JP5251625B2 - 曲げ加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、回転電機用の巻線（マグネットワイヤ）を構成する断面円形或は矩形の金属線（例えば平角線）や、その他、棒材、パイプ材、板材等の所定の素材に曲げ加工を施す曲げ加工装置に係り、詳しくは、前記素材の複数個所を折り曲げる加工を、素材の引き込みを生じることなく同時に行え、加工精度を良好にできる曲げ加工装置に関する。

一般に、誘導モータ、直流モータ（ジェネレータを含む）等の回転電機は、産業用又は車輌用の動力源として広く用いられており、そのステータのコイルのレイアウトは、比出力が高い分布巻きが多用されている。近時、ハイブリット駆動車輌及び電気自動車に用いられるモータとして、出力／寸法要求等からスロットの占積率の高い平角線をマグネットワイヤとして用いることが提案されている。

上述のような回転電機に使用されるマグネットワイヤは、複数個所を折り曲げることによりコイルを構成するが、従来、マグネットワイヤ等の素材の曲げ加工は、一方向にのみ曲げ加工が可能な曲げ加工装置により、素材を治具に引き込みつつ行っていた（特許文献１参照）。

また、マグネットワイヤ等の素材に２個所の曲げ加工を同時に行う場合には、素材の２個所をクランプで固定し、素材を引っ張りつつ曲げていた（特許文献２参照）。

特開２００４−１０４８４１号公報 実開昭５５−１２２９２４号公報

上述の特許文献１に記載された構造の場合、素材の複数個所に曲げ加工を行うためには、素材の先頭から曲げ加工をし、その後、素材をずらして再度加工するという作業を、順次繰り返す必要がある。このため、加工時間が長くなることが避けられない。また、曲げ加工時に素材の引き込みが生じるため、素材の複数個所を同時に曲げる加工を行えない。

一方、特許文献２に記載された構造の場合、素材の２個所に同時に曲げ加工を施しているが、素材が引き込みを生じないように、素材を曲げるための両クランプが離れる方向に大きなバックテンション（引っ張り力）を作用する必要がある。この為、曲げ加工の際に、素材の寸法管理が難しく、正確な曲げ加工を行いにくい。

そこで、本発明は、素材の複数個所を折り曲げる加工を、素材の引き込みを生じることなく同時に行え、加工精度を良好にできる曲げ加工装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、所定の素材（Ｗ）に複数個所の曲げ加工を施す曲げ加工装置（１２）において、
回動軸（１５）を中心に回動自在に連結される第一の治具（１３）及び第二の治具（１４）と、
前記第一の治具（１３）と前記第二の治具（１４）との回動に連動して、それぞれの支点（Ｐ，Ｑ）を中心として回動し、前記素材（Ｗ）を曲げる複数の回動曲げ部（１６，１７）と、を備え、
前記第一の治具（１３）は、回動方向と反対側に前記素材（Ｗ）の変位を抑える抑え部（１８）と、前記両治具（１３，１４）の回動により前記素材（Ｗ）を曲げる治具側曲げ部（１９）と、を有し、
前記第二の治具（１４）は、回動方向と反対側に前記素材（Ｗ）の変位を抑える抑え部（１８）を有し、
前記各回動曲げ部（１６，１７）のそれぞれの支点（Ｐ，Ｑ）及び前記治具側曲げ部（１９）を、前記素材（Ｗ）に複数個所の曲げ加工を施す際に、該素材（Ｗ）が前記両治具（１３，１４）に対し変位しないように、前記回動軸（１５）からそれぞれオフセットさせて配置し、
前記第一の治具（１３）と前記第二の治具（１４）との回動に連動させて、前記各回動曲げ部（１６，１７）を回動させることにより、前記素材（Ｗ）の複数個所に同時に曲げ加工を施すことを特徴とするものである。

前記回動軸（１５）の回動中心（Ｏ）は、
前記治具側曲げ部（１９）と前記素材（Ｗ）とが、曲げ加工前と曲げ加工後とで当接している同じ点と、該治具側曲げ部（１９）の中心とを通る仮想線が、該素材（Ｗ）の中立線（Ｎ）と交差する点を始点（Ｒ）とし、
前記始点（Ｒ）から、曲げ加工の際に前記治具側曲げ部（１９）及び前記各回動曲げ部（１６，１７）により曲げられる部分を含む、前記素材（Ｗ）の中立線（Ｎ）の長さが、該素材（Ｗ）の曲げ加工前の状態と曲げ加工後の状態とで同じである長さ離れた、該中立線（Ｎ）上の位置を基準点（Ｏ１，Ｏ２）とした場合に、
該基準点（Ｏ１，Ｏ２）までの距離が、曲げ加工前と曲げ加工後とで同じで、
前記回動中心（Ｏ）と曲げ加工前の基準点（Ｏ１）とを結ぶ直線（Ｏ−Ｏ１）と、該回動中心（Ｏ）と曲げ加工後の基準点（Ｏ２）とを結ぶ直線（Ｏ−Ｏ２）とが成す角度が、前記第一の治具（１３）と前記第二の治具（１４）との回動角度に応じた角度となるように定める。

前記各回動曲げ部（１６，１７）のそれぞれの支点（Ｐ，Ｑ）は、
前記治具側曲げ部（１９）と前記素材（Ｗ）とが、曲げ加工前と曲げ加工後とで当接している同じ点と、該治具側曲げ部（１９）の中心とを通る仮想線が、該素材（Ｗ）の中立線（Ｎ）と交差する点を始点（Ｒ）とし、
前記各回動曲げ部（１６，１７）と前記素材（Ｗ）とが、曲げ加工前と曲げ加工後とで当接している同じ点と、該回動曲げ部（１６，１７）の中心とを通る仮想線が、該素材（Ｗ）の中立線（Ｎ）と交差するそれぞれの点を終点（Ｐ１，Ｐ２，Ｑ１，Ｑ２）とした場合に、
前記始点（Ｒ）と終点（Ｐ１，Ｐ２，Ｑ１，Ｑ２）との間の中立線（Ｎ）の長さが、曲げ加工前と曲げ加工後とで同じとなるように、前記各回動曲げ部（１６，１７）がそれぞれ配置されるように定める。

前記終点（Ｐ１，Ｐ２，Ｑ１，Ｑ２）は、曲げ加工後に前記各回動曲げ部（１６，１７）によりそれぞれ曲げられた素材（Ｗ）の各曲げ部分の、それぞれ中立線（Ｎ）上の中央とする。

前記回動軸（１５）の軸方向にそれぞれ重ねて配置され、該回動軸（１５）から偏心した位置を支点（Ｐ，Ｑ）として回転する複数の回転部材（２１，２２）を備え、
前記各回転部材（２１，２２）は、それぞれ前記回動曲げ部（１６，１７）を有し、前記第一の治具（１３）と前記第二の治具（１４）との回動と連動して、それぞれの支点（Ｐ，Ｑ）を中心に回転可能に互いに係合されている。

前記素材（Ｗ）の曲げ個所が３個所であって、
前記第一の治具（１３）と前記第二の治具（１４）とは、該第一の治具（１３）に設けた回動軸（１５）と同心の第一の円筒部（２４）に、該第二の治具（１４）に設けた回動軸（１５）と同心の円孔（２５）を嵌合することにより回動自在に連結され、
前記第一の治具（１３）は、前記第一の円筒部（２４）に互いの中心軸が偏心した第二の円筒部（２６）及び第三の円筒部（２７）を軸方向に重ねて配置し、
前記各回転部材である第一の回転部材（２１）及び第二の回転部材（２２）は、それぞれに設けた前記各回動曲げ部（１６，１７）の支点（Ｐ，Ｑ）と同心の円孔（２８ａ，２８ｂ）を、前記第二の円筒部（２６）及び第三の円筒部（２７）に嵌合することにより、それぞれ、該第二の円筒部（２６）及び第三の円筒部（２７）に回転自在に支持され、
前記第二の治具（１４）及び前記第一の回転部材（２１）は、それぞれ軸方向に突出する突起部（２９ａ、２９ｂ）を有し、
前記第一の回転部材（２１）及び第二の回転部材（２２）は、それぞれ軸方向に凹み或は貫通し周方向に対し傾斜した方向に長い凹溝或は長孔（３０ａ，３０ｂ）を有し、
前記各突起部（２９ａ、２９ｂ）を前記凹溝或は長孔（３０ａ，３０ｂ）に係合することにより、前記第一の治具（１３）と前記第二の治具（１４）との回動に連動して、前記第一の回転部材（２１）及び前記第二の回転部材（２２）を回転させる。

前記第二の回転部材（２２）は、前記第一の回転部材（２１）と該第二の回転部材（２２）との相対的な回動量よりも大きい周方向長さの切り欠き（３１）を有し、前記第一の回転部材（２１）に設けた回動曲げ部（１７）を前記切り欠き（３１）内に配置する。

前記所定の素材（Ｗ）が、回転電機のコイルの巻線を構成する、断面矩形状の平角線からなる。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより各請求項の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、第一の治具と第二の治具との回動に連動して、複数の回動曲げ部も回動することにより、複数個所の曲げ加工を同時に行っているため、加工時間を短くできる。また、曲げ加工時に、素材が前記第一の治具及び第二の治具に対し変位しない（引き込みが生じない）ため、該素材と治具との間で摺れ合いが生じることを防止でき、該素材に損傷が生じることを防止できる。また、曲げ加工時に該素材に引っ張り力が作用しないため、該素材の曲げ加工を正確に行える。

請求項２に係る本発明によると、曲げ加工時に素材の引き込みが生じることを、より確実に防止できる。

請求項３に係る本発明によると、より確実に曲げ加工時の素材の引き込みを防止できると共に、該素材と回動曲げ部及び治具側曲げ部との間で摺れ合いが生じることを、確実に防止できる。

請求項４に係る本発明によると、回動曲げ部により付与する曲げ力を、効率良く素材に伝達でき、曲げ加工をより容易に行える。

請求項５に係る本発明によると、各回動曲げ部を設けた各回転部材を、第一の治具と第二の治具との回動に連動させて回転させるように係合しているため、簡単な構成で、素材の複数個所に曲げ加工を行える。

請求項６に係る本発明によると、各部材を偏心させた状態で重ね合わせると共に、該各部材に設けた突起部と凹溝或は長孔とを係合させることにより、該各部材を容易に連動させることができ、素材の３個所に同時に曲げ加工を行える。

請求項７に係る本発明によると、第一の回転部材に設けた回動曲げ部と第二の回転部材とを干渉させることなく、これら各部材を連動して回動させることができる。

請求項８に係る本発明によると、平角線の複数個所に行う曲げ加工を、短時間で精度良く行える。また、曲げ加工の際に絶縁用のエナメル層を傷つけることがない為、良質な回転電機用コイルを得られる。

本発明により製造されるコイルを組み込んだステータを示す斜視図。 そのコイル（Ｕ相）を示す斜視図。 本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置の概略を示す図。 各回動曲げ部の支点を説明するために素材と各曲げ部とを抜き出して示す、図３の部分拡大図。 本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置の斜視図。 同じく平面図。 図６の下側から見た図。 図７の右側から見た図。 第一の治具を示す、斜視図及び平面図。 第一の治具に第二の治具を組み付けた状態を示す、斜視図及び平面図。 図１０の状態に更に第一の回転部材を組み付けた状態を示す、斜視図及び平面図。 図１１の状態に更に第二の回転部材を組み付けた状態を示す、斜視図及び平面図。 本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置による加工工程を順番に示す図。

本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。まず、本発明により製造されるコイルを組み込んだ回転電気（モータ、ジェネレータ等）のステータについて、図１及び図２に沿って説明する。本ステータ１は、ロータと共に電気モータ（ジェネレータを含む）を構成し、該電気モータは、電気自動車及びハイブリッド車輌の駆動源となる電気モータ（含むジェネレータ）、特にブラシレスＤＣモータに適用して好適である。ステータ１は、図１に示すように、多数の珪素鋼板の薄板を積層したステータコア２、及び、所定の素材であるマグネットワイヤ（導体、巻線）３を巻回したコイル４からなる。ステータコア２は、リング状からなり、内径側に開口するスロット５及びティース６が交互に多数形成されている。そして、所定ピッチ離れた２個のスロット５の間を分布巻きにて３相Ｕ，Ｖ，Ｗの各コイル４（４Ｕ，４Ｖ，４Ｗ）が巻かれている。

マグネットワイヤ３は、断面矩形状の平角線からなり、銅等からなる導体部の全周に絶縁樹脂等の絶縁被膜が形成されている。上記ワイヤ３からなる３相のコイル４Ｕ，４Ｖ，４Ｗは、同相のスロット５内においては、同相の複数本（例えば４本）のワイヤ３がステータコア２の径方向に並んで配置されており、かつステータコア２の軸方向Ｌの一端面７から突出した一端側コイルエンド部８においては、同相の複数本のワイヤ３がステータコア２の径方向（又は軸方向）に並んで配置され、ステータコア２の軸方向Ｌの他端面９から突出した他端側コイルエンド部１０においては、同相の複数本のワイヤ３がステータコア２の径方向内径側に屈曲すると共にステータコア２の径方向に並んで配置されている。

代表してＵ相のコイル４Ｕを示すと、コイル４Ｕは、図２に示すように、隣接する２個のスロット５，５を占めるように、２組４Ｕ１，４Ｕ２がセットとなって、隣接する２個のスロット５，５の近い方同士、遠い同士が所定間隔隔てて連結するようかつ上記２組が交互に連結するように構成されている。各組のコイル４Ｕ１，４Ｕ２は、スロット５内に配置されるスロット導体部１１と、ステータコア２の一端面７から突出して、所定間隔隔てたスロット導体部１１を連結するように、周方向Ｍに延びる一端側コイルエンド部８と、ステータコア２の他端面９から突出して、所定間隔離れたスロット導体部１１と連結するように、内径方向Ｒ１に屈曲して周方向Ｍに延びる他端側コイルエンド部１０と、からなる。両コイルエンド部８，１０は、それぞれが軸方向Ｌ又は径方向Ｒに互に干渉することなく並ぶように、周方向に（例えばＹ）又は軸方向に（例えばＸ）複数に屈曲して（折り曲げて）いる。

上述のように、コイル４は、コイルエンド部８、１０等で複数個所に折り曲げている。また、これらコイルエンド部８，１０では、互いに曲げ方向を異ならせて略Ｓ字状に形成している。このようなコイルエンド部８，１０を成形する曲げ加工装置１２の概略について、図３により説明する。

曲げ加工装置１２は、第一の治具１３と第二の治具１４とを回動軸１５により相対的に回動自在に連結し、更に、該第一の治具１３と第二の治具１４との回動に連動して、それぞれの支点を中心として回動する、第一の回動曲げ部１６及び第二の回動曲げ部１７を備えてなる。なお、図３では、回動軸１５は、その中心Ｏのみを示している。

このうちの第一の治具１３は、抑え部１８と、治具側曲げ部１９とを備える。該抑え部１８は、第一の治具１３に断面矩形の平角線等の素材Ｗを配置した状態で、該素材Ｗの回動方向と反対側（図３の上側）に配置される。該素材Ｗを配置した状態では、前記抑え部１８の抑え面２０が該素材Ｗに当接する。

また、前記治具側曲げ部１９は、外周面を円筒状に形成し、その中心が前記回動軸１５の回動中心Ｏから前記素材Ｗの回動側に、所定量オフセットした位置に配置されている。前記素材Ｗを配置した状態では、前記治具側曲げ部１９の外周面が該素材Ｗの回動側の側面に当接し、該素材Ｗが前記抑え部１８の抑え面２０と該治具側曲げ部１９の外周面とで挟持される。

また、前記第二の治具１４は、前記第一の治具１３と同様の抑え部１８を備える。但し、該第一の治具１３と異なり、治具側曲げ部１９は備えていない。

また、前記第一の回動曲げ部１６及び第二の回動曲げ部１７は、外周面を円筒状に形成し、その回動中心となる支点Ｐ，Ｑを、前記回動軸１５の回動中心Ｏから所定量オフセットして（偏心して）配置している。そして、例えばカム機構等により、前記第一の治具１３と前記第二の治具１４との回動に連動させて、それぞれの支点Ｐ，Ｑを中心に、図３の実線部分と破線部分との間を回動自在としている。

また、前記各支点Ｐ，Ｑ及び前記治具側曲げ部１９をオフセットする位置は、前記曲げ加工装置１２により素材Ｗに複数個所の曲げ加工を施す際に、該素材Ｗが前記両治具１３，１４に対し変位しない位置とする。また、前記素材Ｗに曲げ加工を施す場合には、前記第一の治具１３と前記第二の治具１４との回動に連動させて、前記各回動曲げ部１６，１７を回動させることにより、前記素材Ｗの複数個所に同時に曲げ加工を施す。

上述のような曲げ加工を可能とするために、回動軸１５の回動中心Ｏ、及び、各回動曲げ部１６，１７の各支点Ｐ，Ｑを、次のように設定する。この点について、図３、４を用いて説明する。まず、素材Ｗの曲げ加工前の直線状態（図３、４の実線）と、所望の曲げ加工後の状態（図３、４の鎖線）とをそれぞれ想定する。本実施の形態の場合、所望の曲げ加工後の状態は、全体として９０°曲げつつ、曲げた部分をＳ字状とする。即ち、前記素材Ｗの曲げ個所は、３個所である。

このように素材Ｗの曲げ加工前と曲げ加工後との状態を想定したら、前記回動軸１５の回動中心Ｏを、次のように定める。まず、前記治具側曲げ部１９と前記素材Ｗとが、曲げ加工前と曲げ加工後とで当接している同じ点と、該治具側曲げ部１９の中心とを通る仮想線が、前記素材Ｗの中立線と交差する点を、始点Ｒとする。図示の例の場合、前記始点Ｒは、前記治具側曲げ部１９により前記素材Ｗが曲がり始める位置の中立線上の点となる。

次に、前記始点Ｒから、曲げ加工の際に前記治具側曲げ部１９及び前記各回動曲げ部１６，１７により曲げられる部分を含む、前記素材Ｗの中立線Ｎの長さが、該素材の曲げ加工前の状態と曲げ加工後の状態とで同じである長さ離れた、該中立線上の位置を、基準点Ｏ１，Ｏ２とする。本実施の形態の場合、図３に示すように、曲げ加工前と曲げ加工後とで、前記素材Ｗの中立線Ｎの前記第二の治具１４の先端に相当する位置にそれぞれ存在する点を、基準点Ｏ１，Ｏ２とする。

そして、該基準点Ｏ１，Ｏ２までの距離が同じとなる位置を、前記回動中心Ｏとする。即ち、距離Ｏ−Ｏ１と距離Ｏ−Ｏ２とは、同じ長さとなる。また、該回動中心Ｏの位置は、前記両治具１３，１４の回動角度に応じて定める。即ち、該回動中心Ｏと曲げ加工前の基準点Ｏ１とを結ぶ直線Ｏ−Ｏ１と、該回動中心Ｏと曲げ加工後の基準点Ｏ２とを結ぶ直線Ｏ−Ｏ２とが成す角度が、前記第一の治具１３と前記第二の治具１４との回動角度に応じた角度となるように定める。本実施の形態の場合、回動角度が９０°であるため、直線Ｏ−Ｏ１と直線Ｏ−Ｏ２との成す角度が９０°となる位置に、前記回動中心Ｏを配置する。

なお、前記治具側曲げ部１９と前記回動軸１５とのオフセット量は、次のような点を考慮して定めることもできる。まず、素材Ｗが各曲げ部１６，１７，１９により曲げられることにより、曲げ加工後の、前記始点Ｒから前記基準点Ｏ２までのｙ方向（図３の上下方向）の距離が、曲げ加工前の該始点Ｒから前記基準点Ｏ１までの距離よりも縮むため、この縮む量を考慮する。また、治具側曲げ部１９に沿って折り曲げ、それ以上折り曲げないとした場合（各回動曲げ部１６，１７がないとした場合）の素材Ｗの先端位置に対する、実際の素材Ｗの先端位置のｘ方向（図３の左右方向）の変位量を考慮する。そして、これらの点を考慮して、曲げ加工の前後で素材Ｗが前記両治具１３，１４に対し変位しないように、前記治具側曲げ部１９と前記回動軸１５との位置関係（オフセット量）を定める。

次に、前記各支点Ｐ，Ｑについて、図４も参照しつつ説明する。該各支点Ｐ，Ｑを求める場合にも、同様に、素材Ｗの曲げ加工前の直線状態と、所望の曲げ加工後の状態とをそれぞれ想定する。また、同様に、前記治具側曲げ部１９と前記素材Ｗとが、曲げ加工前と曲げ加工後とで当接している同じ点と、該治具側曲げ部１９の中心とを通る仮想線が、前記素材Ｗの中立線と交差する点を、始点Ｒとする。

更に、前記各回動曲げ部１６，１７と前記素材Ｗとが、曲げ加工前と曲げ加工後とで当接している同じ点と、該回動曲げ部１６，１７の中心とを通る仮想線が、該素材Ｗの中立線Ｎと交差するそれぞれの点を終点Ｐ１，Ｐ２，Ｑ１，Ｑ２とする。

そして、曲げ加工前の前記始点Ｒと前記終点Ｐ１，Ｑ１との間の中立線Ｎの長さＸ，Ｙが、曲げ加工後の該始点Ｒと前記終点Ｐ２，Ｑ２との間の中立線Ｎの長さとが同じとなるように、前記各回動曲げ部１６，１７がそれぞれ配置されるように、前記支点Ｐ，Ｑの位置を定める。

例えば、まず、曲げ加工後の位置に各回動曲げ部１６，１７を配置し、終点Ｐ２，Ｑ２を求める。これにより、前記始点Ｒから該終点Ｐ２，Ｑ２までの素材Ｗの中立線の長さを求めることができる。この中立線の長さが分かれば、曲げ加工前の終点Ｐ１，Ｑ１も分かるため、曲げ加工前の各回動曲げ部１６，１７の位置を定めることができる。各回動曲げ部１６，１７の曲げ加工前と曲げ加工後との位置が定まれば、これら曲げ加工前と曲げ加工後とでそれぞれ同じ距離となる位置に、前記支点Ｐ，Ｑが存在することになる。即ち、支点Ｐと曲げ加工前の第一の回動曲げ部１６の中心との距離と、支点Ｐと曲げ加工後の第一の回動曲げ部１６の中心との距離とは、同じ長さとなる。同様に、支点Ｑと曲げ加工前の第二の回動曲げ部１７の中心との距離と、支点Ｑと曲げ加工後の第二の回動曲げ部１７の中心との距離とは、同じ長さとなる。

そして、各回動曲げ部の回動角度に応じて、前記支点Ｐ，Ｑの位置を定める。本実施の形態の場合、前記各回動曲げ部１６，１７を９０°回動させるため、各支点Ｐ，Ｑと、曲げ加工前と曲げ加工とのそれぞれ位置の各回動曲げ部１６，１７の中心とを結ぶ角度が９０°となるように、前記支点Ｐ，Ｑを定めている。

なお、本実施の形態の場合、曲げ加工後の終点Ｐ２，Ｑ２は、前記素材Ｗの前記各回動曲げ部１６，１７による曲げ部分の、それぞれの中立線Ｎの中央とする。即ち、各回動曲げ部１６，１７は、曲げ加工後の曲げ部分の中央となる部分を中心に、前記素材Ｗを押す。これにより、各回動曲げ部１６，１７により付与する曲げ力を、効率良く該素材Ｗに伝達でき、曲げ加工をより容易に行える。

但し、前記終点Ｐ１，Ｐ２，Ｑ１，Ｑ２の位置は、曲げ加工前と曲げ加工後との何れの場合も、前記各回動曲げ部１６，１７と前記素材Ｗとが当接している点から定めれば良く、上述の位置に限定されない。例えば、曲げ加工後の各回動曲げ部１６，１７と素材Ｗの曲げ部分の当接している範囲であれば、任意に設定可能である。この場合、曲げ加工前の各回動曲げ部１６，１７の位置を、図示の例の位置から前記曲げ加工後に当接している長さの範囲の中で、図４の左右方向に移動させられる。なお、これに伴い、支点Ｐ，Ｑの位置も図示の例からずれる。何れにしても、素材Ｗの中立線Ｎの長さが、各曲げ部１６，１７，１９による曲げ加工の前後でも変わらないように、前記支点Ｐ，Ｑを定めれば良い。

このように、回動中心Ｏ、各支点Ｐ，Ｑを定めることにより、該素材Ｗの中立線Ｎの、曲げ加工後に前記各回動曲げ部１６，１７及び前記治具側曲げ部１９により曲げられた部分を含む所定の長さを、曲げ加工前と曲げ加工後とで同じすることができる。即ち、曲げ加工前の前記始点Ｒから前記基準点Ｏ１までの前記中立線Ｎの長さＺと、曲げ加工後の該始点Ｒから前記基準点Ｏ２までの該中立線Ｎの長さとが、同じとなる。

なお、本実施の形態の場合、第一の治具１３と第二の治具１４とを９０°相対回転させると共に、第一の回動曲げ部１６及び第二の回動曲げ部１７を各支点Ｐ，Ｑを中心に９０°回動させているが、曲げ形状によっては、両治具１３，１４の回動角度と、前記各回動曲げ部１６，１７の回動角度とを変えても良い。例えば、Ｓ字形状を図示の例よりも緩やかにする場合には、前記両治具１３，１４の回動角度よりも、前記各回動曲げ部１６，１７の回動角度を小さくする。本実施の形態の構造の場合、回動角度θを０°＜θ≦９０°に設定できる。

上述のように構成し作用する曲げ加工装置１２のより具体的な構造の１例について、図５ないし図１２により説明する。曲げ加工装置１２は、第一の治具１３と第二の治具１４との回動軸１５の軸方向にそれぞれ重ねて配置され、該回動軸１５から偏心した位置を支点として回転する第一の回転部材２１及び第二の回転部材２２を備える。該各回転部材２１、２２は、前記第一の治具１３と前記第二の治具１４との回動と連動して、それぞれの支点を中心に回転可能に互いに係合されている。

即ち、前記第一の治具１３と前記第二の治具１４とは、図１０に示すように、該第一の治具１３の端部で肉厚が薄い薄肉部２３ａに設けた、前記回動軸１５と同心の第一の円筒部２４に、該第二の治具１４の端部で肉厚が薄い薄肉部２３ｂに設けた、該回動軸１５と同心の円孔２５を嵌合することにより回動自在に連結されている。

また、前記第一の回転部材２１は外周面が円筒面状の第二の回動曲げ部１７を、第二の回転部材２２は外周面が円筒状の第一の回動曲げ部１６を、それぞれ有する。該各回動曲げ部１６，１７の円筒面の曲率半径は、該素材Ｗの該各回動曲げ部１６，１７により曲げられた部分の内周面の曲率半径と、それぞれ同じとしている。また、該各回動曲げ部１６，１７の位置関係は、前述の図３、４で説明した通りである。したがって、前記第一の回転部材２１の回転中心は、前述の図４に示した支点Ｑに、前記第二の回転部材２２の回転中心は、同じく支点Ｐに、それぞれ相当する。

また、前記第一の回転部材２１に設けた第二の回動曲げ部１７の突出量は、前記第二の回転部材２２の板厚に前記第一の回動曲げ部１６の突出量を足した量とする。このため、該第二の回転部材２２には、後述するように、切り欠き３１を形成し、前記第二の回動曲げ部１７が突出することを許容している。

また、前記第一の治具１３は、図９に示すように、前記第一の円筒部２４に互いの中心軸が偏心した第二の円筒部２６及び第三の円筒部２７を軸方向に重ねて配置している。前記第一の回転部材２１及び第二の回転部材２２は、図１１、１２に示すように、それぞれに設けた前記各回動曲げ部１６，１７の支点と同心の円孔２８ａ、２８ｂを、前記第二の円筒部２６及び第三の円筒部２７に嵌合することにより、それぞれ、該第二の円筒部２６及び第三の円筒部２７に回転自在に支持されている。

また、前記第二の治具１４及び前記第一の回転部材２１は、円周方向所定位置にそれぞれ軸方向に突出する突起部２９ａ，２９ｂを有する。また、前記第一の回転部材２１及び第二の回転部材２２は、円周方向所定位置で前記突起部２９ａ，２９ｂに整合する位置に、それぞれ軸方向に貫通し周方向に対し傾斜した方向に長い長孔３０ａ，３０ｂを有する。

なお、前記各長孔３０ａ，３０ｂの傾斜方向及び長さは、前記各回転部材２１、２２の前記回動軸１５に対する偏心方向及び偏心量を考慮して、前記両治具１３，１４の回動に連動して前記各回転部材２１，２２が円滑に回動するように定める。また、前記各長孔３０ａ，３０ｂは、それぞれの側面（図７、８の下面）に開口し軸方向に凹んだ凹溝としても良い。該各凹溝についても周方向に対し傾斜した方向に長く形成する。また、突起部と長孔或は凹溝との位置関係は、逆であっても良い。

そして、前記各突起部２９ａ，２９ｂを前記各長孔３０ａ，３０ｂにそれぞれ係合することにより、前記第一の治具１３と前記第二の治具１４との回動に連動して、前記第一の回転部材２１及び前記第二の回転部材２２を回転させる。

即ち、両治具１３，１４が相対的に回動すると、前記第二の治具１４に設けた突起部２９ａが第一の円筒部２４（回動中心Ｏ）を中心として回動する。該突起部２９ａは前記第一の回転部材２１の長孔３０ａに係合しており、該第一の回転部材２１の回転中心となる第二の円筒部２６の中心（支点Ｑ）は前記第一の円筒部２４の中心に対し偏心しているため、前記突起部２９ａが前記長孔３０ａに沿って移動しつつ回転力を伝達し、前記第一の回転部材２１が回転する。

また、前記第一の回転部材２１が回転すると、該第一の回転部材２１に設けた突起部２９ｂが、前記第二の円筒部２６（支点Ｑ）を中心として回動する。該突起部２９ｂは前記第二の回転部材２２の長孔３０ｂに係合しており、該第二の回転部材２２の回転中心となる第三の円筒部２７の中心（支点Ｐ）は前記第二の円筒部２６の中心に対し偏心しているため、前記突起部２９ｂが前記長孔３０ｂに沿って移動しつつ回転力を伝達し、前記第二の回転部材２２が回転する。

また、前記第二の回転部材２２は、周方向に長い切り欠き３１を有する。そして、前記第一の回転部材２１に設けた第二の回動曲げ部１７を、前記切り欠き３１内に配置している。前記切り欠き３１の周方向長さは、前記第一の回転部材２１と前記第二の回転部材２２との相対的な回動量よりも大きくする。これにより、前記第一の回転部材２１に設けた第二の回動曲げ部１７と前記第二の回転部材２２とを干渉させることなく、これら各部材２１，２２を連動して回動させることができる。

また、前記第一の治具１３及び前記第二の治具１４は、薄肉部２３ａ，２３ｂを除く部分を厚肉部３２ａ，３２ｂとし、該各厚肉部３２ａ，３２ｂ上に素材Ｗを配置するようにしている。このために、該各厚肉部３２ａ，３２ｂ上に、該素材Ｗを挟むように抑え部１８，１８及び保持部３３ａ，３３ｂをそれぞれ配置している。前記両治具１３，１４に前記素材Ｗを配置した状態では、前記抑え部１８，１８の抑え面２０と前記保持部３３ａ，３３ｂの保持面３４とで、該素材Ｗを挟持する。そして、該素材Ｗが前記両治具１３，１４の回動方向と反対側に変位することを抑えると共に、回動時に、不用意に該素材Ｗが外れることを防止する。

また、図５、７に示すように、前記各厚肉部３２ａ，３２ｂの前記素材Ｗを配置する側の面は、前記両治具１３，１４に前記第一の回転部材２１及び第二の回転部材２２を重ね合わせた状態で、該各回転部材２１，２２にそれぞれ設けた第一の回動曲げ部１６と第二の回動曲げ部１７との間部分に、前記素材Ｗが配置される位置とする。即ち、前記各厚肉部３２ａ，３２ｂの厚さを、薄肉部２３ａ，２３ｂ、各回転部材２１，２２を足し合わせた厚さとほぼ同じとし、前記各厚肉部３２ａ，３２ｂ上に配置された素材Ｗが、前記各回転部材２１，２２上に配置された各回動曲げ部１６，１７同士の間に配置されるようにしている。

また、前記第一の治具１３に設けた保持部３３ａの、薄肉部２３ａ側の端面と抑え部１８と対向する側の面との連続部を部分円筒状に形成し、該連続部を治具側曲げ部１９としている。即ち、本実施の形態の場合、治具側曲げ部１９を前記保持部３３ａの一部に形成している。該治具側曲げ部１９の位置関係は、前述の図３、４で説明した通りである。

また、該治具側曲げ部１９は、ほぼ９０°の角度を有する部分円筒面として、後述するように、前記両治具１３，１４の回動により素材Ｗを曲げる際に、該素材Ｗを部分円筒面に沿わせて曲げる。したがって、該部分円筒面の曲率半径は、該素材Ｗの前記治具側曲げ部１９により曲げられた部分の内周面の曲率半径と同じとしている。なお、該部分円筒面は、９０°ないし９５°、好ましくは、９２°ないし９３°とする。９０°よりも大きくすることが好ましいのは、素材Ｗの曲げ加工の際にスプリングバックを考慮して、該素材Ｗを９０°以上曲げるためである。

なお、前記第一の治具１３に設けた保持部３３ａの薄肉部２３ａ側の端面には、切り欠き３５を形成している。該切り欠き３５は、第一の回転部材２１と第二の回転部材２２との間の回転伝達のための突起部２９ｂが、長孔３０ｂから突出した場合でも、該突起部２９ｂが前記保持部３３ａと干渉することを防止するために設けたものである。したがって、干渉の可能性がなければ、切り欠き３５を省略しても良い。

上述のように構成される曲げ加工装置１２により、素材Ｗに曲げ加工を施す場合には、図１３の（Ａ）から（Ｊ）に示すように、第一の治具１３と第二の治具１４との回動に連動させて、第一の回動曲げ部１６及び第二の回動曲げ部１７を回動させる。該各回動曲げ部１６，１７は、前記両治具１３、１４の回動中心と偏心した第一の回転部材２１と第二の回転部材２２とを回転させることにより、図１３の（Ａ）から（Ｊ）に示すような軌跡を移動する。これにより、前記素材Ｗの３個所に同時に曲げ加工を施す事ができる。そして、例えば、前述したようなコイル８のコイルエンド部８，１０を得られる。

このように、本実施の形態によれば、３個所の曲げ加工を同時に行っているため、加工時間を短くできる。また、曲げ加工時に、素材Ｗが前記第一の治具１３及び第二の治具１４に対し変位しない（引き込みが生じない）ため、該素材Ｗと該両治具１３，１４との間で摺れ合いが生じることを防止でき、該素材Ｗに損傷が生じることを防止できる。また、曲げ加工時に該素材Ｗに引っ張り力が作用しないため、該素材Ｗの曲げ加工を正確に行える。該素材Ｗと前記各回動曲げ部１６，１７及び治具側曲げ部１９との間で摺れ合いが生じることも、確実に防止できる。

特に、回転電機のコイルを構成する平角線の加工に使用した場合、複数個所の曲げ加工を短時間で精度良く行える。即ち、平角線は、丸線と異なり、曲げ加工の際に方向性を有するため、複数個所に同時に曲げ加工を施しにくい。これに対して、本実施の形態の曲げ加工装置１２によれば、このような平角線でも、容易に、且つ、短時間で精度良く曲げ加工を行える。また、曲げ加工の際に絶縁用のエナメル層を傷つけることがない為、良質な回転電機用コイルを得られる。

なお、上述した実施の形態では、第一の治具１３と第二の治具１４との回動に連動して、第一の回転部材２１及び第二の回転部材２２を回動させる機構を、突起部２９ａ，２９ｂと長孔３０ａ，３０ｂとの係合によるカム機構により行っているが、前記機構は、別の周知のカム機構やリンク機構、歯車機構等としても良い。

また、上述した実施の形態では、素材Ｗを３個所折り曲げる構成について説明したが、本発明の場合、回動曲げ部を備えた回転部材の数を増減させることにより、曲げ部の数を自由に設定できる。また、曲げる角度、曲げる方向等も、治具と回動曲げ部との連動機構を変更する（例えば、偏心位置を変える）等して、自由に設定可能である。

更に、上述したような曲げ加工装置を複数連結させて、更に多くの曲げ加工を同時に行うことができる。即ち、本発明の場合、曲げ加工により素材が治具に対して変位しないため、複数の曲げ加工装置を連結して使用しても、曲げ加工時に素材を引っ張ることがなく、円滑に曲げ加工を行える。

１ ステータ
２ ステータコア
３ マグネットワイヤ
４ コイル
５ スロット
６ ティース
７ 一端面
８ 一端側コイルエンド部
９ 他端面
１０ 他端側コイルエンド部
１１ スロット導体部
１２ 曲げ加工装置
１３ 第一の治具
１４ 第二の治具
１５ 回動軸
１６ 第一の回動曲げ部
１７ 第二の回動曲げ部
１８ 抑え部
１９ 治具側曲げ部
２０ 抑え面
２１ 第一の回転部材
２２ 第二の回転部材
２３ａ，２３ｂ 薄肉部
２４ 第一の円筒部
２５ 円孔
２６ 第二の円筒部
２７ 第三の円筒部
２８ａ，２８ｂ 円孔
２９ａ，２９ｂ 突起部
３０ａ，３０ｂ 長孔
３１ 切り欠き
３２ａ，３２ｂ 厚肉部
３３ａ，３３ｂ 保持部
３４ 保持面
３５ 切り欠き
Ｗ 素材

Claims (8)

1. 所定の素材に複数個所の曲げ加工を施す曲げ加工装置において、
   回動軸を中心に回動自在に連結される第一の治具及び第二の治具と、
   前記第一の治具と前記第二の治具との回動に連動して、それぞれの支点を中心として回動し、前記素材を曲げる複数の回動曲げ部と、を備え、
   前記第一の治具は、回動方向と反対側に前記素材の変位を抑える抑え部と、前記両治具の回動により前記素材を曲げる治具側曲げ部と、を有し、
   前記第二の治具は、回動方向と反対側に前記素材の変位を抑える抑え部を有し、
   前記各回動曲げ部のそれぞれの支点及び前記治具側曲げ部を、前記素材に複数個所の曲げ加工を施す際に、該素材が前記両治具に対し変位しないように、前記回動軸からそれぞれオフセットさせて配置し、
   前記第一の治具と前記第二の治具との回動に連動させて、前記各回動曲げ部を回動させることにより、前記素材の複数個所に同時に曲げ加工を施すことを特徴とする曲げ加工装置。
2. 前記回動軸の回動中心は、
   前記治具側曲げ部と前記素材とが、曲げ加工前と曲げ加工後とで当接している同じ点と、該治具側曲げ部の中心とを通る仮想線が、該素材の中立線と交差する点を始点とし、
   前記始点から、曲げ加工の際に前記治具側曲げ部及び前記各回動曲げ部により曲げられる部分を含む、前記素材の中立線の長さが、該素材の曲げ加工前の状態と曲げ加工後の状態とで同じである長さ離れた、該中立線上の位置を基準点とした場合に、
   該基準点までの距離が、曲げ加工前と曲げ加工後とで同じで、
   前記回動中心と曲げ加工前の基準点とを結ぶ直線と、該回動中心と曲げ加工後の基準点とを結ぶ直線とが成す角度が、前記第一の治具と前記第二の治具との回動角度に応じた角度となるように定める、請求項１に記載の曲げ加工装置。
3. 前記各回動曲げ部のそれぞれの支点は、
   前記治具側曲げ部と前記素材とが、曲げ加工前と曲げ加工後とで当接している同じ点と、該治具側曲げ部の中心とを通る仮想線が、該素材の中立線と交差する点を始点とし、
   前記各回動曲げ部と前記素材とが、曲げ加工前と曲げ加工後とで当接している同じ点と、該回動曲げ部の中心とを通る仮想線が、該素材の中立線と交差するそれぞれの点を終点とした場合に、
   前記始点と終点との間の中立線の長さが、曲げ加工前と曲げ加工後とで同じとなるように、前記各回動曲げ部がそれぞれ配置されるように定める、請求項１又は２に記載の曲げ加工装置。
4. 前記終点は、曲げ加工後に前記各回動曲げ部によりそれぞれ曲げられた素材の各曲げ部分の、それぞれ中立線上の中央とする、請求項３に記載の曲げ加工装置。
5. 前記回動軸の軸方向にそれぞれ重ねて配置され、該回動軸から偏心した位置を支点として回転する複数の回転部材を備え、
   前記各回転部材は、それぞれ前記回動曲げ部を有し、前記第一の治具と前記第二の治具との回動と連動して、それぞれの支点を中心に回転可能に互いに係合されている、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載の曲げ加工装置。
6. 前記素材の曲げ個所が３個所であって、
   前記第一の治具と前記第二の治具とは、該第一の治具に設けた回動軸と同心の第一の円筒部に、該第二の治具に設けた回動軸と同心の円孔を嵌合することにより回動自在に連結され、
   前記第一の治具は、前記第一の円筒部に互いの中心軸が偏心した第二の円筒部及び第三の円筒部を軸方向に重ねて配置し、
   前記各回転部材である第一の回転部材及び第二の回転部材は、それぞれに設けた前記各回動曲げ部の支点と同心の円孔を、前記第二の円筒部及び第三の円筒部に嵌合することにより、それぞれ、該第二の円筒部及び第三の円筒部に回転自在に支持され、
   前記第二の治具及び前記第一の回転部材は、それぞれ軸方向に突出する突起部を有し、
   前記第一の回転部材及び第二の回転部材は、それぞれ軸方向に凹み或は貫通し周方向に対し傾斜した方向に長い凹溝或は長孔を有し、
   前記各突起部を前記凹溝或は長孔に係合することにより、前記第一の治具と前記第二の治具との回動に連動して、前記第一の回転部材及び前記第二の回転部材を回転させる、請求項５に記載の曲げ加工装置。
7. 前記第二の回転部材は、前記第一の回転部材と該第二の回転部材との相対的な回動量よりも大きい周方向長さの切り欠きを有し、前記第一の回転部材に設けた回動曲げ部を前記切り欠き内に配置する、請求項６に記載の曲げ加工装置。
8. 前記所定の素材が、回転電機のコイルの巻線を構成する、断面矩形状の平角線からなる、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の曲げ加工装置。

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