JP4327486B2

JP4327486B2 - 回転電機のコイル用のセグメントの成形装置、セグメントの成形方法及びそれを用いたセグメント

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Publication number: JP4327486B2
Application number: JP2003084458A
Authority: JP
Inventors: 浩二諏訪; 茂隆永松; 恵吾山岡; 雅宏奥井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2023-03-26
Also published as: JP2004297863A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機のコイル用のセグメントの成形装置、セグメントの成形方法及びそれを用いたセグメント、特に、再現性のある安定した形状のセグメントを容易に成形することのできる成形装置、成形方法、及びそれを用いたセグメントの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
モータや発電機等の回転電機のステータコイルやロータコイルの形態には、様々なものがある。例えば、ステータコアやロータコアに直接コイル線材を巻回してコイルを形成するものや、別途巻き型等を用いてコイルを巻回し、ステータコアやロータコアに装着するものが一般的である。一方、ステータコアやロータコアに形成されたスロットにセグメントと呼ばれる松葉状導体（略Ｕ字形状の導体）を挿入し、各セグメントの端部をコアの一端側で順次溶接等により接合し全体としてコイルを形成するものがある。このセグメントタイプのコイルの場合、いわゆるコイルの巻回工程を必要としないので、コイル（セグメント）の断面をコアのスロットの占有空間断面に略等しい矩形断面とすることが可能で、スロットの占積率を容易に向上可能であり、小型で高出力の回転電機を得られるという点で有効である。
【０００３】
図６は、従来の略Ｕ字形状のセグメント１００の単体形状を説明する図であり、図６（ａ）がＵ字の湾曲部分（後述するコイルエンドの形成領域）を上から見た上面図、図６（ｂ）は、平面図、図６（ｃ）は側面図、図６（ｄ）は斜視図である。セグメント１００は、所定長さの平角線をＵ字状に曲げることにより、図示しないステータ等のコアのスロットに挿入されるスロット挿入部１０２と、このスロット挿入部１０２を接続しコアの端面部で所定のスロットから他の所定のスロットに渡るためのコイルエンド形成部（渡り部）１０４とを構成する。また、各図から明らかなように、コイルエンド形成部１０４の略中央付近では、平角線を１８０°捻った捻り部１０６を形成している。
【０００４】
図７（ａ），（ｂ）には、複数のセグメント１００をコアのスロット（不図示）に挿入して円環状に配列した状態を示す上面図及び側面図が示されている。図７（ａ），（ｂ）から明らかなように、セグメント１００を円環状に配列する場合、コイルエンド形成部１０４は、セグメント１００のスロット挿入部１０２が飛び越えるスロット数分だけ他のセグメント１００を飛び越えなければならない。この時、セグメント１００があるスロットから出てきて、所定数離れたスロットに入る場合、同じ径で入ろうとすると他のセグメント１００と干渉してしまうので、セグメント１００は２本のスロット挿入部１０２が別々に、その径方向にずれてスロットに入るようにする必要がある。そのため、コイルエンド形成部１０４で捻りを加え、捻り部１０６の前後で、線材がずれるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−７５３３４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したような１８０°の捻り部１０６を伴うセグメント１００は、円環配列した時に捻り部１０６がかさばり、コイルエンド部分が大型化してしまう。すなわち、回転電機のステータ等のコアの軸方向及び径方向の寸法が増大し、結果的に回転電機自体の大型化を招いてしまうという問題を有する。また、捻り部１０６を成形する場合、両端のスロット挿入部１０２をクランプして、そのクランプの一方を捻る等の方法により成形するため、捻り部１０６の形状を安定させることが困難であるという問題がある。各セグメント１００の形状ばらつき、形状再現性が低い場合には、前述した円環配列時の軸方向及び径方向の大型化をさらに促進する。
【０００７】
また、上述したようなセグメント１００を成形する場合、コイルエンド形成部１０４を山形に曲げる工程、捻る工程、スロット挿入部１０２を形成するために肩部１００ａで９０°近く曲げる工程等、複数の工程が必要になるが、各工程間で成形途中の平角線（半製品）を前記成形型に出し入れしたり、搬送する必要が生じる。この時、半製品のハンドリングにより折角成形した形状を崩してしまったり、平角線の被覆表面に傷を付けてしまう等の問題が生じていた。また、これらの成形を自動機で行おうとした場合、複数の成形型の並列配置やその成形型間で半製品を順次搬送する搬送装置等が必要になり、自動機全体が大型化してしまうと共に、搬送を伴うことにより成形時間が長くなってしまうという問題がある。
【０００８】
さらに、完成したセグメント１００は、通常自動機によりステータ等のスロットに自動挿入される。そのため、肩部１００ａの曲げ角度は設計値に基づき正確に曲げ成形する必要があるが、平角線のスプリングバック効果により所望の角度が安定して得られないという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、安定した形状のセグメントを容易に高速で成形することのできるコンパクトな形態の成形装置、成形方法及びそれを用いたセグメントを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明は、回転電機のコアの各スロットに挿入され端部を順次接続することによりコイルを成形するセグメントの成形装置であって、セグメントを形成する線材を所定の保持位置に保持する保持部と、前記保持位置を含む第１平面上で、前記線材を前記保持部に保持させながら略クランク形状を呈する２次元クランク線材に成形する接離自在な一対の第１成形型と、前記保持位置に保持された状態の２次元クランク線材に対し、前記第１平面と略直交する第２平面に沿って接離自在な凹凸形状の一対の成形型であって、成形した２次元クランク線材をワーク保持ピン間に保持させた前記クランク部分を略頂点とした３次元山形形状の３次元山形線材に成形する第２成形型と、前記第２成形型にクランプされた状態の３次元山形線材の前記頂点部分を含むコイルエンド形成領域より外側部分に対し、前記第２平面に沿う方向に前記凸型の第２成形型の側面に沿って移動自在な一対のローラであって、前記３次元山形線材を前記スロットの挿入方向に曲げてセグメント形状に形成する成形ローラと、前記第２成形型によるクランプ解放時に凸型の第２成形型のクランプ面側に開設されたスリットから突出し、前記セグメントをワーク保持ピンより高い位置まで持ち上げ、その斜面に沿って成形完了したセグメントを第２成形型から排出させる排出アームと、を含むことを特徴とする。
【００１１】
ここで、略クランク形状とは、特定の１形状を意味するものではなく、線材が連続的な曲がりを有することを意味し、例えば、Ｓ字形状等滑らかな曲がりも含むものとする。また、略直交とは、完全な直角を意味するのではなく、実質的に直交と認められる程度を意味する。更に、略頂点とは完全な１点を意味するのではなく、頂点及びその周辺を含むものとする。
【００１２】
この構成によれば、セグメントを形成する線材は、保持位置に保持された状態で、第１成形型、第２成形型、成形ローラにより移動を伴うことなく順次３次元形状に成形される。その結果、成形途中のハンドリングが不要になるので、成形したセグメントの形状を崩したり、表面被覆にダメージを与える不具合を解消し、高精度の成形を行うことができると共に、成形中の移動を伴わないため、成形時間の短縮を行うことができる。
【００１３】
上記のような目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記凸型の第２成形型の側面は、前記頂点部から遠ざかる方向に対し互いに接近する所定角度のテーパー面を有し、前記成形ローラは、前記テーパー面に向かって付勢され、前記３次元山形線材を前記テーパー面に沿って、スロット挿入時より過剰に曲げ変形させることを特徴とする。
【００１４】
ここで、テーパー面の所定角度とは、セグメントを形成する線材の材質や太さ、設計上の曲げ角度等に基づき算出された線材のスプリングバック量に応じた角度ある。また、成形ローラが発生する付勢力は、例えば、付勢スプリング等により発生可能な付勢力である。
【００１５】
この構成によれば、線材のスプリングバック効果を考慮した過剰曲げ加工を容易に行うことができる。この時、成形ローラはテーパー面に向けて付勢されるので、第２平面に沿う方向に移動させるのみで、３次元山形線材を任意の角度に曲げ加工することができる。その結果、成形装置の構成を簡略化することができる。
【００１６】
上記のような目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記排出アームは、成形完了したセグメントを排出シューターに導く斜面を有するプレート形状を呈することを特徴とする。
【００１７】
ここで、排出アームは、例えば、三角形状を呈するプレートであり、プレートの斜面が排出シューターの傾斜と同じかそれより大きいことが望ましい。
【００１８】
この構成によれば、成形が完了したセグメントの変形や被覆破損等を招くことなく、セグメントをスムーズに成形装置から自動排出することができる。
【００１９】
上記のような目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記第２成形型と前記成形ローラは、同軸配置された２種類のカムにより駆動することを特徴とする。
【００２０】
前記第２成形型と成形ローラは、同一平面に対し平行に移動するため、同軸配置された２種類のカムによる駆動が可能になり、駆動源の共用による成形装置の小型化を行うことができる。
【００２１】
上記のような目的を達成するために、本発明は、回転電機のコアの各スロットに挿入され端部を順次接続することによりコイルを成形するセグメントの成形方法であって、セグメントを成形する線材を所定の保持位置に保持するステップと、前記保持位置を含む第１平面上で前記線材を前記保持位置に保持させながら略クランク形状を呈する２次元クランク線材に成形するステップと、前記２次元クランク線材を前記保持位置に保持した状態で、当該２次元クランク線材をワーク保持ピン間に保持させた前記クランク部分を略頂点に前記第１平面と略直交する第２平面に沿って曲げて３次元山形形状の３次元山形線材に成形するステップと、前記３次元山形線材の成形のためのクランプが行われた状態で、前記頂点部分を含むコイルエンド形成領域より外側部分に対し、前記第２平面に沿う方向にローラを摺動させて、前記３次元山形線材を前記スロットの挿入方向に対し曲げてセグメント形状に成形するステップと、前記３次元山形線材の成形のためのクランプが開放されると、ワーク保持ピンが設けられた面側に開設されたスリットから排出アームを突出させ、前記セグメントをワーク保持ピンより高い位置まで持ち上げ、その斜面に沿って成形完了したセグメントを前記保持位置から排出させるステップと、を含むことを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、保持位置に保持された状態で、セグメントを形成する線材は、搬送されること順次３次元形状に成形される。その結果、成形中に線材のハンドリングを伴うことがなく、成形したセグメントの形状を崩したり、表面被覆にダメージを与える不具合を解消し、高精度の成形を行うことができると共に、成形中の移動を伴わないため、成形時間の短縮を行うことができる。
【００２３】
上記のような目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記３次元山形線材を前記スロットの挿入方向に対し曲げてセグメント形状に成形するステップは、前記スロット挿入時より、過剰に曲げ変形させることを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、線材のスプリングバック効果を考慮した曲げ加工を容易に行うことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態（以下、実施形態という）を図面に基づき説明する。
【００２７】
図１は、本実施形態の回転電機のコイル用のセグメントの成形装置及び成形方法により成形されるセグメント１０の形状を示している。セグメント１０は、従来のものと同様に、所定長さ銅材等から構成される平角線を略Ｕ字状に曲げることにより、図示しないステータ等のコアのスロットに挿入されるスロット挿入部１２と、このスロット挿入部１２を接続しコアの端面部で所定のスロットから他の所定のスロットに渡るためのコイルエンド形成部（渡り部）１４とを構成する。なお、図１（ａ）がコイルエンド形成部１４を上から見た上面図、図１（ｂ）は、セグメント１０の平面図、図１（ｃ）はセグメント１０の側面図、図１（ｄ）はセグメント１０の斜視図である。
【００２８】
図１（ａ）〜（ｄ）から明らかなように、セグメント１０はコイルエンド形成部１４に捻り部を含んでいない。捻り部を含まないことにより、コイルエンド形成部１４のかさばりを抑制し、回転電機の軸方向や径方向の突出量を縮小することが可能になり、図７に示すように、円環配列した時に、コイルエンド形成部１４の高さｈを低減することができる。つまり、セグメント１０を円環配列した場合に、回転電機の軸方向及び径方向の寸法を縮小することができる。
【００２９】
図２には、本実施形態のセグメントの成形装置１６に含まれる主要部材及びその移動方向を示す概念説明図が示されている。線材（例えば、銅等の平角線）１８の両端部は、成形過程の前半の時間を保持部２０により所定の保持位置に保持される。この保持部２０は、成形装置１６の全体構造の説明で詳細に説明するが、例えば、流体圧を使用したアクチュエータにより開閉するチャック装置で構成される。また、前記保持部２０により規定される保持位置を含む第１平面（図２においては、水平面）に線材１８を図１（ａ）に示すような略クランク形状（図１の符号１４ａ）を呈する２次元クランク線材に成形する接離自在な一対に第１成形型２２ａ，２２ｂ、及び保持位置に保持された状態の２次元クランク線材に対し、第１平面と略直交する第２平面（図２においては垂直面）に沿って接離自在な凹凸形状の一対の成形型であって、成形した２次元クランク線材のクランク部分を略頂点（図１の符号１４ｂ）とした３次元山形形状の３次元山形線材に成形する第２成形型２４ａ，２４ｂと、当該第２成形型２４ａ，２４ｂにクランプされた状態の３次元山形線材の頂点部分を含むコイルエンド形成領域より外側部分に対し、前記第２平面に沿う方向で第２成形型２４ａ（凸型）の側面に沿って移動自在な一対のローラであって、３次元山形線材をスロットの挿入方向に対し曲げてセグメント形状に形成する成形ローラ２６ａ，２６ｂとを含んでいる。
【００３０】
なお、第２成形型２４ａのクランプ面には、第２成形型２４ａ，２４ｂによるクランプ解放時に当該クランプ面から突出し成形が完了したセグメント１０を第２成形型２４ａから排出する排出アーム２８が配置されている。本実施形態のおいて、この排出アーム２８はセグメント１０の排出方向に下向き傾斜した排出シューター３０に連なるように、斜面を有する略三角形のプレート形状を呈している。また、直線形状の線材１８を山形の第２成形型２４ａのクランプ面に裁置する場合に、線材１８を保持固定するワーク保持ピン３２が複数立設されている。このワーク保持ピン３２は、第２成形型２４ａ，２４ｂの係合時には、凹型である第２成形型２４ｂ内部に収納可能である。つまり、第２成形型２４ｂの係合面にはピン収納用の開孔（付図示）が形成されている。
【００３１】
上述したような構成を有する成形装置１６によるセグメント１０の形成手順を図３及び図４に示す各成形型の動作を参照しながら説明する。
【００３２】
図３（ａ）に示すように、平角線である線材１８は、保持部２０に保持され、第１平面（第１成形型２２ａ，２２ｂが接離する平面と同一平面）に保持される。この時、第１成形型２２ａ，２２ｂ及び第２成形型２４ａ，２４ｂは、互いに離反位置で待機している。なお、第２成形型２４ａが離反位置に待機しているので、排出アーム２８は、第２成形型２４ａのクランプ面から突出している。この状態で、第１成形型２２ａ，２２ｂのみが第１平面上で互いに接近し、線材１８を所定の２次元クランク形状に成形する。
【００３３】
図３（ｂ）に示すように、線材１８が２次元クランク線材１８ａに成形される場合、線材１８の変形により一対の保持部２０の間隔は狭くなる。そのため、保持部２０は線材１８をしっかり保持した状態で、所定値以上の力が加わったときに、個々の保持部２０が任意の方向に移動し、その保持姿勢が変化できるようになっている。そして、図３（ｂ）に示すように、第１成形型２２ａ，２２ｂによる成形が完了し、互いに離反方向に分離が完了すると、図３（ｃ）に示すように第２成形型２４ａが第１平面と略直交する第２平面に沿って上昇し、ワーク保持ピン３２で２次元クランク線材１８ａを位置決めしながら第２成形型２４ａのクランプ面に載置する。ワーク保持ピン３２は望ましくは、先端側が細くなったテーパーピンを呈し、第２成形型２４ａの上昇動作のみで、２次元クランク線材１８ａを互いに千鳥配置されたピン間に導き入れ保持できるようになっている。図３（ｃ）からも明らかなように、この時、排出アーム２８は、第２成形型２４ａのクランプ面には突出していない。そして、図３（ｄ）に示すように、第２成形型２４ｂを同じく第２平面に沿って降下させ、第２成形型２４ａと第２成形型２４ｂとにより２次元クランク線材１８ａをプレスし、当該２次元クランク線材１８ａのクランク部分を略頂点とした３次元山形形状の３次元山形線材１８ｂに成形する。この時点で、３次元山形線材１８ｂは第２成形型２４ａ，２４ｂにより挟持固定されているので、保持部２０はその保持を開放してもよい。
【００３４】
なお、後述するが、第２成形型２４ｂは、例えばカム機構を用いて昇降移動する。そのため、第２成形型２４ｂの昇降動作を高速に行うと共に、プレス荷重を均一にして、成形する３次元山形線材１８ｂの形状バラツキや被覆ダメージを抑制するために、第２成形型２４ｂは、図３（ｅ）に示すように、カムが当たるカムフォロアー３４が皿バネ３６等により上方に付勢されている。この皿バネ３６により、カムフォロアー３４がカムにより降下したときフレーム３８を、常時均一の安定した力で、かつスムーズに押し下げ、第２成形型２４ｂの降下動作を実現する。その結果、安定した成形処理が可能となる。そして、３次元山形線材１８ｂの形状バラツキが低減されることにより、完成したセグメント１０をスロットに挿入する場合の不必要な接触を低減し、絶縁被覆へのダメージを抑制することも可能となる。
【００３５】
続いて、図４（ａ）に示すように、第２成形型２４ａ，２４ｂによる３次元山形線材１８ｂの挟持固定を維持した状態で、コイルエンド形成部（領域）１４（図１参照）より外側部分に対し、成形ローラ２６ａ，２６ｂを第２平面に沿う方向で第２成形型２４ａの側面４０に沿って降下させる。図４（ａ）から明らかなように、第２成形型２４ａの側面４０は、図中下方に向う方向（前記頂点部から遠ざかる方向）に対し互いに接近する所定角度のテーパー面を有している。このテーパー面の角度は、セグメント１０を形成する線材１８の材質や太さ、設計上の曲げ角度等に基づき算出された線材１８のスプリングバック量に応じた角度であり、例えば、所望の曲げ角度＋５°である。
【００３６】
後述するが、本実施形態においては、成形ローラ２６ａ，２６ｂもカム機構によって昇降動作をしている。ただし、前述したように、成形ローラ２６ａ，２６ｂをテーパー面である第２成形型２４ａの側面４０に沿って移動させるために、図４（ｂ）に示すように、成形ローラ２６ａ（２６ｂ）は、ハウジング４２に形成された回動軸４２ａを中心に回動自在に支持され、付勢手段、例えばスプリング４４により常時図中矢印Ａ方向（側面４０側）に付勢されている。その結果、成形ローラ２６ａ，２６ｂは、図示しないカム機構の昇降動作のみで、側面４０に沿った斜め方向の移動を安定的に行うことが可能となる。
【００３７】
また、この成形ローラ２６ａ，２６ｂは、図４（ｂ）中の矢印Ｂ方向に回転しながら３次元山形線材１８ｂを側面４０に沿って曲げるので、摩擦力の付与を抑制しながら曲げ成形のみを行う。その結果、３次元山形線材１８ｂの被覆表面にダメージを与えることがない。さらに、前述したように、３次元山形線材１８ｂ等線材１８は、曲げ成形を行うとスプリングバックにより、実際の曲げ角度より直線に近づいた状態で安定する。本実施形態では、スプリング４４の付勢力により３次元山形線材１８ｂの過剰曲げ変形を行うので、成形後に所望の曲げ角度を容易かつ安定的に得ることができる。
【００３８】
成形ローラ２６ａ，２６ｂが所定の降下位置まで移動し曲げ成形が完了したら、図４（ｃ）に示すように、成形ローラ２６ａ，２６ｂを上昇退避させ、第２成形型２４ａを降下させる。また、第２成形型２４ｂも上昇退避させる。この第２成形型２４ａの降下により、図４（ｄ）に示すように、第２成形型２４ａのクランプ面側に開設されたスリット４６（図３（ｃ）参照）から排出アーム２８が突出し、完成したセグメント１０を第２成形型２４ａのワーク保持ピン３２より高い位置まで持ち上げ、排出アーム２８の斜面に沿って、排出シューター３０へと導き排出する。なお、排出シューター３０の終点には、セグメント１０を配列収納するストッカーが配置されている。もちろん、ステータコア等のスロットにセグメント１０を自動挿入する装置が接続されていてもよい。
【００３９】
図５には、図３、図４で説明した各成形型を現実に動作させる駆動機構を含む、成形装置１６の概念構成図が示されている。
【００４０】
本実施形態の場合、各成形型は、流体圧シリンダ（油圧や空圧等）とカムやモータを用いたリンク機構により駆動している。なお、図５（ａ）には、第１成形型２２ａ，２２ｂが接離動作する第１平面を上方から見た平面図であり、図５（ｂ）は、第２成形型２４ａ，２４ｂが接離動作する第２平面を正面から見た正面図であり、図５（ｃ）は、側面図である。
【００４１】
前述したように直線状の線材１８を所定位置に保持する保持部２０は、流体圧シリンダ等で駆動するチャック装置あり、成形途中でチャックが不要になった場合は、成形装置１６の背面側（図５（ａ）の上側）に待避できるように待避機構を含んでいる。なお、チャック部分は、線材１８を手動または自動で容易に供給、排出できるように、チャック解放時には大きく開くことが望ましい。また、図５（ａ）に２点鎖線で示すように、第１成形型２２ａ，２２ｂにより直線状の線材１８が２次元クランク形状の２次元クランク線材１８ａに成形される場合、線材１８の曲がりに応じて、保持部２０の距離は間隔は狭くなる。そのため、保持部２０は、例えば、スプリング等により、所定以上の負荷、すなわち２次元クランク線材１８ａの成形時の引っ張り力が働いた場合に、間隔変化分に応じて移動を許容する機構を有している。
【００４２】
また、本実施形態において、第１平面に沿って移動する第１成形型２２ａは、図５（ａ）、（ｃ）に示すように、モータ４７とリンク４８とによって動作する。一方、第１成形型２２ｂは、流体圧シリンダ５０によって第１平面に沿って移動し、第１成形型２２ａ，２２ｂが相互に係合し、２次元クランク線材１８ａを成形する。このとき、モータ４７と流体圧シリンダ５０とを組み合わせて使用することにより、第１成形型２２ａ，２２ｂの係合時の過剰な力が流体圧シリンダ５０側で吸収可能となり、各成形型の係合力バランスを高精度で調整する必要がなくなると共に、成形装置１６の動作時の負荷ストレスを軽減することができるためである。
【００４３】
同様に、第２成形型２４ａは、流体圧シリンダ５２によって、第２平面に沿った方向に移動（図５（ｂ）では上下方向に移動）し、第２成形型２４ｂはカム５４とリンク５６によって第２平面に沿った方向に移動するようになっている。この場合も流体圧シリンダ５２側で過剰な力を吸収することが可能となるので、装置側の負荷ストレスを低減できる。また、カム機構を用いることにより、高速かつ高精度の第２成形型２４ｂの移動が可能になり、成形するセグメント１０の効率的な生産に寄与することができる。
【００４４】
成形ローラ２６ａ，２６ｂは、カム５８で駆動するリンク６０に支持されている。成形ローラ２６ａ，２６ｂの先端部は、図４（ｂ）に示すような構造を呈し、カム５８の回転により適切なタイミングで昇降動作を行う。なお、本実施形態において、成形ローラ２６ａ，２６ｂは、第２成形型２４ａの斜面に沿って内側に付勢された状態で昇降するもののリンク５６，６０自体は第２平面に沿って垂直に昇降動作するのみであるため、カム５４，５８は単一のモータ６２の軸６４に位相を変えて固定可能であり、単一駆動源により動作させることができる。もちろん、カム機構による動作であるため、成形ローラ２６ａ，２６ｂも正確な高速動作が可能であると共に、駆動源の共用により成形装置１６の設備構成が簡略化可能となり、装置全体の大きさを小型化することができる。
【００４５】
なお、排出アーム２８は、第２成形型２４ａが下降位置にある時に、第２成形型２４ａのクランプ面から所定量突出する位置に固定されているので、何ら駆動機構は必要としない。また、図５（ｃ）に示すように、排出シューター３０の斜面と排出アーム２８の斜面を一致させるように、両者を配置することにより、成形が完成したセグメント１０の排出をスムーズに行うことができる。
【００４６】
上述の装置構成からも明らかなように、線材１８は、一度、成形装置１６に供給されれば、ハンドリング等を伴うことなく、最終形状まで成形が行われるので、安定した形状のセグメントをコンパクトな装置により容易に高速で成形することができる。
【００４７】
なお、図５に示す装置構成は、一例であり、セグメントを形成する線材が、保持位置に保持された状態で、第１成形型２２ａ，２２ｂ、第２成形型２４ａ，２４ｂ、成形ローラ２６ａ，２６ｂにより、線材の実質的移動（ハンドリング）を伴うことなく順次３次元形状に成形されるものであれば、各成形型の駆動方法や駆動方向等は、適宜変更可能であり、本実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００４８】
また、本実施形態で示した各成形型の形状は、セグメント１０の形状に対応したものであり、適宜変更可能である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、セグメントを形成する線材は、保持位置に保持された状態で、第１成形型、第２成形型、成形ローラにより移動を伴うことなく順次３次元形状に成形される。その結果、成形したセグメントの形状を崩したり、表面被覆にダメージを与える不具合を解消し、高精度の成形を行うことができると共に、成形中の移動を伴わないため、成形時間の短縮を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るセグメントの成形装置により成形されるセグメントの形状を説明する説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係るセグメントの成形装置に含まれる主要部材及びその移動方向を示す概念説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係るセグメントの成形装置によるセグメントの形成手順前半部分を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係るセグメントの成形装置によるセグメントの形成手順後半部分を説明する説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係るセグメントの成形装置の各成形型を動作させる駆動機構を含む概念構成図である。
【図６】従来のセグメントの形状を説明する説明図である。
【図７】複数のセグメントを円環配置した状態を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０セグメント、１２スロット挿入部、１４コイルエンド形成部、１６成形装置、１８線材、１８ａ２次元クランク線材、１８ｂ３次元山形線材、２０保持部、２２ａ，２２ｂ第１成形型、２４ａ，２４ｂ第２成形型、２６ａ，２６ｂ成形ローラ、２８排出アーム、３０排出シューター、３２ワーク保持ピン。

Claims

回転電機のコアの各スロットに挿入され端部を順次接続することによりコイルを成形するセグメントの成形装置であって、
セグメントを形成する線材を所定の保持位置に保持する保持部と、
前記保持位置を含む第１平面上で、前記線材を前記保持部に保持させながら略クランク形状を呈する２次元クランク線材に成形する接離自在な一対の第１成形型と、
前記保持位置に保持された状態の２次元クランク線材に対し、前記第１平面と略直交する第２平面に沿って接離自在な凹凸形状の一対の成形型であって、成形した２次元クランク線材をワーク保持ピン間に保持させた前記クランク部分を略頂点とした３次元山形形状の３次元山形線材に成形する第２成形型と、
前記第２成形型にクランプされた状態の３次元山形線材の前記頂点部分を含むコイルエンド形成領域より外側部分に対し、前記第２平面に沿う方向に前記凸型の第２成形型の側面に沿って移動自在な一対のローラであって、前記３次元山形線材を前記スロットの挿入方向に曲げてセグメント形状に形成する成形ローラと、
前記第２成形型によるクランプ解放時に凸型の第２成形型のクランプ面側に開設されたスリットから突出し、前記セグメントをワーク保持ピンより高い位置まで持ち上げ、その斜面に沿って成形完了したセグメントを第２成形型から排出させる排出アームと、を含むことを特徴とするセグメントの成形装置。
請求項１記載の装置において、
前記凸型の第２成形型の側面は、前記頂点部から遠ざかる方向に対し互いに接近する所定角度のテーパー面を有し、
前記成形ローラは、前記テーパー面に向かって付勢され、前記３次元山形線材を前記テーパー面に沿って、スロット挿入時より過剰に曲げ変形させることを特徴とするセグメントの成形装置。
請求項１または請求項２記載の装置において、
前記排出アームは、成形完了したセグメントを排出シューターに導く斜面を有するプレート形状を呈することを特徴とするセグメントの成形装置。
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の装置において、
前記第２成形型と前記成形ローラは、同軸配置された２種類のカムにより駆動することを特徴とするセグメントの成形装置。
回転電機のコアの各スロットに挿入され端部を順次接続することによりコイルを成形するセグメントの成形方法であって、
セグメントを成形する線材を所定の保持位置に保持するステップと、
前記保持位置を含む第１平面上で前記線材を前記保持位置に保持させながら略クランク形状を呈する２次元クランク線材に成形するステップと、
前記２次元クランク線材を前記保持位置に保持した状態で、当該２次元クランク線材をワーク保持ピン間に保持させた前記クランク部分を略頂点に前記第１平面と略直交する第２平面に沿って曲げて３次元山形形状の３次元山形線材に成形するステップと、
前記３次元山形線材の成形のためのクランプが行われた状態で、前記頂点部分を含むコイルエンド形成領域より外側部分に対し、前記第２平面に沿う方向にローラを摺動させて、前記３次元山形線材を前記スロットの挿入方向に対し曲げてセグメント形状に成形するステップと、
前記３次元山形線材の成形のためのクランプが開放されると、ワーク保持ピンが設けられた面側に開設されたスリットから排出アームを突出させ、前記セグメントをワーク保持ピンより高い位置まで持ち上げ、その斜面に沿って成形完了したセグメントを前記保持位置から排出させるステップと、
を含むことを特徴とするセグメントの成形方法。
請求項５記載の方法において、
前記３次元山形線材を前記スロットの挿入方向に対し曲げてセグメント形状に成形するステップは、前記スロット挿入時より、過剰に曲げ変形させることを特徴とするセグメントの成形方法。