JP4506895B2 - 波巻きステータコイルの製造方法 - Google Patents
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Description
(波巻きステータコイル)
まず、コイルエンド部が階段状に形成されたこの実施形態の波巻きステータコイルについて、図1、図2を参照して説明する。図1は、この波巻きステータコイルの一本のコイル導体の一部を示す部分斜視図であり、図2は、階段状のコイルエンド部の集合体である波巻きステータコイルのコイルエンドを示す部分斜視図である。
波巻きステータコイルの製造工程の流れを説明する。
次に、クランク状(葛籠折れ状)の絶縁被覆平角線30を形成する上記コイル曲げ形成工程を更に詳しく説明する。この実施例のコイル曲げ形成工程の特徴は、クランク状の絶縁被覆平角線30の境界角部を順番に折り曲げていく点にその特徴があり、これにより折り曲げ装置の構成、動作を簡素化するとともに、絶縁皮膜に与えるストレスも軽減することができる。
コイル曲げ装置100を図4に示す。
上記したコイル曲げ装置100を用いて絶縁被覆平角線30に境界角部を順次形成する方法を、図7を参照しつつ説明する。図7は、コイル曲げ形成工程の流れを示すフローチャートである。
図9に示すように、工具セット102を工具セット103の周りで90度反時計方向へ回動させる(曲げ工程S703)。これにより、絶縁被覆平角線30の第1曲げ部に境界角部31が新たに形成され、コア12の軸方向端部に設けられるコイルエンド部42(図2参照)が新しく形成された部位31と以前に形成された境界角部34との間に形成される。次に、工具セット102を上方へ引き上げて絶縁被覆平角線30を工具セット102から離脱させる(逃がし工程S704)。
その後、図12に示すように、絶縁被覆平角線30を右方向(延在方向X)へ第2可変ピッチだけ移動させ、工具セット103を第3曲げ部位に配置する(配置工程S702)。よって、絶縁被覆平角線30の直線部30Aは延在方向Xに第2可変ピッチだけ突出する。そして、工具セット102を絶縁被覆平角線30の付勢位置に戻す。より具体的には、工具セット102を工具セット103の周りで90度反時計方向へ回動させ、降下させて再び絶縁被覆平角線30の直線部30Aを挟む。
次に、図13に示すように、工具セット102を工具セット103の周りで90度時計方向へ回動させて第3曲げ部位で絶縁被覆平角線30を曲げる(曲げ工程S703)。これにより、絶縁被覆平角線30の第3曲げ部位で境界角部33が新たに形成され、コア12(図2参照)の軸方向他端に位置するコイルエンド部42が、新たに形成された境界角部33と以前に形成された境界角部32との間に形成される。次に、工具セット102を上方に引き上げて工具セット102から絶縁被覆平角線30を離脱させる(逃がし工程S704)
その後、図14に示すように、絶縁被覆平角線30を右方向(延在方向X)へ所定ピッチ移動させ、工具セット103を第4曲げ部位に配置する(配置工程S702)。よって、絶縁被覆平角線30の直線部30Aは延在方向Xに所定ピッチだけ突出する。そして、工具セット102を絶縁被覆平角線30の付勢位置に戻す。より具体的には、工具セット102を工具セット103の周りで90度反時計方向へ回動させ、降下させて再び絶縁被覆平角線30の直線部30Aを挟む。
次に、図15に示すように、工具セット102を工具セット103の周りで90度反時計方向へ回動させて第4曲げ部位で絶縁被覆平角線30を曲げる(曲げ工程S703)。これにより、絶縁被覆平角線30の第4曲げ部位で境界角部34が新たに形成され、新たに形成された境界角部34と以前に形成された境界角部33との間に、1つのスロット収容導体部40が形成される。そして、曲げ付勢用工具セット102を上方に引き上げて工具セット102から絶縁被覆平角線30を離脱させる(逃がし工程S704)。
その後、図16に示すように、絶縁被覆平角線30を右方向(延在方向X)へ第3可変ピッチだけ移動させ、工具セット103を第5曲げ部位に配置する(配置工程S702)。よって、絶縁被覆平角線30の直線部30Aは工具セット103から延在方向Xに第3可変ピッチだけ突出する。そして、工具セット102を絶縁被覆平角線30の付勢位置に戻す。さらに具体的には、工具セット102を工具セット103の周りで90度時計方向へ回動させ、降下させて再び絶縁被覆平角線30の直線部30Aを挟む。
上記したコイル曲げ装置100を用いて絶縁被覆平角線30に境界角部を順次形成する他の方法を、図17〜図25を参照して説明する。上述したコイル曲げ形成工程1では、設定工程S701で第1工具セット102が常に曲げ付勢用工具セットとして設定され、第1工具セット102のみを回動させた。これに対し、コイル曲げ形成工程2では、絶縁被覆平角線30を曲げる度に、曲げ付勢用工具セットとして使用された一方の工具セットが曲げ加工用工具セットとして設定され、曲げ加工用工具セットとして使用された他方の工具セットが曲げ付勢用工具セットとして設定される
図17、19、21、23及び25は、配置工程S702における工具セット102,103及び絶縁被覆平角線30の位置関係を模式的に示している。一方、図18、20、22及び24は、曲げ工程S703における工具セット102,103及び絶縁被覆平角線30の位置関係を模式的に示している。
上記実施形態では、曲げ付勢用工具セット102を回動させたが、それに限定されない。また、上記実施形態では、境界角部を形成するために、曲げ加工用工具セット103を静止させ曲げ付勢用工具セット102を移動させたが、両方のセットを水平移動させて実質的に絶縁被覆平角線30を90度曲げても良い。また、上記実施形態では、ステータコイル20として矩形状断面を有する絶縁被覆平角線30を用いてステータコイル20を形成した例を示したが、いかなる断面形状の導体線を用いてステータコイル20を形成してもよい。
実施例2を以下に説明する。
上記したこの実施形態では、ロボットハンド105,106を用いて、コイルエンド形状の曲げ加工を行ったが、境界角部を曲げ加工するロボットハンド105,106とは別の装置、別の空間部位にてそれを行うことは当然可能である。ただし、両曲げ加工工程は同期動作することはもちろんである。
上記実施例によれば、波巻きステータコイルのスロット収容導体部40とコイルエンド部42との間の境界角部を順次製造するため、製造装置及び曲げ作業を簡素化することができる。特に、曲げのための曲げ加工用工具セット103及び曲げ付勢用工具セット102は、簡単な柱状曲げ工具は安価であり、交換するだけで境界角部の曲率半径を容易に偏向することができ、モータモデルの変更に容易に対応することができる。
14、15 スロット
20 ステータコイル
30 絶縁被覆平角線(導体線)
31〜34 境界角部
40 スロット収容導体部
42 コイルエンド部
100 コイル曲げ装置
101 テーブル
102 曲げ付勢用工具セット
1021 柱状曲げ工具
1022 柱状曲げ工具
103 曲げ加工用工具セット
1031 柱状曲げ工具
1032 柱状曲げ工具
104 ガイド装置
105 ロボットハンド(工具駆動装置)
106 ロボットハンド(工具駆動装置)
Claims (9)
- ステータコアのスロットに収容されるステータコイルの導体部分であるスロット収容導体部と、スロットの外側に露出する前記ステータコイルの導体部分であるコイルエンド部とから構成される周方向展開波巻きステータコイルを作製するために、長尺の絶縁被覆された導体線を前記スロット収容導体部と前記コイルエンド部との境界部にて曲げるコイル曲げ形成工程を有する波巻きステータコイルの製造方法において、
前記コイル曲げ形成工程は、
所定の隙間を隔てて設けられた2つの曲げ工具をそれぞれ有する2つの工具セットのうち、一方を曲げ加工用工具セットとして設定すると共に、他方を曲げ付勢用工具セットとして設定する設定工程と、
前記導体線が前記曲げ加工用工具セットの前記曲げ工具の工具間隙間を貫通しつつ前記導体線の一部が所定長さだけ突出するように、前記曲げ加工用工具セットを前記導体線の曲げ部位に配置すると共に、前記導体線が前記曲げ付勢用工具セットの前記曲げ工具の工具間隙間を貫通するように、前記曲げ付勢用工具セットを前記導体線の付勢位置に配置する配置工程と、
前記曲げ付勢用工具セットを前記曲げ加工用工具セットに対し相対移動させ、前記曲げ付勢用工具セットの前記曲げ工具の壁面を介して前記付勢位置で前記導体線に曲げ力を加えることにより前記曲げ部位で曲げ、前記スロット収容導体部と前記コイルエンド部との間の境界角部を形成する曲げ工程と、
前記曲げ加工用工具セット及び前記曲げ付勢用工具セットのうち少なくとも一方を前記導体線から離脱させる逃がし工程と、
からなり、
前記各工程をそれらの順で繰り返し実施することにより前記周方向展開波巻きステータコイルを製造することを特徴とする波巻きステータコイルの製造方法。 - 請求項1記載の波巻きステータコイルの製造方法において、
前記曲げ工程は、前記導体線を略直角に曲げる波巻きステータコイルの製造方法。 - 請求項1又は2記載の波巻きステータコイルの製造方法において、
前記曲げ工程は、前記曲げ加工用工具セットの前記曲げ工具の工具壁面の形状を前記導体線に転写することによって前記境界角部を形成する波巻きステータコイルの製造方法。 - 請求項1乃至3のいずれか1項記載の波巻きステータコイルの製造方法において、
前記配置工程は、前記曲げ加工用工具セットの前記工具間隙間から前記導体線の一部が所定長さだけ突出するように移動させる工程を含む波巻きステータコイルの製造方法。 - 請求項1乃至4のいずれか1項記載の波巻きステータコイルの製造方法において、
前記コイル曲げ形成工程は、
前記導体線の延在方向に略直角な第1方向に延在する第1柱状曲げ工具及び第2柱状曲げ工具との間に隙間が確保され、前記隙間を介して前記第1柱状曲げ工具の第1側壁と第2柱状曲げ工具の第2側壁とが対向する各工具セットを準備する準備工程を含み、
前記曲げ工程は、
前記曲げ付勢用工具セットの第1側壁を介して前記導体線に曲げ力を印加する工程と、
前記曲げ加工用工具セットの第2側壁に沿って前記導体線を曲げる工程と、
前記曲げ加工用工具セットの第2側壁の曲率半径を前記導体線の前記境界角部に与えることによって前記曲げ加工用工具セットの第2側壁の形状を前記導体線に転写する工程とを含む波巻きステータコイルの製造方法。 - 請求項1乃至5のいずれか1項記載の波巻きステータコイルの製造方法において、
前記導体線は、矩形状断面を有する絶縁被覆平角導体線である波巻きステータコイルの製造方法。 - 請求項1乃至6のいずれか1項記載の波巻きステータコイルの製造方法において、
前記配置工程は、
前記コイルエンド部に隣接する2つの前記スロット収容導体部を前記スロット挿入工程で2つのスロットに挿入し、前記コイルエンド部を径方向位置に配置するために、前記配置工程に続いて実施される前記曲げ工程で所定長さを有する前記コイルエンド部を形成する時、略円筒形状に形成されたステータコアの径方向位置における前記ステータコアのスロット間距離に従って前記導体線の一部分を所定長さに設定する工程と、
前記スロット収容導体部を前記スロット挿入工程で前記スロットに挿入するために、前記配置工程に続いて実施される前記曲げ工程で所定長さを有する前記スロット収容導体部を形成する時、前記ステータコアの軸方向位置における1スロットの長さに従って前記導体線の一部分を所定長さに設定する工程と、
を含む波巻きステータコイルの製造方法。 - 請求項1乃至7のいずれか1項記載の波巻きステータコイルの製造方法において、前記曲げ付勢用工具セット及び前記曲げ加工用工具セットを3次元移動させる工具駆動装置に脱着可能に装着される波巻きステータコイルの製造方法。
- 請求項8記載の波巻きステータコイルの製造方法において、
前記工具駆動装置としてのロボットハンドは、前記曲げ加工された前記絶縁被覆平角導体線の所定部位に対して追加の曲げ加工を行う追加曲げ工具を更に装備し、
前記境界角部が形成された前記絶縁被覆平角導体線に対して、前記追加曲げ工具により前記追加の曲げ加工を行う波巻きステータコイルの製造方法。
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