(57)【要約】【課題】巻線を目標とする角度に正確に折り曲げて、高品質のコイルを作製する。【解決手段】伸張工程では、伸張手段１２により、巻線３０に所定値を超えるまで引張荷重を付与して伸張することで、巻線３０を目標硬さへと硬化させ、直線材３０’に成形する。そして、曲げ工程では、曲げ手段１４により、直線材３０’を繰り返し折り曲げ、コイル３４に成形する。すなわち、伸張工程において、巻線３０を一様に目標硬さへと硬化させることで、制御手段１６により巻線３０の硬さを意図的に管理した状態で、曲げ工程において曲げ加工を施す。これにより、目標とする曲げ角度に正確に折り曲げることができ、高品質のコイル３４を作製することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線をコイル状に成形する加工方法であって、
巻線を伸張することにより直線材に成形する伸張工程と、該直線材を折り曲げてコイル状に成形する曲げ工程とを含み、
前記伸張工程では、前記巻線に所定値を超えるまで引張荷重を付与し、前記巻線を目標硬さへと硬化させることを特徴とする巻線の加工方法。
【請求項２】
前記曲げ工程で前記直線材に実際に与える曲げ量を、前記直線材の曲げ部における目標曲げ角度を得るための、前記直線材の硬さに応じた曲げ量に設定して、前記直線材を折り曲げることを特徴とする請求項１記載の巻線の加工方法。
【請求項３】
前記伸張工程に先立ち、及び／又は、前記伸張工程の後に、前記巻線に付与する引張荷重と前記直線材の硬さとの関係を把握する、荷重対硬さ計測工程を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の巻線の加工方法。
【請求項４】
前記曲げ工程に先立ち、前記直線材の硬さと、前記曲げ部における目標曲げ角度を得るための前記直線材に実際に与える曲げ量との相関関係を、前記目標曲げ角度毎に把握する、硬さ対角度データ蓄積工程を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の巻線の加工方法。
【請求項５】
前記伸張工程に先立ち、前記巻線をボビンから切り出す切り出し工程を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の巻線の加工方法。
【請求項６】
巻線をコイル状に成形する加工装置であって、
巻線を伸張することにより直線材に成形する伸張手段と、該直線材を折り曲げてコイル状に成形する曲げ手段と、前記伸張手段及び曲げ手段の制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記巻線に所定値を超えるまで引張荷重を付与し、前記巻線を目標硬さへと硬化させるように前記伸張手段を制御するものであることを特徴とする巻線の加工装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記直線材に実際に与える曲げ量が、前記直線材の曲げ部における目標曲げ角度を得るための、前記直線材の硬さに応じた曲げ量となるように、前記曲げ手段を制御するものであることを特徴とする請求項６記載の巻線の加工装置。
【請求項８】
前記伸張手段により前記巻線に付与する引張荷重を計測する荷重計測手段と、前記直線材の硬さを計測する硬さ計測手段とを含み、
前記制御手段は、前記荷重計測手段により得られる荷重に基づき、前記伸張手段により前記巻線に付与する引張荷重を制御し、前記硬さ計測手段により得られる前記直線材の硬さに基づき、前記直線材に実際に与える曲げ量が、前記直線材の曲げ部における目標曲げ角度を得るための、前記直線材の硬さに応じた曲げ量となるように、前記曲げ手段を制御するものであることを特徴とする請求項６又は７記載の巻線の加工装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記直線材の硬さと、前記曲げ部における目標曲げ角度を得るための前記直線材に実際に与える曲げ量との相関関係を、前記目標曲げ角度毎に把握する、硬さ対角度データ蓄積手段を含み、
該硬さ対角度データ蓄積手段のデータに基づき、前記直線材に実際に与える曲げ量が、前記直線材の曲げ部における目標曲げ角度を得るための、前記直線材の硬さに応じた曲げ量となるように、前記曲げ手段を制御するものであることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項記載の巻線の加工装置。
【請求項１０】
前記巻線をボビンから引き出し、必要な長さに切り出す切り出し手段を含むことを特徴とする請求項６から９のいずれか１項記載の巻線の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻線をコイル状に成形する加工方法及び加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モータやリアクトル等のコイルとして、平角線等の巻線を繰り返し折り曲げて作製されたコイルが用いられている。一例として、図７は、平角線である巻線３０を折り曲げて作製したコイル３４を示している。このようなコイル３４は、各折り曲げの際の曲げ角度θが、スプリングバック等の影響により、目標とする曲げ角度からズレていると、コイル状を成すまで繰り返し折り曲げられた状態では、角度のズレが蓄積され、大きく形状が歪んでしまう。このため、各折り曲げの際に、巻線３０を目標とする曲げ角度に正確に折り曲げることが、コイル３４の品質上重要となる。このような要求を受けて、巻線３０を正確に折り曲げて加工するための種々の装置や方法が開発されている（例えば、特許文献１参照）。図８には、ボビン３２に巻き付けられた巻線３０をコイル状に成形する、従来の加工方法のイメージを示している。図８の方法では、ボビン３２に巻き付けられている巻線３０の巻き癖を矯正するため、ローラ１０２により巻線３０を伸張した後、巻線３０をコイル状に成形している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０２８０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図８に示す巻線３０の加工方法では、ローラ１０２による伸張時に巻線３０にかかる張力が一定ではなく、又、巻線３０が銅等の金属製であるため、伸張時の条件により巻線３０の硬さが変化してしまい、巻線３０の硬さにバラツキが生じる場合がある。又、ボビン３２に巻き付けられた巻線３０は、巻線３０の製造過程では硬さが均一であっても、ボビン３２へ巻き付けられる際の、外側へ巻き付けられるほど大きくなる巻き付け径等の影響を受けて、硬さにバラツキが生じている場合がある。このような場合には、巻線３０を折り曲げる際に、毎回一定の条件で折り曲げると、折り曲げ条件にスプリングバックが考慮されていたとしても、巻線の硬さのバラツキには対応できないため、曲げ角度θの全てを目標とする曲げ角度にすることができない。このため、実際に折り曲がる角度と目標とする曲げ角度とのズレを補正するように、折り曲げの条件を調整する必要があった。しかしながら、このような方法で巻線３０を折り曲げたとしても、巻線３０の硬さに大きなバラツキがあると、折り曲げ条件の調整に時間がかかることとなり、更に、巻線３０の硬さが急激に変化していると、目標とする曲げ角度への補正が困難になる等の問題があった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、巻線を目標とする角度に正確に折り曲げて、高品質のコイルを作製することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。そのため、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【０００７】
（１）巻線をコイル状に成形する加工方法であって、巻線を伸張することにより直線材に成形する伸張工程と、該直線材を折り曲げてコイル状に成形する曲げ工程とを含み、前記伸張工程では、前記巻線に所定値を超えるまで引張荷重を付与し、前記巻線を目標硬さへと硬化させる巻線の加工方法（請求項１）。
【０００８】
本項に記載の巻線の加工方法は、伸張工程と曲げ工程とを含んでおり、伸張工程では、巻線を伸張して直線状に硬化させることにより、巻線を直線材に成形する。この際、巻線に所定値を超えるまで引張荷重を付与することにより、巻線を目標硬さへと硬化させる。具体的には、伸張により硬化する巻線に対し、巻線の材料特性に基づいて設定した所定値を越えるまで引張荷重を付与して、巻線を伸張することで、一様に目標硬さへと硬化した直線材に成形する。そして、曲げ工程では、このように成形した直線材を繰り返し折り曲げて、直線材をコイル状に成形する。すなわち、本項に記載の巻線の加工方法は、伸張工程において、巻線を一様に目標硬さへと硬化させることで、巻線の硬さを意図的に管理した状態で、曲げ工程において、曲げ加工を施すものである。これにより、曲げ工程において、目標とする曲げ角度に正確に折り曲げるものとなり、高品質のコイルを作製することとなる。
【０００９】
（２）上記（１）項において、前記曲げ工程で前記直線材に実際に与える曲げ量を、前記直線材の曲げ部における目標曲げ角度を得るための、スプリングバック量の制御に関連する加工条件を考慮して決定し、前記直線材を折り曲げる巻線の加工方法。
本項に記載の巻線の加工方法は、曲げ工程において、直線材に実際に与える曲げ量を、直線材の曲げ部における目標曲げ角度を得るための、スプリングバック量の制御に関連する加工条件を考慮して決定し、直線材を折り曲げるものである。これにより、前記の加工条件から把握されるスプリングバック量を考慮して、直線材に実際に与える曲げ量が決定されるため、直線材の曲げ部において、高精度かつ安定的に、目標曲げ角度に折り曲げるものとなる。
【００１０】
（３）上記（２）項において、前記曲げ工程で前記直線材に実際に与える曲げ量を、前記直線材の曲げ部における目標曲げ角度を得るための、前記直線材の硬さに応じた曲げ量に設定して、前記直線材を折り曲げる巻線の加工方法（請求項２）。
本項に記載の巻線の加工方法は、曲げ工程において、直線材に実際に与える曲げ量を、直線材の曲げ部における目標曲げ角度を得るための、スプリングバック量の制御に関連する加工条件として、直線材の硬さに応じた曲げ量に設定して、直線材を折り曲げるものである。すなわち、スプリングバック量に影響する直線材の硬さに基づいて、直線材に実際に与える曲げ量を設定する。これにより、意図的に管理している直線材の硬さから、スプリングバック量を考慮して、実際に与える曲げ量が設定されるため、直線材の曲げ部において、高精度かつ安定的に、目標曲げ角度に折り曲げるものとなる。
【００１１】
（４）上記（２）項において、前記曲げ工程で前記直線材に実際に与える曲げ量を、前記直線材の曲げ部における目標曲げ角度を得るための、前記直線材の硬さ、寸法、曲げ半径、目標曲げ速度のうち、少なくとも１つに応じた曲げ量に設定して、前記直線材を折り曲げる巻線の加工方法。
本項に記載の巻線の加工方法は、曲げ工程において、直線材に実際に与える曲げ量を、スプリングバック量の制御に関連する加工条件として、直線材の硬さだけではなく、直線材の断面の直径や幅等の寸法、折り曲げの際の曲げ半径、曲げ部に施す曲げ加工の目標速度である目標曲げ速度のうちの、少なくとも１つに基づいて設定するものである。これらを意図的に管理することにより、上記（３）項と同様に、直線材を目標曲げ角度に折り曲げるものとなる。
【００１２】
（５）上記（１）から（４）項において、前記伸張工程に先立ち、及び／又は、前記伸張工程の後に、前記巻線に付与する引張荷重と前記直線材の硬さとの関係を把握する、荷重対硬さ計測工程を含む巻線の加工方法（請求項３）。
本項に記載の巻線の加工方法は、伸張工程において巻線に付与する引張荷重と、伸張により硬化した直線材の硬さとの関係を把握する、荷重対硬さ計測工程を含むものである。具体的には、巻線を伸張して直線材に成形し、その際に巻線に付与した引張荷重と、硬化した直線材の硬さとを計測し、引張荷重と硬さとの関係を把握するものである。そして、望ましくは、巻線から直線材への成形、及び、その際の引張荷重と硬さとの計測を複数回行い、引張荷重と硬さとの関係の精度を高めることとする。なお、上記の如くスプリングバック量の制御に関連する加工条件として、直線材の硬さに換えて、直線材の寸法、曲げ半径、目標曲げ速度を用いることとしてもよい。これらの場合には、適宜、以下の説明において、直線材の硬さを、直線材の寸法、曲げ半径、目標曲げ速度に置換した内容を実施するものとする。
【００１３】
又、この荷重対硬さ計測工程は、伸張工程に先立って行ってもよく、伸張工程の後に行ってもよい。更には、伸張工程の前後に行うこととしてもよい。伸張工程に先立って行う場合には、本巻線の加工方法に用いる巻線を試料として、巻線から直線材への成形、及び、その際の引張荷重と硬さとの計測を行い、引張荷重と硬さとの関係を把握する。これにより、巻線に付与する引張荷重と、それにより硬化した直線材の硬さとの関係が事前に把握されるため、伸張工程において、巻線を目標硬さへと硬化させるための、巻線に付与すべき適切な引張荷重を把握することとなる。又、荷重対硬さ計測工程を伸張工程の後に行う場合には、伸張工程を経て硬化した直線材の硬さを把握すると同時に、伸張工程で巻線に付与した引張荷重と硬さとの関係を把握することとなる。更に、荷重対硬さ計測工程を伸張工程の前後に行う場合には、伸張工程において、目標硬さへと硬化させるための適切な引張荷重を巻線に付与すると共に、これにより硬化した直線材の硬さが把握される。従って、伸張後の直線材の硬さを、効率的かつ高精度に管理することとなる。
【００１４】
（６）上記（１）から（５）項において、前記曲げ工程に先立ち、前記直線材の硬さと、前記曲げ部における目標曲げ角度を得るための前記直線材に実際に与える曲げ量との相関関係を、前記目標曲げ角度毎に把握する、硬さ対角度データ蓄積工程を含む巻線の加工方法（請求項４）。
本項に記載の巻線の加工方法は、曲げ工程に先立ち実施する、硬さ対角度データ蓄積工程を含むものである。硬さ対角度データ蓄積工程では、直線材の硬さと、曲げ部における目標曲げ角度を得るための直線材に実際に与える曲げ量との相関関係を、曲げ部の目標曲げ角度毎に把握する。すなわち、本巻線の加工方法により実際に巻線を加工した時や、本巻線の加工方法で用いる巻線を試料とした試験時等に、直線材の硬さ、直線材に実際に与えた曲げ量、直線材が実際曲がった曲がり角度等を計測する。そして、これらの計測結果から、直線材の硬さと直線材に実際に与えた曲げ量との相関関係を、目標曲げ角度毎にデータ化して、硬さ対角度データとして事前に蓄積しておくものである。曲げ工程において、このように蓄積した硬さ対角度データを用いることとすれば、スプリングバック量に影響する直線材の硬さと、目標とする曲げ角度とに基づいて、直線材に実際に与える曲げ量を、効率的かつ高精度に設定することとなる。
【００１５】
（７）上記（１）から（６）項において、前記伸張工程に先立ち、前記巻線をボビンから切り出す切り出し工程を含む巻線の加工方法（請求項５）。
本項に記載の巻線の加工方法は、伸張工程に先立ち、巻線をボビンから切り出す切り出し工程を含むものである。切り出し工程では、巻線をボビンから切り出す際に、巻線をコイル状に成形するのに十分な長さを有する長さに切り出しをする。そして、伸張工程では、切り出した巻線の両端部を把持した状態で巻線を長手方向に伸張し、巻線を直線材に成形する。これにより、巻線の両端部を安定して保持することとなり、巻線に付与する引張荷重が高精度に管理される。
【００１６】
（８）上記（１）から（７）項において、前記伸張工程では、前記巻線の降伏応力又は０．２％耐力を超えるまで前記巻線に引張荷重を付与する巻線の加工方法。
本項に記載の巻線の加工方法は、伸張工程において巻線を伸張する際に、巻線の降伏応力又は０．２％耐力を超えるまで、巻線に引張荷重を付与するものである。これにより、巻線を塑性変形する硬さまで硬化させて、硬さが管理された直線材に成形するため、曲げ工程において直線材を折り曲げた際の、直線材の弾性変形によるスプリングバックを防止するものとなる。
【００１７】
（９）上記（１）から（８）項において、前記巻線として平角線を用い、前記曲げ工程では、平角線の幅方向一方側端面を内側にして平角線を折り曲げる巻線の加工方法。
本項に記載の巻線の加工方法は、巻線として平角線を用い、曲げ工程では、平角線の幅方向一方側端面を内側にして平角線を折り曲げ、コイル状に成形するものである。そして、断面が円形の丸線よりも曲げ加工が困難である、平角線を用いる場合においても、上記（１）から（８）項の巻線の加工方法と同様の作用を奏するものである。
【００１８】
（１０）巻線をコイル状に成形する加工装置であって、巻線を伸張することにより直線材に成形する伸張手段と、該直線材を折り曲げてコイル状に成形する曲げ手段と、前記伸張手段及び曲げ手段の制御手段とを含み、前記制御手段は、前記巻線に所定値を超えるまで引張荷重を付与し、前記巻線を目標硬さへと硬化させるように前記伸張手段を制御するものである巻線の加工装置（請求項６）。
（１１）上記（１０）項において、前記制御手段は、前記直線材に実際に与える曲げ量が、前記直線材の曲げ部における目標曲げ角度を得るための、スプリングバック量の制御に関連する加工条件を考慮した曲げ量となるように、前記曲げ手段を制御するものである巻線の加工装置。
【００１９】
（１２）上記（１１）項において、前記制御手段は、前記直線材に実際に与える曲げ量が、前記直線材の曲げ部における目標曲げ角度を得るための、前記直線材の硬さに応じた曲げ量となるように、前記曲げ手段を制御するものである巻線の加工装置（請求項７）。
（１３）上記（１１）項において、前記制御手段は、前記直線材に実際に与える曲げ量が、前記直線材の曲げ部における目標曲げ角度を得るための、前記直線材の硬さ、寸法、曲げ半径、目標曲げ速度のうち、少なくとも１つに応じた曲げ量となるように、前記曲げ手段を制御するものである巻線の加工装置。
【００２０】
（１４）上記（１０）から（１３）項において、前記伸張手段により前記巻線に付与する引張荷重を計測する荷重計測手段と、前記直線材の硬さを計測する硬さ計測手段とを含み、前記制御手段は、前記荷重計測手段により得られる荷重に基づき、前記伸張手段により前記巻線に付与する引張荷重を制御し、前記硬さ計測手段により得られる前記直線材の硬さに基づき、前記直線材に実際に与える曲げ量が、前記直線材の曲げ部における目標曲げ角度を得るための、前記直線材の硬さに応じた曲げ量となるように、前記曲げ手段を制御するものである巻線の加工装置（請求項８）。
（１５）上記（１０）から（１４）項において、前記制御手段は、前記直線材の硬さと、前記曲げ部における目標曲げ角度を得るための前記直線材に実際に与える曲げ量との相関関係を、前記目標曲げ角度毎に把握する、硬さ対角度データ蓄積手段を含み、該硬さ対角度データ蓄積手段のデータに基づき、前記直線材に実際に与える曲げ量が、前記直線材の曲げ部における目標曲げ角度を得るための、前記直線材の硬さに応じた曲げ量となるように、前記曲げ手段を制御するものである巻線の加工装置（請求項９）。
【００２１】
（１６）上記（１０）から（１５）項において、前記巻線をボビンから引き出し、必要な長さに切り出す切り出し手段を含む巻線の加工装置（請求項１０）。
（１７）上記（１０）から（１６）項において、前記制御手段は、前記巻線の降伏応力又は０．２％耐力を超えるまで前記巻線に引張荷重を付与するように、前記伸張手段を制御するものである巻線の加工装置。
（１８）上記（１０）から（１７）項において、前記巻線が平角線であり、前記曲げ手段は、平角線の幅方向一方側端面を内側にして平角線を折り曲げる巻線の加工装置。
そして、上記（１０）から（１８）項に記載の巻線の加工装置は、各々、上記（１）から（９）項に記載の巻線の加工方法に用いられることで、上記（１）から（９）項に対応する同等の作用を奏するものとなる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明はこのように構成したので、巻線を目標とする角度に正確に折り曲げて、高品質のコイルを作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工装置の構成を示す概略図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す加工装置を用いた巻線の加工方法のイメージ図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工方法の各工程を示すフロー図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工方法で用いる巻線の硬さと曲げ量との関係を示すグラフの一例である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工方法における曲げ工程の様子を示す概略図である。
【図５】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る巻線の加工装置の構成を示す概略図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す加工装置を用いた巻線の加工方法のイメージ図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る巻線の加工方法の各工程を示すフロー図である。
【図７】巻線を折り曲げて作製したコイルの一例を示す概略図である。
【図８】従来の巻線の加工方法のイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。ここで、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については同一符号で示し、詳しい説明を省略する。
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工装置１０の構成を概略的に示しており、図１（ｂ）は、巻線の加工装置１０を用いた巻線３０の加工方法のイメージを示している。なお、本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工装置１０では、巻線３０に平角線を用いるものとする。又、図１（ａ）で図示している黒矢印は、巻線３０の加工の流れを示している。
【００２５】
図示のように、巻線の加工装置１０は、巻線３０に引張荷重を付与して伸張することで、巻線３０を直線材３０’に成形するための伸張手段１２と、直線材３０’を繰り返し折り曲げてコイル状に成形するための曲げ手段１４と、伸張手段１２及び曲げ手段１４を制御する制御手段１６とを有している。又、巻線の加工装置１０は、伸張手段１２により巻線３０に付与する引張荷重を計測するための荷重計測手段１８と、伸張手段１２により伸張されて硬化した直線材３０’の硬さを計測するための硬さ計測手段２０とを有しており、制御手段１６が、荷重計測手段１８と硬さ計測手段２０との制御も行う。又、制御手段１６は、伸張手段１２により伸張されて硬化した直線材３０’の硬さと、曲げ手段１４により各折り曲げの際に直線材３０’に実際に与える曲げ量との関係を、データ化して蓄積する硬さ対角度データ蓄積手段２２を有している。
【００２６】
次に、巻線の加工装置１０を用いた、本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工方法の処理手順について、処理手順の一例を示すフロー図である図２に沿って説明する。なお、巻線の加工装置１０の構成や、巻線３０の加工イメージについては、図１を適宜参照するものとする。更に、以下の説明では、巻線の硬さと直線材に実際に与える曲げ量との相関関係の一例を示す図３と、直線材の曲げ部における曲げ工程の様子を示す図４とを適宜参照している。
【００２７】
Ｓ１０（硬さ対角度データ蓄積工程）：制御手段１６の硬さ対角度データ蓄積手段２２により、直線材３０’の硬さと、直線材３０’に実際に与える曲げ量との相関関係を、目標曲げ角度毎に把握して蓄積する。詳しくは、伸張手段１２により伸張された直線材３０’の硬さと、曲げ部３６（図４参照）における目標曲げ角度θｔを得るための、スプリングバック量を考慮した直線材３０’に実際に与える曲げ量Ｂｖとの相関関係を、曲げ部３６の目標曲げ角度θｔ毎に把握する。この相関関係を把握するために、本巻線の加工方法で用いる巻線３０を試料とした試験を実施してもよい。すなわち、伸張手段１２により試料である巻線３０に引張荷重を付与し、巻線３０を伸張して直線材３０’に成形した後、硬さ計測手段２０により直線材３０’の硬さＨｄ（図３参照）を計測する。そして、図４に示すように、直線材３０’を曲げ手段１４により折り曲げ、その際に実際に直線材３０’に与えた曲げ量Ｂｖを計測する。更に、直線材３０’の曲げ部３６を曲げ手段１４から解放し、実際に与えた曲げ量Ｂｖよりもスプリングバックの影響で曲がり量が少なくなった状態の、曲げ部３６の曲がり角度を計測する。
【００２８】
そして、上述したような計測を、巻線３０に付与する引張荷重と、直線材３０’に実際に与える曲げ量Ｂｖとを変化させながら、複数回実施する。このようにして得られる計測データから、硬さ対角度データ蓄積手段２２により、例えば、図３に示すグラフのような、直線材３０’の硬さＨｄと、曲げ部３６に実際に与える曲げ量Ｂｖとの相関関係を、目標曲げ角度θｔ（実際に曲がった角度）毎に把握し、データ化して蓄積する。
又、直線材３０’の硬さと、直線材３０’に実際に与える曲げ量Ｂｖとの相関関係を、後述するＳ５０の伸張工程及びＳ８０の曲げ工程の際に、上述したような試験と同様の計測を行い、これらの計測データから把握することとしてもよい。
【００２９】
Ｓ３０（目標硬さ決定）：制御手段１６により、後述するＳ５０の伸張工程において、巻線３０を伸張して硬化させ、直線材３０’に成形する際の、直線材３０’を硬化させる目標硬さを決定する。直線材３０’の目標硬さは、目標曲げ角度θｔを考慮して、上記Ｓ１０で硬さ対角度データ蓄積手段２２により蓄積した、目標曲げ角度θｔに係る直線材３０’の硬さＨｄと実際に与える曲げ量Ｂｖとの相関関係に含まれる範囲内で、適切な値に決定する。又、直線材３０’の目標硬さは、直線材３０’に対し、直線材３０’の降伏応力又は０．２％耐力を超える応力を与えた場合の硬さであることが望ましい。
【００３０】
Ｓ５０（伸張工程）：伸張手段１２により、巻線３０を伸張して硬化させ、直線材３０’に成形する。この際、直線材３０’が上記Ｓ３０で決定した目標硬さに硬化するような、適切な引張荷重を、伸張手段１２が巻線３０に付与するように、制御手段１６により伸張手段１２を制御する。又、制御手段１６により、巻線３０に付与する引張荷重が、巻線３０の降伏応力又は０．２％耐力を超えるように、伸張手段１２を制御してもよい。
【００３１】
Ｓ６０（荷重対硬さ計測工程）：荷重計測手段１８により、上記Ｓ５０で巻線３０に付与した引張荷重を計測する。又、硬さ計測手段２０により、伸張されて硬化した直線材３０’の硬さを計測する。そして、制御手段１６により、これらの計測結果から、巻線３０に付与した引張荷重と直線材３０’の硬さとの関係を把握する。この引張荷重と硬さとの関係は、上記Ｓ５０の伸張工程で利用してもよい。
【００３２】
Ｓ７０（硬さ判定）：制御手段１６により、上記Ｓ６０において計測した直線材３０’の硬さが、上記Ｓ３０において決定した目標硬さに達しているか否かを判定する。この結果、直線材３０’の硬さが目標硬さに達している場合には、Ｓ８０へ移行する。一方、直線材３０’の硬さが目標硬さに達していない場合には、上記Ｓ５０へ復帰し、再度、直線材３０’を伸張する。（もしくは、直線材３０’の硬さが目標硬さに達していない場合でも、Ｓ８０へ移行し、上記Ｓ６０において計測した直線材３０’の硬さに応じた適切な曲げ量を、Ｓ８０の曲げ工程にて与えることとしてもよい。）
【００３３】
Ｓ８０（曲げ工程）：図４に示すように、曲げ手段１４により、直線材３０’を折り曲げる。ここで、図４に示す曲げ手段１４による、直線材３０’の折り曲げ方法について説明する。なお、図４に示す直線材３０’は、平角線である。曲げ手段１４は、曲げ芯４０と曲げ治具４２とを有しており、直線材３０’を折り曲げる際には、まず、曲げ芯４０と曲げ治具４２とにより、直線材３０’の図中上側端面（平角線の幅方向一方側端面）と図中下側端面（平角線の幅方向他方側端面）とを挟持する。そして、曲げ治具４２が、曲げ芯４０を中心として、直線材３０’の図中下側端面（平角線の幅方向他方側端面）を図中矢印のように回動する。このようにして、曲げ手段１４は、曲げ芯４０を軸として、直線材３０’を図中上側端面（平角線の幅方向一方側端面）を内側にして折り曲げる。なお、図４に示す曲げ手段１４は一例であり、本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工方法では、他の形態の曲げ手段１４を用いてもよい。
【００３４】
又、曲げ手段１４により直線材３０’を折り曲げる際には、制御手段１６により、上記Ｓ１０で蓄積した硬さ対角度データと、直線材３０’の硬さとに基づいて算出する、目標曲げ角度θｔを得るための曲げ量Ｂｖに、直線材３０’を折り曲げるように、曲げ手段１４を制御する。例えば、上記Ｓ１０において、図３に示すグラフのような、目標曲げ角度θｔに係る硬さ対角度データを蓄積した場合には、制御手段１６により、直線材３０’の硬さＨｄを、図３のグラフに照らし合わせて、直線材３０’に与える曲げ量Ｂｖを算出する（図３の矢印参照）。この際、直線材３０’の硬さＨｄとして、上記Ｓ６０において硬さ計測手段２０により計測した直線材３０’の硬さを用いる。そして、制御手段１６により曲げ手段１４を制御し、直線材３０’の曲げ部３６を、図４に符号３０ａで示した状態のように、算出した曲げ量Ｂｖに折り曲げる。
更に、上述したような折り曲げを、直線材３０’の曲げ部３６を移動させながら、必要回数繰り返すことで、直線材３０’をコイル３４に成形する。
【００３５】
さて、上記構成をなす本発明の第１の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工方法は、図１に示すような巻線の加工装置１０を用いて実施するものであり、図２に示すように、伸張工程（Ｓ５０）と曲げ工程（Ｓ８０）とを含んでいる。伸張工程では、伸張手段１２により、巻線３０を伸張して直線状に硬化させることにより、巻線３０を直線材３０’に成形する。この際、制御手段１６により伸張手段１２を制御し、巻線３０に所定値を超えるまで引張荷重を付与することにより、巻線３０を目標硬さへと硬化させる。具体的には、伸張により硬化する巻線３０に対し、巻線３０の材料特性に基づいて設定した所定値を越えるまで引張荷重を付与して、巻線３０を伸張することで、一様に目標硬さへと硬化した直線材３０’に成形する。
【００３６】
そして、曲げ工程では、曲げ手段１４により、上述したように成形した直線材３０’を繰り返し折り曲げて、直線材３０’をコイル３４に成形する。すなわち、本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工方法は、伸張工程において、巻線３０を一様に目標硬さへと硬化させることで、制御手段１６により巻線３０の硬さを意図的に管理した状態で、曲げ工程において、曲げ加工を施すものである。これにより、曲げ工程において、目標とする曲げ角度に正確に折り曲げることができ、高品質のコイル３４を作製することが可能となる。
【００３７】
又、本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工方法は、図４に示すように、曲げ工程において、直線材３０’に実際に与える曲げ量Ｂｖを、直線材３０’の曲げ部３６における目標曲げ角度θｔを得るための、スプリングバック量の制御に関連する加工条件として、直線材３０’の硬さＨｄ（図３参照）に応じた曲げ量に設定して、直線材３０’を折り曲げるものである。すなわち、制御手段１６により、スプリングバック量に影響する直線材３０’の硬さＨｄに基づいて、直線材３０’に実際に与える曲げ量Ｂｖを設定し、直線材３０’を図４に符号３０ａで示す状態のように折り曲げる。これにより、意図的に管理している直線材３０’の硬さＨｄから、スプリングバック量を考慮して、実際に与える曲げ量Ｂｖが設定されるため、直線材３０’の曲げ部３６において、図４に符号３０ｂで示す状態のように、高精度かつ安定的に、目標曲げ角度θｔに折り曲げることができる。
【００３８】
更に、本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工方法は、曲げ工程において、直線材３０’に実際に与える曲げ量Ｂｖを、スプリングバック量の制御に関連する加工条件として、直線材３０’の硬さＨｄだけではなく、直線材３０’の断面の直径や幅等の寸法、折り曲げの際の曲げ半径、曲げ部３６に施す曲げ加工の目標速度である目標曲げ速度のうちの、少なくとも１つに基づいて設定してもよい。これらを意図的に管理することにより、高精度かつ安定的に、直線材３０’を目標曲げ角度θｔに折り曲げることができる。
【００３９】
又、本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工方法は、伸張工程において巻線３０に付与する引張荷重と、伸張により硬化した直線材３０’の硬さＨｄとの関係を把握する、荷重対硬さ計測工程（Ｓ６０）を含むものである。具体的には、伸張手段１２により巻線３０を伸張して直線材３０’に成形し、その際に巻線３０に付与した引張荷重を、荷重計測手段１８により計測する。更に、伸張により硬化した直線材３０’の硬さＨｄを、硬さ計測手段２０により計測し、引張荷重と硬さとの関係を制御手段１６により把握するものである。そして、この荷重対硬さ計測工程を行う度に、引張荷重と硬さとの関係のデータを蓄積することとすれば、引張荷重と硬さとの関係の精度を高めることができる。又、図２の例のように、荷重対硬さ計測工程を伸張工程の後に行う場合には、伸張工程を経て硬化した直線材３０’の硬さＨｄを把握すると同時に、伸張工程で巻線３０に付与した引張荷重と硬さＨｄとの関係を把握することができる。なお、上記の如くスプリングバック量の制御に関連する加工条件として、直線材３０’の硬さに換えて、直線材３０’の寸法、曲げ半径、目標曲げ速度を用いることとしてもよい。これらの場合には、適宜、直線材３０’の硬さＨｄを、直線材３０’の寸法、曲げ半径、目標曲げ速度に置換した内容を実施するものとする。
【００４０】
又、本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工方法は、曲げ工程に先立ち実施する、硬さ対角度データ蓄積工程（Ｓ１０）を含むものである。硬さ対角度データ蓄積工程では、制御手段１６の硬さ対角度データ蓄積手段２２により、直線材３０’の硬さＨｄと、曲げ部３６における目標曲げ角度θｔを得るための、直線材３０’に実際に与える曲げ量Ｂｖとの相関関係を、曲げ部３６の目標曲げ角度θｔ毎に把握する。すなわち、本巻線の加工方法により実際に巻線３０を加工した時や、本巻線の加工方法で用いる巻線３０を試料とした試験時等に、直線材３０’の硬さ、直線材３０’に実際に与えた曲げ量Ｂｖ、直線材３０’が実際曲がった曲がり角度等を計測する。そして、これらの計測結果から、図３に示すような、直線材３０’の硬さＨｄと直線材３０’に実際に与えた曲げ量Ｂｖとの相関関係を、目標曲げ角度θｔ毎にデータ化して、硬さ対角度データとして事前に蓄積しておくものである。曲げ工程において、このように蓄積した硬さ対角度データを用いることとすれば、スプリングバック量に影響する直線材３０’の硬さＨｄと、目標とする曲げ角度θｔとに基づいて、直線材３０’に実際に与える曲げ量Ｂｖを、効率的かつ高精度に設定することが可能となる。
【００４１】
更に、本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工方法は、伸張工程において巻線３０を伸張する際に、巻線３０の降伏応力又は０．２％耐力を超えるまで、巻線３０に引張荷重を付与することとしてもよい。このようにすることで、巻線３０を塑性変形する硬さまで硬化させて、硬さが管理された直線材３０’に成形するため、曲げ工程において直線材３０’を折り曲げた際の、直線材３０’の弾性変形によるスプリングバックを防止することができる。
又、本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工方法は、巻線３０として平角線を用いてもよく、この場合には、図４に示すように、曲げ手段１４により平角線の幅方向一方側端面を内側にして平角線を折り曲げ、コイル３４に成形するものである。このように、巻線３０として、断面が円形の丸線よりも曲げ加工が困難である、平角線を用いる場合においても、本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工方法は、上述したような作用効果を奏するものである。
【００４２】
続いて、図５及び図６を参照しながら、本発明の第２の実施の形態に係る巻線の加工装置１０’、及び、巻線の加工装置１０’を利用した巻線の加工方法について説明する。図５において、本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工装置１０と同一部分、若しくは相当する部分については、同一の符号を付している。なお、本発明の第２の実施の形態に係る巻線の加工装置１０’及び巻線の加工方法について、本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工装置１０及び巻線の加工方法との、相違部分のみ説明をすることとし、本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工装置１０及び巻線の加工方法と、同様の部分の構成や作用効果については、説明を省略する。
【００４３】
図５（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る巻線の加工装置１０’の構成を概略的に示しており、図５（ｂ）は、巻線の加工装置１０’を用いた巻線３０の加工方法のイメージを示している。なお、本発明の第２の実施の形態に係る巻線の加工装置１０’では、巻線３０に平角線を用いるものとする。又、図５（ａ）及び（ｂ）で図示している黒矢印は、巻線３０の加工の流れを示している。
図５（ａ）に示すように、巻線の加工装置１０’は、図１（ａ）に示した巻線の加工装置１０との比較において、更に、切り出し手段２４を備えた点が異なっている。切り出し手段２４は、ボビン３２に巻き付けられている巻線３０を、コイル３４を形成するために必要な長さに切り出すものである。この切り出し手段２４は、制御手段１６により制御される。又、伸張手段１２は、切り出し手段２４により切り出された巻線３０の両端を把持した状態で伸張し、巻線３０を直線材３０’に成形する。
【００４４】
次に、巻線の加工装置１０’を用いた、本発明の第２の実施の形態に係る巻線の加工方法の処理手順について、処理手順の一例を示すフロー図である図６に沿って説明する。なお、巻線の加工装置１０’の構成や、巻線３０の加工イメージについては、図５を適宜参照するものとする。更に、以下の説明では、巻線の硬さと直線材に実際に与える曲げ量との相関関係の一例を示す図３と、直線材の曲げ部における曲げ工程の様子を示す図４とを適宜参照している。
【００４５】
Ｓ１１０（硬さ対角度データ蓄積工程）：図２のＳ１０と同じ工程であるため、説明を省略する。
Ｓ１２０（荷重対硬さ計測工程）：本巻線の加工方法で用いる巻線３０を試料として、巻線３０を伸張して直線材３０’に硬化させ、この時に巻線３０に付与した引張荷重と、硬化した直線材３０’の硬さとを計測し、これら引張荷重と硬さとの関係を把握する。詳しくは、伸張手段１２により試料としての巻線３０を伸張して直線材３０’に硬化させ、荷重計測手段１８により、伸張手段１２により巻線３０に付与した引張荷重を計測する。又、硬さ計測手段２０により、伸張されて硬化した直線材３０’の硬さを計測する。そして、上述したような計測を、巻線３０に付与する引張荷重を変化させて複数回行い、得られた計測結果から、制御手段１６により、巻線３０に付与した引張荷重と直線材３０’の硬さとの関係を把握する。
【００４６】
Ｓ１３０（目標硬さ決定）：図２のＳ３０と同じ工程であるため、説明を省略する。
Ｓ１４０（切り出し工程）：切り出し手段２４により、ボビン３２に巻き付けられている巻線３０を切り出す。この際、制御手段１６により、切り出された巻線３０が、コイル３４を作製するのに十分な長さを有するように、切り出し手段２４を制御する。
Ｓ１５０（伸張工程）：伸張手段１２により、切り出された巻線３０の両端を把持した状態で、巻線３０を伸張して硬化させ、直線材３０’に成形する。この際、制御手段１６により、上記Ｓ１２０で把握した、巻線３０に付与する引張荷重と直線材３０’の硬さとの関係を利用して、直線材３０’が上記Ｓ１３０で決定した目標硬さに硬化するような、適切な引張荷重を算出する。そして、算出した引張荷重を、伸張手段１２が巻線３０に付与するように、制御手段１６により伸張手段１２を制御する。
【００４７】
Ｓ１８０（曲げ工程）：図４に示すように、曲げ手段１４により、直線材３０’を折り曲げる。この際、制御手段１６により、上記Ｓ１１０で蓄積した硬さ対角度データと、直線材３０’の硬さとに基づいて算出する、目標曲げ角度θｔを得るための曲げ量Ｂｖに、直線材３０’を折り曲げるように、曲げ手段１４を制御する。例えば、上記Ｓ１１０において、図３に示すグラフのような、目標曲げ角度θｔに係る硬さ対角度データを蓄積した場合には、制御手段１６により、直線材３０’の硬さＨｄを、図３のグラフに照らし合わせて、直線材３０’に与える曲げ量Ｂｖを算出する（図３の矢印参照）。この際、直線材３０’の硬さＨｄとして、上記Ｓ１３０において決定した目標硬さを用いる。そして、制御手段１６により曲げ手段１４を制御し、直線材３０’の曲げ部３６を、図４に符号３０ａで示した状態のように、算出した曲げ量Ｂｖに折り曲げる。
更に、上述したような折り曲げを、直線材３０’の曲げ部３６を移動させながら、必要回数繰り返すことで、直線材３０’をコイル３４に成形する。
【００４８】
さて、上記構成をなす本発明の第２の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の第２の実施の形態に係る巻線の加工方法は、図５に示すような巻線の加工装置１０’を用いて実施するものであり、図６に示すように、伸張工程（Ｓ１５０）に先立つ、荷重対硬さ計測工程（Ｓ１２０）を含むものである。荷重対硬さ計測工程では、伸張工程において巻線３０に付与する引張荷重と、伸張により硬化した直線材３０’の硬さとの関係を把握する。具体的には、本巻線の加工方法に用いる巻線３０を試料として、伸張手段１２により巻線３０を伸張して硬化させ、直線材３０’へ成形する。この際、荷重計測手段１８により、巻線３０に付与した引張荷重を計測し、硬さ計測手段２０により、硬化した直線材３０’の硬さＨｄを計測する。そして、これらの計測結果から、引張荷重と硬さとの関係を、制御手段１６により把握する。これにより、巻線３０に付与する引張荷重と、それにより硬化した直線材３０’の硬さＨｄとの関係が事前に把握できる。このため、伸張工程における、巻線３０を目標硬さへと硬化させるための、巻線３０に付与すべき適切な引張荷重を把握することができ、巻線３０を正確に目標硬さへと硬化させることが可能となる。
【００４９】
又、本発明の第２の実施の形態に係る巻線の加工方法は、伸張工程に先立ち、巻線３０をボビン３２から切り出す切り出し工程（Ｓ１４０）を含むものである。切り出し工程では、切り出し手段２４により、巻線３０をコイル３４に成形するのに十分な長さを有する長さに切り出しをする。そして、伸張工程では、伸張手段１２により、切り出した巻線３０の両端部を把持した状態で、巻線３０を長手方向に伸張し、巻線３０を直線材３０’に成形する。これにより、巻線３０の両端部を安定して保持することとなり、巻線３０に付与する引張荷重を高精度に管理することができる。
【００５０】
なお、上述した本発明の第１の実施の形態に係る巻線の加工方法、及び、本発明の第２の実施の形態に係る巻線の加工方法では、伸張工程で用いる伸張手段１２や、曲げ工程で用いる曲げ手段１４等の、各工程で用いる実行手段を、制御手段１６により制御するものとしている。しかしながら、本発明の実施の形態に係る巻線の加工方法は、これに限定されることなく、例えば、各工程で用いる実行手段を、直接手作業で制御することとしてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０、１０’：巻線の加工装置、１２：伸長手段、１４：曲げ手段、１６：制御手段、１８：荷重計測手段、２０：硬さ計測手段、２２：硬さ対角度データ蓄積手段、２４：切り出し手段、３０：巻線、３０’：直線材、３２：ボビン、３４：コイル、３６：曲げ部、Ｂｖ：曲げ量、θｔ：目標曲げ角度、Ｈｄ：直線材の硬さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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