JP6423931B1 - コイルセグメント成形装置、コイルセグメント成形方法及び回転電機の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】成形用の部品を交換することなく種々の形状のコイルセグメントを成形可能であり、また、種々の形状のコイルセグメントをあらかじめ多数成形し、ストックしておく必要のない、コイルセグメント成形装置、コイルセグメント成形方法及び回転電機の製造装置を提供する。
【解決手段】コイルセグメント成形装置は、直線状の線材を、互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部とこれら１対のスロット挿入部を連結する渡り部とからなる所定の形状に同一平面内で曲げ加工する１次曲げ部を備えている。この１次曲げ部は、同一平面内に配置され線材を支持する複数の治具と、複数の治具を、成形すべきコイルセグメントの形状条件に応じてそれぞれ設定された移動量に基づいて、線材が所定の形状となるように同一平面内でそれぞれ移動させる複数の駆動機構とを有している。
【選択図】図４

Description

本発明は、モータや発電機等の回転電機（回転電気機械）におけるステータやロータのコイル形成に用いられるコイルセグメント成形装置、コイルセグメント成形方法及び回転電機の製造装置に関する。

回転電機におけるステータやロータのコイルとして、このステータ又はロータの周方向に沿って配列された複数のスロットに、線材をＵ字形状に加工してなる複数のセグメント（ヘアピン）をそれぞれ挿入し、これらセグメントの自由端側を溶接等により互いに接合してコイルを形成したいわゆるセグメント型コイルが知られている。

このようなセグメント型コイルのＵ字形状のセグメント成形方法として、特許文献１には、所定長さに切断した線材を、成形用の部品である１対構成の成形型を用いてコイルセグメントの渡り部をプレス成形した後、その状態で２つの成形ローラを移動させて互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部を形成する方法が開示されている。

特開２００４−２９７８６３号公報

特許文献１に開示されている従来のコイルセグメント成形方法によると、セグメントの渡り部の湾曲形状やスロット挿入部間の幅等は、全て成形型の型形状（プレス面形状）によって規定される。このため、渡り部の形状やスロット挿入部間の幅を変更するためには、成形型を取り替える必要がある。一般に、１つのコイルを形成するコイルセグメントには、Ｕ字形状における渡り部の長さや角度、及び１対のスロット挿入部間の幅等が異なる多種類のコイルセグメントが混在するため、多種形状のセグメントを成形する必要がある。従って、従来においては、多種形状のセグメントを作成するには、多種形状の成形型を用意し、これら成形型をその都度取り替えざるを得ない。同種形状のセグメントを同一の成形型であらかじめ多数成形してストックしておき、ストックしておいたセグメントを必要時に取り出すようにすれば、成形型の取り替え作業回数を減らすことは可能であるが、ストックされている種々の形状のセグメントの管理が煩雑であり、また、種々の形状のセグメントを過不足なく形成しておくことも管理を複雑にする。

従って、本発明の目的は、成形用の部品を交換することなく種々の形状のコイルセグメントを成形可能なコイルセグメント成形装置、コイルセグメント成形方法及び回転電機の製造装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、種々の形状のコイルセグメントをあらかじめ多数成形してストックしておく必要のないコイルセグメント成形装置、コイルセグメント成形方法及び回転電機の製造装置を提供することにある。

本発明によれば、コイルセグメント成形装置は、直線状の線材を、互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部とこれら１対のスロット挿入部を連結する渡り部とからなる所定の形状に同一平面内で曲げ加工する１次曲げ部を備えている。この１次曲げ部は、同一平面内に配置され線材を支持する複数の治具と、複数の治具を、成形すべきコイルセグメントの形状条件に応じてそれぞれ設定された移動量に基づいて、線材が所定の形状となるように同一平面内でそれぞれ移動させる複数の駆動機構とを有している。

治具の位置を、成形すべきコイルセグメントの形状条件に応じて設定された移動量で移動させることにより、即ちコイルセグメント毎に治具の移動量を設定することにより、種々の形状のコイルセグメントを成形する場合に、成形すべき曲げ形状に応じた形状を有する成形型を用いる必要がないから製造コストが安価となる。また、成形型交換等の作業が不要となるため、種々の形状のコイルセグメントを成形する場合に、作業が容易かつ確実となることのみならず、作業時間の短縮化を図ることができる。その結果、コイルセグメントの成形作業全体の作業効率を大幅に向上させることができる。さらに、成形型を用いずに、複数の治具で所望の曲げ形状を得ることができるため、成形型の表面との接触による線材の絶縁層の傷付き発生を防止することができる。また、折り曲げ治具の移動量をコイルセグメント毎に設定可能であるため、種々の形状のコイルセグメントをあらかじめ多数成形してストックしておく必要がなく、ストックされているセグメントの管理が不要となる。また、種々の形状のセグメントを、必要に応じてその都度容易に作成することができる。

複数の駆動機構が、設定された移動量のデータに基づいて複数の治具をそれぞれ旋回又は直線移動させるように構成されていることが好ましい。

さらに、複数の駆動機構が、設定された移動角度又は移動距離のデータに基づいて複数の治具をそれぞれ旋回又は直線移動させるように構成されていることがより好ましい。

複数の治具が１次曲げ部の曲げ中心線に対して左右側に等数配置されており、左右側に配置された複数の治具が左右側に配置された１対のベース部材にそれぞれ支持されており、複数の駆動機構が、１対のベース部材を曲げ中心線上の１点を旋回中心として旋回させるように構成されていることも好ましい。

この場合、複数の治具が曲げ中心線について線対称に配置されていることがより好ましい。

また、複数の駆動機構が、左右側に配置された複数の治具のうち、最も外側に配置された治具のみを旋回させるように構成されているがより好ましい。

複数の駆動機構が、左右側に配置された複数の治具のうち、最も外側に配置された治具及びその隣の治具を直線移動させるように構成されていることも好ましい。

複数の治具が線材を収容する凹溝をそれぞれ有しており、曲げ加工がなされる前の初期位置において複数の治具の凹溝が互いに直線状に配列されていることも好ましい。

本発明によれば、さらに、複数の治具を同一平面内に配置して直線状の線材を支持し、これら複数の治具を、成形すべきコイルセグメントの形状条件に応じてそれぞれ設定された移動量に基づいて移動させることにより、線材を互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部とこれら１対のスロット挿入部を連結する渡り部とからなる所定の形状に曲げ加工するコイルセグメント成形方法が提供される。

治具の位置を、成形すべきコイルセグメントの形状条件に応じて設定された移動量で移動させることにより、即ちコイルセグメント毎に治具の移動量を設定することにより、種々の形状のコイルセグメントを成形する場合に、成形すべき曲げ形状に応じた形状を有する成形型を用いる必要がないから製造コストが安価となる。また、成形型交換等の作業が不要となるため、種々の形状のコイルセグメントを成形する場合に、作業が容易かつ確実となることのみならず、作業時間の短縮化を図ることができる。その結果、コイルセグメントの成形作業全体の作業効率を大幅に向上させることができる。さらに、成形型を用いずに、複数の治具で所望の曲げ形状を得ることができるため、成形型の表面との接触による線材の絶縁層の傷付き発生を防止することができる。また、折り曲げ治具の移動量をコイルセグメント毎に設定可能であるため、種々の形状のコイルセグメントをあらかじめ多数成形してストックしておく必要がなく、ストックされているセグメントの管理が不要となる。また、種々の形状のセグメントを、必要に応じてその都度容易に作成することができる。

本発明によれば、さらにまた、直線状の線材を、互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部と１対のスロット挿入部を連結する渡り部とからなる所定の形状に同一平面内で曲げ加工する１次曲げ部を備えた回転電機の製造装置が提供される。１次曲げ部が、同一平面内に配置され線材を支持する複数の治具と、複数の治具を、成形すべきコイルセグメントの形状条件に応じてそれぞれ設定された移動量に基づいて同一平面内でそれぞれ移動させる複数の駆動機構とを有している。なお、この回転電機の製造装置は、線材を供給する線材供給部と、線材供給部から供給された直線状の線材を互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部と１対のスロット挿入部を連結する渡り部とからなる所定の形状に同一平面内で曲げ加工する上述の１次曲げ部と、１次曲げ部によって曲げ加工された線材を前記スロット挿入部と垂直な面内において曲げ加工する２次曲げ部と、２次曲げ部によって曲げ加工されたコイルセグメントを回転電機のスロットに対応させて組み立てるコイル組立装置とを備えている。

治具の位置を、成形すべきコイルセグメントの形状条件に応じて設定された移動量で移動させることにより、即ちコイルセグメント毎に治具の移動量を設定することにより、種々の形状のコイルセグメントを成形する場合に、成形すべき曲げ形状に応じた形状を有する成形型を用いる必要がないから製造コストが安価となる。また、成形型交換等の作業が不要となるため、種々の形状のコイルセグメントを成形する場合に、作業が容易かつ確実となることのみならず、作業時間の短縮化を図ることができる。その結果、コイルセグメントの成形作業全体の作業効率を大幅に向上させることができる。さらに、成形型を用いずに、複数の治具で所望の曲げ形状を得ることができるため、成形型の表面との接触による線材の絶縁層の傷付き発生を防止することができる。また、折り曲げ治具の移動量をコイルセグメント毎に設定可能であるため、種々の形状のコイルセグメントをあらかじめ多数成形してストックしておく必要がなく、ストックされているセグメントの管理が不要となる。また、種々の形状のセグメントを、必要に応じてその都度容易に作成することができる。

複数の駆動機構が、設定された移動量のデータに基づいて複数の治具をそれぞれ旋回又は直線移動させるように構成されていることが好ましい。複数の駆動機構が、設定された移動角度又は移動距離のデータに基づいて複数の治具をそれぞれ旋回又は直線移動させるように構成されていることも好ましい。

複数の治具が１次曲げ部の曲げ中心線に対して左右側に等数配置されており、左右側に配置された複数の治具が左右側に配置された１対のベース部材にそれぞれ支持されており、複数の駆動機構が、１対のベース部材を曲げ中心線上の１点を旋回中心として旋回させるように構成されていることも好ましい。

この場合、複数の治具が曲げ中心線について線対称に配置されていることがより好ましい。

複数の駆動機構が、左右側に配置された複数の治具のうち、最も外側に配置された治具のみを旋回させるように構成されていることも好ましい。

複数の駆動機構が、左右側に配置された複数の治具のうち、最も外側に配置された治具及びその隣の治具を直線移動させるように構成されていることも好ましい。

複数の治具が線材を収容する凹溝をそれぞれ有しており、曲げ加工がなされる前の初期位置において複数の治具の凹溝が互いに直線状に配列されていることも好ましい。

本発明によれば、種々の形状のコイルセグメントを成形する場合に、成形すべき曲げ形状に応じた形状を有する成形型を用いる必要がないから製造コストが安価となる。また、成形型交換等の作業が不要となるため、種々の形状のコイルセグメントを成形する場合に、作業が容易かつ確実となることのみならず、作業時間の短縮化を図ることができる。その結果、コイルセグメントの成形作業全体の作業効率を大幅に向上させることができる。さらに、成形型を用いずに、複数の治具で所望の曲げ形状を得ることができるため、成形型の表面との接触による線材の絶縁層の傷付き発生を防止することができる。また、折り曲げ治具の移動量をコイルセグメント毎に設定可能であるため、種々の形状のコイルセグメントをあらかじめ多数成形してストックしておく必要がなく、ストックされているセグメントの管理が不要となる。また、種々の形状のセグメントを、必要に応じてその都度容易に作成することができる。

本発明の一実施形態に係る回転電機の製造装置の一部構成を概略的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図１の実施形態におけるコイルセグメント成型装置の１次曲げ部の初期状態の治具及び線材の関係を概略的に示す要部斜視図である。 図１の実施形態における１次曲げ部で成形される１次曲げ成形体の形状を示す図であり、（ａ）はコイル幅小の１次曲げ成形体を示す図、（ｂ）はコイル幅大の１次曲げ成形体を示す図、（ｃ）は非線対称の１次曲げ成形体を示す図である。 図１の実施形態における線材の１次折り曲げ動作を段階的に示す要部斜視図である。 図１の実施形態における１次曲げ部の初期状態の構成を概略的に示す斜視図である。 図１の実施形態における１次曲げ部の初期状態の構成を概略的に示す平面図である。 図１の実施形態における可動ベースのガイドレールに沿った旋回動作を説明する平面図である。 図１の実施形態におけるガイドレールと可動ベースの嵌合部材との係合構造を示す要部斜視図である。 図１の実施形態における可動ベースの旋回中心が線材の中心からずれていることを説明するための平面図である。 図１の実施形態における１次曲げ部の折り曲げ動作の途中状態を示す平面図である。 図１の実施形態における１次曲げ部の折り曲げ動作の完了状態を示す平面図である。 図１の実施形態における最も外側に位置する治具を旋回させる旋回プレートの旋回中心が線材の中心からずれていることを説明するための平面図である。 図１の実施形態におけるコイル幅小の１次曲げ成形体を成形する場合の治具の配置状態を示す斜視図である。 コイル幅大の１次曲げ成形体を成形する場合の治具の配置状態を示す斜視図である。 図１の実施形態における成形装置の電気的構成を概略的に示すブロック図である。 図１の実施形態における折り曲げ動作の制御工程を概略的に示すフローチャートである。 図１の実施形態におけるコイル幅小の１次曲げ成形体を成形する場合の折り曲げ動作の制御工程を示すタイミングチャートである。 コイル幅大の１次曲げ成形体を成形する場合の折り曲げ動作の制御工程を示すタイミングチャートである。 １次曲げ部の構成の変形例を示す要部平面図である。

以下、本発明の一実施形態について図を参照して説明する。なお、以下に述べる実施形態は、線材として断面が四角形状の平角線を用いる場合について説明するが、例えば丸形状、正方形形状、多角形状若しくはその他の任意の断面形状の単線、又は撚り線による線材であっても本発明は適用可能である。

図１に示すように、本実施形態に係る回転電機の製造装置１００は、コイルセグメント成形装置１と、コイルセグメント成形装置１で成形されたコイルセグメントを回転電機の周方向に沿って円環状に配列されたスロットに対応させてアセンブルするコイル組立装置２とを備えている。コイルセグメント成形装置１は、線材供給部３と、線材供給部３から供給された所定長さの直線状の線材を同一平面（本実施形態では水平平面）内で所定の形状（例えばＵ字形状）に曲げ加工する１次曲げ部４と、１次曲げ部４で曲げ加工されたコイルセグメント（１次曲げ成形体）をこのコイルセグメントの軸線及び上述の平面と垂直な平面（本実施形態では垂直平面）内において曲げ加工すると共にその先端部にコイルセグメントのスロット挿入部がコアの径方向にずれるための形状（クランク形状）を付与する２次曲げ部５とを備えている。

線材供給部３は、表面が絶縁層で被覆された平角線による線材６が巻かれたボビン７と、ボビン７から線材６を引き出して供給方向を変える供給方向転換部８と、線材６のフラットワイズ面を挟持して搬送する複数のローラ対９ａと、線材６のエッジワイズ面を挟持して搬送する複数のローラ対９ｂと等を有し、長手方向の歪みを矯正する矯正搬送部９と、歪みが矯正された線材６の所定長さに対応する両端部における被覆絶縁層を剥離する剥離部１０と、剥離部１０を通過した線材６を所定長さ位置で切断する切断部１１とを備えている。本実施形態における剥離部１０はレーザ光で被覆絶縁層を剥離する構成を有し、剥離範囲は次の線材の片側端部の剥離部を含んでいる。従って、切断部１１は剥離範囲の中央部で線材６を切断するように構成されている。なお、剥離部１０として、レーザ光を用いることなく、機械的な切削又は削り取りで線材６の被覆絶縁層を剥離する構成を用いても良いことはもちろんである。

１次曲げ部４によって曲げ加工された線材６、即ちＵ字形状に曲げられた１次曲げ成形体は、１次曲げ部４と２次曲げ部５との間に配置された移送機構１２によって２次曲げ部５へ移送される。移送機構１２はエアシリンダによる１対のチャック部（図示無し）を備えており、この１対のチャック部は１次曲げ成形体の両脚部（１対のスロット挿入部）が曲げによって旋回してくる範囲にチャック片が開放された状態で待機している。チャック部が１次曲げ成形体の両脚部を把持すると、移送機構１２は上昇して１次曲げ部４から１次曲げ成形体を外し、２次曲げ部５へ移送する。移送機構１２で移送された１次曲げ成形体はその両脚部の端部が保持部材１３で保持される。１次曲げ成形体を保持部材１３に受け渡した移送機構１２が退避してスペース的にコイルエンド部（渡り部）側が開放された状態で、このコイルエンド部に対して２次曲げ部５による段差形状（クランク形状）の曲げを含む曲げ加工がなされる。なお、図１に示す構成では、線材供給部３の供給方向転換部８、矯正搬送部９、剥離部１０及び切断部１１と、１次曲げ部４とが図１（ａ）にて横方向に一列状に配置され、２次曲げ部５が１次曲げ部４に対して図１（ａ）にて縦方向（直角方向）に配置され、コイル組立装置２が２次曲げ部５に対して図１（ａ）にて横方向に配置されているが、これら供給方向転換部８、矯正搬送部９、剥離部１０、切断部１１、１次曲げ部４、２次曲げ部５及びコイル組立装置２が図１（ａ）にて横方向に一列状に配置されていても良い。即ち、コイルセグメントの成形部とコイルの組立部との配置の制限、換言すれば、単一の製造装置においてコイル形成が完結する構成であれば、レイアウト上の制限はない。

次に、１次曲げ部４の構成及び曲げ動作について詳細に説明する。

１次曲げ部４は、図２に示すように、両端部が剥離された直線状に延びる所定長さの線材６を支持する複数の凹溝をそれぞれ備えた複数（ここでは６個）のブロック状の治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂを有している。同図においては、線材６の両端の剥離部分はドットで表示されている。これらの治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂの回転移動又は直線移動が、設定された制御データに基づいてそれぞれ数値制御（ＮＣ制御）される。なお、本明細書において「回転移動」とは、回転中心（旋回中心）に関して回転（旋回）することを意味する。

本実施形態において、線材６は、この１次曲げ部４によって、同一平面内で図３（ａ）に示すＵ字形状に曲げ加工されることにより、コイルセグメントの１次曲げ成形体１７Ａとなる。１次曲げ成形体１７Ａは、頂角の角度（以下、「中央角度」という）が角度θ１の山形形状をなす渡り部１７ａと、この渡り部１７ａとの角度（以下、「肩部角度」という）が角度θ２となるように連結され、互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部１７ｂ及び１７ｃとからなる。これら渡り部１７ａ並びに１対のスロット挿入部１７ｂ及び１７ｃは、同一平面上に位置するように成形されている。なお、この１次曲げ成形体１７Ａは渡り部１７ａの各片の長さがＬ１と小さい、コイル幅小の例である。

本実施形態における治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂは、図２に示すように、１次曲げ部４の折り曲げ中心線Ｃ（曲げ中心線）に対して、換言すれば、線材６の軸方向の中央位置を基準として、左右側に等数（３個ずつ）、線対称に配置されている。折り曲げ中心線Ｃに対して最も内側に配置された１対の治具１４Ａ及び１４Ｂは、回転移動することにより１次曲げ成形体１７Ａの渡り部１７ａの中央角度が角度θ１となる折り曲げを行うために設けられている。実際には、これら１対の治具１４Ａ及び１４Ｂと共に１対の治具１５Ａ及び１５Ｂ並びに１対の治具１６Ａ及び１６Ｂも回転移動する。一方、折り曲げ中心線Ｃに対して最も外側に配置された１対の治具１６Ａ及び１６Ｂ並びにその隣の１対の治具１５Ａ及び１５Ｂは、回転移動することにより肩部角度が角度θ２となる折り曲げを行うために設けられている。治具１４Ａ及び治具１５Ａ間の距離ｍ及び治具１４Ｂ及び治具１５Ｂ間の距離ｍによって、図３（ａ）に示す１次曲げ成形体１７Ａの渡り部１７ａの各片の長さＬ１のコイル幅が規定される。

図２に示すように、治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂは、上面が開口し横方向に貫通する凹溝１４Ａ−１、１４Ｂ−１、１５Ａ−１、１５Ｂ−１、１６Ａ−１及び１６Ｂ−１をそれぞれ有している。各凹溝の幅ｗ１は平角線である線材６の幅（エッジワイズ方向の幅）ｗ２よりも僅かに大きくなるように設定されており、これにより線材６はエッジワイズ方向の曲げ動作中、治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂの凹溝によって確実に支持されるように構成されている。各治具による線材６の支持構成は特定の形状に限定されないが、ここでは凹溝に収容して曲げ方向の動きを拘束する形態を採っている。各凹溝の深さｄ１は線材６の厚み（フラットワイズ方向の幅）ｄ２以上となるように設定されている。なお、各溝の幅ｗ１は１次曲げ成形体１７Ａの寸法精度を高めるために線材６を密接に収容して支持できる幅となっている。この幅ｗ１は可変ではなく、コイルの種類に応じて線材６の幅ｗ２が変更となった場合には、治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂの交換が必要となる。このため、これら治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂは、後述する支持部材に対して固定ネジ等により着脱可能に設けられている。

１次曲げ部４の曲げ加工が開始される前の初期状態においては、図２に示すように、これら治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂの凹溝１４Ａ−１、１４Ｂ−１、１５Ａ−１、１５Ｂ−１、１６Ａ−１及び１６Ｂ−１が互いに一直線上に並ぶように設定されている。即ち、治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂの初期位置である。

図２に示すように、治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂの凹溝１４Ａ−１、１４Ｂ−１、１５Ａ−１、１５Ｂ−１、１６Ａ−１及び１６Ｂ−１内における、線材６のエッジワイズ側の面と接するエッジ部分１４Ａ−２、１４Ｂ−２、１５Ａ−２、１５Ｂ−２、１６Ａ−２及び１６Ｂ−２は、曲げ加工動作中にその角の形状で線材６の絶縁層を傷付けないように、湾曲形状に形成されている。また、治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂの外面には、曲げ加工動作中の変位による他の治具との干渉を避けるために、面取り部１４Ａ−３、１４Ｂ−３、１５Ａ−３、１５Ｂ−３、１６Ａ−３及び１６Ｂ−３がそれぞれ形成されている。従来のように目的の曲げ形状に対応した加工面を有する１対の成形型でプレスする方式では、線材の両面、場合によっては周面全体がプレス圧を受けるため、その線材の絶縁層が傷付き易かった。曲げ加工精度を上げようとすると成形面のエッジが先鋭化するが、ここに応力が集中して絶縁層が傷付き易かった。また、成形型でプレスする方式では、実際にプレスしてみないと絶縁層が傷付くかどうかわからず、不具合があった場合に成形型作製のやり直しが必要となり高コスト化を招来していた。本実施形態では上記のように線材６を治具の凹溝に収容しただけの、開放系内での曲げ加工であるため、線材の絶縁層の傷付きは生じない。

なお、上述の説明では、治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂは、上面が開口し横方向に貫通する凹溝１４Ａ−１、１４Ｂ−１、１５Ａ−１、１５Ｂ−１、１６Ａ−１及び１６Ｂ−１をそれぞれ有し、これら凹溝内に線材６が上方から挿入される構成としたが、凹溝内に線材６が横方向から挿入される構成としても良い。また、曲げ加工動作中に上面開口型の凹溝によって線材６を拘束して支持する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂを、上下重ね合わせ構造とすることにより線材６が挿通される挿通穴を有する構成とし、線材６を横方向から挿通して曲げ加工を行い、１次曲げ加工終了後に上側又は下側の治具を移動させて開放する構成としても良い。

１次曲げ部４が線材６の曲げ加工を行う場合、まず、所定長さに切断された線材６が、治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂの直線状に配列された凹溝内に上方から挿入・載置され、橋渡し状態で支持される。次いで、１次曲げ部４による曲げ加工動作が開始される。

図４は１次曲げ部４によるこの曲げ加工動作を概略的に示している。同図（ａ）は、線材６が治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂの互いに直線状に並んだ凹溝内に橋渡し状態にセットされ支持されている状態を示している。この状態から治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂが回転移動することにより、同図（ｂ）に示すように線材６の１回目の折り曲げ加工が行われ、次いで、２回目の折り曲げ加工が行われて最終的に同図（ｃ）に示すようにＵ字形状の１次曲げ成形体１７Ａが形成される。

上述したように、本実施形態では、６個の治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂが折り曲げ中心線Ｃについて線対称に配置され、線対称位置に配置された１対の治具が制御データに基づいて線対称に回転移動又は直線移動する。従って、本実施形態の１次曲げ部４で形成される１次曲げ成形体１７Ａは、図３（ａ）に示すように線対称のＵ字形状となる。制御データを変更して治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂの回転移動量又は直線移動量を変えれば、種々の形状の１次曲げ成形体を形成することができる。例えば、折り曲げ加工前の初期状態時又は折り曲げ加工時に、１対の治具１５Ａ及び１５Ｂと１対の治具１６Ａ及び１６Ｂとを折り曲げ中心線Ｃから離れる方向に直線移動し、前述した治具１４Ａ及び治具１５Ａ間の距離ｍ及び治具１４Ｂ及び治具１５Ｂ間の距離ｍを増大させた状態で２回目の折り曲げ加工を行えば、図３（ｂ）に示すように、渡り部１７ａ′の各片の長さがＬ２であり、図３（ａ）の渡り部１７ａの各片の長さＬ１より大きい（Ｌ２＞Ｌ１）、従ってコイル幅の大きい線対称の１次曲げ成形体１７Ｂを作製することができる。また、１対の治具１４Ａ及び１４Ｂの回転移動量を変えて中央角度が角度θ３となるように折り曲げし、折り曲げ加工前の初期状態時又は折り曲げ加工時に、一方の治具１５Ｂ及び治具１６Ｂのみを折り曲げ中心線Ｃから離れる方向に直線移動し、前述した治具１４Ｂ及び治具１５Ｂ間の距離ｍを増大させた状態で２回目の折り曲げ加工を行えば、図３（ｃ）に示すように、渡り部１７ａ″の中央角度の角度や一辺の長さが左右で異なる非線対称の１次曲げ成形体１７Ｃを作製することができる。このように、治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂを移動させる量（制御データ）を変更するだけで、種々の形状のコイルセグメントに対応した１次曲げ成形体を、成形用の部品（治具）を交換することなく、直ちに得ることができる。前述したように、回転電機の１つのコイルには複数種類の形状コイルセグメントが存在するが、本実施形態では複数種類の制御データを入力しておけば、読み出される制御データに基づいて各治具が自動的に移動し、複数種類のコイルセグメント（１次曲げ成形体）が連続的に作製される。このため、ストック管理を要することなく１つのコイル形成に必要な複数種類のコイルセグメント（１次曲げ成形体）を一括で作製することができる。

このように本実施形態においては、成形すべき曲げ形状に応じた形状を持たない単なるブロック状の複数の治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂを、１つの平面上（水平面上）で制御データに基づくＮＣ制御によって回転移動又は直線移動させるだけでコイルセグメントの１次曲げ成形体を形成するものである。従って、本実施形態によれば、従来技術のように成形すべき曲げ形状に応じた形状を有する成形型を用いる必要がなく、ＮＣ制御される複数の治具を用いているので、高額な型製作費用が不要となり、コイルセグメントの製造コストが安価となる。また、種々の形状のコイルセグメントを成形する場合に、成形型交換等の作業が不要となるため、型交換に起因するダウンタイムが生じず、作業時間の短縮化を図ることができると共に、作業性が極めて容易となる。

次に、上述した治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂの支持構造及び駆動構成について詳細に説明する。

図５及び図６に示すように、１次曲げ部４は、前方（図６にて下方）であって折り曲げ中心線Ｃを中心とする中央部に切り欠き部を有する固定ベース１８と、この固定ベース１８上の前方部分に折り曲げ中心線Ｃについて線対称に配置固定された１対の円弧状のガイドレール１９Ａ及び１９Ｂと、これらガイドレール１９Ａ及び１９Ｂにそれぞれ係合しておりこれらガイドレール１９Ａ及び１９Ｂに沿ってそれぞれ摺動可能な可動ベース２０Ａ及び２０Ｂと、可動ベース２０Ａ及び２０Ｂをガイドレール１９Ａ及び１９Ｂに沿ってそれぞれ移動させる駆動機構２１等を備えている。

ガイドレール１９Ａ及び１９Ｂは折り曲げ中心線Ｃ上の１点が円弧の中心となるように構成されている。

駆動機構２１は、折り曲げ中心線Ｃに沿ったＤＸ方向の回転軸を有するボールネジ部２２と、このボールネジ部２２に螺合しておりＤＸ方向に摺動可能なナット部２３と、ボールネジ部２２を回転駆動するサーボモータ２４と、ナット部２３に固定されており、ボールネジ部２２の回転に伴ってＤＸ方向に移動するスライダ２５と、スライダ２５と可動ベース２０Ａ及び２０Ｂとの間に回転自在なジョイントを介してそれぞれ連結されたアーム２６Ａ及び２６Ｂとを備えている。アーム２６Ａ及び２６Ｂの可動ベース２０Ａ及び２０Ｂ側のジョイントは、連結軸４２Ａ及び４２Ｂ（図７参照）の位置にそれぞれ設けられている。

可動ベース２０Ａには、その回転軸がＤＸ方向と直交するＤＵ方向に沿って配置され、治具１５Ａ及び１６Ａを直線移動させて治具１５Ａ及び治具１４Ａ間の距離ｍを変更可能な駆動機構２７Ａと、その回転軸が駆動機構２７Ａと平行なＤＹ方向に配置され、治具１６Ａを回転移動させる駆動機構２８Ａとが設けられている。可動ベース２０Ｂには、駆動機構２７Ａに対向すると共にその回転軸がＤＸ方向と直交するＤＶ方向に沿って配置され、治具１５Ｂ及び１６Ｂを直線移動させて治具１５Ｂ及び治具１４Ｂ間の距離ｍを変更可能な駆動機構２７Ｂと、駆動機構２８Ａに対向して配置されると共にその回転軸が駆動機構２７Ｂと平行なＤＺ方向に配置され、治具１６Ｂを回転移動させる駆動機構２８Ｂとが設けられている。

駆動機構２７Ａは、ＤＵ方向の回転軸を有するボールネジ部２９Ａと、このボールネジ部２９Ａに螺合しておりＤＵ方向に摺動可能なナット部３０Ａと、ボールネジ部２９Ａを回転駆動するサーボモータ３１Ａと、ナット部３０Ａに固定されており、ボールネジ部２９Ａの回転に伴ってＤＵ方向に移動するスライドプレート３２Ａとを備えている。このスライドプレート３２Ａには治具１５Ａが固定されていると共に、カムフォロア３３Ａを有する旋回プレート３４Ａが旋回可能に軸支されており、旋回プレート３４Ａには治具１６Ａが固定されている。駆動機構２８Ａは、ＤＹ方向の回転軸を有するボールネジ部３５Ａと、このボールネジ部３５Ａに螺合しておりＤＹ方向に摺動可能なナット部３６Ａと、ボールネジ部３５Ａを回転駆動するサーボモータ３７Ａと、ナット部３６Ａに固定されており、ボールネジ部３５Ａの回転に伴ってＤＹ方向に移動する旋回駆動プレート３８Ａとを備えている。旋回駆動プレート３８Ａはカムフォロア３３Ａに係合する係合凹部３９Ａを有している。

駆動機構２７Ｂは、ＤＸ方向と直交するＤＶ方向の回転軸を有するボールネジ部２９Ｂと、このボールネジ部２９Ｂに螺合しておりＤＶ方向に摺動可能なナット部３０Ｂと、ボールネジ部２９Ｂを回転駆動するサーボモータ３１Ｂと、ナット部３０Ｂに固定されており、ボールネジ部２９Ｂの回転に伴ってＤＶ方向に移動するスライドプレート３２Ｂとを備えている。このスライドプレート３２Ｂには治具１５Ｂが固定されていると共に、カムフォロア３３Ｂを有する旋回プレート３４Ｂが旋回可能に軸支されており、旋回プレート３４Ｂには治具１６Ｂが固定されている。駆動機構２８Ｂは、ＤＺ方向の回転軸を有するボールネジ部３５Ｂと、このボールネジ部３５Ｂに螺合しておりＤＺ方向に摺動可能なナット部３６Ｂと、ボールネジ部３５Ｂを回転駆動するサーボモータ３７Ｂと、ナット部３６Ｂに固定されており、ボールネジ部３５Ｂの回転に伴ってＤＺ方向に移動する旋回駆動プレート３８Ｂとを備えている。旋回駆動プレート３８Ｂはカムフォロア３３Ｂに係合する係合凹部３９Ｂを有している。

上述したように、治具１４Ａ、１５Ａ及び１６Ａ並びに駆動機構２７Ａ及び２８Ａは可動ベース２０Ａ上に設けられており、この可動ベース２０Ａの回転移動と共に回転移動する。また、治具１４Ｂ、１５Ｂ及び１６Ｂ並びに駆動機構２７Ｂ及び２８Ｂは可動ベース２０Ｂ上に設けられており、この可動ベース２０Ｂの回転移動と共に回転移動する。

図７に示すように、可動ベース２０Ａの下面にはガイドレール１９Ａに嵌合する２つの嵌合部材４０Ａがこのガイドレール１９Ａの円弧に沿った互いに離隔した位置に４本のネジで取り付けられている。可動ベース２０Ｂの下面にも同様にガイドレール１９Ｂに嵌合する２つの嵌合部材４０Ｂがこのガイドレール１９Ｂの円弧に沿った互いに離隔した位置に４本のネジで取り付けられている。ガイドレール１９Ａは、本実施形態では、図８に示すように、上下部が幅広の断面を有するレール形状を有しており、嵌合部材４０Ａはこのガイドレール１９Ａの上面及び側面に嵌合しガイドレール１９Ａに沿って摺動する構造を有している。嵌合部材４０Ｂも同様の形状を有しており、同様にガイドレール１９Ｂに嵌合し摺動するように構成されている。

ガイドレール１９Ａ及び１９Ｂの円弧の中心、即ち可動ベース２０Ａ及び２０Ｂの回動移動の中心は、図７に示すように、折り曲げ中心線Ｃ上の１点である旋回中心４１となる。なお、本実施形態においては、可動ベース２０Ａ及び２０Ｂの回動移動動作を、固定ベース１８上に設けられたレール形状のガイドレール１９Ａ及び１９Ｂに可動ベース２０Ａ及び２０Ｂの嵌合部材４０Ａ及び４０Ｂがそれぞれ嵌合して摺動する構成としたが、固定ベース１８上に凹溝を有するガイドレールを設け、可動ベース２０Ａ及び２０Ｂ側に設けた凸部がこの凹溝に係合する構成としても良い。

可動ベース２０Ａ及び２０Ｂの旋回中心４１は、図９に示すように、折り曲げ中心線Ｃ上であって、線材６の中心線４３から曲げる内側（図９にて下側）へ若干の距離ｔ（例えばｔ＝０．５ｍｍ）だけずれた位置に設定されている。その理由は、線材６をエッジワイズ方向に曲げると、曲げの内側では圧縮作用によって厚みの膨張が生じ、曲げの外側では引っ張り作用によって厚みの縮小が生じる。この厚みの変化は曲げの内側では外側より大きいため、曲げによる線材６の伸縮をできる限り少なくするため、上記のように可動ベース２０Ａ及び２０Ｂの旋回中心４１を曲げる内側にずらしている。

次に、本実施形態の１次曲げ部４の曲げ加工動作について、図６、図１０及び図１１に基づいて説明する。

１次曲げ部４が初期状態にある場合は、図６に示すように、治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂの凹溝が互いに直線状に並んだ状態にあり、直線状の線材６がこれら治具の凹溝内に挿入・載置され、橋渡し状態で支持されている。

この状態から駆動機構２１が動作すると、スライダ２５がＤＸ＋方向へ前進し、これによってアーム２６Ａ及び２６Ｂをそれぞれ介して可動ベース２０Ａ及び２０Ｂが旋回中心４１の回りを回転移動する。治具１４Ａ、１５Ａ及び１６Ａ並びに治具１４Ｂ、１５Ｂ及び１６Ｂが可動ベース２０Ａ及び２０Ｂにそれぞれ固定されているので、これら治具１４Ａ、１５Ａ及び１６Ａ並びに治具１４Ｂ、１５Ｂ及び１６Ｂは可動ベース２０Ａが２０Ｂと共に回転移動し、これによって線材６が折り曲げ中心線Ｃの部分で折り曲げられ、渡り部１７ａの中央角度が制御データに基づく設定角度としての角度θ１となるまで折り曲げ加工される。この旋回による１回目の折り曲げ加工後の状態が図１０に示されている。

中央角度が角度θ１となると、駆動機構２８Ａ及び２８Ｂが動作し、旋回駆動プレート３８ＡがＤＹ＋方向（図６参照）に移動し、旋回駆動プレート３８ＢがＤＺ＋方向に移動する。これにより、図１２により詳細に示されているように、係合凹部３９Ａ及び３９Ｂがカムフォロア３３Ａ及び３３Ｂをそれぞれ押圧して旋回プレート３４Ａ及び３４Ｂがその旋回中心４４（図１２参照）を中心にして旋回する。旋回プレート３４Ａ及び３４Ｂのこの旋回により治具１６Ａ及び１６Ｂが回転移動し、線材６の肩部角度が制御データに基づく設定角度としての角度θ２となるまで折り曲げ加工されＵ字形状の曲げ加工が完了する。２回目の折り曲げ加工後の状態が図１１に示されている。

旋回プレート３４Ａ及び３４Ｂの旋回中心４４、即ち治具１６Ａ及び１６Ｂの回転移動（旋回）の中心は、図１２に示すように、線材６の中心線４３から曲げる内側へ若干の距離ｔ（例えばｔ＝０．５ｍｍ）だけずれた位置に設定されている。その理由は、線材６をエッジワイズ方向に曲げると、曲げの内側では圧縮作用によって厚みの膨張が生じ、曲げの外側では引っ張り作用によって厚みの縮小が生じる。この厚みの変化は曲げの内側では外側より大きいため、曲げによる線材６の伸縮をできる限り少なくするため、上記のように旋回プレート３４Ａ及び３４Ｂの旋回中心４４、即ち治具１６Ａ及び１６Ｂの回転移動（旋回）の中心を曲げる内側にずらしている。

前述したように、治具１４Ａ及び治具１５Ａ間の距離ｍ及び治具１４Ｂ及び治具１５Ｂ間の距離ｍを変化させることによって、１次曲げ成形体１７Ａの渡り部１７ａの各片の長さを変化させることができる。このように渡り部１７ａの各片の長さを変化させることによって、Ｕ字形状の１次曲げ成形体１７Ａの幅（コイル幅）を変化させ、要求にあったコイルセグメントを作製することができる。この距離ｍの設定は、駆動機構２７Ａ及び２７Ｂによって行われる。即ち、駆動機構２７Ａ及び２７Ｂが動作すると、治具１５Ａ及び治具１６Ａが取り付けられているスライドプレート３２ＡがＤＵ方向に直線移動すると共に治具１５Ｂ及び治具１６Ｂが取り付けられているスライドプレート３２ＢがＤＶ方向に直線移動することにより、距離ｍを変化させることができる。なお、上記のようにスライドプレート３２Ａ及び３２Ｂにはそれぞれカムフォロア３３Ａ及び３３Ｂが固定され、これらのカムフォロア３３Ａ及び３３Ｂは旋回駆動プレート３８Ａ及び３８Ｂの係合凹部３９Ａ及び３９Ｂに係合しているので、旋回駆動プレート３８Ａ及び３８Ｂがスライドプレート３２Ａ及び３２Ｂと同期移動するように駆動機構２８Ａ及び２８Ｂが動作する。以降ではこれらの同期移動を適宜スライドプレート３２Ａ及び３２Ｂのみの移動として略す。

距離ｍの設定は曲げ加工が開始される前に設定しても良いが、曲げ加工動作中であっても治具１６Ａ及び１６Ｂ自体が旋回するまでは可能である。なお、スライドプレート３２Ａ及び３２Ｂは、曲げ加工開始前の初期状態においてはホームポジションに位置しており、与えられた制御データに基づいてこのホームポジションから移動するように構成されている。コイル幅小の１次曲げ成形体１７Ａを作製する場合は、図１３に示すように、治具１４Ａ及び１５Ａ間の距離ｍ並びに治具１４Ｂ及び１５Ｂ間の距離ｍを小さく設定し、コイル幅大の１次曲げ成形体１７Ｂを作製する場合は、図１４に示すように、治具１４Ａ及び１５Ａ間の距離ｍ並びに治具１４Ｂ及び１５Ｂ間の距離ｍを大きく設定する。これら治具のホームポジションは線材６の折り曲げ中心線Ｃ寄りの位置に設定しても良く、折り曲げ中心線Ｃから遠ざかる位置に設定しても良い。

図１５には、本実施形態における成形装置の電気的構成が示されている。同図に示すように、タッチパネル等の入力及びディスプレイ手段を含むヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）４５によって、線材の成形加工のための制御データの入力、メモリに記憶されている制御データの読み出し指示、メモリに記憶されている制御データの修正指示、ＮＣ制御の開始指示、又はＮＣ制御の終了指示等が入力される。ＨＭＩ４５はイーサネット（登録商標）を介してプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）４６に接続され、ＰＬＣ４６にはＣＣ−Ｌｉｎｋ等の高速ネットワークで第１のＮＣコントローラ４７及び第２のＮＣコントローラ４８が接続されている。ＰＬＣ４６は、種々の形状のコイルセグメントを成形するための制御データと制御プログラムとを少なくとも記憶するメモリとセントラルプロセッシングユニット（ＣＰＵ）と入出力インタフェースとを備えており、ＣＰＵがそのプログラムに従って指示された制御データを第１のＮＣコントローラ４７及び第２のＮＣコントローラ４８へ転送する機能を有している。第１のＮＣコントローラ４７は、１次曲げ部４における線材の長さ、コイルセグメントの中央角度θ１、ピッチ、及びコイルセグメントの肩部角度θ２等の制御データ、及び多軸制御実行についてのデータ展開を行い、さらに、２次曲げ部５における折り曲げ・プレス等の制御データ、及び多軸制御実行についてのデータ展開を行う。第２のＮＣコントローラ４８は、コイル組立装置２におけるコイル配置等の制御データについてデータ展開を行う。ＰＬＣ４６と第１のＮＣコントローラ４７及び第２のＮＣコントローラ４８とにより、線材供給部３、１次曲げ部４、２次曲げ部５及びコイル組立装置２を制御する制御部４９が構成されている。

第１のＮＣコントローラ４７は、サーボリンク構成用の光通信ケーブル５０を介して、線材供給部３、１次曲げ部４及び２次曲げ部５に接続されている。これら線材供給部３、１次曲げ部４及び２次曲げ部５においては、光通信ケーブル５０に複数の増幅及び駆動回路が接続されており、これら複数の増幅及び駆動回路に複数のサーボモータがそれぞれ接続されている。複数の増幅及び駆動回路には、複数のサーボモータに機械的に連結されたエンコーダからの信号線がそれぞれ接続されている。

本実施形態において、１次曲げ部４は前述したように、５軸制御構成となっており、光通信ケーブル５０には、ＤＸ方向駆動用のサーボモータ２４の増幅及び駆動回路、ＤＹ方向駆動用のサーボモータ３７Ａの増幅及び駆動回路、ＤＺ方向駆動用のサーボモータ３７Ｂの増幅及び駆動回路、ＤＵ方向駆動用のサーボモータ３１Ａの増幅及び駆動回路、並びにＤＶ方向駆動用のサーボモータ３１Ｂの増幅及び駆動回路が接続されている。

第２のＮＣコントローラ４８は、サーボリンク構成用の光通信ケーブル５１を介して、コイル組立装置２に接続されている。コイル組立装置２においては、光通信ケーブル５１に複数の増幅及び駆動回路が接続されており、これら複数の増幅及び駆動回路に複数のサーボモータがそれぞれ接続されている。複数の増幅及び駆動回路には、複数のサーボモータに機械的に連結されたエンコーダからの信号線がそれぞれ接続されている。

ＰＬＣ４６及び第１のＮＣコントローラ４７は、図１６に示すステップに基づいて線材の１次曲げ動作を制御する。以下、図１６のフローチャート及び図１７のタイミングチャートを用いて、１次折り曲げ動作を詳細に説明する。なお、以下の説明は、コイル幅が小さい、即ち渡り部の各辺の長さがＬ１の１次曲げ成形体１７Ａを作成する場合であり、コイル幅が大きい、即ち渡り部の各辺の長さがＬ２の場合は、図１８のタイミングチャートを用いて説明する。

まず、ＰＬＣ４６は、複数形状のコイルセグメントのうち、次に成形を行うコイルセグメントに関する線材の長さ、中央角度θ１、渡り部１７ａの各辺の長さ、肩部角度θ２等を規定する一連の制御データをメモリから読み出し、第１のＮＣコントローラ４７へ出力する（ステップＳ１）。

第１のＮＣコントローラ４７は、これにより受信した制御データを展開し、指定されたアドレスの駆動機構のＮＣ制御を実行する。まず、線材供給部３における剥離部１０及び切断部１１により、線材の両端部の絶縁層の剥離及び所定長さへの切断のＮＣ制御を行う（ステップＳ２）。即ち、線材６の長さに関する制御データを展開して剥離部１０の駆動機構に出力し対象となるサーボモータを駆動して線材の両端部に相当する部分の絶縁層の剥離を実行し、線材６の長さに関する制御データを展開して切断部１１の駆動機構へ出力し対象となるサーボモータを駆動して線材を所定長さに切断する。

次いで、第１のＮＣコントローラ４７は、図示しない搬送機構により、切断された線材６を搬送するＮＣ制御を行う（ステップＳ３）。即ち、搬送のための制御データを展開して搬送機構の駆動機構に出力し対象となるサーボモータを駆動して所定長さに切断された直線状の線材６を、初期状態に設定されている治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂまで搬送し、それらの凹溝１４Ａ−１、１４Ｂ−１、１５Ａ−１、１５Ｂ−１、１６Ａ−１及び１６Ｂ−１内に挿入する。

次いで、第１のＮＣコントローラ４７は、駆動機構２１により線材６の中央角度の軽度の曲げ加工を開始するＮＣ制御を行う（ステップＳ４）。即ち、中央角度の軽度の曲げ加工を行うための制御データを展開して駆動機構２１に出力し対象となるサーボモータを駆動して線材６の中央角度の折り曲げ動作を開始させる。具体的には、制御データによって駆動機構２１のサーボモータが作動し、可動ベース２０Ａ及び２０Ｂが旋回してその上の治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂが軽度（例えば角度θ１の５０％程度）に回転移動（旋回）し、線材６の中央角度の軽度の折り曲げが行われる。図１７の領域（１）がこの場合の駆動機構２１の動作状態を表している。

第１のＮＣコントローラ４７は、駆動機構２１の動作開始から僅かに遅れて（例えばスライダ２５が３０ｍｍ移動した時点で）、駆動機構２７Ａ及び２７Ｂによりコイル幅調整のＮＣ制御を行う（ステップＳ５）。即ち、コイル幅調整のための制御データを展開して駆動機構２７Ａ及び２７Ｂへ出力し対象となるサーボモータを駆動してスライドプレート３２Ａ及び３２Ｂを直線移動させる。これにより、スライドプレート３２Ａ及び３２Ｂがホームポジションから与えられた制御データに応じた距離ｍを得るための移動量分移動して渡り部の各辺の長さ（コイル幅）の調整がなされる。図１７の領域（１）がこの場合の駆動機構２７Ａ及び２８Ａの動作状態を表している。

次いで、第１のＮＣコントローラ４７は、駆動機構２１により線材６の中央角度が設定角度θ１まで折り曲げ加工するＮＣ制御を行う（ステップＳ６）。即ち、中央角度を設定角度θ１とする曲げ加工を行うための制御データを展開して駆動機構２１に出力し対象となるサーボモータを駆動して線材６の中央角度が設定角度θ１となるまで折り曲げ動作を行う。具体的には、制御データによって駆動機構２１のサーボモータが作動し、可動ベース２０Ａ及び２０Ｂが旋回してその上の治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂの回転移動（旋回）が行われ、線材６の中央角度が設定角度θ１まで折り曲げられる。図１７の領域（２）がこの場合の駆動機構２１の動作状態を表している。

中央角度が角度θ１まで曲げ終わったタイミングで、第１のＮＣコントローラ４７は、駆動機構２８Ａ及び２８Ｂにより線材６の肩部角度を折り曲げ加工するＮＣ制御を行う（ステップＳ７）。即ち、肩部角度の曲げ加工を行うための制御データを展開して駆動機構２８Ａ及び２８Ｂに出力し対象となるサーボモータを駆動して線材６の肩部角度の折り曲げ動作を行う。具体的には、制御データによって駆動機構２８Ａ及び２８Ｂのサーボモータが作動し、旋回駆動プレート３８Ａ及び３８ＢがＤＹ＋方向及びＤＺ＋方向にそれぞれ所定距離移動すると共に旋回プレート３４Ａ及び３４Ｂがその旋回中心４４を中心にして旋回し、治具１６Ａ及び１６Ｂが回転移動（旋回）して肩部角度が角度θ２まで折り曲げられる。図１７の領域（３）がこの場合の駆動機構２８Ａの動作状態を表している。

中央角度θ１及び／又は肩部角度θ２は、スプリングバックを考慮して強めに曲げる観点から設定されている。この種の曲げ加工では、曲げた後に押圧力を解除すると材質上の弾性で若干元に戻る、いわゆるスプリングバック現象が生じる可能性がある。このスプリングバックによる戻り量は線材６の材質、フラットワイズ方向の幅ｄ２、エッジワイズ方向の幅ｗ２等のパラメータによって異なる。成形型で押圧して成形する従来方式では、あらかじめスプリングバックの影響を考慮して成形面を設計しても、事後的にスプリングバックの影響が判明した場合には型を作製し直さなければならず、成形型作成費用が高くなりコイルセグメントの成形コスト、ひいては回転電機の製造コスト上昇を招いていた。成形型作成のやり直しが複数回となる場合には大幅なコスト上昇となっていた。本実施形態では、スプリングバックの影響が判明した場合には制御データを補正するだけで修正できるため、成形用部品の作り直しは一切発生しない。スプリングバックの影響を抑制できるデータを上記のパラメータであらかじめ実験により取得して制御テーブルを作成しても良いし、入力された線材６の種類に応じてスプリングバックを抑制できる成形条件が自動的に設定されるようにしても良い。

肩部角度が角度θ２まで折り曲げ終わった時点で、第１のＮＣコントローラ４７は、移送機構１２（図１参照）により、１次曲げが終了した線材である１次曲げ成形体１７Ａを取り外して移送するＮＣ制御を行う（ステップＳ８）。即ち、取り外し及び移送のための制御データを展開して移送機構１２の駆動機構に出力し対象となるサーボモータを駆動して１次曲げ成形体１７Ａをエアシリンダによる１対のチャック部で把持して、治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂから取り外し（凹溝からの引き上げ）、２次曲げ部５へ移送する。図１７の領域（４）がこの場合の各駆動機構２１、２７Ａ及び２８Ａの動作状態を表している。

その後、第１のＮＣコントローラ４７は、１次曲げ部４の駆動機構をリセットし、次のコイルセグメントの１次曲げに備える。具体的には、まず、駆動機構２７Ａ及び２７Ｂによりスライドプレート３２Ａ及び３２ＢをＤＵ−方向及びＤＶ−方向にそれぞれ少し戻す。図１７の領域（５）がこの場合の駆動機構２７Ａの動作状態を表している。次いで、駆動機構２８Ａ及び２８Ｂにより旋回駆動プレート３８Ａ及び３８ＢをＤＹ＋方向及びＤＺ＋方向それぞれの戻し用の仮位置まで移動させる。図１７の領域（６）がこの場合の駆動機構２８Ａの動作状態を表している。上記のように、スライドプレート３２Ａ及び３２Ｂと旋回駆動プレート３８Ａ及び３８Ｂはカムフォロアと係合凹部を介して係合しているので、これらを一度にホームポジションに戻すことができないため、図１７の領域（５）、（６）の段階を経るようになっている。次いで、駆動機構２１によりスライダ２５をＤＸ−方向に戻し始める。図１７の領域（７）がこの場合の駆動機構２１の動作状態を表している。次いで、スライダ２５の戻り終わりのタイミングで、駆動機構２８Ａ及び２８Ｂにより旋回駆動プレート３８Ａ及び３８ＢをＤＹ＋方向及びＤＺ＋方向にリセットし、駆動機構２７Ａ及び２７Ｂによりスライドプレート３２Ａ及び３２ＢをＤＵ−方向及びＤＶ−方向にそれぞれリセットする。図１７の領域（８）がこの場合の駆動機構２８Ａ及び２７Ａの動作状態を表している。

第１のＮＣコントローラ４７による２次曲げ部５のＮＣ制御及び第２のＮＣコントローラ４８によるコイル組立装置２のＮＣ制御については、本明細書では説明を省略する。

図１８は、渡り部の各辺の長さ（コイル幅）が大きい１次曲げ成形体１７Ｂ（図３（ｂ）参照）を成形する場合の第１のＮＣコントローラ４７の制御動作のタイミングチャートである。コイル幅の大きいセグメントを成形する場合の図１８のタイミングチャートでは、図１７のタイミングチャートと比べて、広幅であるために旋回駆動プレート３８Ａ及び３８Ｂとスライドプレート３２Ａ及び３２Ｂのホームポジションからの移動量が少ない。即ち、治具１４Ａ及び１５Ａ間並びに治具１４Ｂ及び１５Ｂ間の距離ｍが大きくなるため、曲げ中心から離れた側に設定されたホームポジションからの移動量が少なくなっている。また、旋回駆動プレート３８Ａ及び３８Ｂのホームポジションからの移動量は少ないが、治具１６Ａ及び１６Ｂを旋回させるための移動量が図１７の場合と同じであるため、領域（４）において、ＤＹ方向（駆動機構２８Ａ）についてのラインがＤＵ方向（駆動機構２７Ａ）についてのラインを越えている。その他は、前述した実施形態の場合と同様の制御が行われ、同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施形態では、コイルセグメントの１次曲げ成形体が線対称形状の場合についての例を説明したが、治具１５Ａ及び１６Ａ並びに治具１５Ｂ及び１６Ｂの移動量を互いに異ならせて変化させれば非線対称形状を得ることができる。また、上述の実施形態では治具１４Ａ及び１４Ｂを可動ベース２０Ａ及び２０Ｂにそれぞれ一体的に固定し、治具１５Ａ及び１６Ａ並びに治具１５Ｂ及び１６Ｂは旋回プレート３４Ａ及び３４Ｂにそれぞれ一体的に設ける構成としたが、治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂを別個の駆動機構で移動させる構成としてもよい。ただし、上述の実施形態のような構成とすることにより、駆動機構の数を少なくすることができると共に制御構成を簡易にできる。

また、上記実施形態では、複数の治具１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂの全てが線材を支持した状態で回転移動（旋回）させる構成としたが、図１９に示すように、治具１６Ａ及び１６Ｂに代えて、側面に線材６のエッジワイズ面に当接する環状の溝を有して回転自在に支持された軸断面が円形のローラ状治具５２Ａ及び５２Ｂを直線移動させて、それらの周面の溝で線材を押圧することにより肩部角度θ２を得る曲げ加工を行うようにしてもよい。この場合、治具５２Ａ及び５２Ｂは曲げ加工がなされる平面に対して垂直方向から曲げ領域に進入した後、直線移動する構成としてもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ コイルセグメント成形装置
２ コイル組立装置
３ 線材供給部
４ １次曲げ部
５ ２次曲げ部
６ 線材
７ ボビン
８ 供給方向転換部
９ａ、９ｂ ローラ対
１０ 剥離部
１１ 切断部
１２ 移送機構
１３ 保持部材
１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ、１６Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ 治具
１４Ａ−１、１４Ｂ−１、１５Ａ−１、１５Ｂ−１、１６Ａ−１、１６Ｂ−１ 凹溝
１４Ａ−２、１４Ｂ−２、１５Ａ−２、１５Ｂ−２、１６Ａ−２、１６Ｂ−２ エッジ部分
１４Ａ−３、１４Ｂ−３、１５Ａ−３、１５Ｂ−３、１６Ａ−３、１６Ｂ−３ 面取り部
１７ａ、１７ａ’、１７ａ” 渡り部
１７ｂ、１７ｃ スロット挿入部
１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ １次曲げ成形体
１８ 固定ベース
１９Ａ、１９Ｂ ガイドレール
２０Ａ、２０Ｂ 可動ベース
２１、２７Ａ、２７Ｂ、２８Ａ、２８Ｂ 駆動機構
２２、２９Ａ、２９Ｂ、３５Ａ、３５Ｂ ボールネジ部
２３、３０Ａ、３０Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ ナット部
２４、３１Ａ、３１Ｂ、３７Ａ、３７Ｂ サーボモータ
２５ スライダ
２６Ａ、２６Ｂ アーム
３２Ａ、３２Ｂ スライドプレート
３３Ａ、３３Ｂ カムフォロア
３４Ａ、３４Ｂ 旋回プレート
３８Ａ、３８Ｂ 旋回駆動プレート
３９Ａ、３９Ｂ 係合凹部
４０Ａ、４０Ｂ 嵌合部材
４１ 旋回中心
４２Ａ、４２Ｂ 連結軸
４３ 中心線
４５ ＨＭＩ
４６ ＰＬＣ
４７ 第１のＮＣコントローラ
４８ 第２のＮＣコントローラ
４９ 制御部
５０、５１ 光通信ケーブル
１００ 回転電機の製造装置
Ｃ 曲げ中心線

Claims (14)

1. 直線状の線材を、互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部と該１対のスロット挿入部を連結する渡り部とからなる所定の形状に同一平面内で曲げ加工する１次曲げ部を備えており、
   前記１次曲げ部は、前記同一平面内に配置され前記線材を支持する複数の治具と、前記複数の治具を、成形すべきコイルセグメントの形状条件に応じてそれぞれ設定された移動量に基づいて前記線材が前記所定の形状となるように前記同一平面内でそれぞれ移動させる複数の駆動機構とを有しており、
   前記複数の治具が前記１次曲げ部の曲げ中心線に対して左右側に等数配置されており、該左右側に配置された複数の治具が該左右側に配置された１対のベース部材にそれぞれ支持されており、前記複数の駆動機構が、前記１対のベース部材を前記曲げ中心線上の１点を旋回中心として旋回させるように構成されており、
   前記複数の駆動機構が、前記左右側に配置された複数の治具のうち、最も外側に配置された治具のみを旋回させるように構成されていることを特徴とするコイルセグメント成形装置。
2. 前記複数の駆動機構が、設定された移動量のデータに基づいて前記複数の治具をそれぞれ旋回又は直線移動させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のコイルセグメント成形装置。
3. 前記複数の駆動機構が、設定された移動角度又は移動距離のデータに基づいて前記複数の治具をそれぞれ旋回又は直線移動させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のコイルセグメント成形装置。
4. 前記複数の治具が前記曲げ中心線について線対称に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のコイルセグメント成形装置。
5. 前記複数の駆動機構が、前記左右側に配置された複数の治具のうち、最も外側に配置された治具及びその隣の治具を直線移動させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のコイルセグメント成形装置。
6. 前記複数の治具が前記線材を収容する凹溝をそれぞれ有しており、曲げ加工がなされる前の初期位置において前記複数の治具の前記凹溝が互いに直線状に配列されていることを特徴とする請求項１に記載のコイルセグメント成形装置。
7. 複数の治具を同一平面内に配置して直線状の線材を支持し、該複数の治具を、成形すべきコイルセグメントの形状条件に応じてそれぞれ設定された移動量に基づいて移動させることにより、前記線材を互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部と該１対のスロット挿入部を連結する渡り部とからなる所定の形状に曲げ加工するコイルセグメント成形方法であって、前記複数の治具を前記１次曲げ部の曲げ中心線に対して左右側に等数配置し、該左右側に配置された複数の治具を該左右側に配置された１対のベース部材によってそれぞれ支持し、前記１対のベース部材を前記曲げ中心線上の１点を旋回中心として旋回させ、その後、前記左右側に配置された複数の治具のうち、最も外側に配置された治具のみを旋回させることにより、前記線材を前記所定の形状に曲げ加工するコイルセグメント成形方法。
8. 直線状の線材を、互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部と該１対のスロット挿入部を連結する渡り部とからなる所定の形状に同一平面内で曲げ加工する１次曲げ部を備えており、
   前記１次曲げ部が、前記同一平面内に配置され前記線材を支持する複数の治具と、前記複数の治具を、成形すべきコイルセグメントの形状条件に応じてそれぞれ設定された移動量に基づいて前記同一平面内でそれぞれ移動させる複数の駆動機構とを有しており、
   前記複数の治具が前記１次曲げ部の曲げ中心線に対して左右側に等数配置されており、該左右側に配置された複数の治具が該左右側に配置された１対のベース部材にそれぞれ支持されており、前記複数の駆動機構が、前記１対のベース部材を前記曲げ中心線上の１点を旋回中心として旋回させるように構成されており、
   前記複数の駆動機構が、前記左右側に配置された複数の治具のうち、最も外側に配置された治具のみを旋回させるように構成されていることを特徴とする回転電機の製造装置。
9. 線材を供給する線材供給部と、該線材供給部から供給された直線状の線材を互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部と該１対のスロット挿入部を連結する渡り部とからなる所定の形状に同一平面内で曲げ加工する１次曲げ部と、該１次曲げ部によって曲げ加工された線材を前記同一平面と垂直な面内において曲げ加工する２次曲げ部と、該２次曲げ部によって曲げ加工されたコイルセグメントを回転電機のスロットに対応させて組み立てるコイル組立装置とを備えており、
   前記１次曲げ部が、前記同一平面内に配置され前記線材を支持する複数の治具と、前記複数の治具を、成形すべきコイルセグメントの形状条件に応じて設定された移動量に基づいて前記同一平面内でそれぞれ移動させる複数の駆動機構とを有しており、
   前記複数の治具が前記１次曲げ部の曲げ中心線に対して左右側に等数配置されており、該左右側に配置された複数の治具が該左右側に配置された１対のベース部材にそれぞれ支持されており、前記複数の駆動機構が、前記１対のベース部材を前記曲げ中心線上の１点を旋回中心として旋回させるように構成されており、
   前記複数の駆動機構が、前記左右側に配置された複数の治具のうち、最も外側に配置された治具のみを旋回させるように構成されていることを特徴とする回転電機の製造装置。
10. 前記複数の駆動機構が、設定された移動量のデータに基づいて前記複数の治具をそれぞれ旋回又は直線移動させるように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の回転電機の製造装置。
11. 前記複数の駆動機構が、設定された移動角度又は移動距離のデータに基づいて前記複数の治具をそれぞれ旋回又は直線移動させるように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の回転電機の製造装置。
12. 前記複数の治具が前記曲げ中心線について線対称に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の回転電機の製造装置。
13. 前記複数の駆動機構が、前記左右側に配置された複数の治具のうち、最も外側に配置された治具及びその隣の治具を直線移動させるように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の回転電機の製造装置。
14. 前記複数の治具が前記線材を収容する凹溝をそれぞれ有しており、曲げ加工がなされる前の初期位置において前記複数の治具の前記凹溝が互いに直線状に配列されていることを特徴とする請求項９に記載の回転電機の製造装置。

Images