JP5505527B2 - 曲げ加工装置及び曲げ加工機 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、電動機用コイル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及び曲げ加工機に係り、詳しくは、前記素材の曲げ加工時に生じる引き込みをなくすことにより、曲げ加工を精度良く行える曲げ加工装置及び曲げ加工機に関する。

一般的に、電動機用コイル等は、曲げ治具に金属線等の素材を巻き付けることにより曲げ加工を施すことにより得る。従来、曲げ治具を素材上で回転させることにより、該素材を該曲げ治具に巻き付ける方法が、特許文献１により提案されている。又、素材の曲げ中心と一致させた位置で一方の治具を回転させ、該素材を他方の治具に巻き付ける方法が、特許文献２により提案されている。更に、素材の２個所を同時に曲げる場合には、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る方法が、特許文献３により提案されている。

特開２００６−２７１１２１号公報 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、曲げ加工を行う際に、素材の端部を曲げ治具に固定した状態で、該曲げ治具を回転させつつ該素材に沿って移動させる必要がある。この為、機構が複雑になり、正確な曲げ加工を行えない可能性がある。

又、特許文献２に記載された構造の場合、素材の曲げ中心と両治具の回動中心とを一致させている為、曲げ加工の際に、該素材が何れかの治具に対して変位する（素材が引き込まれる）。この様な素材の引き込みに就いて、図１５により説明する。図１５に示す曲げ加工装置１は、素材２の曲げるべき部分の両側に第一及び第二の治具３、４を配置している。そして、該両治具３、４を、図１５の（Ａ）→（Ｂ）に示す様に、回動軸５を中心として相対的に回動させることより、前記素材２に曲げ加工を施す。図１５に示した構造の場合、前記両治具３、４の回動中心と前記素材２の曲げ中心とを一致させている。又、該素材２は前記第二の治具４に変位不能に固定される。この為、曲げ加工の際に、該素材２が前記回動軸５の外周面に沿って曲げられる分、前記第一の治具３に対し変位し、図１５の（Ａ）→（Ｂ）に示す様に、該素材２の端部が該第一の治具３の端面から突出する量が短くなる（引き込まれる）。

この様に、曲げ加工の際に素材２が第一の治具３に対し変位した場合、該素材２が該第一の治具３と擦れ合い、該素材２が損傷する可能性がある。又、上述の様に、曲げ加工の際に素材２が第一の治具３に対し変位する場合、複数の曲げ加工装置を組み合わせて、前記素材２の複数個所を同時に曲げる加工を行いにくい。

これに対して特許文献３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。又、素材の曲げ中心と回動中心とがオフセットしていると共に、素材を固定する両クランプが接離し得る方向にスライド自在に連結されている。そして、両クランプに曲げ及び引っ張り力（バックテンション）を作用して、素材を２個所で曲げているが、この際、素材が引き込みを生じないように、両クランプが離れる方向に大きなバックテンション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、金属線等の素材に正確な曲げ加工を施すことができ、曲げ加工の際に、該素材が引き込まれることを防止して、曲げ加工時に該素材に損傷が生じることを防止し、更には、複数個所に同時に曲げ加工を施しても加工精度を良好にできる曲げ加工装置及び曲げ加工機を提供することを目的とするものである。

本発明は（例えば、図１、２、７参照）、回動軸（５ａ）を中心に回動自在に連結される第一の治具（３ａ、３ｂ）及び第二の治具（４ａ）を有し、これら両治具（３ａ、３ｂ、４ａ）に所定の素材（２）を装着して相対的に回動することにより、前記素材（２）に曲げ加工を施す曲げ加工装置において、
前記第一の治具（３ａ、３ｂ）は、前記素材（２）と当接する抑え面（８）により回動方向と反対側に前記素材（２）の変位を抑える抑え部（６）と、回動中心（Ｏ）から該素材（２）の回動側に、所定量オフセットして配置され、少なくとも、前記素材（２）の曲げ加工後の内周面の曲率半径とほぼ同じ曲率半径を有する部分円筒面（１８、１８ａ）を有する曲げ部（７、７ａ）と、を有し、
前記第二の治具（４ａ）は、前記素材（２）と当接する抑え面（８）により回動方向と反対側に前記素材（２）の変位を抑える抑え部（６）を有し、
前記素材（２）の曲げ中心（Ｐ）を、前記両治具（３ａ、３ｂ、４ａ）の相対的な回動角度が前記素材（２）の曲げ角度と等しくなるように前記両治具（３ａ、３ｂ、４ａ）の回動中心（Ｏ）から回動側にずれた位置に配置することにより、前記素材（２）に曲げ加工を施す際に、該素材（２）が前記両治具（３ａ、３ｂ、４ａ）に対し変位しないことを特徴とする曲げ加工装置（１ａ、１ｂ）にある。

例えば、図１〜４、６、７を参照すると、加工前における前記曲げ部（７、７ａ）が、直線状態にある前記第一の治具（３ａ、３ｂ）及び第二の治具（４ａ）に対して前記回動中心（Ｏ）を通る直交線（α）の前記第一の治具（３ａ、３ｂ）側に位置し、加工後における前記曲げ部（７、７ａ）が、前記直交線（α）に対して前記第二の治具（４ａ）側に位置するように移動してなる。

例えば、図４を参照すると、前記素材（２）の曲げ中心（Ｐ）は、前記素材（２）の曲げ角度をθ、前記素材（２）の厚さ或は直径をＷ、前記素材（２）の中立線から該素材（２）の曲げ加工後の内周面までの距離の前記Ｗに対する割合をａ、前記曲げ部（７、７ａ）の円筒面の曲率半径をＲ、前記曲げ中心（Ｐ）の前記両治具（３ａ、３ｂ、４ａ）の回動中心（Ｏ）に対する距離のうち、前記素材（２）の曲げ方向で該素材（２）を曲げる以前の状態が直線であるとした場合の直線方向と直交する方向に関する距離をＸ、同じく、前記直線方向と平行な方向に関する距離をＹ、とした場合に、
Ｘ＝（Ｒ＋Ｗ×ａ）×θ／２／ｔａｎ（θ／２）
Ｙ＝（Ｒ＋Ｗ×ａ）×θ／２
０＜θ≦π／２
を満たす位置に設置される。

例えば、図１〜４、６、７を参照すると、前記所定の素材（２）が、電動機用コイルを構成する平角線である。

本発明は（例えば、図８〜１２参照）、上記曲げ加工装置（１ａ、１ｂ）を、前記第一の治具（３ａ、３ｂ）と前記第二の治具（４ａ）とを前記回動中心（Ｏ）で交互に連結することにより、複数個直列状に配置して、前記所定の素材（２）を複数個所で曲げ加工をし得ることを特徴とする、曲げ加工機（２７、２７ａ）にある。

例えば、図９〜１２を参照すると、基台（３０）と、該基台（３０）に固定された固定取付部材（３１）と、前記基台（３０）の表面に平行する平面において直交するＸ方向及びＹ方向に移動自在なスライダ機構（３２）と、該スライダ機構（３２）の可動部に設けられた可動取付部材（３３）と、を備え、
前記第一の治具（３ａ、３ｂ）及び第二の治具（４ａ）を交互に５個の治具（２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ）を連結した直列状の一端の前記治具（２８ａ）を前記固定取付部材（３１）に取付け、前記直列状の他端の前記治具（２８ｂ）を前記可動取付部材（３３）に取付け、
前記他端の治具（２８ｂ）を、加工前と加工後とで同じ方向を保持しつつ、前記Ｘ方向及びＹ方向に移動させ、前記素材（２）を４個所同時に曲げ加工し得るように構成してなる。

例えば、図９〜１２を参照すると、前記直列状の５個の治具（２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ）の真中の治具（２９ｂ）に曲げ力を付与することにより、前記素材（２）に曲げ加工を施す。

例えば、図９〜１２を参照すると、前記固定取付部材（３１）を、前記一端の治具（２８ａ）が前記Ｙ方向に向けて取り付けられるように配置し、
前記可動取付部材（３３）を、前記他端の治具（２８ｂ）が前記Ｙ方向に向けて取り付けられるように配置し、
前記素材（２）を９０度ずつ曲げ加工し得るように構成した。

請求項１に係る本発明によると、素材に曲げ加工を施す為に、曲げ部を回動中心から所定量オフセットさせた状態で、第一の治具及び第二の治具を相対的に回動させるので、曲げ加工の機構が簡単でありながら、正確な曲げ加工を容易に行える。又、曲げ加工時に、前記素材が第一の治具及び第二の治具に対し変位しない為、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。

請求項２に係る本発明によると、曲げ加工時に曲げ部を、直線状態にある第一、第二の治具に対して回動中心を通る直交線を跨いで相対的に移動させる為、素材と治具との間で摺れ合いが生じることを防止できる曲げ加工を、円滑に行うことができる。

請求項３に係る本発明によると、素材の引き込みを確実に防止できる。

請求項４に係る本発明によると、平角線の曲げ加工を精度良く行え、且つ、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、良質な電動機用コイルを得られる。

請求項５に係る本発明によると、素材の複数個所に同時に曲げ加工を施すことができる為、複雑な曲げ形状を精度良く、且つ、短時間で製造でき、製造コストの低減を図れる。即ち、上述の請求項１〜４に係る曲げ加工装置によると、素材の曲げ加工時に引き込みが生じることがない。この為、請求項５に係る本発明の様に、前記曲げ加工装置を複数組み合わせて、前記素材の複数個所に同時に曲げ加工を施しても、該素材が引っ張られることがない。従って、該素材の複数個所に同時に曲げ加工を施しても、該素材の寸法が変化することがなく、複雑な曲げ形状を精度良く、且つ、短時間で得られる。更に、請求項５に係る発明により電動機用コイルを製造すれば、コイルの接合個所を少なくできる為、製造コストの低減を図れ、且つ、コイルの小型化を図れる。

請求項６に係る本発明によると、素材の４個所に同時に、精度良く、且つ、容易に曲げ加工を行える。

請求項７に係る本発明によると、素材の４個所を同時に曲げる加工を、より効率よく行える。

請求項８に係る本発明によると、素材を９０度ずつ曲げる加工を、精度良く、且つ、容易に行える。

第一の実施の形態に係る曲げ加工装置を示す模式図で、（Ａ）は曲げ加工前の状態を、（Ｂ）は、曲げ加工後の状態をそれぞれ回動軸の軸方向から見た正面図。 第一の実施の形態に係る曲げ加工装置を示す、（Ａ）は曲げ加工前の状態を示す正面図、（Ｂ）は、同じく（Ａ）の右側面図、（Ｃ）は、曲げ加工後の状態を示す正面図。 曲げ加工の前後における素材と曲げ部との位置関係を示す模式図。 素材の曲げ中心と回動中心との関係を説明する為の模式図。 回動中心と曲げ中心とを一致させた構造で、素材に曲げ加工を施す状態を順番に示す模式図。 第一の実施の形態における素材に曲げ加工を施す状態を順番に示す模式図。 第二の実施の形態に係る曲げ加工装置の一部を示す模式図で、（Ａ）は曲げ加工前の状態を、（Ｂ）は、曲げ加工後の状態をそれぞれ示す正面図。 第三の実施の形態に係る曲げ加工機を示す模式図で、（Ａ）は曲げ加工前の状態を、（Ｂ）は、曲げ加工後の状態をそれぞれ示す正面図。 第三の実施の形態に係る曲げ加工機を、曲げ加工前の状態で示す、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図。 第三の実施の形態に係る曲げ加工機を、曲げ加工途中の状態で示す正面図。 同じく、図１０よりも更に曲げた状態で示す正面図。 同じく、曲げ加工後の状態で示す正面図。 本発明の曲げ加工機により得られるコイル素子を示す図。 本発明により得られるコイル素子を使用したステータの斜視図。 回動中心と曲げ中心とを一致させた曲げ加工装置の１例を示す模式図で、（Ａ）は曲げ加工前の状態を、（Ｂ）は、曲げ加工後の状態をそれぞれ示す正面図。

＜第一の実施の形態＞
以下、図１〜６に基づいて本発明の第一の実施の形態について説明する。

先ず、本実施形態の曲げ加工装置１ａの概略について、図１の模式図により説明する。曲げ加工装置１ａは、第一、第二の治具３ａ、４ａとを回動軸５ａにより相対的に回動自在に連結してなる。このうちの第一の治具３ａは、抑え部６と、曲げ部７と、保持部９とを備える。該抑え部６は、第一の治具３ａに断面矩形の平角線等の素材２を配置した状態で、該素材２の回動方向と反対側に配置される。該素材２を配置した状態では、前記抑え部６の抑え面８が該素材２に当接する。

又、前記曲げ部７は、外周面を円筒状に形成し、その中心が前記回動軸５ａの回動中心Ｏから前記素材２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２を配置した状態では、前記曲げ部７の外周面が該素材２の回動側の側面に当接し、該素材２が前記抑え部６の抑え面８と該曲げ部７の外周面とで挟持される。

又、前記保持部９は、前記第一の治具３ａに前記素材２を配置した状態で、前記抑え部６と該素材２を挟んだ反対側（即ち、素材２の回動側）に配置される。該素材２を配置した状態では、前記抑え部６の抑え面８と前記保持部９の保持面１０とで、該素材２を補助的に挟持する。尚、該保持部９は、後述する図２に示すように、省略しても良い。

一方、第二の治具４ａは、前記第一の治具３ａと同様の抑え部６と、保持部９とを備える。但し、該第一の治具３ａと異なり、曲げ部７は備えていない。前記第二の治具４ａの場合、該曲げ部７を備えていない為、前記抑え部６の抑え面８と前記保持部９の保持面１０との間でのみ、前記素材２を挟持している。

それぞれが上述のように構成される第一、第二の治具３ａ、４ａは、前述したように、回動軸５ａを介して連結される。そして、該回動軸５ａの回動中心Ｏを中心として、互いに相対的に回動可能である。曲げ加工の際には、前記第一の治具３ａに固定した前記曲げ部７は、回動の前後で、図１の（Ａ）→（Ｂ）に示すように、直線状態にある前記両治具３ａ、４ａに対して前記回動中心Ｏを通る直交線（仮想線α）を跨ぐように、相対的に移動し、その中心が前記素材２の曲げ中心Ｐと一致する。該曲げ中心Ｐは、前記回動中心Ｏから該素材２の回動側に、前記両治具３ａ、４ａの相対的な回動角度が前記素材２の曲げ角度と等しくなるように所定量オフセットして配置される。

次に、本実施形態の曲げ加工装置１ａの詳細について、図２により説明する。図２に示す構造の場合、第一の治具３ａは、第一のブロック１１に、抑え部６と、曲げ部７とをそれぞれ固定してなる。このうちの第一のブロック１１は、図２（Ａ）（Ｂ）の上下方向上端部乃至中間部に存在する本体部１２と、該本体部１２の下端から下方に向けて突出し、本体部１２よりも板厚｛図２（Ｂ）の左右方向の厚さ｝が小さい突出部１３とからなる。該突出部１３は、前記本体部１２に対し前記素材２を配置する側と反対側｛図２（Ｂ）の右側｝の側面を凹ませることにより、該本体部１２よりも板厚を小さくしている。従って、前記突出部１３の前記素材２を配置する側｛図２（Ｂ）の左側｝の側面は、前記本体部１２の該素材２を配置する側の側面と同一平面上に存在する。

又、前記突出部１３の回動側の側面｛図２（Ａ）の右側面｝は、前記本体部１２の回動側の側面よりも凹ませている。これと共に、前記突出部１３の下端面と回動側の側面との連続部１４は、部分円筒状に形成している。これにより、両治具３ａ、４ａの相対回動時に、前記突出部１３の該連続部１４が前記第二の治具４ａに接触することを防止している。

又、前記抑え部６は、ボルト１５、１５により前記第一のブロック１１の片面｛図２（Ａ）の手前側の面、（Ｂ）の左側面｝に固定している。又、前記第一のブロック１１の回動側と反対側｛図２（Ａ）の左側、（Ｂ）の奥側｝に、位置決め板１６をボルト１５、１５により固定し、該位置決め板１６の側面を前記抑え部６の回動側と反対側の側縁部に当接させている。そして、前記第一のブロック１１の片面上で、該抑え部６の前記素材２に直交する方向｛図２（Ａ）の左右方向｝に関する位置決めを図っている。

又、前記第一のブロック１１の片面の中間部に対向する位置には、前記素材２を挟んで抜け止め板１７を固定している。該抜け止め板１７は、前記素材２を跨ぐ様に配置され、両端部を前記第一のブロック１１にボルト１５、１５により固定している。このうちの片端部は、前記抑え部６を介して固定している。これにより、前記素材２を配置した状態で、該素材２を前記抜け止め板１７と第一のブロック１１とにより挟持して、該素材２が図２（Ａ）の表裏方向、図２（Ｂ）の左右方向に変位する事を防止している。

又、前記曲げ部７は、略段付円柱状に形成され、中間部に大径の円筒面を有する曲げ円筒面１８を、基端部｛図２（Ｂ）の右端部｝に小径の円筒面を有する嵌合部１９をそれぞれ設けている。又、前記曲げ部７の先端部｛図２（Ｂ）の左端部｝外周面は、部分円すい面としている。又、前記曲げ円筒面１８の曲率半径は、前記素材２の曲げ加工後の内周面の曲率半径とほぼ同じとしている。

このような曲げ部７は、前記嵌合部１９を、前記第一のブロック１１の突出部１３に形成した嵌合孔２０に嵌合固定している。該嵌合孔２０は、回動軸５ａの回動中心Ｏから回動側に所定量オフセットした位置に、該突出部１３の厚さ方向に貫通するように形成している。又、前記嵌合部１９を前記嵌合孔２０に嵌合した状態で、前記曲げ円筒面１８と前記嵌合部１９との段差部２１を前記突出部１３の片側面に当接させている。前記第一の治具３ａに前記素材２を配置した状態では、前記曲げ部７の曲げ円筒面１８が該素材２の側面に当接する。そして、前記抑え部６の抑え面８と該曲げ円筒面１８とで該素材２を挟持する。

一方、第二の治具４ａは、第二のブロック２２に、抑え部６と、保持部９とをそれぞれ固定してなる。このうちの第二のブロック２２は、図２（Ａ）（Ｂ）の上下方向下端部乃至中間部の本体部２３と、該本体部２３の上端から上方に向けて突出し、本体部２３よりも板厚｛図２（Ｂ）の左右方向の厚さ｝が小さい突出部２４とを備える。該突出部２４は、前記本体部２３に対し前記素材２を配置する側｛図２（Ｂ）の左側｝の側面を凹ませることにより、該本体部２３よりも板厚を小さくしている。又、該凹み量は、前記第一のブロック１１の突出部１３の板厚とほぼ同じとしている。

又、前記抑え部６は、ボルト１５、１５により前記第二のブロック２２の片面｛図２（Ａ）の手前側の面、（Ｂ）の左側面｝に固定している。又、前記第二のブロック２２の回動側と反対側｛図２（Ａ）の左側、（Ｂ）の奥側｝に、位置決め板１６をボルト１５、１５により固定し、該位置決め板１６の側面を前記抑え部６の回動側と反対側の側縁部に当接させている。そして、前記第二のブロック２２の片面上で、該抑え部６の前記素材２に直交する方向｛図２（Ａ）の左右方向｝に関する位置決めを図っている。

又、前記保持部９は、ボルト１５、１５により前記第二のブロック２２の片面で、前記抑え部６と前記素材２を挟んで反対側（即ち、回動側）に固定している。前記第二の治具４ａに前記素材２を配置した状態では、前記抑え部６の抑え面８と前記保持部９の保持面１０とで、前記素材２を挟持する。

又、前記第二のブロック２２の片面の中間部に対向する位置には、前記素材２を挟んで抜け止め板１７を固定している。該抜け止め板１７は、前記素材２を跨ぐ様に配置され、両端部を前記第二のブロック２２に、前記抑え部６と保持部９とを介して、ボルト１５、１５により固定している。これにより、前記素材２を配置した状態で、該素材２を前記抜け止め板１７と第二のブロック２２とにより挟持して、該素材２が図２（Ａ）の表裏方向、図２（Ｂ）の左右方向に変位する事を防止している。

それぞれが上述のように構成される第一、第二の治具３ａ、４ａは、回動軸５ａを介して連結される。この為に、第一のブロック１１の突出部１３と、第二のブロック２２の突出部２４とを、それぞれの突出部１３、２４に形成した通孔２５、２５同士を整合させた状態で、図２に示すように重ね合わせ、該通孔２５、２５に前記回動軸５ａを嵌合する。この状態で、前記第一のブロック１１の前記素材２を配置する側の片面と、前記第二のブロック２２の同じく片面とを、同一平面状に位置させる。

又、前記回動軸５ａを、例えば、一方の通孔２５に対しては締まり嵌めと、他方の通孔２５に対しては隙間嵌めと、それぞれすることにより、前記第一、第二の治具３ａ、４ａが前記回動軸５ａの中心軸を中心として回動可能とする。この場合、隙間嵌めとした方に、回動軸５ａの抜け止め手段を設けることが好ましい。或は、前記回動軸５ａを、何れか一方の通孔２５に対しては締まり嵌めとし、他方の通孔２５には軸受を介して嵌合しても良い。何れにしても、前記第一、第二の治具３ａ、４ａ同士を、前記回動軸５ａの中心軸（回動中心Ｏ）を中心として、互いに相対的に回動可能とする。図２に示した構造の場合も、前述の図１に示した構造と同様に、前記曲げ部７が、回動の前後で、図２の（Ａ）（Ｂ）→（Ｃ）に示すように移動する。

曲げ加工を行う場合、前記第一、第二の治具３ａ、４ａに前記素材２を配置する。このように配置する場合には、例えば、次のように行う。先ず、前記両治具３ａ、４ａを構成する抜け止め板１７、１７の少なくとも片端部を、同じく第一、第二のブロック１１、２２から取り外す。そして、前記素材２を、前記第一の治具３ａを構成する抑え部６と曲げ部７との間、及び、前記第二の治具４ａを構成する抑え部６と保持部９との間に配置する。次いで、前記両治具３ａ、４ａを構成する前記抜け止め板１７、１７を前記第一、第二のブロック１１、２２に取り付ける。この結果、前記素材２が、該両ブロック１１、２２と前記抜け止め板１７、１７との間で挟持される。

このように、素材２を両治具３ａ、４ａに配置した状態で、第一の治具３ａを第二の治具４ａに対し、回動軸５ａを中心として相対的に回動させる。この際、前記素材２の回動側と反対側の側面が、両治具３ａ、４ａを構成する抑え部６の抑え面８に当接し、該素材２が回動方向と反対方向に変位することを抑える。又、前記曲げ部７が、図２の（Ａ）（Ｂ）→（Ｃ）に示すように移動する。

このように曲げ部７が移動する点について、図３により説明する。図３は、前記素材２を９０度曲げる場合の、曲げ加工の前後での該素材２と前記曲げ部７との位置関係を示している。加工前における該曲げ部７の位置は、前記素材２が直線状態にある場合、前記回動中心Ｏを通り、該素材２に直交する仮想線αの前記第一の治具３ａ側（図３の上側）に位置する。そして、曲げ加工時に、前記曲げ部７は、前記第一の治具３ａと共に、前記回動中心Ｏを中心とした回転方向に移動し、加工後には、前記仮想線αよりも前記第二の治具４ａ側（図３の下側）に位置する。この状態で、前記曲げ部７の曲げ円筒面１８の曲率中心は、前記素材２の曲げ中心Ｐに位置する。該曲げ中心Ｐは、前記回動中心Ｏから、該素材２の回動側に、所定量オフセットした位置となる。

前記曲げ中心Ｐと回動中心Ｏとの関係について、図４により説明する。先ず、次の数値を規定する。前記素材２の曲げ角度をθ、前記素材２の厚さ（素材２が断面円形の場合は直径）をＷ、前記素材２の中立線Ｎから該素材２の曲げ加工後の内周面までの距離の前記Ｗに対する割合をａ、前記曲げ部７の曲げ円筒面１８の曲率半径をＲ、前記曲げ中心Ｐの前記回動中心Ｏに対する距離のうち、前記素材２の曲げ方向で該素材２を曲げる以前の状態が直線であるとした場合の直線方向と直交する方向（Ｘ方向、図４の左右方向）に関する距離をＸ、同じく、前記直線方向と平行な方向（Ｙ方向、図４の上下方向）に関する距離をＹ、とする。この場合に、前記曲げ中心Ｐは、前記回動中心Ｏに対し、
Ｘ＝（Ｒ＋Ｗ×ａ）×θ／２／ｔａｎ（θ／２）
Ｙ＝（Ｒ＋Ｗ×ａ）×θ／２
０＜θ≦π／２
を満たす位置に設置される。

上述の式について説明する。先ず、仮に、前述の図１５に示したように、曲げ中心Ｐと回動中心Ｏとを一致させた状態で前記素材２に曲げ加工を施した場合、前記中立線Ｎの位置で、該素材２が（Ｒ＋Ｗ×ａ）×θだけ、前記第一の治具３ａに対し移動する。即ち、該中立線Ｎの曲げ部分の円周長さ分、前記素材２が引き込まれる。従って、曲げ加工の際に該素材２が引き込まれないようにする為には、前記曲げ部７を曲げ加工の前後で該素材２に沿って前記（Ｒ＋Ｗ×ａ）×θだけ移動させれば良い。図４から明らかなように、前記曲げ部７のＸ方向の距離は、曲げ加工の前後では変化しない為、該曲げ部７はＹ方向に前記（Ｒ＋Ｗ×ａ）×θだけ移動させれば良い。又、該曲げ部７の移動は、前記回動中心Ｏを中心として行われる為、図４（Ｂ）から明らかなように、前記曲げ中心Ｐの回動中心ＯからのＹ方向の距離は、前記曲げ部７の移動距離の半分である（Ｒ＋Ｗ×ａ）×θ／２となる。

このように、曲げ中心Ｐの回動中心ＯからのＹ方向の距離が分かれば、三角関数から、同じくＸ方向の距離（Ｒ＋Ｗ×ａ）×θ／２／ｔａｎ（θ／２）を導き出せる。尚、０＜θ≦π／２と規定したのは、本実施形態の場合、曲げ角度をπ／２よりも大きくした場合に、前記素材２の引き込みを防止できない為である。

上述したような本実施形態によると、前記素材２に曲げ加工を施す為に、前記曲げ部７を回動中心Ｏから所定量オフセットさせた状態で、前記第一、第二の治具３ａ、４ａを相対的に回動させるだけである為、曲げ加工の機構が簡単である。従って、正確な曲げ加工を容易に行える。

又、曲げ加工時に、前記素材２が前記第一の治具３ａに対し変位しない。この点について、図５、６により説明する。図５、６では、素材２の曲げ加工前の第一の治具３ａの端部に位置する部分に印を付け、曲げ加工時の、該印の該第一の治具３ａに対する移動量を示している。又、図５は、回動中心Ｏと曲げ中心Ｐとを一致させて曲げ加工を行う場合を、図６は、本実施形態により曲げ加工を行う場合をそれぞれ示している。

図５に示す構造の場合、素材２が該曲げ部７の曲げ円筒面１８に倣うように曲げられる。この際、図５（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、該曲げ円筒面１８に倣って変形する分、該素材２が第一の治具３ａに対し変位し、最終的に図５（Ｅ）に示す長さＬ分、該素材２が該第一の治具３ａに対し変位する。このＬは、前述した（Ｒ＋Ｗ×ａ）×θに相当する。このように、曲げ加工の際に、素材２が第一の治具３ａに対し移動した場合、該素材２と該第一の治具３ａを構成する抑え部６の抑え面８とが擦れ合い、該素材２に損傷が生じる可能性がある。尚、図５に示した構造の場合、前記素材２が第二の治具４ａに対し変位しないように固定した構造について示している。該素材２が該第二の治具４ａに対し変位可能であれば、該素材２が該第二の治具４ａに対しても変位する可能性がある。

これに対して、図６に示す本実施形態の場合、図６（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、曲げ部７が素材２と共に、回動中心Ｏを中心として回動する。そして、図６（Ｅ）に示すように、前記曲げ部７が、曲げ円筒面１８の曲率中心が曲げ中心Ｐと一致する位置に移動する。このような本実施形態の場合、曲げ中心Ｐを回動中心Ｏに対して、適切な距離オフセットさせている為、図６（Ｅ）に示すように、前記素材２が前記第一の治具３ａに対し移動しない。この結果、曲げ加工時に該素材２と第一の治具３ａとの間で摺れ合いが生じることを防止でき、該素材２に損傷が生じることを防止できる。又、該素材２が、電動機用コイルを構成する平角線の場合、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、良質な電動機用コイルを得られる。

尚、上述の説明では、第一の治具３ａを第二の治具４ａに対し回動させた場合について説明したが、第一の治具３ａを固定とし、第二の治具４ａを該第一の治具３ａに対し回動させても良い。この場合、該第一の治具３ａを構成する曲げ部７の曲げ円筒面１８の曲率中心が曲げ中心となる。

＜第二の実施の形態＞
図７は、本発明の第二の実施の形態に係る曲げ加工装置１ｂを示すものであり、第一の実施の形態における曲げ部７の形状を変更したものである。以下に第一の実施の形態の構成と相違する部分を中心に説明する。

図７に示すように、第一の治具３ｂを構成する曲げ部７ａは、素材２の軸方向に長く、軸方向に直交する断面が矩形の矩形部２６の先端面に、図７の表裏方向から見た場合に１／４円弧状となる曲げ円筒面１８ａを形成している。該曲げ円筒面１８ａは、前記曲げ部７ａの素材２側の側面と先端面との連続部に設けた、その中心軸（曲率中心を通る軸）が図７の紙面表裏方向に通る部分円筒面である。本実施形態の場合、前記矩形部２６の側面と前記第一の治具３ｂを構成する抑え部６とにより、前記素材２を挟持する。前記曲げ円筒面１８ａの曲率中心の、第一、第二の治具３ｂ、４ａの回動中心Ｏに対する位置関係は、前述の第一の実施の形態の構成と同じである。

本実施形態の場合、前記矩形部２６が、図１の保持部９に相当する。この結果、保持部と曲げ部とを単一の部材で構成できる為、図１に示した構造よりも部品点数を減らすことができ、より低コスト化を図れる。

＜第三の実施の形態＞
図８〜１３は、本発明の第三の実施の形態に係る曲げ加工機２７を示すものであり、前述したような曲げ加工装置を複数組み合わせたものである。曲げ加工装置単体の構成は、前述の第一の実施の形態と同様である。先ず、本実施形態の曲げ加工機２７の概略について、図８により説明する。

曲げ加工機２７は、曲げ加工装置１ａを、第一の治具３ａと第二の治具４ａとを回動中心Ｏで交互に連結することにより、複数個直列状に配置して、素材２を複数個所で曲げ加工し得るように構成したものである。この為に、１対の端部治具２８ａ、２８ｂ同士の間に、３個の中間治具２９ａ、２９ｂ、２９ｃを配置している。このうちの、図８（Ａ）の下端部に配置される端部治具２８ａは、片端側｛図８（Ａ）の上端側｝に第二の治具４ａを設けている。又、図８（Ａ）の上端部に配置される端部治具２８ｂは、他端側｛図８（Ａ）の下端側｝に第一の治具３ａを設けている。

又、前記各中間治具２９ａ、２９ｂ、２９ｃは、両端側にそれぞれ第一の治具３ａと第二の治具４ａとをそれぞれ設けている。又、該３個の中間治具２９ａ、２９ｂ、２９ｃのうち、真中の中間治具２９ｂで回動方向が変わるように、前記各第一、第二の治具３ａ、４ａを前記各治具２９ａ、２９ｂ、２９ｃにそれぞれ設けている。

上述のように構成される各治具２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃは、それぞれ、第一の治具３ａと第二の治具４ａとを回動軸５ａを介して連結している。即ち、端部治具２８ａの第二の治具４ａと中間治具２９ａの第一の治具３ａとを、該中間治具２９ａが該端部治具２８ａに対し、図８の時計方向に回動するように連結している。又、該中間治具２９ａの第二の治具４ａと中間治具２９ｂの第一の治具３ａとを、該中間治具２９ｂが該中間治具２９ａに対し、図８の時計方向に回動するように連結している。又、該中間治具２９ｂの第二の治具４ａと中間治具２９ｃの第一の治具３ａとを、該中間治具２９ｃが該中間治具２９ｂに対し、図８の反時計方向に回動するように連結している。又、該中間治具２９ｃの第二の治具４ａと端部治具２８ｂの第一の治具３ａとを、該端部治具２８ｂが該中間治具２９ｃに対し、図８の反時計方向に回動するように連結している。

前記曲げ加工機２７により素材２に曲げ加工を施す場合には、該素材２を前記各治具２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃに配置し、図８（Ａ）→（Ｂ）に示すように、該各治具２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃを相対的に回動させる。この結果、前記素材２が、４個所で折り曲げられ、略Ｓ字型となる。尚、前記各治具２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃを構成する曲げ加工装置として、前述の第二の実施の形態における曲げ加工装置１ｂを適用しても良い。又、中間治具の個数を増やしたり減らしたりすることにより、素材２を折り曲げる個所の数を調整できる。更には、中間治具の長さを変えることにより、素材２の折り曲げる位置も調整可能である。

上述のように、各治具２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃを相対的に回動させる機構を含めた曲げ加工機２７ａについて、図９〜１２に基づいて説明する。該曲げ加工機２７ａは、基台３０と、該基台３０に固定された固定取付部材３１と、前記基台３０の表面に平行する平面において直交する（互いに直角となる方向である）Ｘ方向及びＹ方向に移動自在なスライダ機構３２と、該スライダ機構３２の可動部に設けられた可動取付部材３３とを備える。

前記固定取付部材３１は、前記端部治具２８ａがＹ方向に向けて取り付けられるように配置している。又、前記スライダ機構３２は、Ｘ方向に配置された第一のレール部材３４と、Ｙ方向に配置された第二のレール部材３５と、該第一のレール部材３４上を移動可能な第一の移動子３６と、該第二のレール部材３５上を移動可能な第二の移動子３７とを備える。該第一の移動子３６には、前記可動取付部材３３を固定している。又、該第二の移動子３７には、前記第一のレール部材３４を固定している。又、前記可動取付部材３３は、前記端部治具２８ｂがＹ方向に向けて取り付けられるように配置している。これにより、前記可動取付部材３３が、前記端部治具２８ｂをＹ方向に向けたまま、Ｘ方向及びＹ方向に変位自在としている。

又、前記固定取付部材３１と前記可動取付部材３３とに、それぞれ前記両端部治具２８ａ、２８ｂとを、Ｙ方向に向けて取り付ける。又、前記各中間治具２９ａ、２９ｂ、２９ｃのうち、真中に配置される中間治具２９ｂを回転盤３８により回転駆動可能としている。この為に、該回転盤３８上に径方向に形成した長孔３９に、前記中間治具２９ｂに設けた枢軸４０を変位可能に遊合している。前記回転盤３８の回転中心は、前記端部治具２８ａと前記中間治具２９ａとの回動中心に一致させている。尚、前記長孔３９を前記中間治具２９ｂ側に、前記枢軸４０を前記回転盤３８側にそれぞれ設けても良い。

曲げ加工の際には、図９に示すように、前記各治具２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃに前記素材２を配置する。この状態から前記回転盤３８を回転させることにより、前記長孔３９と前記枢軸４０との係合に基づき、前記中間治具２９ｂが、前記端部治具２８ａと前記中間治具２９ａとの回動中心を中心として回転を開始する。そして、図１０〜１２に示すように、前記端部治具２８ｂがＹ方向に向いた状態を保ちつつ、前記各治具２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃが、それぞれ相対的に回動する。

この際、図１１→図１２に示すように、前記端部治具２８ｂに設けたローラ４１を、前記基台３０上に設けたＹ方向に対し傾斜した壁面４２に係合させ、該端部治具２８ｂを所定位置に、円滑に移動させるようにしている。そして、図１２に示すように、前記基台３０上で、前記固定取付部材３１に隣接する部分に設けたスットパ４３に、前記中間治具２９ｃが当接した状態で、前記回動が終了する。この結果、前記素材２の４個所に同時に９０度ずつ曲げ加工を施せる。尚、図９（Ｂ）に示すように、前記基台３０上に設けた別のストッパ４４、４４に、端部治具２８ｂと中間治具２９ｃとを当接させた状態で、前記各治具２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃが直線状に配置される。

上述のように構成され作用する本実施形態によると、素材２の４個所に同時に曲げ加工を施すことができる為、複雑な曲げ形状を精度良く、且つ、短時間で製造でき、製造コストの低減を図れる。即ち、前記曲げ加工機２７ａを構成する各曲げ加工装置１ａは、前述したように、曲げ加工時に、前記素材２の引き込みが生じることがない為、４個所に同時に曲げ加工を施しても、該素材２が引っ張られることがない。従って、該素材２の４個所に同時に曲げ加工を施しても、該素材２の寸法が変化することがなく、複雑な曲げ形状を精度良く、且つ、短時間で得られる。

又、前記素材２に、上述のような曲げ加工を、例えば複数回繰り返すこと等により、図１３に示すような、波型のコイル素子４５が得られる。このような波型のコイル素子４５は、例えば、図１４に示すようなステータ４６に使用する。該ステータ４６について、簡単に説明する。ステータ４６は、電動機に使用されるもので、円筒状のステータコア４７の内周面複数個所に形成したスロット４８、４８内に、それぞれが前記コイル素子４５を複数重ねてなる、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相からなるコイル４９を配設してなる。前記ステータ４６を構成する場合には、前記ステータコア４７内に配置する前に、前記コイル素子４５を複数重ねてコイル４９を形成し、挿入治具を用いて該コイル４９を前記ステータコア４７内に配置する場合が多いが、複数の前記コイル素子４５を該ステータコア４７内に配置した状態で、各コイル素子４５を溶接等により接合する場合もある。

本実施形態によれば、コイル素子４５の折り曲げ部を多く形成できる為、該コイル素子４５の接合個所を少なくでき、製造コストの低減を図れる。又、接合個所を少なくできれば、各コイル素子４５同士の間隔を詰めることができ、前記コイル４９の小型化を図れる。

１、１ａ、１ｂ 曲げ加工装置
２ 素材
３、３ａ、３ｂ 第一の治具
４、４ａ 第二の治具
５、５ａ 回動軸
６ 抑え部
７、７ａ 曲げ部
８ 抑え面
９ 保持部
１０ 保持面
１１ 第一のブロック
１２ 本体部
１３ 突出部
１４ 連続部
１５ ボルト
１６ 位置決め板
１７ 抜け止め板
１８、１８ａ 曲げ円筒面
１９ 嵌合部
２０ 嵌合孔
２１ 段差部
２２ 第二のブロック
２３ 本体部
２４ 突出部
２５ 通孔
２６ 矩形部
２７、２７ａ 曲げ加工機
２８ａ、２８ｂ 端部治具
２９ａ、２９ｂ、２９ｃ 中間治具
３０ 基台
３１ 固定取付部材
３２ スライダ機構
３３ 可動取付部材
３４ 第一のレール部材
３５ 第二のレール部材
３６ 第一の移動子
３７ 第二の移動子
３８ 回転盤
３９ 長孔
４０ 枢軸
４１ ローラ
４２ 壁面
４３ ストッパ
４４ 別のストッパ
４５ コイル素子
４６ ステータ
４７ ステータコア
４８ スロット
４９ コイル

Claims (8)

1. 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を有し、これら両治具に所定の素材を装着して相対的に回動することにより、前記素材に曲げ加工を施す曲げ加工装置において、
   前記第一の治具は、前記素材と当接する抑え面により回動方向と反対側に前記素材の変位を抑える抑え部と、回動中心から該素材の回動側に所定量オフセットして配置され、少なくとも、前記素材の曲げ加工後の内周面の曲率半径とほぼ同じ曲率半径を有する部分円筒面を有する曲げ部と、を有し、
   前記第二の治具は、前記素材と当接する抑え面により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、
   前記素材の曲げ中心を、前記両治具の相対的な回動角度が前記素材の曲げ角度と等しくなるように前記両治具の回動中心から回動側にずれた位置に配置することにより、前記素材に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ことを特徴とする曲げ加工装置。
2. 加工前における前記曲げ部が、直線状態にある前記第一の治具及び第二の治具に対して前記回動中心を通る直交線の前記第一の治具側に位置し、加工後における前記曲げ部が、前記直交線に対して前記第二の治具側に位置するように移動してなる、請求項１に記載の曲げ加工装置。
3. 前記素材の曲げ中心は、前記素材の曲げ角度をθ、前記素材の厚さ或は直径をＷ、前記素材の中立線から該素材の曲げ加工後の内周面までの距離の前記Ｗに対する割合をａ、前記曲げ部の円筒面の曲率半径をＲ、前記曲げ中心の前記両治具の回動中心に対する距離のうち、前記素材の曲げ方向で該素材を曲げる以前の状態が直線であるとした場合の直線方向と直交する方向に関する距離をＸ、同じく、前記直線方向と平行な方向に関する距離をＹ、とした場合に、
   Ｘ＝（Ｒ＋Ｗ×ａ）×θ／２／ｔａｎ（θ／２）
   Ｙ＝（Ｒ＋Ｗ×ａ）×θ／２
   ０＜θ≦π／２
   を満たす位置に設置される、請求項１又は２に記載の曲げ加工装置。
4. 前記所定の素材が、電動機用コイルを構成する平角線である、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載の曲げ加工装置。
5. 請求項１〜４のうちの何れか１項に記載の曲げ加工装置を、前記第一の治具と前記第二の治具とを前記回動中心で交互に連結することにより、複数個直列状に配置して、前記所定の素材を複数個所で曲げ加工をし得ることを特徴とする、曲げ加工機。
6. 基台と、該基台に固定された固定取付部材と、前記基台の表面に平行する平面において直交するＸ方向及びＹ方向に移動自在なスライダ機構と、該スライダ機構の可動部に設けられた可動取付部材と、を備え、
   前記第一の治具及び第二の治具を交互に５個の治具を連結した直列状の一端の前記治具を前記固定取付部材に取付け、前記直列状の他端の前記治具を前記可動取付部材に取付け、
   前記他端の治具を、加工前と加工後とで同じ方向を保持しつつ、前記Ｘ方向及びＹ方向に移動させ、前記素材を４個所同時に曲げ加工し得るように構成してなる、請求項５に記載の曲げ加工機。
7. 前記直列状の５個の治具の真中の治具に曲げ力を付与することにより、前記素材に曲げ加工を施す、請求項６に記載の曲げ加工機。
8. 前記固定取付部材を、前記一端の治具が前記Ｙ方向に向けて取り付けられるように配置し、
   前記可動取付部材を、前記他端の治具が前記Ｙ方向に向けて取り付けられるように配置し、
   前記素材を９０度ずつ曲げ加工し得るように構成した、請求項６又は７に記載の曲げ加工機。

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