JP7734401B2 - コイルの製造方法及びコイル曲げ治具 - Google Patents

Description

本発明は、導線が複数層（又は複数列かつ複数層）に巻かれた平面コイルの一部を平面コイルの面と垂直する方向へ所定角度に折り曲げた鉤形を有するコイルを製造するコイルの製造方法及びコイル曲げ治具に関する。

従来、異形コイル、例えば鉤形コイルを製造する方法として、図１３に示すように、断面形状が円形状の丸線又は断面形状が四角形状の四角線を用いて所定形状（例えば、長円形又は略長方形）の複数層巻（又は複数列かつ複数層）の平面コイル１Ａを形成し、得られた平面コイル１Ａの一部を平面コイル部１ａと垂直する垂直方向に折り曲げてＬ字形コイル１Ｂにする方法が一般的用いられている。

また、巻線工程で成形された巻線（平面コイル）に対し曲げ成形を行う９０度曲げ成形工程を有するコイルの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載されているコイルの製造方法は、一対の曲げ型を用いて巻線工程で成形された巻線（平面コイル）を９０度折り曲げるようにして曲げ成形する。

特開２０１３－２５１９９５号公報

しかしながら、図１３に示すように、従来の複数層巻（又は複数列かつ複数層）の平面コイル１Ａを形成して、得られた平面コイル１Ａの一部を垂直方向に折り曲げたＬ字形にする方法では、折り曲げた後の折り曲げ部（垂直部）１ｂの端部（同図（Ｂ）中２点鎖線より下側）に線材のずれが生じるため、巻線間での電位差が大きくなってしまうことや構造組立への影響が発生する等、コイルの特性にマイナス影響が出てしまうという問題点があった。また、コイルの曲げ部において、図１４に示すように、横方向に張り出してしまうという問題点があった。

また、特許文献１に記載されているコイルの製造方法は、平面コイルを直角方向に曲げ加工をする際に、曲げ部においてコイル線材間に大きなストレスをかかるという問題点もあった。また、銅芯線とその表面の絶縁皮膜層のスプリングバックが強く、目的の曲げ位置より大きな戻りが発生するという問題点もあった。

上述した従来のコイルの製造方法において、曲げ加工により銅芯線の変形に伴い結晶が歪み、細かくなり、変形に対して抵抗が増大し、硬さが増し、伸びが減少するため、曲げ部においてコイル線材内部に大きなストレスが生じるという問題点もあった。また、コイル巻き用の導線材（材料）は、通常軟銅線が主流であるが、２次又は３次加工された線材材料がある。このような線材は、２次又は３次加工された時の応力歪みにより、上記のような問題点を抱えた線材材料となっている。

従って、本発明の目的は、曲げ加工による線材の整列度を落とすことなく、コイルの特性を維持できるコイルの製造方法及びコイル曲げ治具を提供することにある。

本発明の他の目的は、曲げ加工後のコイル寸法を高精度に仕上げることができ、かつ曲げ部においてコイル線材間及び線材内部のストレスを抑制することができるコイルの製造方法及びコイル曲げ治具を提供することにある。

本発明によれば、コイルの製造方法は、導線を複数層（又は複数列かつ複数層）に巻き、空芯の平面コイルを形成する平面コイル形成工程と、平面コイル形成工程で形成された平面コイルを所定温度に加熱する第１の加熱工程と、第１の加熱工程で加熱された平面コイルの少なくとも一部を平面コイルの面と垂直する方向へ所定角度に曲げる曲げ工程と、曲げ工程で形成させた曲げコイルを所定温度で所定時間加熱する第２の加熱工程とを備えている。

導線を複数層（又は複数列かつ複数層）に巻き、形成された平面コイルを所定温度に加熱した後、曲げ工程で一部を平面コイルの面と垂直する方向へ所定角度に曲げ、成形させた曲げコイルを所定温度で所定時間加熱することによりアニール処理を行うことで、曲げ加工による線材の整列度を落とすことなく、コイルの特性を維持できる。また、曲げ加工の後、曲げコイルを加熱しアニール処理を行うことで、コイルの曲げ部において、横方向に張り出しがなく、かつコイル線材間及び線材内部のストレスを抑制しコイルの成形品に生じるスプリングバックを抑制することができ、曲げ加工後のコイル寸法を高精度に仕上げることができる。

曲げ工程で成形させた曲げコイルを成形用治具を用いて所定形状及び寸法に成形させる成形工程と、成形工程で成形させた曲げコイルを所定温度で所定時間加熱する第３の加熱工程とをさらに備えていることが好ましい。

曲げ工程では、押さえ治具で曲げ部の両側面を押さえるようにし、曲げ部の両側面への押さえを緩める動作と締める動作を繰り返しながら曲げ加工を行うことが好ましい。

平面コイルは、互いに平行に延びる１対の平行部と１対の平行部の端部同士を連結する１対の連結部とを有し、融着線でない線材を材料とした平面コイル形成工程では、平面コイルの１対の平行部のみ各層ごとに接着ワニスを塗布しながら巻くようにすることが好ましい。

導線は、表面に融着層を有し、第１の加熱工程では、平面コイルを融着層の軟化温度まで加熱することが好ましい。

第１の加熱工程と曲げ工程は、複数異なった温度帯に分けて加熱及び曲げ加工を行うことが好ましい。

平面コイル形成工程では、平面コイルの各層を形成する際に、曲げ加工される端において垂直方向に向けて次第に所定寸法を小さくし段差を付けて形成することが好ましい。

第１の加熱工程、第２の加熱工程及び第３の加熱工程では、高周波誘導加熱により平面コイル又は曲げコイルがセットされている治具を昇温させて、治具から平面コイル又は曲げコイルへ熱伝導させる加熱方法を用いることが好ましい。

本発明によれば、コイル曲げ治具は、導線が複数層（又は、複数層かつ複数列）に巻かれた平面コイルの一部を平面コイルの面と垂直する方向へ所定角度に折り曲げた鉤形を有するコイルを製造するためのコイル曲げ治具であって、コイルの曲げ部の両側面を押さえる押さえ治具を備え、押さえ治具は、曲げ加工を行う際に、曲げ部の両側面への押さえを緩める動作と締める動作を繰り返し行うように構成されている。

コイル曲げ治具は、コイルの曲げ部の両側面を押さえる押さえ治具を備え、この押さえ治具は、曲げ加工を行う際に、曲げ部の両側面への押さえを緩める動作と締める動作を繰り返し行うことにより、コイルの曲げ部において、従来製法のような横方向に張り出し（図１４参照）がなく、曲げ加工後のコイル寸法を高精度に仕上げることができる。

本発明のコイルの製造方法によれば、平面コイルを所定温度に加熱した後、曲げ工程で一部を平面コイルの面と垂直する方向へ所定角度に曲げ、形成させた曲げコイルを所定温度に加熱し、成形用治具を用いて所定形状及び寸法に成形させた後、所定温度で所定時間加熱することによりアニール処理を行う。平面コイル形成工程では、各層のコイルを形成する際に、曲げ加工される端において垂直方向に向けて次第に所定寸法を小さくし段差を付けて形成する。これにより、曲げ加工による線材の整列度を落とすことなく、コイルの特性を維持できる。また、成形用治具を用いて所定形状及び寸法に成形させた後、アニール処理を行うことで、コイル線材間及び線材内部のストレスを抑制しコイルの成形品に生じるスプリングバックを抑制することができ、曲げ加工後のコイル寸法を高精度に仕上げることができる。

本発明のコイル曲げ治具は、コイルの曲げ部の両側面を押さえる押さえ治具を備え、押さえ治具は、曲げ加工を行う際に、曲げ部の両側面への押さえを緩める動作と締める動作を繰り返し行うように構成されていることで、コイルの曲げ部において、従来製法のような横方向に張り出し（図１４参照）がなく、曲げ加工後のコイル寸法を高精度に仕上げることができる。

本発明の第１の実施形態に係るコイルの製造方法でコイルを製造する工程を示すフローチャートである。 本発明に係るコイルの製造方法により製造された鉤形のコイルの一例を示す斜視図である。 本発明に係るコイルの製造方法の平面コイル形成工程で用いた巻線治具及び形成された平面コイルを概略的に示す断面図である。 本発明に係るコイルの製造方法の曲げ工程で使用されるコイル曲げ治具の一例及びコイルの曲げ状態を示す斜視図である。 本発明に係るコイル曲げ治具の他の構成例を概略的に示す平面図及び側面図である。 本発明に係るコイルの製造方法の曲げ工程で得られたコイルを示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るコイルの製造方法でコイルを製造する工程を示すフローチャートである。 本発明に係るコイルの製造方法の成形工程で使用される成形用治具の一例を示す斜視図である。 成形工程において、曲げ工程で得られたコイルを成形用治具に設置し、押え込み成形する状態を示す斜視図である。 成形工程において、コイルの側面を押える治具を装着した状態を示す斜視図である。 成形工程において、コイルの鉤形曲げエンド部を押える治具を装着した状態を示す斜視図である。 本発明に係るコイルの製造方法により製造された鉤形のコイルの一例を示す斜視図である。 従来のコイル製造方法を概略的に示す断面図であり、（Ａ）は平面コイル形成工程で形成された平面コイルであり、（Ｂ）は曲げ工程で得られた鉤形コイルである。 従来のコイル製造方法で製造された鉤形コイルの曲げ部の状態を示す図である。

以下、本発明に係るコイル製造方法及びコイル曲げ治具の実施形態を、図を参照して説明する。

図１は本発明の第１の実施形態に係るコイルの製造方法で鉤形のコイルを製造する工程を示している。図２は本発明のコイルの製造方法により製造されたコイル１００を示している。図３は平面コイル形成工程で用いた巻線治具及び形成された平面コイルを示しており、同図（Ａ）は巻線治具の断面であり、（Ｂ）は平面コイルの断面図である。図４は曲げ工程で使用されるコイル曲げ治具の一例及びコイルの曲げ状態を示している。図５は曲げ工程で使用されるコイル曲げ治具の他の構成例を示している。図６は曲げ工程で得られたコイル１００を示す断面である。

図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係るコイルの製造方法は、導線を複数層（又は複数列かつ複数層）に巻き、空芯の平面コイルを形成する平面コイル形成工程（ステップＳ１）と、平面コイル形成工程で形成された平面コイルを所定温度に加熱する第１の加熱工程（ステップＳ２）と、第１の加熱工程で加熱された平面コイルの少なくとも一部を平面コイルの面と垂直する方向へ所定角度に曲げる曲げ工程（ステップＳ３）と、曲げ工程で形成させた曲げコイルを所定温度で所定時間加熱する第２の加熱工程(ステップＳ４)と、曲げコイルを冷却する冷却工程（ステップＳ５）と、曲げコイルを曲げ治具から取り外すコイル脱型工程（ステップＳ６）とを備えている。

また、本発明のコイルの製造方法により製造されたコイル１００は、図２に示すように、平面コイル部１０と、折り曲げ部２０とを備えている。このコイル１００は、導線が複数層（又は複数列かつ複数層）に巻かれた１対の長辺と１対の短辺を有する平面コイルの一部を垂直方向に伸長した鉤形に形成されている。本発明において、導線は、エナメル線、絶縁皮膜で被覆されているエナメル線（２層の絶縁層を有する２重被覆線）、複数本のエナメル線をまとめて絶縁外層で被覆する複合線、又は表面に熱可塑性樹脂からなる融着層を有するエナメル線（以下、自己融着線という）である。また、導線は、断面形状が円形状の丸線又は断面形状が四角形状の四角線である。

平面コイル部１０は、互いに平行に延びる１対の平行部１０ａと、１対の平行部の一端同士を連結する連結部１０ｂとを有している。

折り曲げ部２０は、例えば、平面コイルの長手方向の一端（折り曲げ端）を９０度折り曲げて形成されたものである。この折り曲げ部２０の上端面２１において、各層の巻き線が同一平面上になるように形成されている（図６参照）。なお、曲げ角度は、９０度に限定されるものではない。

本発明の第１の実施形態に係るコイルの製造方法では、図１に示すように、まず、平面コイル形成工程(ステップＳ１)で、導線（例えば、表面に融着層を有しないエナメル線、又は自己融着線）を複数層に巻き、１対の平行部１０ａと、１対の平行部の一端同士を連結する連結部１０ｂとを有する平面コイルを形成する。この平面コイル形成工程では、表面に融着層を有しないエナメル線（又は、２重絶縁層を有する２重被覆線）を用いる場合、平面コイルの１対の平行部１０ａのみ各層ごとに接着ワニスを塗布しながら巻くようにする。この場合、接着ワニスが塗布されているため、巻き線を行った後平面コイルに対して接着ワニスの硬化温度 (例えば、２３０℃)まで所定時間（例えば、１ｈ）加熱し、巻線を固定させる。一方、自己融着線を用いる場合、融着層の硬化温度まで加熱し、巻線を固定させる。ここでの加熱は、線材自体のアニール処理と、巻き線時の加工応力を取ることを兼ねている。そして、平面コイルを冷却させ、巻線治具Ｔ１から取り外す。

また、平面コイル形成工程では、巻線を行い、平面コイルの各層を形成する際に、図３（Ａ）に示す巻芯（コア）を用いて、曲げ加工される端において垂直方向（曲げ方向）に向けて次第に所定寸法ΔＬを小さくし段差を付けて形成し、曲げ工程で平面コイルの一部を垂直方向に曲げた後、垂直方向になった部分の上端面が平面コイルの面に平行するようにされる（図６参照）。また、図６に示すように、ｒ１は曲げ部の内側の半径であり、ｒ２は外側の半径であり、ｔはコイルの厚さである。

ここで、曲げ角度が９０度の場合、曲げる側の端部において、寸法差δは、１／４円周距離から式（１）が求められる。
δ＝（２π×ｒ２）／４－（２π×ｒ１）／４ （１）
ｒ２＝ｒ１＋ｔであるから（１）を（２）と書き換えることができる。
δ＝１／２×π×ｔ （２）
これにより、各層間の寸法差（所定寸法）ΔＬを算出することができる。
即ち、
ΔＬ＝（１／２×π×ｔ）／（ｄ－１） （３）
式中、πは円周率（定数）、ｔは平面コイルの厚さ、ｄは巻き層数である。
図３（Ｂ）は本発明に係るコイルの製造方法の平面コイル形成工程で形成された平面コイルの断面を示している。

次に、第１の加熱工程(ステップＳ２)で、例えば、平面コイルを図４又は図５に示すようなコイル曲げ治具Ｔ２にセットして所定温度に加熱する。ここで、自己融着線の場合、平面コイル形成工程で得られた平面コイルを導線表面の融着層の軟化温度〈又は溶解温度〉まで加熱する。例えば、融着層が融着温度１５０℃タイプの場合、加熱温度を１６０～１７０℃とする。一方、平面コイル形成工程で接着ワニスが塗布されているエナメル線の場合、平面コイルに対して接着ワニスの軟化温度〈又は溶解温度〉（例えば、１８０℃）まで加熱する。なお、接着ワニスの種類によって軟化温度〈又は溶解温度〉が異なるので、加熱温度を適宜に設定することができる。ここで、加熱方法として、恒温槽を用いる方法、コイルへ通電をしてコイルの自己発熱昇温させる方法、及び高周波誘導加熱（ＩＨ）により治具を昇温させて、コイルへ熱伝導させる方法を用いることができる。生産性を考慮した場合、高周波誘導加熱方法を用いることが好ましい。昇温時間の短縮が期待できる。実験では、コイルを１７０℃まで加熱するには、高周波誘導加熱の出力が２ｋＷの場合、所要時間が８～９ｍｉｎであり、出力が５ｋＷの場合、所要時間が約３ｍｉｎであった。これに対して、恒温槽を用いる方法では、所要時間が約３０ｍｉｎ、もしくはそれ以上であった。この第１の加熱工程での加熱により、融着層を軟化させ、平面コイルの各層線材間の接着が緩む状態となり、次の曲げ工程での曲げ時の線材ズラシにおけるストレスを極力少なくすることができる。また、融着層を軟化させることで、曲げ加工時線材間の摩擦力を低減されることが可能となる。

次に、曲げ工程(ステップＳ３)で、所定温度まで加熱された平面コイルの一部を垂直方向に曲げる。この曲げ工程では、コイルの巻線の崩れを防止するために、コイル曲げ治具Ｔ２の側面押さえ治具Ｔ２ａで曲げ部の両側面を押えるようにし、曲げ部の両側面への押さえを緩める動作と締める動作を繰り返しながら曲げ加工を行う。本発明において、コイル曲げ治具Ｔ２は、側面押さえ治具Ｔ２ａを備えており、この側面押さえ治具Ｔ２ａは、曲げ加工を行う際に、曲げ部の両側面への押さえを緩める動作と締める動作を繰り返し行うように構成されている。これにより、曲げ加工時線材間の摩擦力を低減されることができる。図４は曲げ工程で使用されるコイル曲げ治具Ｔ２の一例を示しており、図４に示すように、コイル曲げ治具Ｔ２において、手動で押さえを緩める動作と締める動作を繰り返し行うことができる。また、図５は曲げ工程で使用されるコイル曲げ治具Ｔ２の他の構成例を示しており、図５に示すように、押さえを緩める動作と締める動作を繰り返し行う振動機構Ｔ２ｂには、エアーシリンダ又はサーボモータ等を有する駆動機構を用いることができる。振動機構Ｔ２ｂの振動幅は線材が崩れ落ちない範囲で決定する。なお、コイル曲げ加工を行う際は、曲げ半径が過度に小さくならないように注意する必要がある。コイル線材の皮膜の伸びは、一般的に約３０％までが保証されているため、曲げ加工による伸びが３０％を超えないように考慮することが望ましい。しかし、実際には、曲げの伸びが９０度範囲ではなく、直線部にも３～１０％程度分散されるので、その分も考慮することができる。

次に、第２の加熱工程 (ステップＳ４)で、成形工程で成形させた曲げコイルを所定温度(例えば、２３０℃～２４０℃)で所定時間（例えば、１．５ｈ）加熱し、巻線に対してアニール処理を行う。ここで、例えば、曲げコイルが成形治具Ｔ３に装着された状態で、曲げコイルと成形治具Ｔ３とを一緒に加熱を行う。これにより、加工後の銅を加熱することで、細かくなった結晶が再結晶して軟化し、コイル曲げ、成形処理に対してのストレスを軽減することができ、スプリングバックを小さく抑えることができる。そのため、曲げ加工後のコイル寸法を高精度に仕上げることができる。ここで、加熱方法として、恒温槽を用いる方法、コイルへ通電をしてコイルの自己発熱昇温させる方法、及び高周波誘導加熱（ＩＨ）により治具を昇温させて、コイルへ熱伝導させる方法を用いることができる。但し、平面コイル形成工程（ステップＳ１）及び、第一の加熱工程（ステップＳ２）での加熱は、この目的を兼ねる加熱工程である場合も含まれる。

次に、冷却工程（ステップＳ５）で、曲げコイルと成形治具Ｔ３とを一緒に室温まで冷却させる。最後に、コイル脱型工程（ステップＳ６）で、曲げコイルを成形治具Ｔ３から取り外し、コイル１００を得られる。

上述したように、本発明の第１の実施形態のコイルの製造方法は、導線を複数層（又は複数列かつ複数層）に巻き、形成された平面コイルを所定温度に加熱した後、曲げ工程で一部を平面コイルの面と垂直する方向へ所定角度に曲げ、成形させた曲げコイルを所定温度で所定時間加熱することによりアニール処理を行う。平面コイル形成工程では、各層のコイルを形成する際に、曲げ加工される端において垂直方向に向けて次第に所定寸法を小さくし段差を付けて形成することで、曲げ加工による線材の整列度を落とすことなく、コイル１００の特性を維持できる。また、押さえ治具Ｔ２ａを備えるコイル曲げ治具Ｔ２を用いて曲げ加工を行い、さらに、曲げ加工の後、曲げコイルを加熱しアニール処理を行うことで、コイル１００の曲げ部において、図１２に示すような横方向に張り出しがなく、かつコイル線材間及び線材内部のストレスを抑制しコイルの成形品に生じるスプリングバックを抑制することができ、曲げ加工後のコイル寸法を高精度に仕上げることができる。

図７は、本発明の第２の実施形態に係るコイルの製造方法で 鉤形のコイル１００Ａを製造する工程を示している。図８は成形工程で使用される成形用治具の一例を示している。図９は成形工程において、曲げ工程で得られた曲げコイルを成形用治具に設置し、押え込み成形する状態を示している。図１０は成形工程において、コイルの側面を押える治具を装着し、押え込み状態を示している。図１１は成形工程において、コイルの鉤形曲げエンド部を押える治具を装着した状態を示している。本実施形態では、Ｌ字形の曲げ角度が９０度で、さらに、平面コイル部１０Ａを湾曲させた形状である。

図７に示すように、本実施形態に係るコイルの製造方法は、導線を複数層（又は複数列かつ複数層）に巻き、空芯の平面コイルを形成する平面コイル形成工程(ステップＳ１１)と、平面コイル形成工程で形成された平面コイルを所定温度に加熱する第１の加熱工程(ステップＳ１２)と、第１の加熱工程で加熱された平面コイルの少なくとも一部を平面コイルの面と垂直する方向へ所定角度に曲げる曲げ工程(ステップＳ１３)と、曲げ工程で形成させた曲げコイルを所定温度に加熱する第２の加熱工程(ステップＳ１４)と、第２の加熱工程で加熱された曲げコイルを成形用治具を用いて所定形状及び寸法に成形させる成形工程(ステップＳ１５)と、成形工程で成形させた曲げコイルを所定温度で所定時間加熱する第３の加熱工程(ステップＳ１６)と、曲げコイルを冷却する冷却工程（ステップＳ１７）と、曲げコイルを曲げ治具から取り外すコイル脱型工程（ステップＳ１８）とを備えている。

また、本実施形態に係るコイルの製造方法により製造されたコイル１００Ａは、図１２に示すように、平面コイル部１０Ａと、折り曲げ部２０Ａとを備え、かつ平面コイル部１０Ａが湾曲させた形状となる。本実施形態において、導線は、絶縁皮膜で被覆されているエナメル線（２重絶縁層を有する２重被覆線等を含む）、又は自己融着線である。

本実施形態に係るコイルの製造方法は、図７に示すように、まず、平面コイル形成工程(ステップＳ１１)で、導線（例えば、表面に融着層を有しないエナメル線、又は自己融着線）を複数層（又は複数列かつ複数層）に巻き、１対の平行部１０ａと、１対の平行部の一端同士を連結する連結部１０ｂとを有する平面コイルを形成する。この平面コイル形成工程では、表面に融着層を有しないエナメル線（又は、２重絶縁層を有する２重被覆線）を用いる場合、平面コイルの１対の平行部１０ａのみ各層ごとに接着ワニスを塗布しながら巻くようにする。この場合、接着ワニスが塗布されているため、巻き線を行った後平面コイルに対して接着ワニスの硬化温度まで所定時間加熱し、巻線を固定させる。一方、自己融着線を用いる場合、融着層の硬化温度まで加熱し、巻線を固定させる。また、この平面コイル形成工程では、巻き線を行い、平面コイルの各層を形成する際に、曲げ加工される端において垂直方向（曲げ方向）に向けて次第に所定寸法ΔＬを小さくし段差を付けて形成し、曲げ工程で平面コイルの一部を垂直方向に曲げた後、垂直方向になった部分の上端面が平面コイルの面に平行するようにされる（図６参照）。

次に、第１の加熱工程(ステップＳ１２)で、例えば、平面コイル形成工程で形成された平面コイルを、図４及び図５に示すような曲げ治具Ｔ２にセットして所定温度に加熱する。ここで、自己融着線の場合、平面コイル形成工程で得られた平面コイルを導線表面の融着層の軟化温度〈又は溶解温度〉まで加熱する。例えば、融着層が融着温度１５０℃タイプの場合、加熱温度が１６０～１７０℃とする。一方、平面コイル形成工程で接着ワニスが塗布されているエナメル線の場合、平面コイルに対して接着ワニスの軟化温度（例えば、１８０度）まで加熱する。なお、接着ワニスの種類によって軟化温度が異なるので、加熱温度を適宜に設定することができる。ここで、加熱方法として、高周波誘導加熱（ＩＨ）により治具を昇温させて、コイルへ熱伝導させる方法を用いることが好ましい。

次に、曲げ工程(ステップＳ１３)で、図４及び図５に示すような曲げ治具Ｔ２で、所定温度まで加熱された平面コイルの一部を垂直方向に曲げる。この曲げ工程では、コイルの巻線の崩れを防止するために、コイル曲げ治具Ｔ２の押さえ治具Ｔ２ａで曲げ部の両側面を押さえるようにし、曲げ部の両側面への押さえを緩める動作と締める動作を繰り返しながら曲げ加工を行う。本発明において、コイル曲げ治具Ｔ２は、曲げ加工を行う際に、曲げ部の両側面への押さえを緩める動作と締める動作を繰り返し行うように構成されている。これにより、曲げ加工時線材間の摩擦力を低減されることができる。押さえを緩める動作と締める動作を繰り返し行う機構は、図４に示すコイル曲げ治具Ｔ２の場合、手動で行う。又は、図５に示すように、押さえを緩める動作と締める動作を繰り返し行う振動機構Ｔ２ｂには、エアーシリンダ又はサーボモータ等を有する駆動機構を用いることができる。振動機構Ｔ２ｂの振動幅は線材が崩れ落ちない範囲で決定する。なお、コイル曲げ加工を行う際は、曲げ半径が過度に小さくならないように注意する必要がある。

次に、第２の加熱工程(ステップＳ１４)で、曲げ工程で形成させ鉤形に折り曲げた曲げコイルを所定温度に加熱する。ここで、自己融着線の場合、平面コイル形成工程で得られた平面コイルを導線表面の融着層の軟化温度まで加熱する。例えば、融着層が融着温度１５０℃タイプの場合、加熱温度が１６０～１７０℃とする。一方、平面コイル形成工程で接着ワニスが塗布されているエナメル線の場合、平面コイルに対して接着ワニスの軟化温度（例えば、１８０度）まで加熱する。ここで、加熱方法として、高周波誘導加熱（ＩＨ）により治具を昇温させて、コイルへ熱伝導させる方法を用いることが好ましい。

次に、成形工程 (ステップＳ１５)で、加熱されたＬ形の曲げコイルに対して成形治具Ｔ３（図８参照）を用いて形状及び外寸の成形処理を行う。ここで、例えば、まず、図９に示すように、曲げコイルを成形治具本体Ｔ３ａにセットし、裏側押え部材Ｔ３ｂを装着し押し付け、曲げコイルの平面コイル部１０Ａを所定形状（例えば、背面側へ曲げて湾曲形状）に成形させる。ここでの成形は、背面側へ曲げて湾曲形状に限定されるものではない。必要に応じて成形治具Ｔ３を設計することができる。次いで、曲げコイルの平面コイル部１０Ａの側面を押える側面押え部材Ｔ３ｃを図１０中矢印方向に押し込むように装着し、側面の形状及び寸法を整える。次いで、曲げコイルの折り曲げ部２０Ａ上面及び４つの側面を押える上面押え部材Ｔ３ｄ及び端部側面押え部材Ｔ３ｅ、Ｔ３ｆ及びＴ３ｇを図１１中矢印方向に押し込むように装着し、折り曲げ部２０Ａの形状及び寸法を整える。

この成形工程の後、さらに他の部分の成形処理がある場合、上述したステップＳ１４とステップＳ１５を繰り返し行う（図７中破線矢印）。

次に、第３の加熱工程 (ステップＳ１６)で、成形工程で成形させた曲げコイルの最終形状を維持するために、曲げコイルを所定温度(例えば、２３０℃～２４０℃)で所定時間（例えば、１．５ｈ）加熱し、アニール処理を行うと共に、融着層又は接着ワニスを硬化させる。ここで、例えば、曲げコイルが成形治具Ｔ３に装着された状態で、曲げコイルと成形治具Ｔ３とを一緒に加熱を行う。これにより、加工後の銅を加熱することで、細かくなった結晶が再結晶して軟化し、コイル曲げ、成形処理に対してのストレスを軽減することができ、スプリングバックを小さく抑えることができる。そのため、曲げ加工後のコイル寸法を高精度に仕上げることができる。ここで、加熱方法として、高周波誘導加熱（ＩＨ）により治具を昇温させて、コイルへ熱伝導させる方法を用いることが好ましい。

次に、冷却工程（ステップＳ１７）で、曲げコイルと成形治具Ｔ３とを一緒に室温まで冷却させる。最後に、コイル脱型工程（ステップＳ１８）で、曲げコイルを成形治具Ｔ３から取り外し、コイル１００Ａを得られる。

上述したように、本発明の第２の実施形態のコイルの製造方法は、導線を複数層〈又は複数列かつ複数層〉に巻き、形成された平面コイルを所定温度に加熱した後、曲げ工程で一部を平面コイルの面と垂直する方向へ所定角度に曲げ、得られた曲げコイルを所定温度で所定時間加熱した後、成形工程で成形治具Ｔ３を用いて形状及び外寸の成形処理を行い、成形させた曲げコイルを所定温度で所定時間加熱することによりアニール処理を行うことで、曲げ加工による線材の整列度を落とすことなく、コイル１００Ａの特性を維持できる。また、押さえ治具Ｔ２ａを備えるコイル曲げ治具Ｔ２を用いて曲げ加工を行い、さらに、曲げ加工の後、曲げコイルを加熱しアニール処理を行うことで、コイル１００Ａの曲げ部において、図１２に示すように、横方向に張り出しがなく、かつコイル線材間及び線材内部のストレスを抑制しコイルの成形品に生じるスプリングバックを抑制することができ、曲げ加工後のコイル寸法を高精度に仕上げることができる。

なお、上述した実施形態において、第１の加熱工程と曲げ工程はそれぞれ一回を行う例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１の加熱工程と曲げ工程において、複数異なった温度帯に分けて複数回の加熱及び曲げ加工を行うようにしても良い。

また、上述した実施形態においては、コイルの曲げ工程では、平面コイルの少なくとも一部を垂直方向（９０度）に曲げる例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。９０度以下の角度、又は９０度以上の角度に曲げるようにしても良い。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨を逸脱しない範囲内での種々、設計変更した形態を技術的範囲に含むものである。

本発明は、導線が複数層〈又は複数列かつ複数層〉に巻かれた平面コイルの一部を平面コイルの面と垂直する方向へ所定角度に折り曲げた鉤形等の形状に形成する目的に利用できる。

１Ａ 平面コイル
１Ｂ 鉤形コイル
１ａ、１０、１０Ａ 平面コイル部
１０ａ 平行部
１０ｂ 連結部
１ｂ、２０、２０Ａ 折り曲げ部
２１ 端面
１００、１００Ａ コイル
Ｔ１ 巻線治具
Ｔ２ コイル曲げ治具
Ｔ２ａ 側面押さえ治具
Ｔ２ｂ 振動機構
Ｔ３ 成形治具
Ｔ３ａ 成形治具本体
Ｔ３ｂ 裏側押さえ部材
Ｔ３ｃ 側面押さえ部材
Ｔ３ｄ 上面押さえ部材
Ｔ３ｅ、Ｔ３ｆ、Ｔ３ｇ 端部側面押さえ部材

Claims (8)

1. 導線を複数層〈又は複数列かつ複数層〉に巻き、空芯の平面コイルを形成する平面コイル形成工程と、
   前記平面コイル形成工程で形成された前記平面コイルを所定温度に加熱する第１の加熱工程と、
   前記第１の加熱工程で加熱された平面コイルの少なくとも一部を前記平面コイルの面と垂直する方向へ所定角度に曲げる曲げ工程と、
   前記曲げ工程で形成させた曲げコイルを所定温度で所定時間加熱する第２の加熱工程とを備え、
   前記曲げ工程では、押さえ治具で曲げ部の両側面を押さえるようにし、前記曲げ部の両側面への押さえを緩める動作と締める動作を繰り返しながら曲げ加工を行うことを特徴とするコイルの製造方法。
2. 前記曲げ工程で成形させた曲げコイルを成形用治具を用いて所定形状及び寸法に成形させる成形工程と、
   前記成形工程で成形させた曲げコイルを所定温度で所定時間加熱する第３の加熱工程とをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のコイルの製造方法。
3. 前記平面コイルは、互いに平行に延びる１対の平行部と前記１対の平行部の端部同士を連結する１対の連結部とを有し、
   前記平面コイル形成工程では、前記平面コイルの前記１対の平行部のみ各層ごとに接着ワニスを塗布しながら巻くようにすることを特徴とする請求項１又は２に記載のコイルの製造方法。
4. 前記導線は、表面に融着層を有し、
   前記第１の加熱工程では、前記平面コイルを前記融着層の軟化温度まで加熱することを特徴とする請求項１又は２に記載のコイルの製造方法。
5. 前記第１の加熱工程と前記曲げ工程は、複数異なった温度帯に分けて加熱及び曲げ加工を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のコイルの製造方法。
6. 前記平面コイル形成工程では、前記平面コイルの各層を形成する際に、曲げ加工される端において前記垂直方向に向けて次第に所定寸法を小さくし段差を付けて形成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のコイルの製造方法。
7. 前記第１の加熱工程、前記第２の加熱工程及び前記第３の加熱工程では、高周波誘導加熱により前記平面コイル又は曲げコイルがセットされている治具を昇温させて、前記治具から前記平面コイル又は曲げコイルへ熱伝導させる加熱方法を用いることを特徴とする請求項２に記載のコイルの製造方法。
8. 導線が複数層に巻かれた平面コイルの一部を平面コイルの面と垂直する方向へ所定角度に折り曲げた鉤形を有するコイルを製造するためのコイル曲げ治具であって、
   前記コイルの曲げ部の両側面を押さえる押さえ治具を備え、
   前記押さえ治具は、曲げ加工を行う際に、前記曲げ部の両側面への押さえを緩める動作と締める動作を繰り返し行うように構成されていることを特徴とするコイル曲げ治具。