JPH1175351A - コイル成形方法と成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 略自動化工程により小判形コイルを絶縁被膜
が損傷なく、なまこ形コイルから亀甲形コイルに成形さ
せ、段取り時間の短縮とコイル成形寸法の精度向上がで
き、作業性も良好な回転電機のコイル成形方法と成形機
を提供する。 【解決手段】 コイル表面に絶縁テープを巻回した小判
形コイル30を、該コイル30を形成する上・下側直線部30
a,30b と左右のループ部30c の内、直線部30a,30b をこ
れの相対方向へ直線部成形ユニット32a,32b で加圧成形
すると共にループ成形ユニット34で長さ方向に引張って
ループ部30c は内周側へ加圧成形し、小判形コイル30を
なまこ形コイル60に成形する。その後に直線部クランプ
81a,81bを上下・左右・回転移動させてループ部成形ユ
ニット34をZ3,Z4 方向に移動させ略亀甲形コイルに成形
後に、アール成形ユニット77のアール成形治具78を前進
させコイルエンド部30d をアール成形して亀甲形コイル
に成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機に使用す
るコイルを形成するためのコイル成形方法とコイル成形
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転電機である高圧電動機に使用するコ
イルは、一般に絶縁被膜付平角銅線を図３０に示すよう
な、偏平な略等脚台形状に且つ平板状に平巻きしてコイ
ル１（以下、なまこ形コイルという）を造り、図３１に
示すようなコイル成形機を使用して、図３２（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示す順序に従って成形し、コイルを製
作している。

【０００３】詳しく説明すると、図３２（ａ）はコイル
１をクランプした状態を側方より見た様子を示すもの
で、図３０のなまこ形コイルの上側直線部ａ−ｂと同じ
下側直線部（中央）ｃ−ｄの二辺を夫々クランプ２と３
で把持し、エンド部ｅ，ｆの２箇所を夫々クランプ４，
５で保持する。この図３２（ａ）のＩ−Ｉ矢視断面を同
図（ｄ）に示す。図３２（ｂ）は、上側直線部ａ−ｂを
矢印Ａ１方向に引張り成形している成形途中の状態を示
すもので、エンド部ｅ，ｆはコイル中央に少しずつ寄っ
てきて、図３２（ａ）に比べて全体の長さが短くなって
いる。この図３２（ｂ）のII−II矢視断面を同図（ｅ）
に示す。図３２（ｃ）は、上側直線部ａ−ｂを矢印Ａ１
方向に引張り成形を完了した状態を示し、同図（ｆ）は
その側面から見たコイルの状態を示す。

【０００４】このコイル成形後の状態は、エンド部ｅ，
ｆが実線のように直線になっており、コイル１を図３３
（ｂ）に仮想線で示す固定子鉄心のスロット（イ，ロ）
に納める場合は、図示Ｒ１，Ｒ２の半径で（図３２
（ｆ）の点線に示すように）Ｒ付けをする必要がある。
これは、作業者が木ハンマーと当て木により下方からコ
イルエンドの修正作業をし、図３２（ｆ）の点線に示す
Ｒまで成形していた。

【０００５】従来のコイル成形機は、要部を図３１に示
すように、なまこ形状のコイル１の上側直線部ａ−ｂを
クランプ２で把持し、下側直線部ｃ−ｄをクランプ３で
把持し、エンド部ｅ，ｆをクランプ４，５で嵌合保持し
て、まずコイル１の上側直線部ａ−ｂをクランプ２で矢
印Ａ１方向に引張り成形する。即ち、軸受７で支持され
た支点ピン８を中心として、リンク９とリンク１０で下
方に矢印Ａ１方向に引張り成形する。この時、エンド部
ｅ，ｆのクランプ４，５はコイル１の変形に伴い夫々矢
印Ａ２，Ａ３方向に引き寄せられる。クランプ３は固定
したままで動かない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このようなコイル成形
機では、コイルの長さとコイル断面寸法、コイル開き角
度θが変更になると段取り替えを要していた。そして、
コイル１のＲ付け作業が煩雑であるばかりでなく、コイ
ル１成形に多くの段取り時間がかかっていた。又、コイ
ル１成形寸法が正確でない場合は、鉄心のスロット内へ
納める時に絶縁を損傷する恐れがあり納め作業にも多く
の時間を要した。

【０００７】すなわち従来の巻線工程は、平角銅線を
巻線機で巻回しなまこ形コイルに形成、なまこ形コイ
ルの各平角銅線を固着、なまこ形コイルを亀甲形コイ
ルに成形、亀甲形コイル表面に絶縁テープを巻回する
順序の作業工程で形成されており、上記のような問題点
があった。

【０００８】これらを改良する為に、巻線工程を→
→に変更して工程の略自動化を検討考慮しながら、図
３１に示すような従来のコイル成形機を使用して巻線製
作を試みた。すると、なまこ形コイルへの絶縁テープ巻
回時に、左右の曲線部の角部に機械が追随して絶縁テー
プを巻回することができず、絶縁テープ巻回時のコイル
形状を小判形に形成して数回の試作を行った。即ち、図
３４（ａ）に示すように、平角銅線を巻線機で巻回して
小判形コイル２０を形成させて絶縁テープ巻回後に、こ
の小判形コイル２０の左右のループ部２０ａをクランプ
４ａ，５ａで把持し、小判形コイル２０の直線部はクラ
ンプ２ａ，３ａで把持する。そして、クランプ４ａ，５
ａの夫々のピン４aa, ５aaでループ部２０ａを左右方向
に引張りながら、クランプ２ａ，３ａで小判形コイル２
０の直線部を内周側に寄せて行くと、クランプ２ａ，３
ａを基点としてループ部２０ａが円形状態に近くなった
ループ部２１ａに変形し、小判形コイル２０が眼鏡形２
１になってくる。この形状からループ部２１ａを変形さ
せ、なまこ形コイルを形成させることは困難であること
が判明した。又、ピン４aa, ５aaでループ部２０ａを左
右方向に引張ることから、ピン４aa, ５aaと接するルー
プ部２０ａの絶縁被膜が損傷する。

【０００９】本発明は上記に鑑みて成されたもので、略
自動化工程によって小判形コイルを絶縁被膜が損傷する
ことなく、なまこ形コイルを形成させ、段取り時間の短
縮とコイル成形寸法の精度向上が実現でき、作業性も良
好なコイル成形方法とコイル成形機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】本発明におけるコイル成
形方法とコイル成形機は、請求項１では絶縁被膜付平角
銅線を巻回して形成されたコイル表面に絶縁テープを巻
回して成る小判形コイルを、この小判形コイルを形成す
る上・下側直線部と左右のループ部の内、上・下側直線
部を該上・下側直線部の相対する方向へ加圧成形し、伸
びる上・下側直線部を長さ方向に引張りながらループ内
部は内周側へ加圧成形して小判形コイルをなまこ形コイ
ルに形成するコイル成形方法である。

【００１１】この方法によれば、絶縁テープを機械巻回
した小判形コイルを、なまこ形コイルに成形することに
より、絶縁テープの巻付力が一定となってテープが損傷
せず絶縁強度が維持できると共に巻回されたコイル表面
でのテープの重ね度合いも一定となるのでコイルの絶縁
強度が向上する。又、小判形コイルからなまこ形コイル
への成形は、従来の平角銅線固着作業がなくなるので生
産性が向上する。

【００１２】次に請求項２は、前記加圧成形及び引張り
作業を同期して行うコイル成形方法で、同期作業により
成形箇所や引張部に局部的な強制力が掛からず絶縁テー
プの損傷や形状変形がなくなる。

【００１３】また請求項３は、基盤上に載置され小判形
コイルの上・下側直線部を夫々成形する直線部成形ユニ
ットを有する直線部成形フレームと、この直線部成形フ
レームの左右両側に配設され前記小判形コイルの左右の
ループ部を夫々成形するループ成形ユニットを有しホー
ルネジを介して基盤上を左右に移動可能なループ成形フ
レームと、前記ループ成形ユニット先端の上・下側に配
設された成形治具と、前記ループ成形ユニット先端で前
記成形治具間に配設されたループクランプ部と、前記ル
ープ成形ユニットに内蔵され前記上・下側直線部の長さ
変動を検出するロードセルと、前記直線部成形ユニッ
ト，ループ成形ユニット，成形治具，ループクランプ部
を夫々移動制御するサーボモータとを備えたコイル成形
機である。このコイル成形機を使用して請求項１の成形
方法によりコイル成形すると、請求項１と同じ作用効果
が得られる。

【００１４】更に請求項４は、ループクランプ部が、先
端に設けられた樹脂製のコイル保持部と、このコイル保
持部の側面先端に植設されたコイル引掛ピンと、前記コ
イル保持部と相対する樹脂製のコイル押えを先端に有す
るクランプ蓋とで成り、前記コイル引掛ピンで引掛けら
れたコイルがコイル保持部とコイル押えで隙間を形成し
て保持されているコイル成形機である。すると、ループ
部がコイル保持部やコイル押えとで隙間を形成して保持
され、各種成形作業状態ではループ部がコイル保持部や
コイル押えで拘束されることがないので、絶縁テープが
擦れることがなく、且つ非拘束なことから絶縁テープが
コイル保持部，コイル押えと平角銅線との間でずれるこ
とがなくなるので、コイル表面の絶縁テープの損傷が殆
どなくなる。

【００１５】また請求項５は、成形治具が、略く字形形
状で下端が支点ピンによってループ成形ユニットの基台
に取付けられ胴部の突出部は連結ピンによってアクチュ
エータの先端ロッドに固定された旋回アームと、該旋回
アーム上端に支点ピンで固定され下部に複数個の樹脂製
で成る回転ローラを有する駒形形状の加圧部によって形
成されたコイル成形機である。回転ローラでループ部を
加圧するので、潰し作業が容易に行うことができる。

【００１６】請求項６は、加圧部の回転ローラを径大と
径小で形成し、径大の両側に径小を配設するか若しくは
径大を反ループ部隅側に配設することを特徴とする。
又、請求項７は、前記請求項６の径大の回転ローラによ
り、なまこ形コイルのループ部隅側近くで下側直線部の
下辺一部分を該下側直線部の他の下辺面より低く成形し
て凹部を形成するコイル成形方法である。この請求項６
と請求項７により、小判形コイルの大きさや、形成する
平角銅線の太さ，形状，強度などによっては、小判形コ
イル→なまこ形コイルへの成形段階で、スプリング・バ
ック作用や残留応力の影響によってループ部隅側近くで
下側直線部の下辺一部分に反りが発生し、この下辺一部
分に所定の直線部が形成されないことがあるから、この
下辺一部分に凹部αを形成することにより防止する。

【００１７】請求項８は、請求項３に直線部成形フレー
ムを形成する直線部成形ユニットを直線部クランプと
し、直線部成形フレームとループ成形フレーム間の下部
に配設され先端のアール成形治具が上下動するアール成
形ユニットを追加設置するコイル成形機で、小判形コイ
ル→なまこ形コイル→亀甲形コイルを一貫成形する成形
機である。

【００１８】請求項９は、請求項８のコイル成形機によ
り、小判形コイル→なまこ形コイル→亀甲形コイルを一
貫成形する成形方法である。請求項１０は、ループ部ク
ランプを形成するクランプ蓋に、なまこ形コイルのルー
プ部形状に略合致した肩を設けたもので、亀甲形コイル
へ成形する時、この肩が邪魔になって小判形コイルの大
きいアールが戻らず（スプリング・バックせず）ループ
部の形状が大きくならない。すると、亀甲形コイルを鉄
心のスロットへ納める時にもコイル同士が干渉せず、納
め作業時に絶縁テープに傷を付けることがなく、コイル
の絶縁劣化を防止できる。

【００１９】請求項１１は、直線部クランプを形成する
縦クランプの頭部側面にコーナ・アール部の下側に接す
る支え駒を植設したもので、亀甲形コイルへ成形時にコ
ーナ・アール部の下側に圧縮応力がかかっても下側に出
っ張ることを支え駒で防止する。この為、直線部より下
側にコイルの出っ張ることがなく、亀甲形コイルを鉄心
のスロットへ納める時にもコイル同士が干渉せず、納め
作業時に絶縁テープに傷を付けることがなく、コイルの
絶縁劣化を防止できる。

【００２０】請求項１２は、アール成形治具はループ部
方向へ斜めに上下動するもので、亀甲形コイルへ成形時
にループ部を直線に成形できる。請求項１３は、アール
成形治具に、凹形状でコイルが接触する箇所の外側に側
板を設けたもので、亀甲形コイルへ成形時に巻回された
平角銅線をバラバラにすることを防止できる。

【００２１】請求項１４は、アール成形治具の側板頭部
形状は茸形に形成されたもので、コイルエンド部の傾斜
角度より少しでも異なった角度でアール成形治具を押し
当てても、コイルエンド部はそれ以上傾斜することなく
亀甲形コイルを鉄心のスロットへ容易に納めることがで
きる。

【００２２】請求項１５は、アール成形治具の保持部分
に弾性体が挿入された回転自在の軸受が設置されたもの
で、３次元曲線を成しているコイルエンド部にアール成
形治具を押し当てる為に、正確な位置決めでなくてもア
ール成形治具がコイルエンド部に応じて揺動するので、
アール成形治具の位置決め作業の能率が向上する。

【００２３】請求項１６は、直線部クランプに配設され
た小判形コイルを形成する上・下側直線部を固定する側
駒と、左右のループ部を固定するループ部クランプのク
ランプ蓋およびクランプベースに、側駒には該側駒上部
が外側に出張るように、クランプ蓋には該クランプ蓋上
部が内側に下がるように、クランプベースには該クラン
プベース下部が内側に下がるように、夫々傾斜をつけた
ものである。これにより、亀甲形コイルの直線部からル
ープ部へつながるコイルエンド部は、鉄心の法線方向に
対して内側に倒れる形態にならず、スロットに納めた状
態で交差するコイル同士の隙間が小さくならず接触して
絶縁劣化の原因にならない。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例について、ま
ず小判形コイル→なまこ形コイルへ成形する成形機及び
成形法を図１乃至図８を参照して説明する。図１におい
て、基盤３１上には３個で２種類のフレームがあつて、
中央は、小判形コイル３０の上側直線部３０ａと下側直
線部３０ｂを夫々成形する直線部成形ユニット３２ａ，
３２ｂを有する直線部成形フレーム３３が基盤３１に固
定されている。この直線部成形フレーム３３の左右両側
に、小判形コイル３０の左右のループ部３０ｃを夫々成
形するループ成形ユニット３４を有するループ成形フレ
ーム３５が、ボールネジ３６を介して左右方向に移動可
能に載置されている。ループ成形ユニット３４の先端上
下には、後述する成形治具３７が夫々１個合計４個設置
されている（図１では１個のみを示す）。前記直線部成
形ユニット３２ａ，３２ｂとループ成形ユニット３４は
夫々サーボモータＭにより、上下（矢印Ｙ１，Ｙ２方
向）或いは左右方向（矢印Ｚ３，Ｚ４方向）に移動制御
される。なお、ループ成形ユニット３４内には図示しな
いがロードセルが設置されている。

【００２５】次にループ成形ユニット３４は、後端にサ
ーボモータＭとエンコーダが設置されており、先端上下
には小判形コイル３０の左右のループ部３０ｃに圧力を
加えて夫々成形する成形治具３７が設置されている。こ
の成形治具３７は、図２に示すように、略く字形形状の
旋回アーム３８と該旋回アーム３８上端に支点ピンで固
定された加圧部４１によって形成されている。そして、
この旋回アーム３８の下端が支点ピン３９によってルー
プ成形ユニット３４の基台４２に取付けられ、上端は下
部の軸方向に複数個（図２では２個）の樹脂製で成る回
転ローラ４０を有する駒形形状の加圧部４１が支点ピン
で固定され、旋回アーム３８胴部の曲り突出部３８ａは
連結ピン４３によってアクチュエータ４４の先端ロッド
４４ａに固定されている（アクチュエータ４４の後端は
上下方向旋回可能にループ成形ユニット３４の基台４２
に固定されている）。そして、図示しない制御装置によ
りアクチュエータ４４が稼働して先端ロッド４４ａが軸
方向に移動すると、旋回アーム３８は下端を支点として
曲り突出部３８ａが斜め上方向に動いて、加圧部４１が
矢印Ａ方向に移動する。

【００２６】又、基台４２先端には金属製のコイル引掛
ピン４５を有する樹脂製のコイル保持部４６が取付けら
れている（図３は成形治具３７を図２の上・下面から見
た状態図である）。このコイル保持部４６近辺のループ
クランプ部７０は、図４な示すように基台４２を軸方向
に移動させる（図１ではＺ方向に移動）退避シリンダ４
７が外部に設置され、基台４２内部には図４で上下方向
に移動する（図１ではＸ方向に移動）クランプ・シリン
ダ４８とギャップ・シリンダ４９が軸方向に並べられて
いる。そして、クランプ・シリンダ４８やギャップ・シ
リンダ４９先端と相対してクランプ蓋５０があって、ク
ランプ蓋５０先端には前記コイル保持部４６と相対して
樹脂製のコイル押え５０ａが取付けられ、胴部には前記
ギャップ・シリンダ４９先端と相対するローレットナッ
ト５１が貫通取付けられている。尚、コイル保持部４６
とコイル押え５０ａ間にはコイル３０のループ部３０ｃ
が隙間δを設けて保持されている。

【００２７】このようなコイル成形機を使用して小判形
コイル→なまこ形コイルへの成形方法を説明する。まず
図示しない装置によって絶縁被膜付平角銅線を所定回数
巻回して、図５に示すような小判形コイル３０を製作し
表面を図示しないテーピング・マシンによって絶縁テー
プを全周に巻回する。この小判形コイル３０の大きさ
は、例えば上・下側直線部３０ａ，３０ｂ間の距離が約
１６０ｍｍで、ループ部３０ｃの内径は約８０ｍｍであ
る。この小判形コイル３０を図６に示すような、なまこ
形コイル６０に成形するのである。

【００２８】コイル成形機の概略全体を示す図１におい
て、小判形コイル３０の上・下側直線部３０ａ，３０ｂ
を直線部成形ユニット３２ａ，３２ｂで夫々把持し、こ
の状態で退避シリンダ４７をＺ方向に前進させてクラン
プ蓋５０をループ部３０ｃの上に移動させ、クランプ・
シリンダ４８を前進させておきながらギャップ・シリン
ダ４９も前進させておく。すると、図６の状態になりギ
ャップ・シリンダ４９先端とローレットナット５１先端
が当接して、ループ部３０ｃの一方側面をコイル保持部
４６に当接し他方側面は隙間δが形成されてコイル押え
５０ａで保持される。この時、小判形コイル３０はコイ
ル引掛ピン４５によって図７（図１の左半分を図示）で
示すＺ３方向に引張られた状態である。

【００２９】この状態で、上側直線部３０ａを２個の直
線部成形ユニット３２ａで、下側直線部３０ｂを２個の
直線部成形ユニット３２ｂで夫々コイル内側に圧力を加
えて行くと（図８でＢ方向）、上・下側直線部３０ａ，
３０ｂは図７で示すＺ３方向（図１でＺ３，Ｚ４方向）
に伸びて行くので、これをループ成形ユニット３４に内
蔵の図示しないロードセルによって検出してボールネジ
３６を可動させ、ループ成形ユニット３４を軸方向に拡
大する方向に移動させる。この加圧作業と同期して、４
個のアクチュエータ４４の作動により成形治具３７，３
７ａの旋回アーム３８が支点ピン３９を基点として図７
で示す矢印Ａ方向に回動し、加圧部４１の回転ローラ４
０がループ部３０ｃを加圧し始める。ループ部３０ｃが
加圧されると、上・下側直線部３０ａ，３０ｂの軸方向
長さが伸びるのでループ成形ユニット３４に内蔵のロー
ドセルによって常時検出し、ボールネジ３６を可動させ
てループ成形ユニット３４を軸方向に拡大する方向に移
動させる。

【００３０】この上・下側直線部３０ａ，３０ｂを夫々
の直線部成形ユニット３２ａ，３２ｂでの加圧作業と、
ループ部３０ｃへの成形治具３７，３７ａの加圧とルー
プ成形ユニット３４の軸方向の拡大移動調整を自動制御
装置で繰り返しながら行い、図８に示すように成形治具
３７の加圧部４１はコイル引掛ピン４５に対し上斜約４
５度に、成形治具３７ａの加圧部４１はコイル引掛ピン
４５に対し略水平の位置になるまで、ループ部３０ｃを
加圧しながら潰し成形し、所定のなまこ形コイル６０を
形成して成形作業は終了する。

【００３１】これら上・下側直線部３０ａ，３０ｂへの
Ｙ１，Ｙ２方向加圧や伸びたコイルのＺ３，Ｚ４方向へ
の引張り、ループ部３０ｃへの成形治具３７，３７ａの
加圧による潰し成形が、全てサーボモータにより同期し
て行われるので夫々の成形箇所に不要な集中力が加圧さ
れず、なまこ形コイル６０に成形されたループ部隅６０
ｄ（図６に示す）のＲ寸法も所定通りの大きさにした所
定形状のコイルを形成することができる。そして、作業
が同期して行われるのでコイル引掛ピン４５に引掛けら
れた両ループ部隅６０ｄに強い力が掛からず、ループ部
隅６０ｄの絶縁物の損傷を防ぐことができる。

【００３２】これらの結果から、絶縁テープを機械巻回
した小判形コイル３０をなまこ形コイル６０に成形する
ことにより、絶縁テープの巻付力が一定となってテープ
が損傷されずに絶縁強度が維持できると共に巻回された
コイル表面でのテープの重ね度合いも一定となるのでコ
イルの絶縁強度が向上する。又、小判形コイル３０から
なまこ形コイル６０への成形は、従来の平角銅線固着作
業がなくなるので生産性が向上する。更に、ループ部３
０ｃがコイル保持部４６やコイル押え５０ａとで隙間δ
を形成して保持され、各種成形作業状態ではループ部３
０ｃがコイル保持部４６やコイル押え５０ａで拘束され
ることがないので、絶縁テープが擦れることがなく、且
つ非拘束なことから絶縁テープがコイル保持部４６，コ
イル押え５０ａと平角銅線との間でずれることがなくな
るので、コイル表面の絶縁テープの損傷が殆どなくな
る。

【００３３】次に、小判形コイル→なまこ形コイル→亀
甲形コイルへの成形について、成形機と成形法を図９乃
至１８を参照して説明する。図１にアール成形ユニット
と支え駒を有する直線部クランプを追加設置して亀甲形
コイル成形の成形機１００を図９に示す（ループ成形治
具３７は左側２個のみ示す）。又、図１０，１１に直線
部クランプの詳細図を、図１２にアール成形ユニットの
詳細図を示した。

【００３４】図１０，１１において、図１で示した直線
部成形ユニット３２ａ，３２ｂとなる直線部クランプ８
１は、シリンダ７１によって上下動するＬ字形のシャッ
タ７４と、このシャッタ７４の背面位置してシリンダ７
２によって上下動する凹形状の縦クランプ７５と、上・
下直線部３０ａ，３０ｂを側面から押圧しシリンダ７３
によって動作する横クランプ７６とで形成される。また
縦クランプ７５の頭部側面には、直線部３０ａとコイル
エンド部３０ｄとの間にできるコーナ・アール部３０ｅ
の下側に接するような支え駒８３が植設されている。

【００３５】次にアール成形ユニット７７は、コイルエ
ンド部３０ｄを成形するもので、基盤３１上の直線部成
形フレーム３３下部左右に配置されてシリンダ７９によ
って斜め方向に上下動（図１２でＤ方向）し、頭部には
矢印Ａ，Ｂ，Ｃ（図１２に示す）方向に自在に移動可能
な凹形状のアール成形治具７８が植設されている。この
アール成形治具７８を形成する側板８４（凹部の側壁→
図１６参照）の頭部側面形状は茸形のアール状で、頭部
はコイルに接触する（図１５参照）。

【００３６】又、図４で示したクランプ部７０のコイル
押え５０ａ両端には、図１７，１８に示すように、なま
こ形コイル６０のループ部３０ｃ形状に似た肩８０が設
けられている。

【００３７】このように形成されたコイル成形機を使用
して、なまこ形コイル→亀甲形コイルへの成形方法につ
いて説明する。まず、小判形コイル３０がコイル成形機
１００にセットされた後に、退避シリンダ４７を動作さ
せてクランプシリンダ４８，ギャップシリンダ４９，ク
ランプ蓋５０，コイル押え５０ａの全体を前進させ、そ
の状態で小判形コイル３０をなまこ形コイル６０に成形
する。その後、亀甲形コイルに成形する前にギャップシ
リンダ４９を前進させ、クランプシリンダ４８を動作さ
せてなまこ形コイル６０と隙間δを設けて把持する。次
に、図１３に示すように直線部成形ユニット３２ａ，３
２ｂを、夫々矢印Ｘ１，Ｙ１，Ｔ１及びＸ２，Ｙ２，Ｔ
２方向に移動させる。するとループ部３０ｃは少しずつ
中央に寄ってきて、なまこ形コイル３０の全長より短く
なってくるのでその力を、図示しないロードセルによっ
て圧力検出し、サーボモータＭを動作させてループ部成
形ユニット３４をＺ３，Ｚ４方向に移動させる。この
時、ロードセルでの検出圧力値が設定圧力と同一となる
ようにサーボモータＭに適正な電圧指令を図示しない制
御装置から送り、サーボモータＭの回転トルクを制御し
て略亀甲形コイルの形状に成形する。

【００３８】続いて、アール成形ユニット７７のアール
成形治具７８を前進させ、コイルエンド部３０ｄ（図１
５に示す）を図３３に示すように固定子鉄心のスロット
（イ−ロ）に納まるようにアール成形する。この時も、
ループ部３０ｃは少しずつ中央に寄ってきて全長がより
短くなってくる。そこで、同様にロードセルでの検出圧
力値が設定圧力と同一となるように、サーボモータＭに
適正な電圧指令を図示しない制御装置から送り、サーボ
モータＭの回転トルクを制御し成形作業は終了する。

【００３９】次に、なまこ形コイル→亀甲形コイルの成
形での効果は次の通りである。上・下側直線部３０ａ，
３０ｂやコイルエンド部３０ｄを加圧成形する時に、ル
ープ部３０ｃをなまこ形コイル６０形状に略合致したコ
イル押え５０ａの肩８０により適性な力で外側に加圧成
形し、この時（亀甲形コイルに成形させる時）該肩８０
が邪魔になって小判形コイル３０の大きいアールが戻ら
ず（スプリング・バックがなく）ループ部３０ｃの形状
が大きくならない。すると、亀甲形コイルを鉄心のスロ
ットに納める時にもコイル同士が干渉せず、納め作業時
に絶縁テープに傷を付けることなくコイルの絶縁劣化を
防止することができる。又、成形時にコイル引掛ピン４
５とコイルのループ部３０ｃとが強い圧力で接触するな
く、絶縁テープへのダメージもなくすことができ、コイ
ルの品質劣化を防止できる。

【００４０】そして、小判形コイル３０の上側直線部３
０ａを固定する直線部クランプ８１の縦クランプ７５側
面に、直線部３０ａとコイルエンド部３０ｄの間にでき
るコーナ・アール部３０ｅの下側に接するような支え駒
８３が配設されているので、直線部クランプ８１で把持
された小判形コイル３０が亀甲形コイルに成形される
時、コーナ・アール部３０ｅ下側に圧縮応力がかかって
も、下側に出っ張ることを支え駒８３で防止するので直
線部３０ａより下側にコイルが出っ張る現象が発生しな
い。この為、亀甲形コイルを鉄心のスロットに納めた時
でも、上側直線部３０ａと下側直線部３０ｂとが干渉
（接触状態）せず、絶縁テープに傷の付くことがなくな
る。

【００４１】尚、前記支え駒８３のない直線部クランプ
８１を用いて亀甲形コイルを成形すると、亀甲形コイル
の上側直線部３０ａからコイルエンド部３０ｄに至るコ
ーナ・アール部３０ｅは捩られるため（図２７に示
す）、上側３０ｅ2 には引張応力（図２７で矢印Ｔ方
向）が、下側３０ｅ1 には圧縮応力（図２７で矢印Ｃ方
向）がかかっており、圧縮応力のかかっている下側３０
ｅ1 には下側直線部３０ｂより更に下側にコイルが出っ
張る現象が起きる。このようになると、鉄心のスロット
に納めた時に亀甲形コイルの上側直線部３０ａと下側直
線部３０ｂが干渉して納めることができなかったり、干
渉した時に絶縁テープに傷が付き絶縁劣化の原因とな
る。

【００４２】又、コイルエンド部３０ｄのアール成形で
は、そのコイルが接触する箇所の外側に側板８４を設け
てあるので、略亀甲形コイルに成形後にアール成形治具
７８をシリンダ７９で前進させ、エンド部３０ｄにアー
ル成形治具７８を押し当ててアール成形を実施する時、
アール成形治具７８は正確にエンド部３０ｄの法線方向
に向いていなくても、側板８４がエンド部３０ｄの角度
を矯正して行きエンド部３０ｄはそれ以上傾斜すること
がない。又、巻回してある素線８５もバラバラになるこ
ともなくコイルを鉄心のスロットに容易に納めることが
できると共に、コイル同士の干渉もなく絶縁テープに傷
が付くこともない。

【００４３】尚、側板８４のないアール成形治具７８で
アール成形を実施すると、エンド部３０ｄは上・下側直
線部３０ａ，３０ｂから左右のループ部３０ｃにかけて
傾斜角度が逐次変わっており、エンド部３０ｄの傾斜角
度より少しでも異なった角度でアール成形治具７８を押
し当てると、エンド部３０ｄは更に傾斜し（図２８に示
す）鉄心のスロットに納めることができない。又は、コ
イル同士が干渉して絶縁テープに傷が付き絶縁劣化の原
因になる。更にはアール成形治具７８を押し当てた時に
巻回してある素線８５がバラバラになり（図２９に示
す）、コイルを不良にする。

【００４４】更に、ループ部３０ｃにアール成形治具７
８が斜め上方に押付けて成形しているので、亀甲形コイ
ルに成形後のコイルエンド部が外側へ膨らむこともな
く、所定の形状に形成することができる。そして、小判
形コイル→なまこ形コイル→亀甲形コイルへの一貫した
成形により段取り改善ができる。

【００４５】（第２実施例）加圧部４１の回転ローラ４
０を図１９，２０に示すように樹脂製の船形４０ａに代
えた加圧部４１ａにする。回転ローラ４０は円形である
のでコイル表面に点接触で当たる為、コイル表面に実用
上支障のない小さな凹凸が形成されるが、接触面を船形
４０ａに代えることによりコイル表面が滑らかに形成さ
れ形状の良いなまこ形コイル６１となる。

【００４６】（第３実施例）図２１に示すように、下側
直線部３０ｂのループ部３０ｃを加圧する加圧部４１ｂ
の回転ローラで、下側直線部３０ｂ側となる先頭ローラ
４０ｂの外径にリングを嵌合して、他の回転ローラ４０
の外径よりも径大にする。小判形コイル３０が成形によ
り、なまこ形コイル６２に近くなった段階でループ部隅
６２ｄ側近くで下側直線部６２ｂの下辺一部分６２ｃ
を、先頭ローラ４０ｂで該下側直線部６２ｂの他の下辺
面より低く成形して凹部αを形成する（先頭ローラ４０
ｂの当接しない下側直線部６２ｂの下辺面線上より低く
成形して凹部αを設ける）。これは小判形コイルの大き
さや、形成する平角銅線の太さ，形状，強度などによっ
ては、小判形コイル→なまこ形コイルへの成形段階で、
スプリング・バック作用や残留応力の影響によってルー
プ部隅６２ｄ側近くで下側直線部６２ｂの下辺一部分６
２ｃに反りが発生し、この下辺一部分６２ｃに所定の直
線部が形成されないことがあるから、この下辺一部分６
２ｃに凹部αを形成することにより防止する（尚、リン
グ嵌合の代りに当初から外径大の先頭ローラ４０ｂを形
成しておいてもよい。或いは成形過程で外径大の先頭ロ
ーラを取換えてもよい）。

【００４７】（第４実施例）図２２に示すように、下側
直線部３０ｂのループ部３０ｃを加圧する加圧部４１ｃ
の回転ローラを３個配列で形成し、中央の回転ローラ４
０ｃの外径を両側の回転ローラ４０より大きくする。こ
れによっても第３実施例と同様の作用効果がある。

【００４８】（第５実施例）図２３は第５実施例であ
る。小判形コイル３０の上・下側直線部３０ａ，３０ｂ
を固定する直線部クランプ８１の側駒８２と、左右のル
ープ部３０ｃを固定するループ部クランプ７０のコイル
押え５０aaとコイル保持部４６ａとがあり、前記側駒８
２には該側駒８２上部が外側（図２３で矢印Ｘ方向）に
出っ張るように、コイル押え５０aaには該押え５０aa上
部が内側（図２３で矢印Ｘ方向）に下がるように、コイ
ル保持部４６ａには該保持部４６ａ下部が内側（図２３
で矢印Ｘ方向）に下がるように、夫々傾斜が付いてい
る。

【００４９】この直線部クランプ８１とループ部クラン
プ７０で把持されて、なまこ形コイル６０から略亀甲形
コイルに成形すると、コイルエンド部３０ｄは図２４に
示すように、側駒８２，コイル押え５０ａ，コイル保持
部４６に設けられた傾斜によって、矢印β方向に捩られ
てアール成形された亀甲形コイルが完成する。この亀甲
形コイルを鉄心のスロットに納めると、図２５に示すよ
うにエンド部３０ｄの断面は鉄心の法線方向に向き、交
差するコイル同士の隙間が小さくならず接触による絶縁
劣化を防止できる。

【００５０】（第６実施例）図２６は第６実施例で、コ
イルエンド部３０ｄのアール成形治具７８を示してい
る。アール成形治具７８の保持部分８６に弾性体８８
（例えばゴム製）を挿入し、回転自在の軸受８７を設け
る。このようにすると、３次元曲線を成しているエンド
部３０ｄにアール成形治具７８を押し当てた時も、ある
程度自由にエンド部３０ｄに沿って回転し、アール成形
治具７８を正確に位置決めしなくてもエンド部３０ｄの
アール成形作業が実施できる。その結果、アール成形治
具７８の位置決め作業の能率が向上する。

【００５１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、絶縁テー
プを機械巻回した小判形コイルを、まずなまこ形コイル
に成形した後に亀甲形コイルに成形することにより、絶
縁テープの巻付力が一定となってテープが損傷せず絶縁
強度が維持できると共に、巻回されたコイル表面でのテ
ープの重ね度合いも一定となるので、コイル変形もなく
絶縁強度が向上する。又、小判形コイル→なまこ形コイ
ル→亀甲形コイルへの成形は、従来の平角銅線の固着作
業がなくなるので生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の小判形→なまこ形へ成形のコイル成形
機を示す概略図、

【図２】本発明のコイル成形機のループ成形ユニットと
成形治具を示す側面図、

【図３】図２を上から見たループ成形ユニットと成形治
具を示す側面図、

【図４】ループクランプ図、

【図５】小判形コイル図、

【図６】なまこ形コイル図、

【図７】ループ成形ユニットと成形治具で小判形コイル
の保持状態図、

【図８】ループ成形ユニットと成形治具でなまこ形コイ
ルの成形状態図、

【図９】本発明の小判形→なまこ形→亀甲形へ成形のコ
イル成形機を示す概略図、

【図１０】直線部クランプ（直線部成形ユニット）の側
面図、

【図１１】直線部クランプ（直線部成形ユニット）の正
面図、

【図１２】コイルとアール成形ユニットとの位置関係を
示す正面図、

【図１３】亀甲形コイルに成形する過程を示すフロー
図、

【図１４】直線部クランプの支え駒により成形のコイル
詳細図、

【図１５】アール成形治具の正面図、

【図１６】アール成形治具の側面図、

【図１７】ループクランプに肩を設けた図４相当図、

【図１８】図１７の正面図、

【図１９】成形治具の変形例を示した図８相当図、

【図２０】図１９の図３相当図、

【図２１】成形治具の変形例を示した図１９相当図、

【図２２】成形治具の変形例を示した図１９相当図、

【図２３】直線部クランプ，ループクランプの変形例に
よる把持のコイル図、

【図２４】図２３で成形の亀甲形コイルのループ部詳細
図、

【図２５】図２３の変形例でコイルをスロットに納めた
時のコイルエンド図、

【図２６】アール成形治具の変形例を示した図１５相当
図、

【図２７】図２３の変形例を使用しなかったコイルエン
ド図、

【図２８】茸形アール成形治具で成形しなかったコイル
状態図、

【図２９】茸形アール成形治具で成形しなかったコイル
状態図、

【図３０】なまこ形コイルの平面形状を示す平面図、

【図３１】従来のコイル成形機の一例を示す要部斜視
図、

【図３２】従来のコイル成形機による成形順序を示し、
（ａ），（ｂ），（ｃ）は正面図で、（ｄ），（ｅ）は
Ｉ−Ｉ，II−II矢視断面図、（ｆ）は側面図、

【図３３】亀甲形コイルに成形完了状態のコイル寸法
図、

【図３４】小判形コイルを従来のコイル成形機により成
形した変形コイル図。

【符号の説明】

３０…小判形コイル、 ３０ａ…上側直
線部、３０ｂ，６２ｂ…下側直線部、 ３０ｃ…
ループ部、３１…基盤、 ３２ａ，３
２ｂ…直線部成形ユニット、３３…直線部成形フレー
ム、 ３４…ループ成形ユニット、３５…ルー
プ成形フレーム、 ３６…ボールネジ、３７，
３７ａ…成形治具、 ３８…旋回アーム、３
８ａ…曲り突出部、 ３９…支点ピン、
４０…回転ローラ、 ４１，４１ａ…
加圧部、４２…基台、 ４３…
連結ピン、４４…アクチュエータ、 ４４
ａ…先端ロッド、４５…コイル引掛ピン、
４６…コイル保持部、４７…退避シリンダ、
５０…クランプ蓋、５０ａ…コイル押え、
５１…ローレットナット、６０，６１，６
２…なまこ形コイル、 ６０ｄ，６０ｄ…ループ部隅、
６２ｃ…下辺一部分、 ７０…ループク
ランプ部、７１，７２，７３，７９…シリンダ、 ７４
…シャッタ、７５…縦クランプ、 ７
６…横クランプ、７７…アール成形ユニット、
７８…アール成形治具、８０…肩、
８１…直線部クランプ、８２…側駒、
８３…支え駒、８４…側板、
８５…素線、８６…保持部分、
８７…軸受、８８…弾性体、
Ｍ…サーボモータ、α…凹部、
δ…隙間。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁被膜付平角銅線を巻回して形成され
   たコイル表面に絶縁テープを巻回して成る小判形コイル
   を、この小判形コイルを形成する上・下側直線部と左右
   のループ部の内、上・下側直線部を該上・下側直線部の
   相対する方向へ直線部成形ユニットによって加圧成形
   し、伸びる上・下側直線部を長さ方向に引張りながらル
   ープ内部は内周側へループ成形ユニットによって加圧成
   形して小判形コイルをなまこ形コイルに成形することを
   特徴とするコイル成形方法。
2. 【請求項２】 前記加圧成形及び引張り作業を同期して
   行う請求項１記載のコイル成形方法。
3. 【請求項３】 基盤上に載置され小判形コイルの上・下
   側直線部を夫々成形し上下に移動する直線部成形ユニッ
   トを有する直線部成形フレームと、この直線部成形フレ
   ームの左右両側に配設され前記小判形コイルの左右のル
   ープ部を夫々成形するループ成形ユニットを有しボール
   ネジを介して基盤上を左右に移動可能なループ成形フレ
   ームと、前記ループ成形ユニット先端の上・下側に配設
   された成形治具と、前記ループ成形ユニット先端で前記
   成形治具間に配設されたループクランプ部と、前記ルー
   プ成形ユニットに内蔵され前記上・下側直線部の長さ変
   動を検出するロードセルと、前記直線部成形ユニット，
   ループ成形ユニット，成形治具，ループクランプ部を夫
   々移動制御するサーボモータとを備えたことを特徴とす
   るコイル成形機。
4. 【請求項４】 前記ループクランプ部は、先端に設けら
   れた樹脂製のコイル保持部と、このコイル保持部の側面
   先端に植設されたコイル引掛ピンと、前記コイル保持部
   と相対する樹脂製のコイル押えを先端に有するクランプ
   蓋とで成り、前記コイル引掛ピンで引掛けられたコイル
   がコイル保持部とコイル押えで隙間を形成して保持され
   ている請求項３記載のコイル成形機。
5. 【請求項５】 前記成形治具は、略く字形形状で下端が
   支点ピンによってループ成形ユニットの基台に取付けら
   れ胴部の突出部は連結ピンによってアクチュエータの先
   端ロッドに固定された旋回アームと、該旋回アーム上端
   に支点ピンで固定され下部に複数個の樹脂製で成る回転
   ローラを有する駒形形状の加圧部によって形成された請
   求項３記載のコイル成形機。
6. 【請求項６】 前記加圧部の回転ローラを径大と径小で
   形成し、径大の両側に径小を配設するか若しくは径大を
   反ループ部隅側に配設する請求項３記載のコイル成形
   機。
7. 【請求項７】 前記加圧部の径大の回転ローラにより、
   なまこ形コイルのループ部隅側近くで下側直線部の下辺
   一部分を該下側直線部の他の下辺面より低く成形して凹
   部を形成する請求項１記載のコイル成形方法。
8. 【請求項８】 基盤上に載置され小判形コイルの上・下
   側直線部を夫々成形し上下に移動する直線部クランプを
   有する直線部成形フレームと、この直線部成形フレーム
   の左右両側に配設され前記小判形コイルの左右のループ
   部を夫々成形するループ成形ユニットを有しボールネジ
   を介して基盤上を左右に移動可能なループ成形フレーム
   と、前記ループ成形ユニット先端の上・下側に配設され
   た成形治具と、前記ループ成形ユニット先端で前記成形
   治具間に配設されたループクランプ部と、前記ループ成
   形ユニットに内蔵され前記上・下側直線部の長さ変動を
   検出するロードセルと、基盤上に載置されて前記直線部
   成形フレームとループ成形フレーム間の下部に配設され
   先端のアール成形治具が上下動するアール成形ユニット
   と、前記直線部成形ユニット，ループ成形ユニット，成
   形治具，ループクランプ部，アール成形ユニットを夫々
   移動制御するサーボモータとを備えたことを特徴とする
   コイル成形機。
9. 【請求項９】 絶縁被膜付平角銅線を巻回して形成され
   たコイル表面に絶縁テープを巻回して成る小判形コイル
   を、なまこ形コイルに成形したのち亀甲形コイルに成形
   するコイル成形方法において、小判形コイルを形成する
   上・下側直線部と左右のループ部の内、上・下側直線部
   を該上・下側直線部の相対する方向へ直線部クランプに
   よって加圧成形し、伸びる上・下側直線部を長さ方向に
   引張りながらループ内部は内周側へループ成形ユニット
   により加圧成形して小判形コイルをなまこ形コイルに形
   成し、この後に上・下側直線部を軸・直角水平方向と相
   反する方向に加圧成形する時、左右のループ部をアール
   成形治具によって軸方向に外側へ加圧させて亀甲形コイ
   ルに成形することを特徴とするコイル成形方法。
10. 【請求項１０】 前記ループ部クランプを形成するクラ
    ンプ蓋に、なまこ形コイルのループ部形状に略合致した
    肩を設けた請求項８記載のコイル成形機。
11. 【請求項１１】 前記直線部クランプを形成する縦クラ
    ンプの頭部側面にコーナ・アール部の下側に接する支え
    駒を植設した請求項８記載のコイル成形機。
12. 【請求項１２】 前記アール成形治具はループ部方向へ
    斜めに上下動する請求項８記載のコイル成形機。
13. 【請求項１３】 前記アール成形治具に、凹形状でコイ
    ルが接触する箇所の外側に側板を設けた請求項８及び１
    ２記載のコイル成形機。
14. 【請求項１４】 前記アール成形治具の側板頭部形状は
    茸形に形成された請求項８及び１２，１３記載のコイル
    成形機。
15. 【請求項１５】 前記アール成形治具の保持部分に弾性
    体が挿入された回転自在の軸受が設置された請求項８及
    び１１記載のコイル成形機。
16. 【請求項１６】 前記直線部クランプに配設された小判
    形コイルを形成する上・下側直線部を固定する側駒と、
    左右のループ部を固定するループ部クランプのクランプ
    蓋およびクランプベースに、側駒には該側駒上部が外側
    に出張るように、クランプ蓋には該クランプ蓋上部が内
    側に下がるように、クランプベースには該クランプベー
    ス下部が内側に下がるように、夫々傾斜をつけた請求項
    ８記載のコイル成形機。