜行部成形機構は、前記斜行部と前記直線部との境界点である曲げ起点(例えば、後述の曲げ起点P)を中心とするとともに前記斜行部の長さを半径として、円弧状に移動させることによって前記斜行部を成形することが好ましい。 (6) In the conductor forming apparatus according to any one of (1) to (5), the oblique portion forming mechanism is a bending starting point (for example, described later) which is a boundary point between the oblique portion and the straight portion. It is preferable to form the skewed portion by moving it in an arc shape with the bending starting point P) as the center and the length of the skewed portion as a radius.
上記(6)によれば、導体を引っ張りながら斜行部成形を行うため、斜行部の成形精度が向上する。 According to the above (6), since the oblique portion is formed while pulling the conductor, the forming accuracy of the oblique portion is improved.
(7) (1)〜(6)のいずれかに記載の導体成形装置において、前記折り返し機構は、折り返した前記導体群の折り返し部(例えば、後述のターン部12)を厚さ方向に押圧する押圧部材(例えば、後述の押圧部材203D,204D)を有することが好ましい。
(7) In the conductor molding apparatus according to any one of (1) to (6), the folding mechanism presses the folded portion (for example, the
上記(7)によれば、斜行部を折り返した後の折り返し部の成形精度が更に向上する。また、折り返し機構によって斜行部を折り返した後にそのまま押圧することができるため、押圧のためのステーションを別途に設ける必要がなく、装置を簡素化することができる。 According to the above (7), the molding accuracy of the folded portion after the skewed portion is folded is further improved. Further, since the slanted portion can be pressed as it is after being folded by the folding mechanism, it is not necessary to separately provide a station for pressing, and the device can be simplified.
(8) (1)〜(7)のいずれかに記載の導体成形装置において、前記折り返し機構は、折り返し完了後に、前記導体群を把持した状態で、前記導体の並び方向に移動させることが好ましい。 (8) In the conductor molding apparatus according to any one of (1) to (7), it is preferable that the folding mechanism is moved in the alignment direction of the conductors while holding the conductor group after the folding is completed. ..
上記(8)によれば、斜行部を折り返した後のスプリングバックを抑制することができる。 According to the above (8), it is possible to suppress the springback after the skewed portion is folded back.
(9) (1)〜(8)のいずれかに記載の導体成形装置において、前記折り返し機構は、辺縁部(例えば、後述の辺縁部220a)が前記斜行部の折り返し線(例えば、後述の折り返し線R)に沿って挿入される折り返し治具(例えば、後述の折り返し治具220)を備えることが好ましい。
(9) In the conductor molding apparatus according to any one of (1) to (8), in the folding mechanism, the edge portion (for example, the
上記(9)によれば、斜行部を折り返し線に沿って精度良く折り返すことができる。 According to the above (9), the skewed portion can be folded back with high accuracy along the folding line.
(10) (9)に記載の導体成形装置において、前記折り返し治具は、前記辺縁部に、前記斜行部の前記折り返し部の頂点部(例えば、後述の頂点部12c)に対応する部位をそれぞれ幅方向に挟むように配置される2つの突起(例えば、後述の突起220b)を有することが好ましい。
(10) In the conductor forming apparatus according to (9), the folding jig has a portion corresponding to the edge portion and the apex portion (for example, the
上記(10)によれば、折り返し治具の突起によって頂点部の幅の広がりを抑制することができる。 According to the above (10), the expansion of the width of the apex can be suppressed by the protrusion of the folding jig.
(11) 本発明に係る波巻コイルの製造方法は、コイル線材(例えば、後述のコイル線材10)により成形され、ステータコア(例えば、後述のステータコア20)のスロット(例えば、後述のスロット23)に配置される複数のスロット配置部(例えば、後述のスロット配置部11)と、隣り合う前記スロット配置部同士を連結する複数のターン部(例えば、後述のターン部12)と、を有する波巻コイル(例えば、後述の波巻コイル1)の製造方法であって、前記コイル線材の直線部(例えば、後述の直線部14)を、前記コイル線材の延在する面内において、前記直線部の延在方向(例えば、後述のZ方向、D1方向)と交差する方向(例えば、後述のD2方向)にオフセットさせることにより、前記コイル線材に斜行部(例えば、後述の斜行部15)を成形する斜行部成形工程と、前記斜行部が成形された前記コイル線材を、前記斜行部における前記ターン部の頂点部(例えば、後述の頂点部12c)に対応する部位において折り返すことにより、折り返された前記斜行部で構成される前記ターン部と、前記斜行部に連続する前記直線部で構成される前記スロット配置部と、を成形する折り返し工程と、を有し、前記斜行部成形工程と前記折り返し工程とを交互に行うことで、前記波巻コイルを成形する。
(11) In the method for manufacturing a wave-wound coil according to the present invention, a coil wire rod (for example, a
上記(11)によれば、斜行部の成形と折り返しによるターン部の成形とを交互に行うため、折り返しの際に生じる成形誤差が蓄積されず、ターン部及びスロット配置部の成形精度の良い波巻コイルを製造することができる。 According to the above (11), since the forming of the skew portion and the molding of the turn portion by folding are performed alternately, the molding error generated at the time of folding is not accumulated, and the molding accuracy of the turn portion and the slot arrangement portion is good. A wave winding coil can be manufactured.
(12) (11)に記載の波巻コイルの製造方法において、前記コイル線材は、複数本の単位線材(例えば、後述の単位線材10a)を前記コイル線材の厚さ方向(例えば、後述のY方向)に並べて構成され、前記斜行部成形工程及び前記折り返し工程は、前記複数本の単位線材を並べた状態で前記コイル線材を成形することが好ましい。
(12) In the method for manufacturing a wave-wound coil according to (11), the coil wire has a plurality of unit wires (for example, the
上記(12)によれば、斜行部を折り返す際に、斜行部におけるコイル線材の延在方向と折り返し方向との角度差により、コイル線材を構成する複数本の単位線材間で周長差の問題が生じ得るが、斜行部の成形と折り返しによるターン部の成形とを交互に行うため、折り返しによる単位線材間の周長差が次の斜行部の成形時に実質的にキャンセルされ、複数本の単位線材からなるコイル線材によって、成形精度の良い波巻コイルを製造することができる。 According to the above (12), when the skewed portion is folded back, the peripheral length difference between a plurality of unit wires constituting the coil wire rod is due to the angle difference between the extending direction and the folded-back direction of the coil wire rod in the skewed portion. However, since the forming of the skewed portion and the forming of the turn portion by folding are performed alternately, the difference in peripheral length between the unit wires due to folding is substantially canceled at the time of forming the next oblique portion. A coil wire having a plurality of unit wires can be used to manufacture a wave-wound coil with good molding accuracy.
(13) (11)又は(12)に記載の波巻コイルの製造方法において、複数本の前記コイル線材から前記波巻コイルを成形し、前記折り返し工程において、折り返し前の前記複数のコイル線材の前記直線部の間隔を、前記ステータコアの前記スロットの間隔よりも狭くすることが好ましい。 (13) In the method for manufacturing a wave-wound coil according to (11) or (12), the wave-wound coil is formed from a plurality of the coil wires, and in the folding step, the plurality of coil wires before folding is formed. It is preferable that the distance between the straight portions is narrower than the distance between the slots of the stator core.
上記(13)によれば、折り返し時のピッチによって折り返し後の頂点部の幅をコントロールすることができる。 According to the above (13), the width of the apex portion after folding can be controlled by the pitch at the time of folding.
(14) (11)〜(13)のいずれかに記載の波巻コイルの製造方法において、前記折り返し工程は、前記ターン部の成形後に、前記ターン部を、前記コイル線材の延在する面に直交する方向に押圧することが好ましい。 (14) In the method for manufacturing a wave-wound coil according to any one of (11) to (13), in the folding step, after molding the turn portion, the turn portion is placed on the extending surface of the coil wire rod. It is preferable to press in the orthogonal direction.
上記(14)によれば、折り返し部が厚さ方向(ステータコアの径方向)に膨らむことを防止できる。 According to the above (14), it is possible to prevent the folded-back portion from bulging in the thickness direction (diameter direction of the stator core).
(15) (11)〜(14)のいずれに記載の波巻コイルの製造方法において、前記波巻コイルは、前記ステータコアに巻回されて装着されることにより、前記ステータコアの複数周分に対応する複数の層(例えば、後述の1T〜8T)を構成する波巻コイルであり、前記折り返し工程は、前記層が前記ステータコアの径方向に切り替わる層替わり部(例えば、後述の層替わり部Ta)において、前記斜行部の折り返し方向を逆にすることが好ましい。 (15) In the method for manufacturing a wave-wound coil according to any one of (11) to (14), the wave-wound coil is wound around the stator core and mounted so as to correspond to a plurality of circumferences of the stator core. It is a wave winding coil constituting a plurality of layers (for example, 1T to 8T described later), and in the folding step, a layer changing portion (for example, a layer changing portion Ta described later) in which the layer is switched in the radial direction of the stator core. In the above, it is preferable to reverse the folding direction of the skewed portion.
上記(15)によれば、層替わり部において、ターン部の厚さ方向(ステータコアの径方向)のオフセットが逆方向になるため、波巻コイルがステータコアに装着された際に、層替わり部における層間の干渉を避けることができる。 According to the above (15), in the layer changing portion, the offset in the thickness direction (diameter direction of the stator core) of the turn portion is opposite, so that when the wave winding coil is mounted on the stator core, the layer changing portion is formed. Interference between layers can be avoided.
(16) (11)〜(15)のいずれかに記載の波巻コイルの製造方法において、前記折り返し工程において、折り返し治具(例えば、後述の折り返し治具220)の辺縁部(例えば、後述の辺縁部220a)が折り返し線(例えば、後述の折り返し線R)に沿うように、前記斜行部に前記折り返し治具を挿入することが好ましい。
(16) In the method for manufacturing a wave-wound coil according to any one of (11) to (15), in the folding step, an edge portion (for example, described later) of a folding jig (for example, a
上記(16)によれば、斜行部を折り返し線に沿って精度良く折り返すことができる。 According to the above (16), the skewed portion can be folded back with high accuracy along the folding line.
(17) (11)〜(16)のいずれかに記載の波巻コイルにおいて、前記折り返し工程において、前記斜行部における前記ターン部の頂点部(例えば、後述の頂点部12c)に対応する部位を幅方向に挟んだ状態で折り返すことが好ましい。
(17) In the wave winding coil according to any one of (11) to (16), in the folding step, a portion corresponding to the apex portion (for example, the
上記(17)によれば、折り返し時に頂点部の幅の広がりを抑制することができる。 According to the above (17), it is possible to suppress the expansion of the width of the apex portion at the time of folding back.
本発明によれば、斜行部と折り返し部とを有する導体を精度良く成形することができる導体成形装置及び波巻コイルの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a conductor molding apparatus capable of accurately molding a conductor having a skewed portion and a folded portion, and a method for manufacturing a wave winding coil.
以下、導体成形装置を用いて波巻コイルを製造する方法について図面を参照して詳細に説明する。
まず、波巻コイル及びステータについて、図1及び図2を用いて説明する。本実施形態に示す波巻コイル1は、後段で説明する複数本の並列状態のコイル線材10を用いて、図中のY方向に沿って長尺なシート状に成形される。このY方向は、図2に示すステータコア20の周方向に対応する。
Hereinafter, a method of manufacturing a wave-wound coil using a conductor forming apparatus will be described in detail with reference to the drawings.
First, the wave winding coil and the stator will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The
ステータ2は、ステータコア20と、ステータコア20に装着される波巻コイル1とにより構成される。ステータコア20は、中央の軸孔21に向けて放射状に突出する複数のティース22を有する。隣り合うティース22,22の間にスロット23が形成される。本実施形態では72個のスロット23を有するステータコア20を例示している。
The
波巻コイル1は、複数のスロット配置部11と、複数のターン部12と、を有する。スロット配置部11は、ステータコア20のスロット23内に配置される部位であり、ステータコア20の軸方向(図1中のZ方向)に沿ってストレート状に延びている。ターン部12は、ステータコア20の軸方向の外側において、コイル線材10の隣り合うスロット配置部11,11同士を山型状又はアーチ状に連結する部位である。波巻コイル1の一方端部は、駆動回路との電気的接続のための端子部13となっている。なお、波巻コイル1のスロット配置部11及びターン部12は、複数本のコイル線材10により構成されるが、図1では、これらスロット配置部11、ターン部12及び端子部13を面で模式的に示している。
The
本実施形態の波巻コイル1は、ステータコア20の4周分の長さを有し、ステータコア20に全体で1T〜8Tの8層(8ターン)分のコイルを構成する。従って、波巻コイル1は、ステータコア20の1周当たり2層(2ターン)分のコイルを構成し、ステータコア20を1周する毎に層替わりする。図1に示す符号Taは、7層(7T)と6層(6T)との間、5層(5T)と4層(4T)との間、3層(3T)と2層(2T)との間、にそれぞれ配置される層替わり部である。
The
この波巻コイル1は、ステータコア20を4周するように渦巻状に巻回され、スロット配置部11をステータコア20のスロット23内に配置させることにより、ステータコア20に装着される。これによりステータ2が構成される。なお、各スロット23には、波巻コイル1とステータコア20との間の絶縁を図るためのインシュレータが配置されるが、図2では図示を省略している。
The
次に、波巻コイル1を構成するコイル線材10の一実施形態について、図3〜図6を用いて説明する。
コイル線材10は、銅線等からなる導体である。コイル線材10は、所定の長さに切断された後、図3に示すように、白抜き矢印に示す方向に移動する引出しツール300によって、コイル線材10の延在方向の略中央部において曲げ成形される。本実施形態のコイル線材10は、図4に示すように、それぞれ平角線からなる3本の単位線材10aを、ステータコア20の周方向に対応するY方向に並べて構成される。コイル線材10は、3本の単位線材10aをY方向に並べた状態で、引出しツール300によって、3本の単位線材10aの並び方向に一体に曲げ成形されている。
Next, an embodiment of the
The
引出しツール300によって曲げ成形されたコイル線材10は、図示しない成形金型によって、図5及び図6に示すように、山型状となるターン部12(以下、このコイル線材10に最初に成形されるターン部12を第1ターン部12Aという場合がある。)と、その第1ターン部12Aの両端部から同一方向に平行に延在する2本の直線部14,14と、を有する略U字状に成形される。本実施形態のコイル線材10の2本の直線部14,14の間隔は、ステータコア20における6スロット離れた2つのスロット23,23に対応する間隔を有する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
コイル線材10の第1ターン部12Aは、図5及び図6に示すように、第1斜行部12aと、第2斜行部12bと、頂点部12cと、を有する。第1斜行部12a及び第2斜行部12bは、直線部14,14に一体に連結されると共に、直線部14,14との連結部位から互いに近づく方向に斜めに延び、頂点部12cにおいて一体に連結されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the first turn portion 12A of the
図6に示すように、コイル線材10の線幅(ステータコア20の径方向の幅)をWとしたとき、第1斜行部12aは、連結される直線部14を基準として、X方向にオフセットすることなく、頂点部12cに向けて傾斜状に延びている。一方、第2斜行部12bは、第1斜行部12aに対してX1方向にWだけオフセットした後、直線部14に向けて傾斜状に延び、その直線部14との連結部位において、上記と反対方向となるX2方向にWだけオフセットしている。その結果、2つの直線部14,14のX方向に沿う位置は変わらない。即ち、2つの直線部14,14は、Y方向に沿う同一の面内に配置されている。なお、X1方向及びX2方向で示されるX方向は、ステータコア20の径方向に対応する。
As shown in FIG. 6, when the line width of the coil wire 10 (the radial width of the stator core 20) is W, the
略U字状に成形されたコイル線材10は、波巻コイル1の成形に際して、図7及び図8に示すように、複数本並列される。複数本のコイル線材10が並列されることによって、導体群100が構成される。本実施形態では、三相6本のコイル線材10が使用され、6本のコイル線材10が、所定ピッチでY方向にずれて並列されることによって、導体群100を構成している。このとき、12本の直線部14は、ステータコア20のスロット間隔に対応する均等間隔で平行に並べられている。各第1ターン部12Aの第1斜行部12aと第2斜行部12bとは、コイル線材10の線幅WだけX方向に沿う反対方向にオフセットしているため、隣り合う第1ターン部12A,12Aの第1斜行部12aと第2斜行部12bとを交差させて、隣り合うコイル線材10,10同士を重ねると、12本全ての直線部14は、Y方向に沿う同一の面内に配置される。
As shown in FIGS. 7 and 8, a plurality of
次に、6本の並列状態のコイル線材10からなる導体群100から波巻コイル1を成形する方法について説明する。最初に、波巻コイル1を成形する際に用いられる導体成形装置200の具体的な構成について、図9及び図10を参照して説明する。
Next, a method of forming the
導体成形装置200は、導体群100を載置する載置台201と、それぞれ導体群100を斜行部成形及び折り返しのために把持する第1クランプ部202、第2クランプ部203、第3クランプ部204と、導体群100を搬送のために把持する把持機構205と、を有する。
The
載置台201の上面201aには、図示しない搬送装置によって搬送されてきた導体群100が、ターン部12(第1ターン部12A)側を第1クランプ部202側に向けて平置きされる。
On the
第1クランプ部202、第2クランプ部203、第3クランプ部204は、成形対象の導体群100の搬送経路に沿って配置され、導体成形装置200の上下方向(図9における紙面に対して垂直方向、図10における上下方向)に昇降移動可能に設けられる。第1クランプ部202、第2クランプ部203、第3クランプ部204は、導体群100をクランプしない時は、導体群100の搬送を邪魔しないように、載置台201の上面201aよりも下位に配置され、導体群100が第1クランプ部202、第2クランプ部203、第3クランプ部204の上方まで搬送されると上昇し、導体群100を把持するように構成される。
The
第1クランプ部202は、最も載置台201に近接して配置される。第1クランプ部202は、導体群100を構成するコイル線材10の直線部14を一括して把持する一対のクランプ部材202A,202Bを有する。クランプ部材202A,202Bは、図7に示す導体群100のY方向に沿う幅以上の幅をそれぞれ有し、導体群100の搬送経路に面して、導体群100の搬送方向であるD1方向に一定の間隔をおいて平行に配置される。この一定の間隔によって、クランプ部材202A,202Bの間には、後述する把持機構205の一つの把持部材205A又は205Bを収容可能な空間部202Cが形成される。
The
第2クランプ部203は、第1クランプ部202に対して載置台201から遠い側に配置される。第2クランプ部203は、第1クランプ部202と同様に、導体群100を構成するコイル線材10の直線部14を一括して把持する一対のクランプ部材203A,203Bを有する。クランプ部材203A,203Bも、導体群100の幅以上の幅をそれぞれ有し、導体群100の搬送経路に面して、導体群100の搬送方向であるD1方向に一定の間隔をおいて平行に配置される。この一定の間隔によって、クランプ部材203A,203Bの間には、後述する把持機構205の一つの把持部材205A又は205Bを収容可能な空間部203Cが形成される。
The
第3クランプ部204は、第2クランプ部203よりも更に載置台201から遠い側に配置される。第3クランプ部204は、第1クランプ部202及び第2クランプ部203と同様に、導体群100を構成するコイル線材10の直線部14を一括して把持する一対のクランプ部材204A,204Bを有する。クランプ部材204A,204Bも、導体群100の幅以上の幅をそれぞれ有し、導体群100の搬送経路に面して、導体群100の搬送方向であるD1方向に一定の間隔をおいて平行に配置される。この一定の間隔によって、クランプ部材204A,204Bの間には、後述する把持機構205の一つの把持部材205A又は205Bを収容可能な空間部204Cが形成される。
The
第2クランプ部203及び第3クランプ部204には、上下方向に昇降移動可能な押圧部材203D,204Dがそれぞれ設けられる。押圧部材203D,204Dは、導体群100を面で押圧する板状部材からなる。第2クランプ部203の押圧部材203Dは、クランプ部材203Bに対して、載置台201から遠い側に平行に並列するように近接して配置される。第3クランプ部204の押圧部材204Dは、クランプ部材204Aに対して、載置台201に近い側に平行に並列するように近接して配置される。図10は、押圧部材203D,204Dがそれぞれ下動した位置にある状態を示している。このときの押圧部材203D,204Dの上面は、導体群100の搬送動作及び各クランプ部材203A,203B、204A,204Bによる把持動作及び導体群100の搬送動作を阻害しないように、クランプ部材203A,203B、204A,204Bの上面よりも下位に配置される。
The
図9及び図10に示すように、第1クランプ部202における載置台201から遠い側のクランプ部材202Bと、第2クランプ部203における載置台201に近い側のクランプ部材203Aとは、距離L1だけ離れている。また、第2クランプ部203における載置台201から遠い側のクランプ部材203Bと、第3クランプ部204における載置台201に近い側のクランプ部材204Aとは、距離L2だけ離れている。距離L2は、距離L1よりも短い。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
第3クランプ部204は、第1クランプ部202及び第2クランプ部203に対して、導体成形装置200の幅方向(図9におけるD2−D3方向)の一方向(図9におけるD2方向)にオフセットして配置される。D2−D3方向は、導体群100の搬送方向であるD1方向に対して直交する方向である。第2クランプ部203に対する第3クランプ部204のD2方向へのオフセット量は、導体群100の幅の半分、すなわち、コイル線材10の直線部14の6本分のピッチに相当する。
The
第2クランプ部203と第3クランプ部204とは、図示しない移動機構によって、導体成形装置200の幅方向に一体となって移動可能に設けられる。しかし、第1クランプ部202は不動である。そのため、少なくとも第1クランプ部202と第2クランプ部203とが導体群100を把持した状態で、第2クランプ部203が第1クランプ部202に対して導体成形装置200の幅方向に移動することによって、第1クランプ部202と第2クランプ部203との間に配置される導体群100の直線部14を斜めに折り曲げ、図15に示す斜行部15を形成することができる。したがって、第1クランプ部202と少なくとも第2クランプ部203とは、導体成形装置200における斜行部成形機構206を構成する。
The
第3クランプ部204は、第2クランプ部203との間を幅方向に延びる折り返し線R(図9参照)を境にして、図示しない回転移動機構によって、図20に示すように、第2クランプ部203上に重なるように回転移動可能に設けられる。第3クランプ部204の回転移動によって、クランプ部材203Aとクランプ部材204B、クランプ部材203Bとクランプ部材204A、空間部203C,204D同士、押圧部材203D,204D同士、がそれぞれ重なり合う。これによって、第2クランプ部203及び第3クランプ部204に把持される導体群100は、折り返し線Rを境にして、厚さ方向(図8におけるX1−X2方向)に折り返される。したがって、第2クランプ部203と第3クランプ部204とは、導体成形装置200における折り返し機構207を構成する。
The
把持機構205は、図10に示すように、載置台201の上面201aよりも上位に配置され、図示しない昇降機構によって、下方に配置される導体群100に対して昇降可能に設けられる。把持機構205は、導体群100の幅以上の幅をそれぞれ有する一対の把持部材205A,205Bを有する。一対の把持部材205A,205Bとは同一構造である。把持部材205A,205Bは、D1方向に沿って一定の距離だけ離れて配置されるとともに、把持部材205Bが、把持部材205Aに対して、D2方向にオフセットして配置される。
As shown in FIG. 10, the
本実施形態の把持機構205は、折り返し機構207を構成する第2クランプ部203及び第3クランプ部204とは別体で設けられている。そのため、折り返し機構207における折り返し位置を常に一定にすることができ、折り返し位置の精度を良好にすることができる。
The
把持機構205と第1クランプ部202、第2クランプ部203及び第3クランプ部204とは、D1方向に沿って相対的に移動可能である。本実施形態では、把持機構205が、D1方向に沿って移動可能に設けられる。これによって、把持機構205は、把持した導体群100を、D1方向に沿う搬送経路に沿って搬送し、第1クランプ部202、第2クランプ部203及び第3クランプ部204に対する相対位置を変更させる。
The
一対の把持部材205A,205BのD1方向に沿う間隔は、図9に示す初期状態の第1クランプ部202の空間部202Cと第2クランプ部203の空間部203Cとの間隔よりも僅かに狭く、第2クランプ部203の空間部203Cと第3クランプ部204の空間部204Cとの間隔に等しい。把持部材205Aに対する把持部材205BのD2方向に沿うオフセット量は、第2クランプ部203に対する第3クランプ部204のD2方向に沿うオフセット量に等しい。
The distance between the pair of gripping
各クランプ部材202A,202B、203A,203B、204A,204B及び把持部材205A,205Bが導体群100を把持するための具体的な構造は、各クランプ部材202A,202B、203A,203B、204A,204B及び把持部材205A,205Bで同一であってもよい。導体群100を把持するための構造は、例えば、図11及び図12に示すように、導体群100の幅方向(図7におけるY方向)に開閉可能に並置される複数のブロック210によって構成することができる。各ブロック210は、導体群00を構成する各コイル線材10の直線部14の幅(図4におけるY方向の幅)よりも僅かに細幅の溝部210aを有する。各溝部210aは、導体群100の直線部14の延在方向であるD1方向に沿って延びている。
Specific structures for the
溝部210aは、ブロック210の幅方向の一方の側面から上面の略半分にかけて切り欠かれることによって形成され、各ブロック210の上面の残りの半分によって、コイル線材10の直線部14を挟み付けるための挟着片210bが形成される。溝部210a及び挟着片210bは、1つのブロック210についてそれぞれ1つずつ形成される。溝部210a及び挟着片210bの数は、導体群100の直線部14の本数以上である。すなわち、本実施形態の場合、1つのクランプ部材202A,202B、203A,203B、204A,204B又は把持部材205A,205Bは、少なくとも12本の溝部210a及び挟着片210bを有する。
The
図11に示すように、各ブロック210が離れると、クランプ部材202A,202B、203A,203B、204A,204B及び把持部材205A,205Bは開いた状態となる。このとき、隣接する挟着片210b,210b間に配置される溝部210aの幅は、コイル線材10の直線部14の幅よりも広くなる。そのため、各溝部210aは、コイル線材10の直線部14を内部に収容可能又は内部から取り出し可能である。
As shown in FIG. 11, when the
一方、図12に示すように、各ブロック210が密接すると、クランプ部材202A,202B、203A,203B、204A,204B及び把持部材205A,205Bは閉じた状態となる。このとき、隣接する挟着片210b,210b間に配置される溝部210aの幅は、コイル線材10の直線部14の幅よりも僅かに狭くなる。そのため、各溝部210a内に収容されたコイル線材10の直線部14は、隣接する挟着片210b,210bでそれぞれ個別に挟着される。これによって、導体群100は把持される。
On the other hand, as shown in FIG. 12, when the
このように、導体群100を把持するクランプ部材202A,202B、203A,203B、204A,204B及び把持部材205A,205Bは、コイル線材10の直線部14の各々を幅方向から把持する。直線部14の幅方向(図4及び図7に示すY方向)は、コイル線材10を構成する複数の単位線材10aの積層方向である。そのため、複数の単位線材10aの間に厚さ方向(図4に示すX方向)のばらつきがあっても、コイル線材10を構成する複数の単位線材10aを一体に挟着することによって把持可能である。しかも、単位線材10aがばらつかないようにコイル線材10を押さえるための別途の押さえ部材が不要であるため、装置の小型化も可能である。
In this way, the
なお、図11及び図12は、導体群100の直線部14を下側から把持する場合を示している。これは、クランプ部材202A,202B、203A,203B、204A,204Bによって導体群100の直線部14を下側から把持する場合に対応する。把持部材205A,205Bよって導体群100の直線部14を上側から把持する場合は、図11及び図12を上下反転させた構成となる。
11 and 12 show a case where the
次に、この導体成形装置200によって導体群100に対して成形を行う際の具体的な成形動作について説明する。
まず、図9及び図10に示すように、載置台201の上面201aに、6本のコイル線材10からなる導体群100が、ターン部12(第1ターン部12A)を第1クランプ部202側に向けて載置される。
Next, a specific molding operation when molding the
First, as shown in FIGS. 9 and 10, on the
把持機構205が載置台201上の導体群100に向けて移動し、載置台201に近い側に配置される把持部材205Aが導体群100の上方に配置されると、把持機構205が下降し、把持部材205Aが導体群100のターン部12(第1ターン部12A)近傍の直線部14をそれぞれ把持する。このとき、もう一方の把持部材205Bは、載置台201と第1クランプ部202との間に配置され、導体群100を把持しない。把持機構205は、導体群100を把持した状態で、直線部14の延在方向に沿うD1方向に直線的に移動し、図13に示すように、導体群100を、斜行部成形機構206を構成する第1クランプ部202及び第2クランプ部203の上方まで搬送する。
When the
図13における符号208は、載置台201と第1クランプ部202との間に配置される複数のピンからなるガイド部材である。ガイド部材208は、導体群100のターン部12(第1ターン部12A)が第1クランプ部202の上方を通過した後に、導体群100の下方から上昇し、隣接する直線部14,14の間にそれぞれ挿入される。これによって、搬送時の導体群100の直線部14同士の干渉が防止され、導体群100の円滑な搬送がガイドされる。
導体群100を把持した把持部材205Aは、図13及び図14に示すように、第2クランプ部203の空間部203Cの上方まで移動した後、第1クランプ部202、第2クランプ部203及び第3クランプ部204が一体に上昇することによって、空間部203C内に収容される。第1クランプ部202及び第2クランプ部203の上昇時、クランプ部材202A,202B、203A,203Bは、図11に示すように開いた状態である。そのため、第1クランプ部202及び第2クランプ部203の上昇によって、隣接する挟着片210b,210b間の各溝部210a内に導体群100の直線部14がそれぞれ収容される。溝部210a内に直線部14が収容された後、クランプ部材202A,202B、203A,203Bは閉じた状態となり、導体群100を把持する。
As shown in FIGS. 13 and 14, the gripping
図13及び図14に示すように、第1クランプ部202及び第2クランプ部203がそれぞれ把持する直線部14の被把持部140,140は、波巻コイル1のスロット配置部11に対応する部位である。このため、直線部14の延在方向に沿う一対のクランプ部材202A,202Bの間隔(空間部202Cを含む第1クランプ部202のD1方向の長さ)及び一対のクランプ部材203A,203Bの間隔(空間部203Cを含む第2クランプ部203のD1方向の長さ)は、それぞれ波巻コイル1のスロット配置部11の長さに略等しい。
As shown in FIGS. 13 and 14, the gripped
図13及び図14に示すように、導体群100の直線部14において、第1クランプ部202と第2クランプ部203との間に配置される部位141は、導体群100において斜行部15が成形される部位であり、波巻コイル1のターン部12に対応する部位である。この部位141の長さ、すなわち、図9及び図10に示す第1クランプ部202と第2クランプ部203との距離L1は、波巻コイル1の1本のターン部12を一直線状に延ばした場合の長さに略等しい。
As shown in FIGS. 13 and 14, in the
第1クランプ部202及び第2クランプ部203が導体群100を把持した後、把持機構205は、導体群100の把持を解除するとともに上昇し、導体群100の上方に退避する。その後、次の把持動作に備えて、図15に示すように、把持部材205Aが第1クランプ部202の空間部202Cの上方に配置されるように移動する。
After the
次に、導体成形装置200は、第1クランプ部202及び第2クランプ部203によって導体群100を把持した状態から、第1クランプ部202に対して、第2クランプ部203及び第3クランプ部204を、図15に示すように、D2方向に移動させる。すなわち、導体群100におけるコイル線材10の第1ターン部12Aと第2クランプ部203で把持された被把持部140とを、導体群100のコイル線材10の延在する面内(図15の紙面内)において、直線部14の延在方向と交差する方向(D2方向)に沿ってオフセットさせる。これによって、第1クランプ部202と第2クランプ部203との間に配置される12本の直線部14からなる部位141がオフセット方向(D2方向)に傾斜し、導体群100を構成する各コイル線材10に1番目の斜行部15(斜行部15A)がそれぞれ成形される。
Next, the
直線部14に対する斜行部15の傾斜角度は、図5に示すように、コイル線材10に成形されるターン部12の第1斜行部12a又は第2斜行部12bの傾斜角度に略等しい。導体群100に斜行部15が成形されることによって、第2クランプ部203によって把持される導体群100のターン部12(第1ターン部12A)側は、第1クランプ部202によって把持される直線部14に対して、導体群100の幅の半分、すなわち、コイル線材10の直線部14の6本分のピッチに相当するオフセット量で、D2方向にずれて配置される。
As shown in FIG. 5, the inclination angle of the
本実施形態の導体成形装置200は、斜行部15を成形する際、第2クランプ部203側をD2方向に直線移動させるのではなく、図16に示すように、各斜行部15と、この斜行部15に連続し且つ第1クランプ部202によって把持される各直線部14との境界点である曲げ起点Pを中心とするとともに斜行部15の長さを半径として、第2クランプ部203側を円弧状に移動させるように構成される。このとき、第2クランプ部203側は、第1クランプ部202に対して平行を維持したまま円弧状に移動する。これによって、図17に示すように、斜行部15(部位141)は、反対方向に引っ張られながら成形されるため、成形後の斜行部15の直線性が良好となり、斜行部15の成形精度が向上する。
In the
斜行部15の成形のために第2クランプ部203がD2方向にオフセットすると、図15に示すように、第1クランプ部202の空間部202Cと第2クランプ部203の空間部203Cとの間隔は、僅かに小さくなり、一対の把持部材205A,205Bの間隔に一致する。したがって、導体群100に最初の斜行部15(斜行部15A)が成形された後、把持機構205が、図15に示す位置において導体群100に向けて下降すると、把持部材205A,205Bは、空間部202C,203C内にそれぞれ収容され、導体群100を把持することができる。
When the
このとき、一対の把持部材205A,205Bは、斜行部15を挟んだ両側にそれぞれ配置される直線部14,14の二点で導体群100を把持するため、導体群100がばらけにくい。その後、把持機構205が導体群100を把持すると、第1クランプ部202及び第2クランプ部203は、導体群100の把持を解除して下降するとともに、D3方向に移動し、初期状態の位置に復帰する。
At this time, since the pair of gripping
その後、導体群100を把持した把持機構205は、D1方向に移動し、図18に示すように、把持部材205Aが第2クランプ部203の空間部203Cの上方に配置されるとともに、把持部材205Bが第3クランプ部204の空間部204Cの上方に配置されるまで、導体群100を搬送する。第3クランプ部204は、第1クランプ部202及び第2クランプ部203に対して、予め導体群100の幅の半分だけD2方向にオフセットし、把持機構205の把持部材205Bも把持部材205Aに対して同様にオフセットしているため、第1クランプ部202、第2クランプ部203及び第3クランプ部204が上昇すると、最初の斜行部15(斜行部15A)を成形した後の導体群100を把持した把持部材205A,205Bは、第2クランプ部203の空間部203Cと第3クランプ部204の空間部204Cとにそれぞれ収容される。
After that, the
第1クランプ部202、第2クランプ部203及び第3クランプ部204は、上昇後、それぞれ導体群100の直線部14を把持するとともに、把持機構205は導体群100の把持を解除する。このとき、導体群100に成形された斜行部15は、第2クランプ部203のクランプ部材203Bと第3クランプ部204のクランプ部材204Aとの間に配置される。すなわち、クランプ部材203Bとクランプ部材204Aとの間の距離L2は、斜行部15を挟んで隣接する直線部14,14間の距離に略等しい。また、第1クランプ部202と第2クランプ部203との間には、次に成形される斜行部15となる部位141が新たに配置される。把持機構205は、導体群100の上方に退避した後、図19に示すように、次の把持に備えて、第1クランプ部202の空間部202D及び第2クランプ部203の空間部203Cの上方まで移動する。
The
その後、図15に示した場合と同様に、第2クランプ部203及び第3クランプ部204をD2方向に移動させることによって、図19に示すように、第1クランプ部202と第2クランプ部203との間に、2番目の斜行部15(斜行部15B)をそれぞれ成形する(斜行部成形工程)。
After that, as in the case shown in FIG. 15, by moving the
次に、第2クランプ部203と第3クランプ部204との間に配置される最初の斜行部15Aの中央部、すなわち、第2クランプ部203と第3クランプ部204との間に配置される折り返し線R(図9、図19参照)を境にして、第3クランプ部204が、図20に示すように、第2クランプ部203上に重なるように回転移動して、最初の斜行部15Aを折り返す(折り返し工程)。
Next, it is arranged in the central portion of the first skew portion 15A arranged between the
第3クランプ部204の回転移動によって、導体群100の最初の斜行部15Aが、導体群100の厚さ方向に折り返される。折り返し線Rは、導体群100の幅方向に沿うD2−D3方向に沿って配置され、斜行部15Aに対して交差している。そのため、斜行部15Aが折り返されることによって、その折り返し部は、折り返し線Rを頂点部(頂点部12c)とする山型状(三角形状)の新たな12本のターン部12(第2ターン部12B)を構成する。本実施形態では、第3クランプ部204の回転移動によって、斜行部15Aを、折り返し線Rに沿って、図19における紙面の手前側方向(R1方向)に順折りしている。
Due to the rotational movement of the
図22は、最初の斜行部15Aが折り返された後の導体群100のみを示している。図22に示すように、最初の斜行部15Aが折り返されると、第2クランプ部203と第3クランプ部204とによって把持されていた直線部14の被把持部140,140同士の一部が平行に重なり合う。具体的には、第2クランプ部203で把持される12本の被把持部140のうちの6本と、第3クランプ部204で把持される12本の被把持部140のうちの6本とが、互いに重なり合う。これによって、直線部14の18本分の幅のスロット配置部11が形成される。
FIG. 22 shows only the
なお、本実施形態では、導体群100に対する最初の折り返し工程の前に、2つの斜行部15(斜行部15A,15B)を成形している。そのため、図21に示すように、折り返し後の導体群100のターン部12(第1ターン部12A)は、2番目に成形された斜行部15(斜行部15B)上に重なるように配置される。したがって、折り返し後のターン部12が導体群100の直線部14と干渉することはない。
In this embodiment, two skew portions 15 (skew portions 15A and 15B) are formed before the first folding step with respect to the
斜行部15を折り返す際は、図20に示すように、第2クランプ部203と第3クランプ部204との間に折り返し治具220を挿入してもよい。折り返し治具220は、断面三角形状に形成され、鋭角な頂点側の辺縁部220aを斜行部15の折り返し線Rに沿わせて挿入される。これによって、第3クランプ部204は、斜行部15を折り返し線Rに沿って精度良く折り返すことができる。折り返し治具220は、折り返し動作が完了する前に第2クランプ部203と第3クランプ部204との間から取り除かれる。
When folding back the skewed
また、斜行部15の折り返し完了後は、図23に示すように、導体群100を把持した状態で、第3クランプ部204を、第2クランプ部203に対して相対的に、直線部14の並び方向に沿って、折り返し部分の幅方向(D2−D3方向)に僅かに移動させてもよい。これによって、斜行部15を折り返した後のターン部12が開きながら戻ろうとするスプリングバックを抑制することができる。また、折り返された6本の直線部14同士のピッチを調整することが可能になる。
Further, after the folding of the skewed
折り返し工程では、斜行部15が折り返された後、第2クランプ部203と第3クランプ部204とが重なり合った状態で、図24に示すように、第2クランプ部203の押圧部材203Dが第2クランプ部203に対して上昇するとともに、第3クランプ部204の押圧部材204Dが第3クランプ部204に対して上昇し、導体群100の折り返し部であるターン部12が、押圧部材203D,204D間に挟み付けられて厚さ方向に押圧される。これによって、ターン部12がスプリングバックによって厚さ方向に膨らむことを抑制できるとともに、ターン部12の成形精度も更に向上する。また、第2クランプ部203及び第3クランプ部204によってターン部12を成形した後、そのまま押圧することができるため、押圧のためのステーションを別途に設ける必要がなく、装置及び工程を簡素化することができる。
In the folding step, after the skewed
第2ターン部12Bを成形した後、把持機構205は、導体群100を更にD1方向に搬送し、2番目に成形された斜行部15Bを第2クランプ部203と第3クランプ部204との間に配置する。その後、図19に示した場合と同様に、第1クランプ部202と第2クランプ部203との間に配置される直線部14に対して、3番目の斜行部15(斜行部15C)を成形する。
After forming the second turn portion 12B, the
これ以降は、導体群100により成形される波巻コイル1が、ステータコア20を4周する所定の長さになるまで、上記同様に、2番目の斜行部15Bに対する折り返し工程、4番目の斜行部を成形する斜行部成形工程、3番目の斜行部15Cに対する折り返し工程、・・・が交互に繰り返し実行される。これによって、スロット配置部11が6本分ずれて2層に重なり合う8層(8ターン)分のシート状の波巻コイル1が成形される。このように、斜行部15の成形と斜行部15の折り返しとを交互に繰り返す導体成形装置200によって成形される波巻コイル1は、コイル線材10を折り返す際に生じる成形誤差が斜行部15に蓄積されない。そのため、スロット配置部11及びターン部12の成形精度が良好である。
After that, until the
また、本実施形態のように、コイル線材10が複数本の単位線材10aを厚さ方向(Y方向)に並べて構成されるものである場合、斜行部15を折り返す際に、折り返し前の斜行部15の延在方向と折り返し方向との角度差により、各単位線材10a間で周長差が発生することが避けられない。従来のように全ての斜行部を先に成形する場合では、折り返しの際に各単位線材10a間で発生する周長差が既に成形済みの斜行部に影響し、成形済みの斜行部の肩曲げ部(斜行部の折り曲げの起点)がずれてしまう問題がある。しかし、本実施形態のように斜行部成形工程と折り返し工程とを交互に行うことにより、折り返しによる単位線材10a間の周長差の影響を、次の斜行部15の成形によって実質的にキャンセルすることができる。このため、コイル線材10が複数本の単位線材10aを厚さ方向に並べて構成される場合でも、成形精度の良い波巻コイル1を製造することが可能である。
Further, when the
なお、以上により得られるシート状の波巻コイル1は、スロット配置部11が重なり合った2層構造となり、図1に示したように、ステータコア20の1周毎にステータコア20の径方向に層(ターン)が切り替わる層替わり部Taを有する。このような波巻コイル1を成形する場合は、層替わり部Taにおける層間の干渉を避けるため、以下に説明するように、層替わり部Taに対応する折り返し工程において、斜行部15の折り返し方向を、それまでの折り返し方向(R1方向)とは逆方向(R2方向)に折り返してもよい。
The sheet-shaped
図26に示すように、層替わり部Taに対応する斜行部15を折り返し線Rに沿って折り返す折り返し工程では、それまでの折り返し工程における斜行部15の折り返し方向(R1方向)とは逆方向(R2方向)に斜行部15を逆折りする。すなわち、本実施形態に示す波巻コイル1の場合、図1に示したように、7層(7T)と6層(6T)との間、5層(5T)と4層(4T)との間、3層(3T)と2層(2T)との間、の計3か所にそれぞれ層替わり部Taが存在するため、これらの層替わり部Taに対応する斜行部15の折り返し工程のみ、上記のように、斜行部15を逆折りする。これにより、図27に示すように、各層替わり部Taにおいて、ターン部12の厚さ方向(ステータコア20の径方向、図27におけるX方向)のオフセット方向が逆方向になり、波巻コイル1がステータコア20に装着された際に、層替わり部Taにおける層間の干渉を避けることができる。
As shown in FIG. 26, in the folding step of folding back the skewed
次に、このようにして成形されたシート状の波巻コイル1をステータコア20のスロット23に装着する方法の一実施形態について説明する。
シート状に成形された波巻コイル1は、図28に示すように、巻取り装置3の一対の送りローラ30,31間を通過した後、一方の送りローラ31との間で波巻コイル1を押圧する成形ローラ32によって、円弧状に成形されながら、巻取り治具33に向けて送られる。
Next, an embodiment of a method of mounting the sheet-shaped
As shown in FIG. 28, the
巻取り治具33の外周側には、巻取り治具33の略半周に亘って、円弧状のコイルガイド34が配置されている。コイルガイド34は、送りローラ31と成形ローラ32との間から送り出された波巻コイル1を巻取り治具33の外周に向けて案内する。コイルガイド34の終端部近傍には、押込ローラ35が配置されている。コイルガイド34に沿って押込ローラ35まで送られた波巻コイル1は、回転する巻取り治具33の外周に押込ローラ35によって押し込まれる。
On the outer peripheral side of the take-up jig 33, an arc-shaped
巻取り治具33は、図29に示すように、円筒部330の外周面に、ステータコア20のスロット数に対応する72本ずつのワイヤガイド331a、331bが放射状に突出している。ワイヤガイド331a,331bは、円筒部330の軸方向に、波巻コイル1のスロット配置部11の長さに略等しい間隔で離間している。このため、波巻コイル1が、回転している巻取り治具33の外周に押し込まれると、ワイヤガイド331a,331bが、波巻コイル1の隣り合うスロット配置部11,11の間に順次挿入され、波巻コイル1を巻き付けて保持する。本実施形態の波巻コイル1は、ステータコア20の4周分の長さを有するため、波巻コイル1は巻取り治具33の外周を4周した後、ワイヤガイド331a,331bによって保持される。
As shown in FIG. 29, in the winding jig 33, 72 wire guides 331a and 331b corresponding to the number of slots of the
巻取り治具33の外周側には、インシュレータ組付装置36が配置されている。インシュレータ組付装置36は、押込機構部360によって、インシュレータ4を巻取り治具33の隣り合うワイヤガイド331a,331a間及び331b,331b間に押し込んで組み付ける。本実施形態では2つの押込機構部360,360が設けられているが、押込機構部360の数に制限はない。
An
インシュレータ4は、ステータコア20のスロット23内に配置される波巻コイル1のスロット配置部11とステータコア20との間を絶縁する絶縁体からなる。インシュレータ4は、図30及び図31に示すように、一対の側壁板40,40と、側壁板40,40間をつなぐ底壁板41と、を有し、底壁板41と対向する側が開放端42とされたコ字状に形成される。底壁板41の上下両端部には、ステータコア20の軸方向の上下面に対して係止可能なロック爪43,43がそれぞれ突設されている。
The
インシュレータ4は、インシュレータ組付装置36の押込機構部360によって、隣り合うワイヤガイド331a,331a間及び331b,331b間に1つずつ押し込まれる。詳しくは、図32に示すように、インシュレータ4は、隣り合うワイヤガイド331a,331a間及び331b,331b間に配置される8層(8ターン)分のスロット配置部11を、一対の側壁板40,40で挟みながら押し込まれる。
The
隣り合う全てのワイヤガイド331a,331a間及び331b,331b間に72個のインシュレータ4が組み付けられた後、巻取り治具33に巻回状態の波巻コイル1は、インシュレータ4と共に、図示しない挿入装置を用いて、ステータコア20の軸孔21内からスロット23に挿入される。その結果、図2に示すように、最外層(8T)から最内層(1T)に亘ってステータコア20を4周する8層(8ターン)の波巻コイル1を有するステータ2が得られる。
After 72
以上説明した波巻コイル1の製造方法において、図7及び図8に示すように、導体群100の12本の直線部14は、ステータコア20のスロット間隔に対応する均等間隔で平行に並べられ、折り返し工程では、その間隔を維持した状態で斜行部15が折り返される。しかし、折り返し工程は、導体群100の斜行部15を折り返す際に、図33に示すように、複数のコイル線材10の直線部14,14の間隔を狭くなるように変更してもよい。詳しくは、図33中の左図に示すように、折り返し前の複数のコイル線材10の直線部14,14の間隔Pt1に対し、図33中の右図に示すように、折り返し時の複数のコイル線材10の直線部14,14の間隔Pt2が狭くなるように、隣り合う直線部14,14の間隔が変更される。間隔Pt1は、ステータコア20のスロット23の間隔に略等しい。間隔Pt2は、ステータコア20のスロット23の間隔よりも狭い。
In the method for manufacturing the
このように、折り返し工程において直線部14,14間の間隔を狭くすることによって、図34に示すように、折り返し後のターン部12の頂点部12cの幅をコントロールすることができる。すなわち、隣り合う直線部14,14の間隔を変更しない場合に成形されるターン部12の頂点部12cの幅d1(図34中の右図)に対し、隣り合う直線部14,14の間隔を狭くなるように変更した場合に成形されるターン部12の頂点部12cの幅d2(図34中の右図)は狭くなる。
As shown in FIG. 34, the width of the
折り返し工程によって成形されるターン部12の頂点部12cの幅は、隣り合う直線部14,14の間隔の狭さを適宜設定することによって調整可能である。頂点部12cの幅が狭くなるように調整されることによって、折り返し後の直線部14,14の間隔も狭くなる。一般に、ステータコア20のスロット23の間隔は、ステータコア20の外周側から内周側に向かうに従って次第に狭くなるため、折り返し工程によって直線部14,14の間隔が調整されることによって、ステータコア20のスロット23に対する装着性の良好な波巻コイル1を容易に製造することができる。
The width of the
このように折り返し工程において直線部14,14間の間隔を狭くするための導体成形装置200の具体的な実施形態について、図35及び図36を用いて説明する。図35及び図36は、折り返し機構207における第2クランプ部203及び第3クランプ部204の各クランプ部材203A,203B、204A,204Bの構造を示している。このクランプ部材は、溝部230aが開閉可能な複数のブロック230によって構成される点で、図11及び図12に示したクランプ部材の構造と同一である。しかし、このクランプ部材は、直線部14を、ブロック230に一体に設けられる挟着片230bと、隣り合うブロック230,230の間に配置される挟着部材230cとによって挟着するように構成されている点で、図11及び図12に示したクランプ部材の構造と相違する。
A specific embodiment of the
図35において、隣り合うブロック230,230の間には、相互の間隔を調整可能にするための空隙Sが設けられている。図35は、隣り合う直線部14,14の間隔を変更しない場合を示している。このとき、隣り合うブロック230,230は最も離れ、空隙Sは最大の状態となっている。隣り合う直線部14,14の間隔Pt1は、ステータコア20のスロット23の間隔に略等しい。各溝部230aには、空隙Sが最大の状態で、把持機構205によって搬送された導体群100の各直線部14が収容される。その後、ブロック230及び挟着部材230cの少なくともいずれか一方が、図示しない移動手段によって移動することによって、図35に示すように、直線部14が挟着片230bと挟着部材230cとによって挟着される。
In FIG. 35, a gap S is provided between the
直線部14を挟着したブロック230は、図示しない移動手段によって、空隙Sを狭くするように移動可能に構成される。図36は、空隙Sが最も狭くなった状態を示している。このときの隣り合う直線部14,14の間隔Pt2は、ステータコア20のスロット23の間隔よりも狭い。隣り合うブロック230,230の間隔は、図35に示す空隙Sが最大の状態と図36に示す空隙Sが最小の状態との間で任意に調整可能である。したがって、このクランプ部材を有する折り返し機構207を用いて、直線部14,14の間隔がスロット23の間隔よりも狭くなるように調整された導体群100の斜行部15を折り返すことによって、波巻コイル1のターン部12の頂点部12cの幅を容易にコントロールすることができる。
The
以上説明した波巻コイル1の製造方法において、折り返し工程では、斜行部15におけるターン部12の頂点部12cに対応する部位を幅方向に挟んだ状態で導体群100を折り返してもよい。これによって、折り返し時にターン部12の幅の広がりを抑制することができる。斜行部15におけるターン部12の頂点部12cに対応する部位を幅方向に挟む具体的な方法としては、折り返される斜行部15の内側又は外側で、各コイル線材10の斜行部15の頂点部12cに対応する部位をそれぞれ適宜の挟着部材で挟み、頂点部12cの幅方向の広がりを抑制する方法が挙げられる。
In the method of manufacturing the
より具体的には、図20に示すように、折り返し工程において第2クランプ部203と第3クランプ部204との間に挿入される折り返し治具220を用いて、斜行部15の頂点部12cに対応する部位を挟むようにしてもよい。図37は、このような折り返し治具220の一実施形態を示している。折り返し治具220は、鋭角な頂点側の辺縁部220aに、斜行部15の折り返し部であるターン部12の頂点部12cに対応する部位をそれぞれ幅方向に挟むように配置される2つずつの突起220b,220bを有している。図37では、1本のコイル線材10に対応する2つの突起220b,220bのみが示されている。しかし、導体群100は6本のコイル線材10(12本の斜行部15)を有するため、折り返し治具220の辺縁部220aには、24本(12対)の突起220bが設けられる。
More specifically, as shown in FIG. 20, the
図38は、図37に示す折り返し治具220の辺縁部220aを正面視したときの2つの突起220b,220bを示している。1本のコイル線材10に対応する2つの突起220b,220bは、斜行部15の頂点部12cに対応する部位を挟み得る間隔をおいて設けられている。各突起220b,220bは、図38に示すように、折り返し後の斜行部15の形状に沿うように、斜行部15と接する面が斜めに形成されている。
FIG. 38 shows two
この折り返し治具220は、2つの突起220b,220bが、1本のコイル線材10の斜行部15をそれぞれ挟むように、図20に示すように、第2クランプ部203と第3クランプ部204との間に挿入される。その後、折り返し工程が実施されることによって、斜行部15が折り返されてターン部12が成形される。折り返し時の各コイル線材10の斜行部15は、図39に示すように、2つの突起220b,220bによってそれぞれ幅方向に挟着されるため、折り返し時及び折り返し後の頂点部12cの幅dの広がりは抑制される。
As shown in FIG. 20, the
以上説明した波巻コイル1は、6本のコイル線材10を並列させて構成したが、コイル線材10の並列数は6本に限定されず、適宜増減できる。また、コイル線材10は、3本の単位線材10aを並べて構成したが、単位線材10aの本数は3本に限定されず、適宜増減できる。
The
波巻コイルは、略U字状のコイル線材10に対して成形を行うものに限らず、直線状のコイル線材に対して、斜行部成形工程と折り返し工程とを交互に実行することにより波巻コイルを成形するようにしてもよい。
The wave-wound coil is not limited to a
1 波巻コイル
10 コイル線材(導体)
10a 単位線材
11 スロット配置部
12 ターン部(折り返し部)
12c 頂点部
14 直線部
15 斜行部
20 ステータコア
23 スロット
100 導体群
200 導体成形装置
203D,204D 押圧部材
205 把持機構
205A,205B 把持部材
206 斜行部成形機構
207 折り返し機構
210a 溝部
220 折り返し治具
220a 辺縁部
220b 突起
P 曲げ起点
R 折り返し線
1T〜8T 層
Ta 層替わり部
1 Wave winding
Claims (17)
前記導体群の前記斜行部を成形する部分を挟んだ両側の部分に対応する前記複数の導体の直線部分を把持し、前記導体群の幅方向に相対的に移動させて前記斜行部を成形する斜行部成形機構と、
成形された前記斜行部を前記導体群の厚さ方向に折り返す折り返し機構と、を有し、
前記折り返し機構で折り返された前記導体群を、次に前記斜行部を成形する部分が前記斜行部成形機構の位置に来るように、前記斜行部成形機構に対して相対的に移動させて、前記斜行部成形機構で前記斜行部を成形する、導体成形装置。 A conductor molding apparatus that forms a plurality of oblique portions and a plurality of straight portions with respect to a conductor group composed of a plurality of conductors having a straight portion, and folds the conductor group in the thickness direction at the skew portion.
The linear portions of the plurality of conductors corresponding to the portions on both sides of the portion forming the oblique portion of the conductor group are grasped and relatively moved in the width direction of the conductor group to move the oblique portion. The diagonal part molding mechanism to be molded and
It has a folding mechanism for folding back the molded diagonal portion in the thickness direction of the conductor group.
The conductor group folded back by the folding mechanism is moved relative to the diagonal portion forming mechanism so that the portion for forming the oblique portion next comes to the position of the oblique portion forming mechanism. A conductor molding apparatus that molds the skewed portion by the skewed portion molding mechanism.
前記把持機構は、前記直線部を把持した状態で、前記導体群を前記直線部の延在方向に移動させて前記斜行部成形機構又は前記折り返し機構まで搬送し、
前記斜行部成形機構は、前記把持機構によって前記複数の導体が把持された状態で、前記斜行部を成形し、
前記折り返し機構は、前記把持機構によって前記複数の導体が把持された状態で、前記斜行部を折り返す、請求項1に記載の導体成形装置。 Further having a gripping mechanism capable of gripping the straight portion of the conductor group and moving the conductor group in the extending direction of the straight portion.
In the gripping mechanism, while gripping the straight portion, the conductor group is moved in the extending direction of the straight portion and conveyed to the oblique portion forming mechanism or the folding back mechanism.
The slanted portion forming mechanism forms the slanted portion in a state where the plurality of conductors are gripped by the gripping mechanism.
The conductor forming apparatus according to claim 1, wherein the folding mechanism folds the oblique portion in a state where the plurality of conductors are gripped by the gripping mechanism.
前記溝部は、前記導体の幅方向に開閉可能に構成され、前記導体を幅方向に把持及び把持解除する、請求項2又は3に記載の導体成形装置。 The folding mechanism and the gripping mechanism have a groove for accommodating the plurality of conductors.
The conductor molding apparatus according to claim 2 or 3, wherein the groove portion is configured to be openable and closable in the width direction of the conductor, and grips and releases the conductor in the width direction.
前記溝部の間隔は、前記導体群の前記直線部が収容されるステータコアのスロットの間隔よりも狭い、請求項1〜3のいずれか1項に記載の導体成形装置。 The folding mechanism has a groove for accommodating the plurality of conductors.
The conductor molding apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the distance between the grooves is narrower than the distance between the slots of the stator core in which the straight portion of the conductor group is housed.
前記コイル線材の直線部を、前記コイル線材の延在する面内において、前記直線部の延在方向と交差する方向にオフセットさせることにより、前記コイル線材に斜行部を成形する斜行部成形工程と、
前記斜行部が成形された前記コイル線材を、前記斜行部における前記ターン部の頂点部に対応する部位において折り返すことにより、折り返された前記斜行部で構成される前記ターン部と、前記斜行部に連続する前記直線部で構成される前記スロット配置部と、を成形する折り返し工程と、を有し、
前記斜行部成形工程と前記折り返し工程とを交互に行うことで、前記波巻コイルを成形する、波巻コイルの製造方法。 A method for manufacturing a wave-wound coil, which comprises a plurality of slot arrangement portions formed of a coil wire and arranged in slots of a stator core, and a plurality of turn portions for connecting adjacent slot arrangement portions.
By offsetting the straight portion of the coil wire rod in a direction intersecting the extending direction of the straight portion in the plane where the coil wire rod extends, an oblique portion forming is formed on the coil wire rod. Process and
By folding back the coil wire rod on which the skewed portion is formed at a portion corresponding to the apex of the turn portion in the skewed portion, the turn portion composed of the folded portion and the turn portion and the said It has the slot arrangement portion formed of the straight portion continuous with the skew portion, and a folding step for forming the slot arrangement portion.
A method for manufacturing a wave-wound coil, which forms the wave-wound coil by alternately performing the skewed portion forming step and the folding step.
前記斜行部成形工程及び前記折り返し工程は、前記複数本の単位線材を並べた状態で前記コイル線材を成形する、請求項11に記載の波巻コイルの製造方法。 The coil wire is composed of a plurality of unit wires arranged in the thickness direction of the coil wire.
The method for manufacturing a wave-wound coil according to claim 11, wherein the diagonal portion forming step and the folding back step form the coil wire in a state where the plurality of unit wires are arranged side by side.
前記折り返し工程において、折り返し前の前記複数のコイル線材の前記直線部の間隔を、前記ステータコアの前記スロットの間隔よりも狭くする、請求項11又は12に記載の波巻コイルの製造方法。 The wave winding coil is formed from a plurality of the coil wires.
The method for manufacturing a wave-wound coil according to claim 11 or 12, wherein in the folding step, the distance between the straight portions of the plurality of coil wires before folding is narrower than the distance between the slots of the stator core.
前記折り返し工程は、前記層が前記ステータコアの径方向に切り替わる層替わり部において、前記斜行部の折り返し方向を逆にする、請求項11〜14のいずれか1項に記載の波巻コイルの製造方法。 The wave-wound coil is a wave-wound coil that is wound around the stator core and mounted to form a plurality of layers corresponding to a plurality of circumferences of the stator core.
The production of the wave winding coil according to any one of claims 11 to 14, wherein in the folding step, the folding direction of the skewed portion is reversed in the layer switching portion in which the layer is switched in the radial direction of the stator core. Method.
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