JP2021108504A - コイル成形装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】巻き癖による成形精度の悪化を伴うことなく、コイル素線を用いて簡単にU字状に成形することができるコイル成形装置を提供すること。【解決手段】コイル素線10をU字状に成形するコイル成形装置1であって、コイル素線10を巻回保持する1つのコイル素線保持部2と、1つのコイル素線保持部2から供給されるコイル素線10を収容する1つ又は複数の収容部451,462を外周4aに有する巻取りドラム4と、収容部451,462に収容されて巻取りドラム4に巻かれたコイル素線10を、巻取りドラム4の外周4aの一部分において切断する切断部材5と、切断部材5によって切断された後のコイル素線10を、切断部材5から離れた位置から巻取りドラム4の径方向外側に引き出す引出し部材6と、引出し部材6によって引き出されたコイル素線10をU字状に成形する成形部7と、を備える。【選択図】図4
Description
本発明は、コイル成形装置に関する。
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は、ボビンから巻き出されて所定長さに切断されたコイル素線を、所定の形状に成形することによって得られる。例えば、波形コイルの場合は、所定長さのコイル素線をU字状に成形してU字状成形体を形成した後、そのU字状成形体を複数回折り畳むことによって形成される。
コイルは、複数本のコイル素線を1本に束ねた集合導体を用いて構成される場合がある。集合導体を形成する方法としては、集合導体を構成するコイル素線の本数に対応する個数の巻き出しロール(ボビン)からコイル素線を個別に巻き出して1本に束ねた後、1つの巻き取りロールに巻き取ることが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、複数本のコイル素線をそれぞれ個別のボビンから巻き出して集合導体を形成する場合では、集合導体の成形精度が悪くなる問題がある。コイル素線毎に巻き癖が異なるためである。しかも、U字状成形体を形成する場合は、集合導体を巻き取った巻き取りロールから再び集合導体を巻き出して所定長さに切断した後にU字状に成形しなくてはならない。そのため、成形工程が煩雑であるという問題がある。このようなコイル素線の巻き癖及び成形工程の煩雑さの問題は、単線のコイル素線を用いて複数本の同一形状のU字状成形体を形成する場合にも同様に見られる問題である。
本発明は、巻き癖による成形精度の悪化を伴うことなく、コイル素線を用いて簡単にU字状に成形することができるコイル成形装置を提供することを目的とする。
(1) 本発明に係るコイル成形装置は、コイル素線(例えば、後述のコイル素線10)をU字状に成形するコイル成形装置(例えば、後述のコイル成形装置1)であって、前記コイル素線を巻回保持する1つのコイル素線保持部(例えば、後述のボビン2)と、前記1つのコイル素線保持部から供給される前記コイル素線を収容する1つ又は複数の収容部(例えば、後述の第1収容部451、第2収容部462)を外周(例えば、後述の外周4a)に有する巻取りドラム(例えば、後述の巻取りドラム4)と、前記収容部に収容されて前記巻取りドラムに巻かれた前記コイル素線を、前記巻取りドラムの前記外周の一部分において切断する切断部材(例えば、後述の切断部材5)と、前記切断部材によって切断された後の前記コイル素線を、前記切断部材から離れた位置から前記巻取りドラムの径方向外側に引き出す引出し部材(例えば、後述の引出し部材6)と、前記引出し部材によって引き出された前記コイル素線をU字状に成形する成形部(例えば、後述の成形部7)と、を備える。
上記(1)によれば、コイル素線は、1つのコイル素線保持部から供給されて巻取りドラムに巻き取られるため、巻き癖による成形精度の悪化を伴うことなくU字状に成形することができる。しかも、コイル素線を巻取りドラムの外周に巻いて切断した後に、巻取りドラムの径方向外側に引き出す動作だけで、コイル素線を簡単にU字状に成形することができる。
(2) (1)に記載のコイル成形装置において、前記収容部は、前記巻取りドラムの軸方向(例えば、後述のZ方向)に複数設けられてもよい。
上記(2)によれば、コイル素線を複数の収容部に亘って巻き付けることによって、切断後に複数本のコイル素線が形成されるため、複数本のコイル素線をまとめてU字状に成形することができる。
(3) (1)又は(2)に記載のコイル成形装置において、前記収容部は、前記巻取りドラムを複数周分積層した前記コイル素線を収容可能な大きさを有してもよい。
上記(3)によれば、複数本のコイル素線からなる集合導体も、巻取りドラムの外周にコイル素線を巻くだけで形成することができる。
(4) (1)〜(3)のいずれかに記載のコイル成形装置において、前記成形部は、前記巻取りドラムから径方向外側に延出して、前記引出し部材によって引き出された前記コイル素線の通路を構成する引出し通路部(例えば、後述の引出し通路部71)を有し、前記引出し通路部は、前記引出し部材によって前記巻取りドラムから引き出される前記コイル素線を両側から挟んで、前記コイル素線が広がらないように案内する一対の案内部材(例えば、後述の案内部材711)を有してもよい。
上記(4)によれば、コイル素線を引き出す際に、巻取りドラムの外周から広がることなく成形部に円滑に引き出すことができる。
(5) (1)〜(4)のいずれかに記載のコイル成形装置において、前記引出し部材は、前記切断部材によって切断された後の前記コイル素線を、前記巻取りドラムの径方向内側から外側に引き出すように構成され、前記成形部は、前記引出し部材による引き出し方向の終端部近傍に、前記コイル素線をU字状に成形する金型(例えば、後述の金型72)を有し、前記引出し部材は、前記金型の一部を構成してもよい。
上記(5)によれば、コイル素線を巻取りドラムの外周から引き出すための引出し部材をそのまま利用して、金型によってU字状に成形することができるため、コイル素線を引出し部材から移し替える必要なく、コイル素線の引き出しから成形までを一工程で行うことができる。
(6) (1)〜(5)のいずれかに記載のコイル成形装置において、前記巻取りドラムは、回転軸(例えば、後述の回転軸41)を中心にして回転することによって、前記コイル素線を前記外周に巻き取るように構成されてもよい。
上記(6)によれば、巻取りドラムの回転動作だけでコイル素線を巻取りドラムの外周に簡単に巻き取ることができる。
本発明によれば、巻き癖による成形精度の悪化を伴うことなく、コイル素線を用いて簡単にU字状に成形することができるコイル成形装置を提供することができる。
以下、コイル成形装置の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
まず、本開示のコイル成形装置1によって成形されるコイルについて、図1〜図3を参照して説明する。コイル成形装置1は、コイル素線10をU字状に折り曲げることによってU字コイル20を成形する。U字コイル20は、最も先端の頂部21と、頂部21から斜めに延びる一対の斜行部22,22と、斜行部22,22の各端部において屈曲する一対の肩部23,23と、肩部23,23から平行に延びる一対の直線部24,24と、を有する。
まず、本開示のコイル成形装置1によって成形されるコイルについて、図1〜図3を参照して説明する。コイル成形装置1は、コイル素線10をU字状に折り曲げることによってU字コイル20を成形する。U字コイル20は、最も先端の頂部21と、頂部21から斜めに延びる一対の斜行部22,22と、斜行部22,22の各端部において屈曲する一対の肩部23,23と、肩部23,23から平行に延びる一対の直線部24,24と、を有する。
図2に示すように、U字コイル20の一対の斜行部22,22のうちの右側の斜行部22は、左側の斜行部22及び直線部24,24に対してU字コイル20の厚み方向(図2の上下方向)に、U字コイル20の厚み分だけオフセットしている。すなわち、U字コイル20における頂部21と右側の肩部23が厚み方向にクランク状に成形されることによって、右側の斜行部22だけが厚み方向にオフセットしている。
本実施形態に示すU字コイル20は、銅、アルミニウム等の導体によって構成される平角線からなるコイル素線10を複数本(本実施形態では3本)積層した集合導体である。3本のコイル素線10は、U字コイル20の幅方向(図1における左右方向)に積層されている。
コイル成形装置1は、図4及び図5に示すように、コイル素線10を供給するボビン2と、ボビン2から供給されるコイル素線10の巻き癖を矯正する矯正部3と、コイル素線10を巻き取る巻取りドラム4と、巻取りドラム4に巻き取られたコイル素線10を切断する切断部材5と、コイル素線10を巻取りドラム4の径方向外側に引き出すための引出し部材6と、コイル素線10をU字状に成形する成形部7と、を備える。なお、図5において、切断部材5は図示を省略している。
ボビン2は、コイル素線10を巻回保持するコイル素線保持部である。コイル成形装置1において、ボビン2は1つだけ設けられる。コイル素線10は、この1つのボビン2から巻き出されて巻取りドラム4に供給される。
矯正部3は、ボビン2に巻回保持されたコイル素線10の巻き癖を矯正するため、ボビン2から巻取りドラム4に向かうコイル素線10の供給経路上に配置される。矯正部3は、図6に示すように、コイル素線10を導入する一対の導入ローラ31,31と、コイル素線10に対してボビン2の径方向と同一方向からテンションを掛けて巻き癖を矯正する複数の矯正ローラ32と、複数の矯正ローラ32を経由したコイル素線10を巻取りドラム4に向けて送り出す送り出しローラ33と、を有する。
巻取りドラム4は、床面100に対して垂直方向(Z方向)に配置される回転軸41と、回転軸41の周囲から均等間隔で放射状に延びる12本の放射フレーム部42と、隣り合う放射フレーム部42,42の先端近傍同士を連結する12本の連結フレーム部43と、を有する。
12本の放射フレーム部42の先端には、それぞれ第1外周部材45が取り付けられている。第1外周部材45は、巻取りドラム4の周方向(X方向)よりも軸方向(Z方向)に長い金属製ブロックからなり、コイル素線10を巻き取るための巻取りドラム4の外周4aの一部を構成する。
図7に示すように、第1外周部材45における巻取りドラム4の径方向外側に面する先端面45aに、コイル素線10を収容するための第1収容部451が設けられている。本実施形態の第1外周部材45には、6つの第1収容部451が巻取りドラム4の軸方向に沿って一定間隔で配置されている。6つの第1収容部451は同一構造であり、それぞれ巻取りドラム4の周方向に沿って延びる溝によって構成されている。ボビン2から矯正部3を経由して供給されるコイル素線10は、12個の第1外周部材45の第1収容部451内に亘って収容されることによって、巻取りドラム4の外周4aに巻き取られる。
図7は、巻取りドラム4に巻き取られる1周目のコイル素線10が、最下部の第1収容部451に収容された様子を実線で示している。本実施形態の第1収容部451は、図7において1点鎖線で示すように、巻取りドラム4の3周分のコイル素線10を巻取りドラム4の径方向に積層して収容可能な大きさ(深さ)をそれぞれ有している。したがって、本実施形態の巻取りドラム4は、18周分のコイル素線10を外周4aに巻き取り可能である。
隣り合う放射フレーム部42,42の間にそれぞれ配置される12本の連結フレーム部43には、それぞれ第2外周部材46が取り付けられている。図8及び図9に示すように、第2外周部材46は、第1外周部材45の高さ(Z方向に沿う高さ)と略等しい高さを有する金属板材によって形成され、第1外周部材45とともにコイル素線10を巻き取るための巻取りドラム4の外周4aの一部を構成する。
第2外周部材46は、巻取りドラム4の外周4aにおいて第1外周部材45の先端面45aと略同一面を構成するように、巻取りドラム4の径方向外側に向けて突出するように連結フレーム部43に取り付けられている。第2外周部材46の巻取りドラム4の径方向外側に面する先端面46aは、巻取りドラム4の外周4aの円弧形状に沿って湾曲している。
第2外周部材46の先端面46aには、7つの円柱状又は円筒状のローラ部材461が、巻取りドラム4の軸方向に沿って一定間隔で取り付けられている。各ローラ部材461の軸方向は、巻取りドラム4の径方向に沿っている。これによって、巻取りドラム4の軸方向に隣り合うローラ部材461,461の間に、コイル素線10を収容するための6つの第2収容部462がそれぞれ形成されている。巻取りドラム4の軸方向に沿う第1外周部材45の6つの第1収容部451の位置と6つの第2収容部462の位置とは同一である。そのため、巻取りドラム4の外周4aに巻き取られるコイル素線10は、第1外周部材45の第1収容部451と第2外周部材46の第2収容部462とに亘って収容される。
図9は、巻取りドラム4に巻き取られる1周目のコイル素線10が、最下部の第2収容部462に収容された様子を実線で示している。本実施形態の第2収容部462も、図9において1点鎖線で示すように、巻取りドラム4の3周分のコイル素線10を巻取りドラム4の径方向に積層して収容可能な大きさ(ローラ部材461の突出高さ)をそれぞれ有している。
図8に示す第2外周部材46は、巻取りドラム4の周方向に長尺に形成されている。長尺な第2外周部材46は、隣り合う第1外周部材45,45の間に1つだけ配置され、巻取りドラム4の軸方向に配列される7つのローラ部材461の組を2組有している。2つのローラ部材461の組は、巻取りドラム4の周方向に間隔をおいて配置されている。しかし、1つの第2外周部材46に設けられるローラ部材461の組数は、第2外周部材46の長さに応じて適宜増減可能である。例えば、図4に示す巻取りドラム4において、切断部材5及び引出し部材6が配置される部位の隣り合う第1外周部材45,45の間には、長さが短い2つの第2外周部材46,46がそれぞれ配置されている。このような短尺な第2外周部材46は、ローラ部材461を1組だけ有していてもよい。
巻取りドラム4は、回転軸41に連結される駆動モータ47の駆動によって、回転軸41を中心にして、図4における時計方向に回転可能である。巻取りドラム4は、回転することによって、ボビン2から矯正部3を経由して供給されるコイル素線10を自動的に巻き取るように構成される。
巻取りドラム4の径方向外側には、複数の押さえローラ48が巻取りドラム4の周方向に一定間隔をおいて配置されている。押さえローラ48は、巻取りドラム4の径方向外側に配置される環状の支持台481上に、巻取りドラム4の外周4aに接するように、回転可能に設けられている。そのため、巻取りドラム4の回転時、第1外周部材45の先端面45aと押さえローラ48とがそれぞれ接触しながら相対的に移動し、第1収容部451及び第2収容部462からのコイル素線10の脱落を防止するようになっている。
図4に示すように、ボビン2から矯正部3を経由したコイル素線10が巻取りドラム4の外周4aに接する部位に対応する支持台481上には、巻取りドラム4にコイル素線10を導入するコイル素線導入部材49が設けられている。コイル素線導入部材49は、図10に示すように、巻取りドラム4の軸方向に延びる基板部491に、コイル素線10に対して下から当接して支持する第1支持ローラ492と、コイル素線10に対して巻取りドラム4の径方向外側から当接して支持する第2支持ローラ493とが設けられている。これによって、ボビン2から矯正部3を経由して供給されるコイル素線10は、第1支持ローラ492、第2支持ローラ493の順に当接して支持され、巻取りドラム4の外周4aへ円滑に導入されるようになっている。
コイル素線導入部材49の第1支持ローラ492及び第2支持ローラ493は、基板部491に対して、図示しないモータ等の駆動によって上下移動可能に設けられている。コイル素線導入部材49は、巻取りドラム4の回転に同期して、第1支持ローラ492及び第2支持ローラ493を上昇させるように動作する。詳しくは、本実施形態に示す第1外周部材45の第1収容部451及び第2外周部材46の第2収容部462は、それぞれ3周分のコイル素線10を収容するため、コイル素線導入部材49は、巻取りドラム4が3回転する毎に、第1支持ローラ492及び第2支持ローラ493を一定距離ずつ上昇させる。この一定距離は、第1外周部材45において巻取りドラム4の軸方向に隣り合う2つの第1収容部451,451の間隔に対応する。これによって、巻取りドラム4に巻き取られるコイル素線10は、巻取りドラム4を3周する毎(巻取りドラム4が3回転する毎)に、1つ上の第1収容部451及び第2収容部462に対応する高さに自動的に移動する。
巻取りドラム4の直径は、成形するU字コイル20の長さに応じて適宜設定することができる。例えば、U字コイル20の長さが約6m(U字コイル20を真っ直ぐに延ばした長さが約12m)である場合、巻取りドラム4の直径は約4mに設定される。但し、巻取りドラム4の直径は、コイル素線10の弾性域を超えない程度の直径に設定されることが望ましい。これによれば、コイル素線10を巻取りドラム4に巻いた際に、コイル素線10に巻き癖が生じにくい。
切断部材5は、コイル素線10を切断可能な例えばワイヤカッターからなり、図4に示すように、巻取りドラム4の径方向外側におけるコイル素線導入部材49の近傍に配置されている。切断部材5は、巻取りドラム4の外周4aにコイル素線10を巻き終えた後、その外周4aの一部分においてコイル素線10を切断する。
引出し部材6は、金属製のブロックからなり、平面形状が、図1に示すU字コイル20の内面形状に沿うように、巻取りドラム4の径方向外側に向けて凸となる外形形状を有する。巻取りドラム4の軸方向に沿う引出し部材6の高さは、第1外周部材45の高さに略等しく、巻取りドラム4に巻き取られた全てのコイル素線10を巻取りドラム4から引出し可能に構成される。
引出し部材6は、巻取りドラム4よりも上方に配置され、図示しないモータ等の駆動によって上下移動可能及び巻取りドラム4の径方向に沿う一方向に沿って直線移動可能に設けられる。詳しくは、図5に示すように、巻取りドラム4を挟んで切断部材5から最も離れた位置における巻取りドラム4の上方から、巻取りドラム4の径方向外側に向けて一直線状に延びるガイドレール61が設けられている。ガイドレール61は、巻取りドラム4よりも高い位置に、床面100に対して平行に配置される。
引き出し動作を開始する前において、引出し部材6は、ガイドレール61における巻取りドラム4に近い側の端部61aの下面側に配置されている。この位置は、巻取りドラム4の外周4aに巻き取られたコイル素線10よりも内側である。したがって、引出し部材6が下降すると、巻取りドラム4に巻き取られたコイル素線10の内側に配置される。引出し部材6は、この位置からガイドレール61に沿って移動することによって、切断部材5によって切断された後のコイル素線10を、巻取りドラム4の径方向外側に向けて引き出す。
成形部7は、ガイドレール61の下方に配置される。詳しくは、成形部7は、図4及び図5に示すように、引出し部材6によって巻取りドラム4から引き出されるコイル素線10の通路を構成する引出し通路部71と、引き出されたコイル素線10をU字状に成形する金型72と、を有する。
引出し通路部71は、巻取りドラム4の外周4aから、ガイドレール61に沿って巻取りドラム4の径方向外側に延出する長尺なトレイ状に形成され、引出し部材6によって巻取りドラム4から引き出されるコイル素線10の下側を支持する。
引出し通路部71の巻取りドラム4に近い側の端部71aには、一対の板状の案内部材711,711が設けられている。案内部材711,711は、それぞれ巻取りドラム4の外周4aから引出し通路部71に向けて徐々に近接するように湾曲している。案内部材711,711は、引出し部材6によって巻取りドラム4から引き出されるコイル素線10を両側から挟んで、コイル素線10が横方向に広がらないように案内する。案内部材711,711の互いに対向する面は、コイル素線10を案内する際にコイル素線10に癖をつけることのないように、コイル素線10の弾性域を超えない程度に滑らかに湾曲している。
金型72は、引出し通路部71の巻取りドラム4から遠い側の端部71bに配置される。この端部71bは、引出し部材6によるコイル素線10の引き出し方向の終端部近傍に対応する。金型72は、図11に示すように、U字コイル20の頂部21及び一対の斜行部22,22を成形する凸曲げ型721と、U字コイル20の一対の肩部23,23を成形する一対の肩曲げ型722,722とを有する。凸曲げ型721は、U字コイル20の頂部21及び一方の肩部23をクランク状に成形して一方の斜行部22をオフセットするためのクランク曲げ部721aを有する。クランク曲げ部721aは、凸曲げ型721のうちの一方の斜行部22に対応する部分によって構成され、凸曲げ型721に対して下方に移動可能に設けられている。
凸曲げ型721及び肩曲げ型722,722はいずれも雌型であり、引出し部材6によって引き出されたコイル素線10(後述するコイル素線束11)が収容される6本ずつの溝部723,724を有する。本実施形態の金型72の雄型は、引出し部材6によって構成される。したがって、金型72は、巻取りドラム4からコイル素線10を引き出した引出し部材6が、雄型として凸曲げ型721及び肩曲げ型722,722に装着されて型締めされることによって、U字コイル20を成形する。
次に、U字コイル20を成形するためのコイル成形装置1の一連の動作について説明する。
ボビン2から矯正部3を経由して矯正された後のコイル素線10は、コイル素線導入部材49に案内されることによって、巻取りドラム4における第1外周部材45の最下部の第1収容部451及び第2外周部材46の最下部の第2収容部462に収容され、巻取りドラム4の回転によって巻き取られる。コイル素線導入部材49は、巻取りドラム4が3回転する毎に第1支持ローラ492及び第2支持ローラ493を一定距離ずつ上昇させ、コイル素線10を一つ上の第1収容部451及び第2収容部462に収容するように案内する。
ボビン2から矯正部3を経由して矯正された後のコイル素線10は、コイル素線導入部材49に案内されることによって、巻取りドラム4における第1外周部材45の最下部の第1収容部451及び第2外周部材46の最下部の第2収容部462に収容され、巻取りドラム4の回転によって巻き取られる。コイル素線導入部材49は、巻取りドラム4が3回転する毎に第1支持ローラ492及び第2支持ローラ493を一定距離ずつ上昇させ、コイル素線10を一つ上の第1収容部451及び第2収容部462に収容するように案内する。
図12は、コイル素線10が、巻取りドラム4を18周することによって、全ての第1収容部451及び第2収容部462に収容された状態を示している。巻取りドラム4に18周分巻かれたコイル素線10は、巻取りドラム4を3周する毎に、1つ上の第1収容部451及び第2収容部462に向けて斜めに巻き取られる5本の傾斜部分10aを有する。
図13は、巻取りドラム4を18周したコイル素線10が、第1外周部材45の全ての第1収容部451に収容された状態を示している。各第1収容部451には、巻取りドラム4の3周分のコイル素線10が、巻取りドラム4の径方向に積層されて収容される。図示しないが、第2外周部材46の全ての第2収容部462にも、これと同様に、巻取りドラム4の3周分のコイル素線10が積層されて収容される。
図4に示すように、巻取りドラム4は、12本の第1外周部材45のうちの隣り合ういずれか2本の第1外周部材45,45の間に、切断部材5の受け部51を有している。本実施形態に示す受け部51は、第1外周部材45,45の間に配置される2つの短尺な第2外周部材46,46の間に設けられている。巻取りドラム4は、18周分のコイル素線10を巻き取った後、この受け部51の位置が切断部材5の位置に一致するように位置決めされて停止する。
巻取りドラム4の停止の後、図14に示すように、切断部材5が、受け部51に向けて移動することによって、外周4aの一部分において18周分のコイル素線10を切断する。これによって、18周分のコイル素線10は、第1収容部451及び第2収容部462にそれぞれ収容された3本ずつのコイル素線10からなる6つのコイル素線束11に分割される。コイル素線束11は、巻取りドラム4の外周4aに配置される複数の押さえローラ48によって外側から押さえられるため、巻取りドラム4から脱落することはない。
コイル素線10が切断された後、図15に示すように、引出し部材6が下降してコイル素線束11の内側に配置される。図16に示すように、巻取りドラム4において、切断部材5と反対側には、コイル素線束11よりも内側に、引出し部材6の収容空間Sが形成されている。引出し部材6は、この収容空間S内に配置された後、ガイドレール61に沿って移動し、巻取りドラム4の外周4aの6つのコイル素線束11を巻取りドラム4の径方向外側に引き出していく。このとき、6つのコイル素線束11は、引出し部材6の高さ方向に一定間隔で並んでいる。
引出し部材6は、巻取りドラム4の回転軸41を挟んで切断部材5と反対側においてコイル素線束11を引き出すため、コイル素線束11は、引出し部材6を頂点にして左右対称の長さを有する。そのため、引出し部材6は、巻取りドラム4の外周4aからコイル素線束11をバランス良く安定して引き出すことができる。巻取りドラム4から引き出されるコイル素線束11は、成形部7の引出し通路部71によって下側から支持される。
図17に示すように、引出し部材6は、コイル素線束11を引き出す際、直ぐに一対の案内部材711,711の間を通過する。案内部材711,711の間隔は、引出し部材6の移動方向に沿って徐々に狭くなるため、案内部材711,711は、引出し部材6の通過に伴って、6つのコイル素線束11を引出し部材6の両側面に沿って略U字状に成形していく。
案内部材711,711の対向する側面711a,711aには、それぞれ複数の突起部711b,711bが設けられている。突起部711b,711bは、上下方向に隣り合う突起部711b,711bの間に、それぞれコイル素線束11を通過させることができるように、巻取りドラム4の軸方向に沿って一定間隔をおいて7つずつ設けられている。6つのコイル素線束11は、引出し部材6によって引き出される際に突起部711b,711bの間を通過するため、互いに絡み合うことはない。
引出し部材6は、ガイドレール61の終端まで移動すると、図18に示すように、成形部7の金型72の凸曲げ型721に突き当たる。その後、雌型である凸曲げ型721と雄型である引出し部材6とが型締され、各コイル素線束11に頂部21と一対の斜行部22,22が成形される。次いで、図19に示すように、左右一対の肩曲げ型722,722が型締され、各コイル素線束11に一対の肩部23,23が成形される。その後、図20に示すように、凸曲げ型721、肩曲げ型722,722及び引出し部材6が型締された状態で、クランク曲げ部721aが下動することによって、一方の斜行部22がオフセットされた6本のU字コイル20が成形される。6本のU字コイル20は、型開きの後にコイル成形装置1から取り出される。
成形された6本のU字コイル20は、一方の斜行部22が厚み方向にU字コイル20の厚み分だけオフセットされているため、図21及び図22に示すように、直線部24が均等間隔となるように互いにずらして重ねた際、12本全ての直線部24は、Y方向に沿う同一の面上に配置される。
以上要するに、コイル成形装置1は、コイル素線10を巻回保持する1つのボビン2と、1つのボビンから供給されるコイル素線10を収容する複数の第1収容部451及び第2収容部462を外周4aに有する巻取りドラム4と、第1収容部451及び第2収容部462に収容されて巻取りドラム4に巻かれたコイル素線10を、巻取りドラム4の外周4aの一部分において切断する切断部材5と、切断部材5によって切断された後のコイル素線10を、切断部材5から離れた位置から巻取りドラム4の径方向外側に引き出す引出し部材6と、引出し部材6によって引き出されたコイル素線10をU字状に成形する成形部7と、を備える。これによれば、コイル素線10は、1つのボビン2から供給されて巻取りドラム4に巻き取られるため、巻き癖による成形精度の悪化を伴うことなくU字状に成形することができる。しかも、コイル素線10を巻取りドラム4の外周に巻いて切断した後に、巻取りドラム4の径方向外側に引き出す動作だけで、コイル素線10を簡単にU字状に成形することができる。
第1収容部451及び第2収容部462は、巻取りドラム4の軸方向に複数設けられる。これによれば、コイル素線10を複数の第1収容部451及び第2収容部462に亘って巻き付けることによって、切断後に複数本のコイル素線束11が形成されるため、複数本のコイル素線10をまとめてU字状に成形することができる。
第1収容部451及び第2収容部462は、巻取りドラム4を複数周分積層したコイル素線10を収容可能な大きさを有している。これによれば、複数本のコイル素線10からなる集合導体も、巻取りドラム4の外周4aにコイル素線10を巻くだけで形成することができる。
成形部7は、巻取りドラム4から径方向外側に延出して、引出し部材6によって引き出されたコイル素線10の通路を構成する引出し通路部71を有し、引出し通路部71は、引出し部材6によって巻取りドラム4から引き出されるコイル素線束11を両側から挟んで、コイル素線束11が広がらないように案内する一対の案内部材711,711を有する。これによれば、コイル素線束11を引き出す際に、巻取りドラム4の外周4aから広がることなく成形部7に円滑に引き出すことができる。
引出し部材6は、切断部材5によって切断された後のコイル素線束11を、巻取りドラム4の径方向内側から外側に引き出すように構成され、成形部7は、引出し部材6による引き出し方向の終端部近傍に、コイル素線束11をU字状に成形する金型72を有し、引出し部材6は、金型72の一部を構成する。これによれば、コイル素線束11を巻取りドラム4の外周4aから引き出すための引出し部材6をそのまま利用して、金型72によってU字状に成形することができるため、コイル素線束11を引出し部材6から移し替える必要なく、コイル素線束11の引き出しから成形までを一工程で行うことができる。
巻取りドラム4は、回転軸41を中心にして回転することによって、コイル素線10を外周4aに巻き取るように構成される。これによれば、巻取りドラム4の回転動作だけでコイル素線10を巻取りドラム4の外周4aに簡単に巻き取ることができる。
なお、コイル成形装置1の巻取りドラム4は、外周4aにコイル素線10を収容する収容部を1つだけ有するものであってもよい。すなわち、この場合、巻取りドラム4は、1つのコイル素線束11だけを形成する。また、複数の収容部は、それぞれコイル素線10を1周分だけ収容するものであってもよい。
以上の実施形態に示すコイル成形装置1において、引出し部材6は、コイル素線束11の内側に配置されてコイル素線束11をU字状に成形する金型72の一部(雄型)を構成するが、コイル素線束11の内側に配置される金型は、引出し部材6とは別部材によって構成されてもよい。
1 コイル成形装置
2 ボビン(コイル素線保持部)
4 巻取りドラム
4a (巻取りドラムの)外周
41 回転軸
451 第1収容部
452 第2収容部
5 切断部材
6 引出し部材
7 成形部
71 引出し通路部
711 案内部材
72 金型
10 コイル素線
2 ボビン(コイル素線保持部)
4 巻取りドラム
4a (巻取りドラムの)外周
41 回転軸
451 第1収容部
452 第2収容部
5 切断部材
6 引出し部材
7 成形部
71 引出し通路部
711 案内部材
72 金型
10 コイル素線
Claims (6)
- コイル素線をU字状に成形するコイル成形装置であって、
前記コイル素線を巻回保持する1つのコイル素線保持部と、
前記1つのコイル素線保持部から供給される前記コイル素線を収容する1つ又は複数の収容部を外周に有する巻取りドラムと、
前記収容部に収容されて前記巻取りドラムに巻かれた前記コイル素線を、前記巻取りドラムの前記外周の一部分において切断する切断部材と、
前記切断部材によって切断された後の前記コイル素線を、前記切断部材から離れた位置から前記巻取りドラムの径方向外側に引き出す引出し部材と、
前記引出し部材によって引き出された前記コイル素線をU字状に成形する成形部と、
を備える、コイル成形装置。 - 前記収容部は、前記巻取りドラムの軸方向に複数設けられる、請求項1に記載のコイル成形装置。
- 前記収容部は、前記巻取りドラムを複数周分積層した前記コイル素線を収容可能な大きさを有する、請求項1又は2に記載のコイル成形装置。
- 前記成形部は、前記巻取りドラムから径方向外側に延出して、前記引出し部材によって引き出された前記コイル素線の通路を構成する引出し通路部を有し、
前記引出し通路部は、前記引出し部材によって前記巻取りドラムから引き出される前記コイル素線を両側から挟んで、前記コイル素線が広がらないように案内する一対の案内部材を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のコイル成形装置。 - 前記引出し部材は、前記切断部材によって切断された後の前記コイル素線を、前記巻取りドラムの径方向内側から外側に引き出すように構成され、
前記成形部は、前記引出し部材による引き出し方向の終端部近傍に、前記コイル素線をU字状に成形する金型を有し、
前記引出し部材は、前記金型の一部を構成する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のコイル成形装置。 - 前記巻取りドラムは、回転軸を中心にして回転することによって、前記コイル素線を前記外周に巻き取るように構成される、請求項1〜5のいずれか1項に記載のコイル成形装置。
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