JP4461619B2 - コイル捻り加工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用交流発電機のステータコイル等を構成するほぼＵ字状のコイルを捻り成形するコイル捻り加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用交流発電機の中には、Ｕ字状コイルの端部同士を接合することにより構成されたステータコイルを使用しているものがある。例えば、ステータコアの各スロットに４本の導体が内挿される場合には、図９に示すような大小２種類のＵ字状コイルのそれぞれについて、ターン部を挟んだ各直線部を互いに反対方向に変位させる捻り成形を行った後に、各スロットに挿入している。
【０００３】
図９に示した２種類のＵ字状コイルは、大きい方のＵ字状コイルに内包されるように小さい方のＵ字状コイルが配置されており、互いに交差していない。このため、２種類のＵ字状コイルをともに扁平に形成することができる。したがって、大小それぞれのＵ字状コイルを成形した後に連続供給部に蓄えておいて、それぞれのＵ字状コイルを１本ずつ取り出した後に重ねて捻り成形を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、同じ２種類のＵ字状コイルを用いる場合であっても、これらのＵ字状コイルが互いに交差する場合、例えばスロット内の最内層の導体が内層側から３番目の導体とターン部を介してつながっていて一方のＵ字状コイルを形成するとともに、内層側から２番目の導体が最外層の導体とターン部を介してつながって他方の導体を形成するような場合には、高さが低いＵ字状コイルのターン部が、高さが高いＵ字状コイルの直線部と干渉する。このため、高さが低いＵ字状コイルのターン部を曲げ加工して、この干渉を回避する必要がある。しかし、このような曲げ加工を行うと、整列供給された複数のＵ字状コイルの中から１本を、変形しないように分離して取り出すことが困難になる。
【０００５】
図１０および図１１は、ターン部が曲げ加工されたＵ字状コイルを整列供給した状態を示す図である。これらの図では、矢印Ｙの方向にＵ字状コイルが供給される。一般には、反供給側に位置するＵ字状コイルがＸ方向に押し出されて分離され、取り出されるが、Ｕ字状コイルのターン部が曲げ加工されているため、この１本のＵ字状コイルのみを変形しないように分離することはできない。このため、従来は、このような供給装置を用いたＵ字状コイルの供給を行うことができず、手作業で２本のＵ字状コイルを組み合わせて捻り加工装置にセットする必要があり、捻り成形の自動化を行うことができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、コイルの変形を防止するとともに、捻り成形の自動化を行うことができるコイル捻り加工方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明のコイル捻り加工方法は、ほぼＵ字状の第１および第２のコイルを組み合わせて捻り加工装置に挿入して捻り加工を行うために、連続的に整列して供給される複数の前記第１のコイルの中から一つを分離して取り出す第１の工程と、第１の工程において取り出された第１のコイルのターン部を曲げ加工する第２の工程と、連続的に整列して供給される複数の第２のコイルの中から一つを分離して取り出す第３の工程と、第２の工程において曲げ加工された第１のコイルと第３の工程において取り出された第２のコイルとを組み合わせる第４の工程と、第４の工程において組み合わされた第１および第２のコイルを捻り加工装置に挿入する第５の工程と、捻り加工装置によって第１および第２のコイルを捻り成形する第６の工程とを有している。連続的に整列して供給される第１のコイルの中から１つを分離して取り出した後にそのターン部を曲げ加工しているため、この第１のコイルの取り出しは、第１のコイルが扁平形状を有する状態で行うことができる。このため、取り出しの際に第１のコイルが変形することを防止することができる。また、連続的に供給された第１および第２のコイルのそれぞれを分離して取り出してから組み合わせて捻り成形するまでの工程を自動化することができる。
【０００８】
また、上述した第４の工程において、第１のコイルのターン部が第２のコイルの直線部と交差するように第１および第２のコイルを組み合わせることが望ましい。このようにして互いに交差する第１および第２のコイルを組み合わせる場合に、互いの干渉を防止するために第１のコイルのターン部を曲げ加工する必要が生じるが、このような場合であっても、第１のコイルの分離や取り出しが可能になる。また、捻り加工装置に挿入する前に、第１のコイルのターン部が曲げ加工されるため、干渉を回避して第１および第２のコイルを組み合わせて、これらのコイルを同時に捻り加工装置に挿入することができるため、従来の捻り加工装置をそのまま使用することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態のコイル捻り加工装置を用いたコイル捻り加工方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態のコイル捻り加工装置の平面図である。また、図２は図１に示したＩＩ−ＩＩ線拡大断面図である。図３は、図１に示すＢ部の拡大図である。例えば、これらの図に示したコイル捻り加工装置は、ほぼＵ字状のコイルであるセグメント導体を用いて形成されるステータコイルを有する車両用交流発電機を製造するために用いられる。
【００１１】
これらの図に示すように、本実施形態のコイル捻り加工装置は、外リング１０、内リング１２、外枠１４、内枠１６、位置調整治具２０、２２、２４、２６を含んで構成されている。
【００１２】
外リング１０は、円環形状を有しており、周方向に沿って複数の外リング穴１１が形成されている。同様に、内リング１２は、円環形状を有しており、周方向に沿って複数の内リング穴１３が形成されている。本実施形態では、ほぼＵ字状に成形された２種類のコイル１、２を交差させた状態で組合せ、それぞれの直線部を外リング穴１１と内リング穴１３に挿入した後に、外リング１０と内リング１２を互いに反対方向に回転させることにより、コイル１、２を同時に捻り成形する。
【００１３】
外枠１４は、外リング１０を保持する治具である。また、内枠１６は、内リング１２を保持する治具である。これらの外枠１４と内枠１６の間には、外リング穴１１と内リング穴１３に挿入されたコイル１、２の反ターン部側の直線部が収容される隙間が形成されており、この隙間には、これらの直線部の先端位置を調整するために用いられる４つの位置調整治具２０、２２、２４、２６が径方向に沿って配置されている。図２に示した例では、コイル１、２の反ターン部側の先端位置が４箇所とも同じに設定されているため、４つの位置調整治具２２〜２６の上端位置が同一であるが、コイル１、２の形状や組合せ方によってはこれらの上端位置が不揃いであってもよい。
【００１４】
図４および図５は、コイルの具体的な形状を示す斜視図である。これらの図に示すように、本実施形態では、直線部の長さのみが異なるほぼ同一形状のコイル１、２が用いられており、これらのコイル１、２を互いに直線部が１本置きに隣接するように組み合わせる。
【００１５】
図４および図５に示すような扁平形状のコイル１、２をそのまま組み合わせようとしても、コイル１のターン部１ａがコイル２の直線部２ｂに干渉してしまう。このため、本実施形態では、図６に示すように、コイル１のターン部１ａの近傍を曲げ成形することにより、このターン部１ａがコイル２の直線部２ｂと干渉しないようになっている。
【００１６】
図７は、ターン部１ａが曲げ生成されたコイル１とコイル２とを組み合わせた状態を示す斜視図である。コイル１のターン部１ａを曲げ成形することにより、このターン部１ａとコイル２の直線部２ｂとが干渉しなくなるため、コイル１、２の全ての直線部１ｂ、２ｂを同一線上に交互に配置することが可能になる。
【００１７】
次に、本実施形態のコイル捻り加工装置によってコイルの捻り成形を行う手順を説明する。
【００１８】
図８は、２種類のコイル１、２を成形した後に組み合わせて捻り成形を行うまでの一連の動作手順を示す図である。
【００１９】
まず、コイル１を図４に示すようにほぼＵ字状に成形するとともに（工程１）、この成形されたコイル１を、図１０や図１１に示したような供給装置に連続的に供給する（工程２）。次に、供給装置に連続供給された複数のコイル１の中から一つを分離して取り出し（工程３）、図６に示すように、このコイル１のターン部１ａを曲げ加工する（工程４）。
【００２０】
また、コイル２を図５に示すようにほぼＵ字状に成形するとともに（工程５）、この成形されたコイル２を、供給装置に連続的に供給する（工程６）。次に、供給装置に連続供給された複数のコイル２の中から一つを分離して取り出す（工程７）。
【００２１】
なお、上述したコイル１に対応する工程１〜４とコイル２に対応する工程５〜７の順番は、必要に応じて並行して、あるいは前後の順番を入れ替えて行うようにしてもよい。
【００２２】
次に、図７に示すようにコイル１とコイル２を組み合わせ（工程８）、図１〜図３に示したコイル捻り加工装置の外リング穴１１と内リング穴１３にコイル１、２の各直線部１ｂ、２ｂを挿入する（工程９）。その後、外リング１０を時計回り方向に、内リング１２を反時計回り方向にそれぞれ所定角度回転させることにより、組み合わされたコイル１、２を同時に捻り成形する（工程１０）。このようにして捻り成形されたコイル１、２は、捻り加工装置から取り出された後、ステータコアの所定のスロットに挿入される。
【００２３】
このように、本実施形態のコイル捻り加工装置を用いたコイル捻り加工方法では、図１および図２に示したような扁平形状のコイル１、２を成形して連続供給し、その中の１本ずつを分離して取り出した後に、コイル１に対して曲げ加工を行っている。したがって、曲げ加工が終了した後のコイル１が連続供給された場合と異なり、扁平形状のコイル１を１本ずつ分離して取り出すことが可能になり、取り出す際にコイル１が変形することを防止することができる。また、コイル１、２の連続供給を行うことが可能になったため、コイル１、２の成形、供給から、組み合わされたコイル１、２の捻り成形を行うまでの工程の自動化が可能になる。
【００２４】
また、コイル捻り加工装置に挿入する前に、コイル１のターン部１ａが曲げ加工されるため、干渉を回避して２種類のコイル１、２を組み合わせて、これらを同時に捻り加工装置に挿入することができる。このため、従来の捻り加工装置をそのまま使用することができる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。上述した実施形態では、互いに交差する２種類のコイル１、２を組み合わせて捻り成形する場合について説明したが、同じステータに、図９に示したような他の組合せを行うコイルが含まれている場合に、これらのコイルについても図１に示したコイル捻り加工装置に挿入して、異なる複数の組合せのコイルを同時に捻り成形するようにしてもよい。
【００２６】
また、上述した実施形態では、２種類のコイル１、２を組み合わせる場合を説明したが、３種類以上のコイルを組み合わせる場合にも本発明を適用することができる。すなわち、曲げ加工が必要なコイルが１本あるいは２本以上あった場合に、この曲げ加工を行う前の扁平形状に形成された状態で、連続供給、分離、取り出しを行い、その後必要に応じてコイルの曲げ加工を行うようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態のコイル捻り加工放置の平面図である。
【図２】図１に示したコイル捻り加工装置の部分的な拡大断面図である。
【図３】図１に示すＢ部の拡大図である。
【図４】コイルの形状を示す斜視図である。
【図５】コイルの形状を示す斜視図である。
【図６】ターン部が曲げ成形されたコイルの形状を示す斜視図である。
【図７】ターン部が曲げ成形されたコイルと他のコイルとを組み合わせた状態を示す斜視図である。
【図８】２種類のコイルを成形した後に組み合わせて捻り成形を行うまでの一連の動作手順を示す図である。
【図９】大小２種類のＵ字状コイルを交差させないで組み合わせた状態を示す斜視図である。
【図１０】ターン部が曲げ加工されたＵ字状コイルを整列供給した状態を示す図である。
【図１１】ターン部が曲げ加工されたＵ字状コイルを整列供給した状態を示す図である。
【符号の説明】
１、２ コイル
１０ 外リング
１１ 外リング穴
１２ 内リング
１３ 内リング穴
１４ 外枠
１６ 内枠

Claims (2)

1. ほぼＵ字状の第１および第２のコイルを組み合わせて捻り加工装置に挿入して捻り加工を行うコイル捻り加工方法において、
   連続的に整列して供給される複数の前記第１のコイルの中から一つを分離して取り出す第１の工程と、
   前記第１の工程において取り出された前記第１のコイルのターン部を曲げ加工する第２の工程と、
   連続的に整列して供給される複数の前記第２のコイルの中から一つを分離して取り出す第３の工程と、
   前記第２の工程において曲げ加工された前記第１のコイルと前記第３の工程において取り出された前記第２のコイルとを組み合わせる第４の工程と、
   前記第４の工程において組み合わされた前記第１および第２のコイルを捻り加工装置に挿入する第５の工程と、
   前記捻り加工装置によって前記第１および第２のコイルを捻り成形する第６の工程と、
   を有することを特徴とするコイル捻り加工方法。
2. 請求項１において、
   前記第４の工程において、前記第１のコイルのターン部が前記第２のコイルの直線部と交差するように前記第１および第２のコイルを組み合わせることを特徴とするコイル捻り加工方法。

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