JP7066466B2

JP7066466B2 - 捻り曲げ装置

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Publication number: JP7066466B2
Application number: JP2018053729A
Authority: JP
Inventors: 英明恩田; 泰之木村; 洋介本田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-03-22
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2022-05-13
Anticipated expiration: 2038-03-22
Also published as: JP2019169992A; US20190296621A1; CN110299805B; US11038407B2; CN110299805A

Description

本発明は、ステータコアに形成されたスロットに挿入された導体の先端部を捻り曲げる捻り曲げ装置に関する。

円環形状のステータコアの周方向に沿って形成された複数個のスロット中の２個に、コイル用セグメント（以下、単に「セグメント」とも表記する）を挿入したステータが知られている。ここで、セグメントは、第１脚部と、該第１脚部に対して平行に延在し且つ対向する第２脚部と、湾曲して第１脚部から第２脚部に連なるターン部とを有し、このために略Ｕ字型形状をなす。複数個のスロットは放射状に形成されているので、例えば、第１脚部がステータコアの内周側に臨み、第２脚部が外周側に臨む。

第１脚部及び第２脚部の先端部は、スロットから突出する。この突出した先端端部同士は、特許文献１に記載されるような捻り曲げ装置にて捻り曲げられる。すなわち、捻り曲げ装置は、脚部の先端部が挿入される保持治具（特許文献１においていう「コイル捻り治具」）を有し、この保持治具を、ステータコアに対して相対的に周方向及び軸方向に向かって移動させることにより、脚部の先端部が捻られる。

捻られた先端部同士は、その後、ＴＩＧ溶接等の適宜の手法によって接合される。この接合により、セグメント同士の間に電気的経路が形成される。

特開２０１４－１２８１２９号公報（特に段落［００３４］及び図８参照）

この種の捻り曲げ装置では、捻り曲げを行う最中に保持治具から脚部の先端部が離脱することがある。この場合、必然的に捻り曲げが完遂されない。また、脚部が離脱しないにしても、曲げ量が不足する（曲げ精度が十分ではない）ということもあり得る。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、捻り曲げの最中に保持部材から脚部が離脱することや、脚部の曲げ量が不足することを回避することが可能な捻り曲げ装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、ステータコアのスロットから突出した導体の端部を捻り曲げる捻り曲げ装置であって、
前記導体の端部が挿入される挿入用凹部が形成された保持治具と、
前記保持治具を前記ステータコアに対して相対的に周方向及び軸方向に移動させる駆動手段と、
を備え、
前記挿入用凹部の側面内壁において、開口よりも奥まった位置に、他の部位よりも相対的に内方に突出し、前記導体の端部に食い込む突起が少なくとも１個けられていることを特徴とする。

このように、本発明においては、導体が挿入される挿入用凹部の側面内壁に突起を設け、且つ導体を捻り曲げる際に該突起を導体に食い込ませる（埋入させる）ようにしている。この食い込みにより導体が突起に支持されるので、該導体が挿入用凹部内で位置ズレを起こすことが防止される。その結果として、導体が挿入用凹部から離脱することが回避されるので、導体に対する捻り曲げを完遂することができる。

挿入用凹部内の正規位置で捻り曲げが完遂された脚部の曲げ量は、十分に大きい。すなわち、導体の曲げ量が不足することを回避することもできる。

挿入用凹部は、例えば、側面内壁として、駆動手段によってステータコアに対して周方向に相対的に移動する移動方向側の第１側面内壁と、該第１側面内壁に対向する第２側面内壁とを含む。この構成において、突起は、第１側面内壁に設けることが好ましい。挿入用凹部内で周方向に移動する脚部は、第１側面内壁側に傾斜するような姿勢となるので、第１側面内壁に突起を形成することによって該突起を導体に食い込ませ、導体の位置ズレを防止することができるようになるからである。

なお、第２側面内壁に第２の突起を設けるようにしてもよい。導体を捻り曲げる際、導体の、第２側面内壁を臨む部位の一部が第２側面内壁に接近する。この際、第２の突起が導体に食い込むことにより、導体が位置ズレを起こすことが一層困難となる。このため、導体が挿入用凹部から離脱したり、曲げ量が不足したりすることをさらに一層有効に回避することができる。

第２の突起は、挿入用凹部の第２側面内壁の、導体の曲げ起点に対応する位置に設けるとよい。この部位に第２の突起を設けることにより、導体を捻り曲げる際、第２の突起を導体に容易に食い込ませることができる。なお、前記挿入用凹部の前記第２側面内壁の、前記導体の曲げ起点に対応する位置は、典型的には、挿入用凹部の開口近傍である。

回転移動方向側の側面内壁である第１側面内壁には、挿入用凹部の開口に近接するに従って拡開する形状の傾斜部を設けることが好ましい。この場合、導体を挿入用凹部に挿入する際に若干の位置ズレが生じたとしても、傾斜部が存在するために挿入用凹部の開口が大きくなっている。従って、導体と挿入用凹部との大まかな位置合わせが容易である。しかも、導体が傾斜部に当接すると、該傾斜部に案内されながら挿入用凹部内に進入する。以上のような理由から、導体を挿入用凹部に挿入することが容易となる。

本発明によれば、導体が挿入される挿入用凹部の側面内壁に設けた突起を、導体を捻り曲げる際に該導体に食い込ませる（埋入させる）ようにしているので、導体が突起に堅牢に支持される。これにより該導体が挿入用凹部内で位置ズレを起こすことが防止されるので、導体が挿入用凹部から離脱することが回避される。

従って、導体に対する捻り曲げを完遂することができる。挿入用凹部内の正規位置で捻り曲げを完遂することにより、脚部の曲げ量を十分に大きくすることができる。すなわち、導体の曲げ量が不足することが回避される。

ステータの電磁コイルとなるコイル用セグメント（導体）の概略全体斜視図である。前記コイル用セグメントの脚部を捻り曲げる捻り曲げ装置の要部縦断面図である。前記捻り曲げ装置を構成する第１スピンドル（保持治具）に設けられた第１挿入用凹部の概略縦断面図である。第１挿入用凹部の側面内壁に設けられた２個の第１突起及び第２突起中の１個ずつが前記脚部に食い込んだ状態を示す概略縦断面図である。第１挿入用凹部の開口近傍に傾斜部が形成された第１スピンドル（保持治具）の要部概略縦断面図である。

以下、本発明に係る捻り曲げ装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

先ず、ステータにつき説明する。図１は、ステータコア２０（図２参照）に挿入される導体であるコイル用セグメント（以下、単に「セグメント」とも表記する）１０を示す概略全体斜視図である。セグメント１０は、互いに平行に延在する２本の脚部１２、１２と、脚部１２、１２同士の間に介在するターン部１６とを有する。ターン部１６は、一方の脚部１２から他方の脚部１２に向かうようにして湾曲しており、このため、セグメント１０は略Ｕ字形状をなす。

ターン部１６には、蛇行した形状のクランク部１８が形成される。このクランク部１８により、セグメント１０において、ステータコア２０（図２参照）の径方向に沿う方向にズレが生じる。

以上のような形状のセグメント１０は、図２中のステータコア２０に設けられた複数個のスロット（図示せず）中の１個に一方の脚部１２が挿入されるとともに、別の１個に他方の脚部１２が挿入される。その結果、該セグメント１０がこれら２個のスロット間の電気的経路となる。

その後、複数個の脚部１２、１２同士が接合されることにより、複数個のセグメント１０からなるコイルが形成される。その結果、ステータが構成される。なお、スロット内では、複数個の脚部１２、１２がステータコア２０の直径方向に沿って並列する。本実施の形態では、１つのスロット中に、内周側から外周側にかけて１層目～８層目の８本の脚部１２が並ぶ。

セグメント１０の脚部１２は、スロットに挿入された状態で捻られる。次に、脚部１２を捻り曲げる捻り曲げ装置３０（図２参照）につき説明する。

捻り曲げ装置３０の構成は、例えば、国際公開第２０１７／１０４６８５号に詳述されている。このため、ここでは要部を概略説明するに留める。

捻り曲げ装置３０は、ステータコア２０を昇降させる昇降台３２と、ステータコア２０のスロットに挿入された脚部１２を保持して該脚部１２を捻るための保持治具ないし捻り曲げ治具である第１スピンドル３４ａ～第４スピンドル３４ｄとを備える。

昇降台３２は、略リング形状の載置盤３６と、ステータコア２０を保持する保持部材３８とを有する。保持部材３８は、載置盤３６及び基台４０を支持する。

載置盤３６の上端面には、各セグメント１０のターン部１６が当接する。すなわち、セグメント１０は、ターン部１６が下方を臨み、脚部１２が上方を臨む倒立姿勢とされている。この状態で、脚部１２がスロットに挿入されている。

保持部材３８は、基台４０の下方に配置される。基台４０の内周壁には、直径方向内方に向かって凸部４２が突出形成される。この凸部４２は、ステータコア２０の外周壁に形成された凹部４４に挿入される。これに伴い、ステータコア２０の回り止めがなされる。

第１スピンドル３４ａ～第４スピンドル３４ｄは略円筒形状をなし、内方側から外方側に同心円上に配設される。第１スピンドル３４ａ～第４スピンドル３４ｄの各々は図示しないフランジ部を有するとともに、該フランジ部の各側周壁に歯部が形成される。各歯部には、ギヤを介してモータの回転軸が連結される。第１スピンドル３４ａ～第４スピンドル３４ｄは、各モータが付勢されることに伴って個別に回転する。なお、隣接するスピンドル同士の間にはベアリングが介在している。

また、第１スピンドル３４ａ～第４スピンドル３４ｄは、例えば、空気圧等の流体圧によって個別に上昇・下降することが可能である。すなわち、第１スピンドル３４ａ～第４スピンドル３４ｄは、ステータコア２０及びセグメント１０の軸方向に対して相対的に移動することができる。なお、第１スピンドル３４ａ～第４スピンドル３４ｄの中、隣接するもの同士の間には、カムフォロワ等が介在している。

以上のように、第１スピンドル３４ａ～第４スピンドル３４ｄは、モータや空気圧等の駆動手段により、ステータコア２０に対して相対的に周方向及び軸方向に移動する。

第１スピンドル３４ａ～第４スピンドル３４ｄは、それぞれ、スロットから突出した脚部１２を把持する。すなわち、先ず、最内周の第１スピンドル３４ａには、脚部１２の軸線方向に沿って延在する長尺な第１受部５２ａが突出形成されている。この第１受部５２ａには、第１挿入用凹部５４ａが形成される。

第１受部５２ａの拡大断面図である図３に示すように、第１挿入用凹部５４ａの第１側面内壁５６には２個の第１突起５８ａ、５８ｂが設けられ、且つ第２側面内壁６０には２個の第２突起６２ａ、６２ｂが設けられている。第１側面内壁５６は、図３中に矢印Ｘで示す回転移動方向の側面内壁であり、一方、第２側面内壁６０は第１側面内壁５６の対向面である。

第１突起５８ａは、第１挿入用凹部５４ａの開口近傍に、第２側面内壁６０に指向して突出するように形成される。また、第１突起５８ｂは、第１挿入用凹部５４ａ内の、脚部１２の先端面よりも若干下方となる位置に、第２側面内壁６０に指向して突出するように形成される。そして、第２突起６２ａ、６２ｂは第１突起５８ａ、５８ｂに対向する位置に設けられ、第１突起５８ａ、５８ｂに指向して突出する。

また、第２スピンドル３４ｂには、第２挿入用凹部５４ｂが形成された第２受部５２ｂが設けられる。第３スピンドル３４ｃ及び第４スピンドル３４ｄにも同様に、第３挿入用凹部５４ｃが形成された第３受部５２ｃ、第４挿入用凹部５４ｄが形成された第４受部５２ｄがそれぞれ設けられる（図２参照）。これら第２挿入用凹部５４ｂ～第４挿入用凹部５４ｄ内にも、第１挿入用凹部５４ａと同様に第１突起５８ａ、５８ｂ及び第２突起６２ａ、６２ｂが設けられる。

次に、該捻り曲げ装置３０の作用効果につき説明する。

ステータを得るには、はじめに、ステータコア２０に設けられた複数個のスロット中の異なる２個に、セグメント１０の２本の脚部１２を個別に挿入する。これを繰り返し、所定数のセグメント１０のスロットへの挿入を終了する。勿論、複数のセグメント１０を一度にスロットに挿入するようにしてもよい。

次に、ターン部１６が下方、脚部１２が上方を臨む倒立姿勢となるように、ステータコア２０を載置盤３６に載置する。この際、ターン部１６が載置盤３６の上端面に当接するとともに、ステータコア２０の凹部４４に、基台４０の凸部４２が挿入される。これにより、ステータコア２０の回り止め及び位置決め固定がなされて図２に示す状態となる。

次に、第１スピンドル３４ａ～第４スピンドル３４ｄを下降させる。以降、第１スピンドル３４ａ～第４スピンドル３４ｄは、この中の少なくともいずれか１個が回転される間中、所定の速度で下降が継続される。

ステータコア２０が第１スピンドル３４ａ～第４スピンドル３４ｄに対して相対的に上昇する結果、複数個のセグメント１０の一方の脚部１２が第１挿入用凹部５４ａ～第４挿入用凹部５４ｄのいずれかに進入する。スロットから突出したもののうち、最内周の５層目に位置する脚部１２は第１挿入用凹部５４ａに挿入され、内周側から６層目から突出した脚部１２は第２挿入用凹部５４ｂに挿入される。同様に、内周側から７層目、８層目の各々から突出した脚部１２は、第３挿入用凹部５４ｃ、第４挿入用凹部５４ｄの各々に挿入される。なお、各セグメント１０の残余の一方の脚部は、図示しない受治具の挿入用凹部に挿入される。

この状態で４個の前記モータが付勢されることにより、第１スピンドル３４ａ～第４スピンドル３４ｄが回転する。第１スピンドル３４ａ及び第３スピンドル３４ｃの回転方向は、例えば、第２スピンドル３４ｂ及び第４スピンドル３４ｄの回転方向と逆向きに設定される。すなわち、第１スピンドル３４ａ及び第３スピンドル３４ｃが時計回りに回転する場合、第２スピンドル３４ｂ及び第４スピンドル３４ｄの回転方向は反時計回りである。これにより、最内周の５層目（第１挿入用凹部５４ａ）、及び最内周から７層目（第３挿入用凹部５４ｃ）に挿入された脚部１２と、最内周から６層目（第２挿入用凹部５４ｂ）及び最内周から８層目（第４挿入用凹部５４ｄ）に挿入された脚部１２とが逆方向に捻られる。

上記したように、ステータコア２０は継続して緩やかに、第１スピンドル３４ａ～第４スピンドル３４ｄに対して相対的に上昇している。従って、脚部１２は、上昇と回転によって傾斜するように捻られる。

このとき、第１挿入用凹部５４ａに挿入された脚部１２の先端は、捻り曲げの最中、図４に示すように回転方向と逆方向に引っ張られるように移動し、若干傾斜する。ここで、第１挿入用凹部５４ａの第１側面内壁５６には第１突起５８ａ、５８ｂが設けられ、第２側面内壁６０には第２突起６２ａ、６２ｂが設けられている。脚部１２の先端は、第１側面内壁５６に接近し、且つ第２側面内壁６０から離間するように傾斜するので、第１突起５８ｂが脚部１２の先端面近傍を押圧するとともに、第２突起６２ａが脚部１２の、第１挿入用凹部５４ａの開口近傍を押圧する。

第１突起５８ｂ、第２突起６２ａは、脚部１２を押圧した結果、該脚部１２に埋入する。すなわち、第１突起５８ｂ、第２突起６２ａが脚部１２内に食い込む。この食い込みにより第１突起５８ｂ、第２突起６２ａが楔として機能し、脚部１２が位置ズレを起こすことが回避される。このため、脚部１２が第１挿入用凹部５４ａから離脱することが防止される。これにより、脚部１２に対する捻り曲げが完遂される。

また、脚部１２が位置ズレを起こすことが回避されているので、曲げ量が不足することも回避される。

ここで、脚部１２は、第２突起６２ａを起点として曲げられる。すなわち、第２突起６２ａは、第２側面内壁６０の、脚部１２の曲げ起点に対応する箇所に設けられている。典型的には、上記したように第１挿入用凹部５４ａの開口近傍である。

第３挿入用凹部５４ｃに挿入された脚部１２の先端にも同様に、第１突起５８ｂ、第２突起６２ａが脚部１２内に食い込んで楔として機能する。従って、脚部１２が第３挿入用凹部５４ｃから離脱することが回避される。一方、第２挿入用凹部５４ｂ及び第４挿入用凹部５４ｄでは、第２スピンドル３４ｂ及び第４スピンドル３４ｄが第１スピンドル３４ａ及び第３スピンドル３４ｃと逆方向に回転するために脚部１２が図４と逆方向に傾斜し、第１突起５８ａ、第２突起６２ｂが脚部１２に食い込む。

勿論、第１スピンドル３４ａ～第４スピンドル３４ｄの各々が上記と逆方向に回転された場合、第１挿入用凹部５４ａ～第４挿入用凹部５４ｄに挿入された各脚部１２は、上記と逆方向に傾斜する。このため、第１挿入用凹部５４ａ及び第３挿入用凹部５４ｃでは第１突起５８ａ、第２突起６２ｂが脚部１２に食い込み、第２挿入用凹部５４ｂ及び第４挿入用凹部５４ｄでは第１突起５８ｂ、第２突起６２ａが脚部１２に食い込む。この食い込みにより、上記と同様に脚部１２が第１挿入用凹部５４ａ～第４挿入用凹部５４ｄのそれぞれから離脱することが回避される。

このように、第１挿入用凹部５４ａ～第４挿入用凹部５４ｄの各側面内壁に第１突起５８ａ、５８ｂ、第２突起６２ａ、６２ｂを設けたことにより、脚部１２が、保持治具である第１スピンドル３４ａ～第４スピンドル３４ｄの第１挿入用凹部５４ａ～第４挿入用凹部５４ｄ内で位置ズレを起こすことが抑制される。上記した通り、第１突起５８ａ、５８ｂの一方、第２突起６２ａ、６２ｂの一方が脚部に食い込むからである。

そして、これにより、脚部１２が第１挿入用凹部５４ａ～第４挿入用凹部５４ｄから離脱することが防止される。従って、脚部１２が十分に捻り曲げられる。すなわち、曲げ量が不足することが回避され、捻り曲げが完遂される。

なお、必要に応じ、第１スピンドル３４ａ～第４スピンドル３４ｄは同時に上昇して脚部１２に対する捻り曲げを終了する。

第１スピンドル３４ａ～第４スピンドル３４ｄが上昇すると、ステータコア２０が基台４０ごと相対的に下降して脚部１２が露呈する。次に、１層目～４層目の脚部１２に対し、上記と同様にして捻り曲げ及び露呈がなされる。さらに、露呈した脚部１２同士が接合されることでセグメント１０同士の間に電気的経路が形成される。これにより、連結されたセグメント１０を電磁コイルとするステータが得られる。

上記から諒解されるように、回転方向側の側面内壁における挿入用凹部の開口近傍の突起（例えば、第１挿入用凹部５４ａ及び第３挿入用凹部５４ｃの各第１突起５８ａ、第２挿入用凹部５４ｂ及び第４挿入用凹部５４ｄの各第２突起６２ａ）は、脚部１２の位置ズレ防止にさほど寄与しない。従って、回転方向が一方向のみに設定されている場合には、これらの突起を設けないようにしてもよい。

又は、回転方向側に、挿入用凹部の開口に接近するにつれて拡開するような傾斜部を形成するようにしてもよい。すなわち、第１スピンドル３４ａを例示した図５に示すように、第１挿入用凹部５４ａでは、第１側面内壁５６に傾斜部７０が形成されている。この場合、脚部１２が第１挿入用凹部５４ａに対して位置ズレを起こしたとしても、開口が幅広であるので脚部１２を第１挿入用凹部５４ａに導くことが容易である。しかも、この場合、位置ズレした脚部１２の先端面近傍が傾斜部７０に当接する。その後、脚部１２は、傾斜部７０に案内されて第１挿入用凹部５４ａに進入する。

すなわち、この場合、傾斜部７０が脚部１２を案内する案内部として機能する。このため、脚部１２を第１挿入用凹部５４ａに挿入することが容易となる。しかも、脚部１２に対して捻り曲げを行うときには、上記と同様に、脚部１２に第１突起５８ｂ、第２突起６２ａが食い込む。これにより、脚部１２が位置ズレを起こすことが回避される。

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、第１スピンドル３４ａ～第４スピンドル３４ｄの回転方向を全て同一としてもよい。

１０…コイル用セグメント１２…脚部
１６…ターン部２０…ステータコア
３０…捻り曲げ装置３４ａ～３４ｄ…スピンドル
５２ａ～５２ｄ…受部５４ａ～５４ｄ…挿入用凹部
５６…第１側面内壁５８ａ、５８ｂ…第１突起
６０…第２側面内壁６２ａ、６２ｂ…第２突起
７０…傾斜部

Claims

ステータコアのスロットから突出した導体の端部を捻り曲げる捻り曲げ装置であって、
前記導体の端部が挿入される挿入用凹部が形成された保持治具と、
前記保持治具を前記ステータコアに対して相対的に周方向及び軸方向に移動させる駆動手段と、
を備え、
前記挿入用凹部の側面内壁において、開口よりも奥まった位置に、他の部位よりも相対的に内方に突出し、前記導体の端部に食い込む突起が少なくとも１個けられていることを特徴とする捻り曲げ装置。
請求項１記載の捻り曲げ装置において、前記側面内壁は、前記駆動手段によって前記ステータコアに対して周方向に相対的に移動する移動方向側の第１側面内壁と、前記第１側面内壁に対向する第２側面内壁とを含み、前記突起は、前記第１側面内壁に設けられることを特徴とする捻り曲げ装置。
請求項２記載の捻り曲げ装置において、さらに、前記第２側面内壁に、前記導体に食い込む第２の突起が設けられていることを特徴とする捻り曲げ装置。
請求項３記載の捻り曲げ装置において、前記第２の突起は、前記挿入用凹部の前記第２側面内壁の、前記導体の曲げ起点に対応する位置に設けられることを特徴とする捻り曲げ装置。
請求項２～４のいずれか１項に記載の捻り曲げ装置において、前記第１側面内壁に、前記挿入用凹部の開口に近接するに従って拡開する形状の傾斜部が設けられていることを特徴とする捻り曲げ装置。