(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
導体を周状に巻きながら積層し、ステータコアのスロットの内部に配置される部分に相当する一対のスロット内予定部と、前記一対のスロット内予定部の間を連結するコイルエンド予定部とを備える巻線に対し成形を行う巻線成形装置において、
前記一対のスロット内予定部の各々を保持し、前記一対のスロット内予定部の各々を互いに異なる方向に傾け、前記一対のスロット内予定部どうしの間隔が前記導体の積層方向について徐々に大きくなる形状に前記巻線を成形する開き成形を行うときに、前記コイルエンド予定部における前記スロット内予定部に接続する端部を保持する保持機構を有すること、
を特徴とする巻線成形装置。
導体を周状に巻きながら積層し、ステータコアのスロットの内部に配置される部分に相当する一対のスロット内予定部と、前記一対のスロット内予定部の間を連結するコイルエンド予定部とを備える巻線に対し成形を行う巻線成形方法において、
前記一対のスロット内予定部の各々を保持し、前記一対のスロット内予定部の各々を互いに異なる方向に傾け、前記一対のスロット内予定部どうしの間隔が前記導体の積層方向について徐々に大きくなる形状に前記巻線を成形する開き成形工程を有し、
前記開き成形工程では、前記コイルエンド予定部における前記スロット内予定部に接続する端部を保持すること、
を特徴とする巻線成形方法。
【発明を実施するための形態】
【0021】
ここでは、まず、最終的に製造されるコイルの構造および当該コイルの製造方法、さらに製造されたコイルを使用するステータについての全体的な概要について説明する。そして、その後、巻線に対して成形を行う巻線成形装置の一例として、開き円弧成形工程で使用する開き円弧成形装置について詳細に説明する。
【0022】
〔コイルの構造〕
まず、最終的に製造されるコイル1の構造について説明する。ここで、
図1はコイル1の外観斜視図であり、
図2はコイル1の正面図であり、
図3はコイル1の上面図である。なお、
図1において色付け部分は、後述する開き円弧成形工程にて平角導体10が変形する部分を示したものである。コイル1は、平角導体10からなるものである。ここで、平角導体10は、導電性の高い銅やアルミニウム等の金属を矩形断面のワイヤとして形成したものであり、その周囲はエナメル等の絶縁被覆材で覆われている。そして、この平角導体10に対してエッジワイズ曲げ加工やフラットワイズ曲げ加工を行って、コイル1を製造する。ここで、「エッジワイズ曲げ加工」とは、平角導体10の矩形断面における短辺側の一方の面を内径面とし他方の面を外径面として、当該平角導体10を短辺側方向に曲げて成形することである。また、「フラットワイズ曲げ加工」とは、平角導体10の矩形断面における長辺側の一方の面を内径面とし他方の面を外径面として、当該平角導体10を長辺側方向に曲げて成形することである。
【0023】
図1〜
図3に示すように、コイル1は、平角導体10を周状に巻きながら積層して成形されるものである。このコイル1は、隣り合う平角導体10の間に平角導体10の積層方向の隙間δを備える。この隙間δは、平角導体10が挿入できる大きさとしており、詳しくは、平角導体10の短辺幅分の大きさとしている。そして、コイル1は、端部12、端部14、スロット内配置部16、リード側コイルエンド配置部18、反リード側コイルエンド配置部20、折り曲げ部22などを備えている。
【0024】
ここで、スロット内配置部16は、コイル1をステータコア62(
図16参照)に配置するときにスロット66(
図16参照)の内部に配置される部分である。このスロット内配置部16は、
図1や
図2に示すように、図面の上下方向について直線形状に成形されている。
【0025】
また、リード側コイルエンド配置部18は、コイル1をステータコア62(
図16参照)に配置するときにスロット66(
図16参照)の外部に配置される部分である。このリード側コイルエンド配置部18は、
図1〜
図3に示すように、レーンチェンジ部24と、第1縁部26と、第2縁部28などを備えている。第1縁部26と第2縁部28は、各々、
図3に示すように、平角導体10の積層方向(
図3の上方向)に湾曲する円弧形状部分であり、スロット内配置部16とレーンチェンジ部24とを接続している。
【0026】
そして、
図3に示すように、レーンチェンジ部24は、リード側コイルエンド配置部18の略中央部(中央部またはその近傍)にて、平角導体10の積層方向(
図3の上下方向)について平角導体10の短辺幅分の大きさの段差からなるものである。なお、リード側コイルエンド配置部18における平角導体10の積層方向(
図3の上下方向)は、コイル1をステータコア62(
図16参照)に配置するときのステータコア62の径方向となる。
【0027】
また、第1縁部26と第2縁部28は、
図1と
図2に示すように、各々、R形状部30を備える。このR形状部30は、第1縁部26とスロット内配置部16との接続側端部にてコイル1の周方向について円弧形状に形成され、第2縁部28とスロット内配置部16との接続側端部にてコイル1の周方向について円弧形状に形成される。なお、このリード側コイルエンド配置部18は、ステータコア62の軸方向の端面76(
図16参照)に対し、電源供給用のリード線(不図示)が接続される側に配置される。
【0028】
また、反リード側コイルエンド配置部20は、コイル1をステータコア62(
図16参照)に配置するときにスロット66(
図16参照)の外部に配置される部分である。この反リード側コイルエンド配置部20は、
図1〜
図3に示すように、レーンチェンジ部32と、第1縁部34と、第2縁部36などを備える。第1縁部34と第2縁部36は、各々、
図2に示すように、スロット内配置部16とレーンチェンジ部32とを接続している。
【0029】
そして、
図2に示すように、レーンチェンジ部32は、反リード側コイルエンド配置部20の略中央部(中央部またはその近傍)にて、平角導体10の積層方向(
図2の上下方向)について平角導体10の短辺幅分の大きさの段差からなるものである。なお、反リード側コイルエンド配置部20における平角導体10の積層方向(
図2の上下方向)は、コイル1をステータコア62(
図16参照)に配置するときのステータコア62の軸方向となる。
【0030】
また、折り曲げ部22は、コイル1を用いて環状のコイル籠64(
図16参照)を形成したときの当該コイル籠64の内側に向かって、反リード側コイルエンド配置部20がスロット内配置部16から突出させるために成形された部分である。そして、この折り曲げ部22を有することにより、リード側コイルエンド配置部18における平角導体10の積層方向と反リード側コイルエンド配置部20における平角導体10の積層方向とが直交する。
【0031】
このように、コイル1は、隣り合う平角導体10の間に隙間δを備える。そして、このコイル1は、リード側コイルエンド配置部18に平角導体10の短辺幅分の大きさの段差からなるレーンチェンジ部24を備え、反リード側コイルエンド配置部20に平角導体10の短辺幅分の大きさの段差からなるレーンチェンジ部32を備えている。これにより、詳しくは後述するように、ステータ60のコイルエンドの小型化を可能とする。
【0032】
〔コイルの製造方法〕
次に、以上のような構造のコイル1の製造方法の全体的な概要について説明する。コイル1の製造方法では、巻線工程、凸成形工程、クランク成形工程、90°曲げ成形工程、開き円弧成形工程の順に行う。
【0033】
(巻線工程)
まず、巻線工程について説明する。巻線工程では、
図4と
図5に示すような形状の巻線38を成形する。このように成形された巻線38は、
図4と
図5に示すように、端部12と端部14を除いて、角丸長方形状(オーバル形状)に成形されている。そして、巻線38は、角丸長方形状に成形された部分において、直線形状のスロット内予定部40と、円弧形状のリード側コイルエンド予定部42と、円弧形状の反リード側コイルエンド予定部44とを備える。また、巻線38は、隣り合う平角導体10の間に隙間δを備える。この隙間δは、平角導体10が挿入できる大きさとし、詳しくは、平角導体10の短辺幅分の大きさとする。このように、巻線工程において、最終形状のコイル1に備わる隙間δが成形される。
【0034】
スロット内予定部40は、前記のコイル1のスロット内配置部16(
図1参照)に相当する部分である。そして、スロット内予定部40は、巻線38の周上にて、互いに対向するように1対備わる。
図4や
図5で示す例では、一例として、スロット内予定部40は合計5対備わる。
【0035】
また、リード側コイルエンド予定部42は、前記のコイル1のリード側コイルエンド配置部18(
図1参照)に相当する部分である。そして、リード側コイルエンド予定部42は、巻線38における周上にて、反リード側コイルエンド予定部44とともに互いに対向するように対をなす一対のコイルエンド予定部を構成する。
図4や
図5で示す例では、一例として、リード側コイルエンド予定部42は合計4つ備わる。そして、リード側コイルエンド予定部42の頂点部46は、平角導体10の積層方向(
図4の奥行き方向)について、巻線38の外周方向(
図4の上下方向)の位置が徐々に高くなっている。これにより、後述する90°曲げ成形工程による成形後において、頂点部46は、平角導体10の積層方向について、巻線38の外周方向の位置が同じ位置に揃う。
【0036】
ここで、リード側コイルエンド予定部42は、スロット内予定部40との接続側端部にてR形状予定部50を備える。このR形状予定部50は、コイル1のR形状部30(
図1、
図2参照)に相当する部分であり、巻線38の周方向について円弧形状に形成される部分である。そして、R形状予定部50は、その曲率がコイル1のR形状部30の曲率と等しくなるように成形されている。そして、本実施例では、この後の各工程を通じてR形状予定部50の曲率に変更を加えることなく、コイル1を製造する。
【0037】
また、反リード側コイルエンド予定部44は、前記のコイル1の反リード側コイルエンド配置部20(
図1参照)に相当する部分である。そして、反リード側コイルエンド予定部44は、巻線38における周上にて、リード側コイルエンド予定部42とともに互いに対向するように対をなす一対のコイルエンド予定部を構成する。
図4や
図5で示す例では、一例として、反リード側コイルエンド予定部44は合計4つ備わる。そして、反リード側コイルエンド予定部44の頂点部48は、平角導体10の積層方向(
図4の奥行き方向)について、巻線38の外周方向(
図4の上下方向)の位置が同じ位置に揃っている。このように、巻線工程から後述する各工程を通して、反リード側コイルエンド予定部44の頂点部48の位置を同じ位置に揃えるように管理することにより、最終形状のコイル1における反リード側コイルエンド配置部20の寸法精度が向上する。これにより、後述するコイル籠64の組み立て性が向上する。
【0038】
(凸成形工程)
次に、凸成形工程について説明する。凸成形工程では、巻線38を
図6と
図7に示すような形状に成形する。このように成形された巻線38は、
図6と
図7に示すように、リード側コイルエンド予定部42と反リード側コイルエンド予定部44が各々、巻線38の外周方向(
図6の上下方向)に突出する凸形状に成形される。なお、
図7に示すように、隣り合う平角導体10の間に備わる隙間δを維持している。
【0039】
リード側コイルエンド予定部42は、その略中央部(中央部またはその近傍)に凸部52を備え、この凸部52を挟んで両側に第1縁部26と第2縁部28を備えるように成形される。なお、リード側コイルエンド予定部42の頂点部46は、平角導体10の積層方向(
図4の奥行き方向)について、巻線38の外周方向(
図4の上下方向)の位置が徐々に高くなっている。
【0040】
また、反リード側コイルエンド予定部44は、その略中央部(中央部またはその近傍)に凸部54を備え、この凸部54を挟んで両側に第1縁部34と第2縁部36を備えるように成形される。なお、反リード側コイルエンド予定部44の頂点部48は、平角導体10の積層方向(
図6の奥行き方向)について、巻線38の外周方向(
図6の上下方向)の位置が同じ位置に揃っている。
【0041】
(クランク成形工程)
次に、クランク成形工程について説明する。クランク成形工程では、巻線38を
図8と
図9に示すような形状に成形する。このように成形された巻線38は、
図8と
図9に示すように、リード側コイルエンド予定部42と反リード側コイルエンド予定部44にて、各々、平角導体10の積層方向(
図9の上下方向)に平角導体10の短辺幅の大きさの段差からなるレーンチェンジ部24,32が成形される。そして、リード側コイルエンド予定部42にて、第1縁部26と第2縁部28との間にレーンチェンジ部24が成形される。また、反リード側コイルエンド予定部44にて、第1縁部34と第2縁部36との間にレーンチェンジ部32が成形される。なお、
図9に示すように、隣り合う平角導体10の間において隙間δを維持している。また、
図9に示すように、レーンチェンジ部24とレーンチェンジ部32とは互いに反対方向に成形されている。このように、クランク成形工程において、最終形状のコイル1に備わるレーンチェンジ部24とレーンチェンジ部32とが成形される。
【0042】
(90°曲げ成形工程)
次に、90°曲げ成形工程について説明する。90°曲げ成形工程では、巻線38を
図10と
図11に示すような形状に成形する。このように成形された巻線38は、
図10と
図11に示すように、リード側コイルエンド予定部42での平角導体10の積層方向と反リード側コイルエンド予定部44での平角導体10の積層方向とが直交するように成形される。そして、リード側コイルエンド予定部42の頂点部46は、平角導体10の積層方向(
図10の奥行方向、
図11の上下方向)について、巻線38の外周方向(
図10の上下方向)の位置が同じ位置に揃っている。
【0043】
このように、90°曲げ成形工程を行うことにより、最終形状のコイル1において、スロット内配置部16やリード側コイルエンド配置部18での平角導体10の積層方向と反リード側コイルエンド配置部20での平角導体10の積層方向とが直交するように成形される。
【0044】
(開き円弧成形工程)
次に、開き円弧成形工程について説明する。開き円弧成形工程は、開き成形工程と円弧成形工程とを同時に行う工程である。開き円弧成形工程では、巻線38の周上における一対のスロット内予定部40の間隔が平角導体10の積層方向について徐々に広くなるように成形する開き成形を行う。すなわち、前記の
図3に示すように、コイル1の周上における一対のスロット内配置部16の間隔L1〜L5が平角導体10の積層方向(
図3の上方向)に沿って、間隔L1,L2,L3,L4,L5の順に徐々に広くなるように成形される。これにより、スロット内配置部16をステータ60(
図16参照)の径方向に放射状に形成されるスロット66(
図16参照)内に確実に配置できる。
【0045】
また、同時に、リード側コイルエンド予定部42の第1縁部26と第2縁部28を、平角導体10の積層方向に湾曲する円弧形状に成形する円弧成形を行う。これにより、前記の
図3に示すように、リード側コイルエンド配置部18の第1縁部26と第2縁部28が、平角導体10の積層方向(
図3の上方向)に湾曲する円弧形状に成形される。そして、第1縁部26と第2縁部28を円弧形状に成形することにより、リード側コイルエンド配置部18をステータ60(
図16参照)の周方向に沿って配置することができる。
【0046】
以上のようにして、前記の
図1〜
図3に示すコイル1を製造することができる。
【0047】
〔ステータの製造方法〕
次に、以上のように製造されたコイル1を使用したステータ60の製造方法について説明する。ここで、
図12はステータコア62に配置するために追加工した後のコイル1の正面図であり、
図13はステータコア62に配置するために追加工した後のコイル1の上面図である。また、
図14はコイル籠64において隣り合う2本のコイル1A,1Bを抜き出して示した正面図であり、
図15はコイル籠64において隣り合う2本のコイル1A,1Bを抜き出して示した上面図である。そして、
図16はコイル籠64の一部がステータコア62に挿入される様子を表した斜視図であり、
図17はステータ60の斜視図である。
【0048】
まず、コイル1をステータコア62に配置するために、コイル1に対し追加工を行い、コイル1を
図12と
図13に示すような形状に成形する。具体的には、コイル1の一方の端部12に渡し部68とリード部70を備え、コイル1の他方の端部14に渡し部72と接合部74を備えるように成形する。次に、このように成形したコイル1を複数重ねてコイル籠64を形成する。次に、
図16に示すように、ステータコア62の軸方向からコイル籠64をスロット66に配置するようにしてステータコア62に配置する。以上により、
図17に示すようなステータ60を製造する。
【0049】
ここで、コイル籠64において隣り合う2本のコイル1A,1Bを抜き出して示した図を
図14と
図15に示す。
図14と
図15に示すように、2本のコイル1A,1Bは、お互いの隙間δに入るように噛み合って組み合わされている。そして、リード側のレーンチェンジ部24A,24Bが隣り合うように配置され、また、反リード側のレーンチェンジ部32A,32Bが隣り合うように配置されている。このように、レーンチェンジ部24A,24Bとレーンチェンジ部32A,32Bは、各々、一本の平角導体10をかわすようにして配置されている。
【0050】
このように、コイル1を使用してステータ60を製造するときには、隣り合う2本のコイル1A,1Bについて、一方のコイル1Aにおける隣り合う平角導体10の間の隙間δに他方のコイル1Bの平角導体10を挿入することができる。これにより、コイル1Aの平角導体10とコイル1Bの平角導体10とを交互に配置することができる。さらに、一方のコイル1Aのリード側コイルエンド配置部18と反リード側コイルエンド配置部20に備わるレーンチェンジ部24,32により、他方のコイル1Bの1本の平角導体10の幅をかわすことができる。そのため、前記の従来技術のように複数の導体の幅をレーンチェンジ部でかわす必要がなく、複数の導体の幅分のレーンチェンジ部をステータコア62の軸方向に逃がす必要はない。したがって、ステータ60のコイルエンドの軸方向の高さを短縮できる。以上のようにして、ステータ60におけるコイルエンドの小型化を図ることができる。また、同形状のコイル1を複数使用してステータ60を製造することができるので、ステータ60の組み立て性がよい。
【0051】
〔開き円弧成形装置〕
次に、前記の開き円弧成形工程において使用する開き円弧成形装置80(本発明の巻線成形装置の一例)について、説明する。
【0052】
ここで、
図18は開き円弧成形装置80と巻線38の外観斜視図であり、開き円弧成形を行う前の状態を示している。また、
図19は、リード側保持機構96の周辺の上面図である。なお、
図19は、説明の便宜上、巻線38とキャリヤ86とリード側保持機構96のみ示している。また、
図20は
図19のA−A断面図であり、
図21は
図20に対応する図であって開き円弧成形を行った後の状態を示す図である。なお、
図20と
図21では、反リード側コイルエンド予定部44も仮想線で示している。また、
図22は外側円弧成形型82の上面図であり、
図23は外側円弧成形型82の正面図である。また、
図24は、
図18のB−B断面に対応する図であり、開き円弧成形を行う前の反リード側コイルエンド予定部44を内側保持ブロック88と外側保持ブロック90とで保持した状態を示す図である。また、
図25は、
図24に対応する図であり、開き円弧成形を行った後の状態を示す図である。
【0053】
開き円弧成形装置80は、
図18に示すように、外側円弧成形型82、内側円弧成形型84、キャリヤ86、内側保持ブロック88、外側保持ブロック90、開き成形型92、リード側保持機構96などの構成部品を有する。なお、開き円弧成形装置80は、これらの構成部品の駆動を制御する制御部(不図示)も有している。
【0054】
外側円弧成形型82は、
図22と
図23に示すように、本体部106とブレード108A,108Bを備えている。ブレード108A,108Bは、ともに板状部材であり、本体部106に保持されている。ブレード108A,108Bの板厚は、巻線38の隙間δ(
図11参照)の平角導体10の積層方向の大きさと比べて略等しい(等しいか、あるいは、やや小さい)。これにより、ブレード108A,108Bは、巻線38の隙間δに挿入可能である。そして、ブレード108A,108Bは、円弧成形部110A,110Bと突出部112A,112Bを備える。なお、ブレード108Aは、ブレード108Bに比べて幅が大きい。
【0055】
ここで、円弧成形部110A,110Bは、ブレード108A,108Bの板厚方向(
図23の下方向)に湾曲する円弧形状に形成されている。これにより、円弧成形部110A,110Bは、リード側コイルエンド予定部42の第1縁部26と第2縁部28に対し、当該第1縁部26と当該第2縁部28を平角導体10の積層方向に湾曲する円弧形状に成形する円弧成形を行うことができる。また、突出部112A,112Bは、円弧成形部110A,110Bよりも幅が小さく、円弧成形部110A,110Bから巻線38が配置される側(すなわち、内側円弧成形型84が配置される側、
図22の下側、
図23の紙面手前側)に向かって突出している。この突出部112A,112Bは、本体部106における
図22の左右方向の略中央部に形成されている。
【0056】
また、本実施例では、ブレード108A,108Bは、一例として、
図23の左右に5個ずつ、合計10個配置されている。詳しくは、
図23の右側において上側から順番に4個のブレード108Aと1個のブレード108Bが配置され、
図23の左側において上側から順番に2個のブレード108Bと2個のブレード108Aと1個のブレード108Bが配置されている。
【0057】
また、外側円弧成形型82は、
図22に示すように、突出部112A,112Bが突出する方向とは反対の方向に凹むように形成された凹部94を備える。
【0058】
内側円弧成形型84は、
図18に示すように、凸部98や凹部114などを備える。凹部114には、ブレード108A,108Bの突出部112A,112Bを挿入させることができる。本実施例では、一例として、凹部114は、合計5つ形成されている。
【0059】
キャリヤ86は、
図18に示すように、巻線38を保持する溝部100を備える。ここでは、一例として、キャリヤ86は、5つの溝部100を備えている。このキャリヤ86は、巻線工程、凸成形工程、クランク成形工程、90°曲げ成形工程、開き円弧成形工程の各工程で使用する装置間にて巻線38を搬送する役割も担っている。
【0060】
内側保持ブロック88は、
図24や
図25に示すように、反リード側コイルエンド予定部44の内周よりも内側に配置されている。そして、内側保持ブロック88は、外側保持ブロック90が配置される側に突出する凸部102を備えている。一方、外側保持ブロック90は、
図24や
図25に示すように、反リード側コイルエンド予定部44の外周よりも外側に配置されている。そして、外側保持ブロック90は、内側保持ブロック88が配置される側とは反対側に凹む凹部104を備えている。
【0061】
開き成形型92は、
図24や
図25に示すように、反リード側コイルエンド予定部44の内周よりも内側に、合計2つ配置されており、内側保持ブロック88の両側の端面116に接触するようにして各々配置されている。この開き成形型92は、反リード側コイルエンド予定部44側の面において、曲線部118と円弧部120と直線部122などを備える。そして、
図24に示すように、曲線部118と円弧部120と直線部122は、巻線38の開き成形前における反リード側コイルエンド予定部44の内周の形状に沿うように形成されている。
【0062】
リード側保持機構96は、
図19〜
図21に示すように、合計2つ設けられており、各々、外側保持ブロック124と内側保持ブロック126とを備える。外側保持ブロック124は、内側保持ブロック126が配置される側の面128に巻線38を保持することができる大きさの溝130が形成されている。本実施例では、外側保持ブロック124は、5個の溝130を備えている。そして、リード側保持機構96は、リード側コイルエンド予定部42におけるスロット内予定部40に接続する端部132とスロット内予定部40の一部を、外側保持ブロック124の溝130に挿入しつつ、外側保持ブロック124と内側保持ブロック126により挟んで保持している。
【0063】
このような構成の開き円弧成形装置80は、次のようにして前記の開き円弧成形工程を行う。ここで、
図26は、巻線38の隙間δにブレード108A,108Bの突出部112A,112Aを挿入したときを示す図である。また、
図27は、巻線38の隙間δにブレード108A,108Bの突出部112A,112Aを挿入したときにおいて、巻線38を反リード側コイルエンド予定部44から見たときの模式図である。また、
図28は、巻線38の隙間δにブレード108A,108Bの突出部112A,112Aを挿入したときの斜視図である。なお、
図28では、説明の便宜上、巻線38とブレード108A,108Bと内側保持ブロック88と開き成形型92のみ示している。
【0064】
また、
図29は、ブレード108A,108Bを巻線38の内側に押し込む途中を示す図である。また、
図30は、ブレード108A,108Bを巻線の内側に押し込む途中において、巻線38を反リード側コイルエンド予定部44から見たときの模式図である。また、
図31は、開き円弧成形を行った後を示す図である。また、
図32は、開き円弧成形を行った後において、巻線38を反リード側コイルエンド予定部44から見たときの模式図である。さらに、
図33は、開き円弧成形を行った後における開き円弧成形装置80と巻線38の外観斜視図である。
【0065】
まず、前記の
図24に示すように、内側保持ブロック88と外側保持ブロック90とにより、反リード側コイルエンド予定部44を凸部102と凹部104との間で挟んで保持する。また、前記の
図19と
図20に示すように、リード側保持機構96の外側保持ブロック124と内側保持ブロック126により、リード側コイルエンド予定部42の端部132とスロット内予定部40の一部を挟んで保持する。
【0066】
そして、
図26〜
図28に示すように、巻線38の隙間δにブレード108A,108Bの突出部112A,112Bを挿入する。これにより、以後の開き円弧成形工程において、巻線38の隙間δを維持できる。そして、このように巻線38の隙間δに突出部112A,112Bを挿入したときに、前記の
図24に示す矢印方向(巻線38の内側から外側への方向)へ開き成形型92を回転駆動させて、開き成形を開始する。より詳しくは、リード側コイルエンド予定部42における全ての隙間δに(3つの隙間δの全てに)突出部112A,112Bを挿入し始めたときに、開き成形を開始する。そして、開き成形型92を円弧部120と直線部122との境界部134を中心にして回転駆動させる。このように、開き成形型92が反リード側コイルエンド予定部44の内側から反リード側コイルエンド予定部44に成形荷重を加えることにより、開き成形を行う。
【0067】
そして、このように開き成形を開始した後、
図29と
図30に示すように、ブレード108A,108Bをさらに巻線38の内側に押し込んでいく。このとき、ブレード108A,108Bの突出部112A,112Bを、内側円弧成形型84の凹部114に挿入する。すると、リード側コイルエンド予定部42の第1縁部26と第2縁部28が円弧状に逐次形成されていく。
【0068】
そして、さらにブレード108A,108Bを巻線38の内側に押し込み、ブレード108A,108Bの突出部112A,112Bをさらに内側円弧成形型84の凹部114の奥側に挿入する。そして、
図31や
図33に示すように、外側円弧成形型82と内側円弧成形型84の間にリード側コイルエンド予定部42を挟んで、外側円弧成形型82と内側円弧成形型84を嵌合させる。すると、
図32に示すように、ブレード108A,108Bの円弧成形部110A,110Bの円弧形状に倣って、リード側コイルエンド予定部42の第1縁部26と第2縁部28を円弧形状に形成できる。これにより、円弧成形が終了する。なお、このとき、
図21に示すように、リード側保持機構96の外側保持ブロック124と内側保持ブロック126により、リード側コイルエンド予定部42の端部132とスロット内予定部40の一部を挟んで保持している。
【0069】
また、開き成形型92を
図25に示すように回転駆動させることにより、開き成形が終了する。以上のようにして、開き円弧成形を行う。
【0070】
本実施例では、開き円弧成形を行うときに、
図20や
図21に示すように、リード側保持機構96によりリード側コイルエンド予定部42の端部132とスロット内予定部40の一部を保持している。これにより、リード側コイルエンド予定部42に前記の
図39に示すような反りが発生しないので、巻線38において不必要な変形を防止できる。
【0071】
また、
図24や
図25に示すように、反リード側コイルエンド予定部44における折り曲げ部22(
図11参照)との接続部分に位置する円弧形状の肩部136を境にして巻線38がその外側に開くようにして、開き成形が行われる。このとき、この肩部136が外側保持ブロック90により保持されているので、開き成形型92により確実に開き成形ができる。
【0072】
また、開き成形型92は、
図24や
図25に示すように、内側保持ブロック88の端面116に接触しながら回転駆動している。そのため、巻線38の反力による開き成形型92の逃げを防止することにより、開き成形型92の直線部122に巻線38を接触させた状態で反リード側コイルエンド予定部44に対して確実に成形荷重を加えることができる。したがって、巻線38に対し確実に開き成形を行うことができる。
【0073】
なお、開き円弧成形が進むにしたがいリード側コイルエンド予定部42の形状が直線から円弧形状に変化するため、
図32の例えば図面の一番上側のブレード108A,108Bは、
図30に示すときの位置(
図32の2点鎖線で示す位置)よりも
図32に示すときの位置が図面の下側の位置になるよう開き円弧成形が進むにしたがい下方に移動している。このように、開き円弧成形を行った後の状態(
図32に示す状態)におけるリード側コイルエンド予定部42は、開き円弧成形を行っている最中の状態(
図30に示す状態)よりも
図32の下側になるように成形されている。
【0074】
〔本実施例の効果〕
以上のような本実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。本実施例の開き円弧成形装置80は、平角導体10が周状に巻かれつつ隣り合う平角導体10の間に平角導体10の幅の大きさの隙間δを備えるように積層して成形される巻線38に対し、開き成形と円弧成形を行うものである。このとき、巻線38は、ステータコア62のスロット66の内部に配置されるスロット内配置部16に相当するスロット内予定部40と、ステータコア62に対し電源供給用のリード線(不図示)が接続される側に配置されるリード側コイルエンド配置部18に相当し一対のスロット内予定部40の間を連結するリード側コイルエンド予定部42と、リード側コイルエンド予定部42の反対側にて一対のスロット内予定部40の間を連結する反リード側コイルエンド予定部44とを備える。
【0075】
そして、開き円弧成形装置80は、リード側コイルエンド予定部42における一対のスロット内予定部40に接続する両方の端部132を保持するリード側保持機構96を有する。そのため、一対のスロット内予定部40の各々を保持し、一対のスロット内予定部40の各々を互いに異なる方向に傾け、一対のスロット内予定部40どうしの間隔L1〜L5が平角導体10の積層方向について徐々に大きくなる形状(
図3参照)に巻線38を成形する開き成形を行うときに、リード側コイルエンド予定部42がスロット内予定部40に対して反ることを防止できる。そのため、巻線38を所望の形状に成形できる。なお、一対のスロット内予定部40の各々を互いに異なる方向に傾けるとは、例えば
図3において、図面左側のスロット内予定部40を図面右上がり方向に傾ける一方で、図面右側のスロット内予定部40を図面左上がり方向に傾けるということである。
【0076】
また、開き円弧成形装置80は、巻線38の隙間δに挿入可能な板状のブレード108A,108Bを有する。そして、ブレード108A,108Bは、板厚方向に湾曲する円弧形状に形成されリード側コイルエンド予定部42の第1縁部26と第2縁部28を平角導体10の積層方向に湾曲する円弧形状に成形する円弧成形を行う円弧成形部110A,110Bを備える。また、ブレード108A,108Bは、円弧成形部110A,110Bよりも幅が小さく円弧成形部110A,110Bから巻線38が配置される側に向かって突出する突出部112A,112Bを備える。
【0077】
そして、ブレード108A,108Bの突出部112A,112Bを巻線38の隙間δに挿入して巻線38の隙間δを維持させた状態で、その後、ブレード108A,108Bの円弧成形部110A,110Bを巻線38の隙間δに挿入して巻線38の内側に向かって押し込む。これにより、リード側コイルエンド予定部42の第1縁部26と第2縁部28に逐次円弧成形を行うことができる。そのため、巻線38の隙間δを維持しつつリード側コイルエンド予定部42の第1縁部26と第2縁部28に円弧成形を行うことができる。したがって、円弧成形を行った後において、巻線38の隙間δを維持しつつ巻線38を所望の形状とすることができる。
【0078】
また、開き円弧成形装置80は、ブレード108A,108Bの突出部112A,112Bを巻線38の隙間δに挿入したときに開き成形を開始する。このように、開き成形前にブレード108A,108Bの突出部112A,112Bを巻線38の隙間δに挿入して巻線38の隙間δを維持するので、巻線38の隙間δを維持しつつ開き成形を行うことができる。そのため、開き成形を行った後において、巻線38の隙間δを維持しつつ巻線38を所望の形状とすることができる。
【0079】
また、開き円弧成形装置80は、反リード側コイルエンド予定部44の内側から反リード側コイルエンド予定部44に対し成形荷重を加えることにより開き成形を行う開き成形型92を有する。さらに、開き円弧成形装置80は、反リード側コイルエンド予定部44の内側に配置され反リード側コイルエンド予定部44を保持する内側保持ブロック88を有する。そして、開き成形型92は内側保持ブロック88と接触しながら開き成形を行う。これにより、巻線38の反力により開き成形型92の逃げが生じることを防止できる。そのため、確実に開き成形を行うことができる。
【0080】
なお、前記のように、ブレード108A,108Bの2種類のブレードを合計10個使用したが、これに限定されず、いずれか1種類のブレードのみ合計10個使用してもよい。
【0081】
〔変形例〕
なお、上記の各工程は順序を変更してもよい。例えば、変形例として、前記の実施例の各工程の順序に対し凸成形工程とクランク成形工程の順序を入れ替えて、巻線工程、クランク成形工程、凸成形工程、90°曲げ成形工程、開き円弧成形工程の順序としてもよい。このような変形例において、クランク成形工程による成形後における巻線38について、その外観斜視図を
図34に示し、その上面図を
図35に示す。
【0082】
このような変形例において、クランク成形工程による成形後における巻線38は、
図34と
図35に示すように、端部12と端部14を除いて、角丸長方形状(オーバル形状)に成形されている。そして、リード側コイルエンド予定部42は、その略中央部(中央部またはその近傍)にレーンチェンジ部24を備えている。また、反リード側コイルエンド予定部44は、その略中央部(中央部またはその近傍)にレーンチェンジ部32を備えている。
【0083】
また、その他の変形例として、巻線工程、90°曲げ成形工程、クランク成形工程、凸成形工程、円弧開き成形工程の順に行う例や、巻線工程、90°曲げ成形工程、凸成形工程、クランク成形工程、円弧開き成形工程の順に行う例も考えられる。また、その他の変形例として、巻線工程、90°曲げ成形工程、円弧開き成形工程、クランク成形工程、凸成形工程の順に行う例や、巻線工程、90°曲げ成形工程、円弧開き成形工程、凸成形工程、クランク成形工程の順に行う例も考えられる。
【0084】
また、その他の変形例として、開き成形工程と円弧成形工程とを別に行うことも考えられる。例えば、巻線工程、凸成形工程、クランク成形工程、円弧成形工程、90°曲げ成形工程、開き成形工程の順に行うことが考えられる。また、その他の変形例として、クランク成形工程と凸成形工程とを同時に行うことも考えられる。
【0085】
さらに、その他の変形例として、90°曲げ成形工程を行わない例も考えられる。このように90°曲げ成形工程を行わない例により製造されたコイル2は、
図36〜
図38に示すように、前記のコイル1に対して、折り曲げ部22を有さず、反リード側コイルエンド配置部20の第1縁部34と第2縁部36も各々円弧形状に成形されている点が異なる。なお、
図36はコイル2の外観斜視図であり、
図37はコイル2の正面図であり、
図38はコイル2の上面図である。
【0086】
なお、コイル2の製造における開き成形工程と円弧成形工程においても、前記の開き円弧成形装置80と同様な装置を使用することが考えられる。そして、当該装置では、前記のリード側保持機構96によりリード側コイルエンド予定部42における両方の端部132を保持するとともに、不図示の反リード側保持機構により反リード側コイルエンド予定部44における一対のスロット内予定部40に接続する両方の端部を保持することが望ましい。これにより、巻線38に対して開き成形を行うときに、リード側コイルエンド予定部42と反リード側コイルエンド予定部44がスロット内予定部40に対して反ることを防止できる。
【0087】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。