(57)【要約】  モータ用コイル製造装置１は、平角導線１５を巻き機２により自動的に巻くことによりモータのステータに使用されるコイル１０を製造する。この装置１は、ボビン１９に巻き溜められた平角導線１５を巻き機２へ送り出すアンコイラ３と、平角導線１５を送り出すときのアンコイラ３のイナーシャを測定するイナーシャ測定手段３２と、平角導線１５の抵抗値を測定するチャック６，７と、測定されたイナーシャ及び抵抗値に基づき巻き機２による平角導線１５の巻き条件を設定する操作盤４とを備える。操作盤４は、設定された巻き条件に基づき巻き機２を制御することにより平角導線１５を巻く。
2010122656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導線を巻き機により自動的に巻くことによりモータのステータに使用されるコイルを製造するモータ用コイル製造装置において、
前記導線の特性を測定するための特性測定手段と、
前記測定された特性に基づき前記巻き機による前記導線の巻き条件を設定するための巻き条件設定手段と、
前記設定された巻き条件に基づき前記巻き機を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするモータ用コイル製造装置。
【請求項２】
前記導線は、ボビンに巻き溜められてアンコイラから送り出され、前記巻き機により巻かれることを特徴とする請求項１に記載のモータ用コイル製造装置。
【請求項３】
前記特性測定手段は、前記導線を送り出すときの前記アンコイラのイナーシャを測定するイナーシャ測定手段と、前記導線の抵抗値を測定する抵抗測定手段とを含むことを特徴とする請求項２に記載のモータ用コイル製造装置。
【請求項４】
前記巻き機は、前記導線を所定の圧力でクランプするクランプ手段と、前記導線を所定の角度で折り曲げる折り曲げ手段とを含み、
前記巻き条件設定手段は、前記クランプ手段による圧力と、前記折り曲げ手段による曲げ角度とを設定し、
前記制御手段は、前記設定された圧力に基づき前記クランプ手段を制御し、前記設定された曲げ角度に基づき前記折り曲げ手段を制御する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のモータ用コイル製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータのステータに使用されるコイルを製造するためのコイル製造装置に係り、詳しくは、導線を自動的に巻くように構成したモータ用コイル製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、下記の特許文献１に記載される巻き装置が知られている。この装置は、一次コイルと二次コイルの部品構成に対応してアルミニウム条又は銅条のフープ材、及び丸導線又は平角導線などを供給して巻くように構成される。これらの導線の供給に際して、巻枠を一定箇所に保持して回転させ、複数の導線を切り替えて連続的に一次コイルと二次コイルを製造するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−７１９８３号公報
【特許文献２】特開平６−０７８５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載の巻き装置は、使用される導線の種類を判別する手段を持ち合わせていないことから、作業者が間違って異なる種類の導線をセットしてしまうおそれがあった。特に、導線は絶縁被膜等でコーティングされていることから、外見から導線の材種の違いを判別することは難しく、導線の間違いを完全に避けることはできない。また、導線を巻いて所定規格のコイルを製造するには、種類の異なる導線ごとに巻き条件の設定を変える必要がある。このため、間違って異なる導線を使用した場合には、導線のための巻き条件が異なることから、製造されたコイルに捩れなどが発生するおそれがあった。【０００５】
例えば、コスト低減を目標として、コイルに使用される導線に、銅だけでなく、アルミニウムを採用することが考えられる。しかし、銅とアルミニウムでは導線の抵抗値、加工性（硬さ）等の特性が異なることから、銅とアルミニウムでは導線の巻き条件が異なる。また、銅やアルミニウムの導線は絶縁被膜としてエナメル材でコーティングされているので、外見による判別が難しく、銅の導線とアルミニウムの導線を間違って使用することもあり得る。この場合、適正な巻き条件によって導線を巻くことができず、製造されたコイルに捩れが発生するおそれがある。【０００６】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、使用される導線の種類の違いに応じて導線を適正に巻いてコイルを適正に製造することを可能としたモータ用コイル製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記目的を達成するために、本発明の１の態様は、導線を巻き機により自動的に巻くことによりモータのステータに使用されるコイルを製造するモータ用コイル製造装置において、導線の特性を測定するための特性測定手段と、測定された特性に基づき巻き機による導線の巻き条件を設定するための巻き条件設定手段と、設定された巻き条件に基づき巻き機を制御する制御手段とを備えたことを趣旨とする。【０００８】
上記発明の構成によれば、導線の特性が特性測定手段により測定され、その測定される導線の特性に基づき巻き機による導線の巻き条件が巻き条件設定手段により設定される。そして、その設定された巻き条件に基づき巻き機が制御手段により制御される。従って、使用される導線の種類が変わっても、導線の特性に応じた巻き条件に基づいて巻き機により導線が巻かれることになる。【０００９】
（２）上記目的を達成するために、上記（１）の構成において、導線は、ボビンに巻き溜められてアンコイラから送り出され、巻き機により巻かれることが好ましい。【００１０】
上記発明の構成によれば、上記（１）の構成の作用に加え、アンコイラから巻き機へ円滑に導線が供給される。【００１１】
（３）上記目的を達成するために、上記（２）の構成において、特性測定手段は、導線を送り出すときのアンコイラのイナーシャを測定するイナーシャ測定手段と、導線の抵抗値を測定する抵抗測定手段とを含むことが好ましい。【００１２】
上記発明の構成によれば、上記（２）の構成の作用に加え、導線の特性として、アンコイラのイナーシャと、導線の抵抗値が取り入れられることから、イナーシャと抵抗値により導線の材質が特定され、導線の材質が巻き条件に反映される。【００１３】
（４）上記目的を達成するために、上記（２）又は（３）の構成において、巻き機は、導線を所定の圧力でクランプするクランプ手段と、導線を所定の角度で折り曲げる折り曲げ手段とを含み、巻き条件設定手段は、クランプ手段による圧力と、折り曲げ手段による曲げ角度とを設定し、制御手段は、設定された圧力に基づきクランプ手段を制御し、設定された曲げ角度に基づき折り曲げ手段を制御することが好ましい。【００１４】
上記発明の構成によれば、上記（２）又は（３）の構成の作用に加え、クランプ手段による導線をクランプする圧力と、折り曲げ手段による導線を折り曲げる角度が制御され、エッジワイズタイプの導線を巻くのに好適となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の１の態様によれば、使用される導線の種類の違いに応じて導線を適正に巻いてコイルを適正に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】コイル製造装置を示す概略構成図。
【図２】コイルを示す斜視図。
【図３】ステータをコイルのみ破断して示す平面図。
【図４】巻き機とアンコイラの構成を示す概略構成図。
【図５】巻き機を示す図４のＡ−Ａ視図。
【図６】変形機構の一例を示す概略図。
【図７】平角導線をエッジワイズ曲げしたときの変形を模式的に示す平面図。
【図８】平角導線を示す図７のＢ−Ｂ線断面図。
【図９】図４の状態から平角導線を９０度曲げた状態を示す曲げ機構の概略構成図。
【図１０】図９に示す状態から平角導線を段階的に曲げる様子を示す曲げ機構の概略構成図。
【図１１】図１０に示す状態から平角導線を段階的に曲げる様子を示す曲げ機構の概略構成図。
【図１２】図１１に示す状態から平角導線を段階的に曲げる様子を示す曲げ機構の概略構成図。
【図１３】図１２に示す状態から平角導線を段階的に曲げる様子を示す曲げ機構の概略構成図。
【図１４】曲げ機構の状態を示す図１３の側面図。
【図１５】異なる材質と、断面積毎の長さと、イナーシャとの関係を示すグラフ。
【図１６】異なる材質と、断面積毎の長さと、抵抗値との関係を示すグラフ。
【図１７】異なる種類の導線と、断面積と、巻き条件との関係データを示す表。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のモータ用コイル製造装置を具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１に、この実施形態のモータ用コイル製造装置（以下「コイル製造装置」と言う。）１を概略構成図により示す。図２に、このコイル製造装置１により製造されるコイル１０を斜視図により示す。図３に、図２のコイル１０を使用して製造されるステータ１１をコイル１０のみ破断して平面図により示す。
【００１９】
図２に示すように、コイル１０は、平角導線１５を螺旋状に巻いて製造されるものであり、図３に示すように、ステータ１１を構成するステータコア１２のティース１３の外形状に合わせて巻かれる。図２に示すように、コイル１０には、平角導線１５により形成される長辺１５ｂと短辺１５ｃを含み、短辺１５ｃはステータコア１２の内周側から外周側へかけて徐々に長くなっている。平角導線１５として、銅やアルミニウム等の導電性の良い帯状の金属が使用される。平角導線１５の外周には、絶縁被膜が施されている。絶縁被膜として、エナメルやポリイミド、アミドイミド等の絶縁性を確保可能な樹脂などが使用される。ただし、コイル１０を構成する平角導線１５の両端部でもある外周側端子１０ａ及び内周側端子１０ｂは、絶縁被膜が剥がされて平角導線１５の素材が露出している。このようなコイル１０をステータコア１２に配置することにより、図３に示すようなステータ１１が製造される。このステータ１１のコイルエンドを樹脂モールド等することにより、ステータ１１の最終品が製造され、そのステータ１１の最終品をケーシングで覆うと共にステータ１１の中空部に、別途製造したロータを組み付けることによりモータが製造される。
【００２０】
図１に示すように、コイル製造装置１は、上記したように平角導線１５を自動的に矩形に巻くように構成した巻き機２と、その巻き機２に平角導線１５を供給するアンコイラ３とを備える。図４に、巻き機２とアンコイラ３の構成を概略構成図により示す。図５に、図４の巻き機２のＡ−Ａ視図を示す。図４に示すように、巻き機２は、変形機構２１、焼鈍機２２及び曲げ機構２３を備える。
【００２１】
アンコイラ３は、平角導線１５が巻かれたボビン１９を回転可能に支持する回転軸３１と、その回転軸３１を回転させるモータ３２とを備える。アンコイラ３は、モータ３２及び回転軸３１によりボビン１９を回転させてボビン１９から平角導線１５を送り出すことにより、巻き機２へ平角導線１５を供給するようになっている。モータ３２は、自分の出すトルクＴと回転角加速度ｗが分かり、それらトルクＴと回転角加速度ｗの情報を出力可能になっている。後述するように、これらトルクＴと回転角加速度ｗの情報は、アンコイラ３のイナーシャＩに相関した情報を意味することから、このモータ３２は、本発明のイナーシャ測定手段、延いては導線の特性を測定する特性測定手段に相当する。ここで、モータ３２のトルクＴと、回転角加速度ｗと、イナーシャＩとの間には、以下の関係式（１）が成り立つ。従って、モータ３２のトルクＴと回転角加速度ｗが分かることで、イナーシャＩを求めることができる。このイナーシャＩは、平角導線１５の特性を反映した情報の一つである。
Ｉ＝Ｔ／ｗ      ・・・（１）
【００２２】
変形機構２１は、平角導線１５を加圧して厚みを変化させるための機構である。図６に、変形機構２１の一例を概略図により示す。変形機構２１は、上下に設けられた一対の歯車状ローラ４１を含む。２つの歯車状ローラ４１は同期して回転する。歯車状ローラ４１の外周面には、凹面形成歯４２が形成される。この凹面形成歯４２は、平角導線１５の矩形断面短辺方向の厚みを均等に減少させる機能を有する。平角導線１５には、所定のピッチで板厚変化部１５ａが形成される。このピッチは、図２に示すコイル１０の四隅の曲げ部分に相当する位置により決定される。
【００２３】
ここで、平角導線１５をエッジワイズ曲げしたときに発生する変形について説明する。図７に、平角導線１５をエッジワイズ曲げしたときに発生する変形について平角導線１５を模式的に平面図により示す。図８に、平角導線１５を、図７のＢ−Ｂ線断面により示す。平角導線１５を単にエッジワイズ曲げした場合、内周側となる部分は圧縮され、外周側となる部分は引っ張られる。このため、図７に示すように、平角導線１５の内周側は、板幅が増加する板幅増加部１６となり、平角導線１５の外周側は、板幅が減少する板幅減少部１７となる。平角導線１５の元の板幅を通常板幅ｗ０（図７参照）、元の板厚を通常厚みｔ０（図８参照）とすると、エッジワイズ曲げ加工を行うことにより、内周側は通常厚みｔ０よりも大きい内周厚みｔ１（図８参照）となり、外周側は通常厚みｔ０よりも小さい外周厚みｔ２（図８参照）となる。また、エッジワイズ曲げ加工した部分の幅は、通常板幅ｗ０より小さい曲げ部板幅ｗ１（図８参照）となる。通常厚みｔ０に対して内周厚みｔ１は、１２％程度太って板幅増加部１６を構成する。通常厚みｔ０に対して外周厚みｔ２は、５％程度痩せて板幅減少部１７を構成する。通常板幅ｗ０に対して曲げ部板幅ｗ１は、９％程度狭くなる傾向がある。板幅増加部１６の変形幅ｗ２は、通常板幅ｗ０に対して半分以下となる。この変形幅ｗ２は、エッジワイズ曲げ条件によって異なる。
【００２４】
平角導線１５をエッジワイズ曲げした場合には、このように平角導線１５のエッジワイズ曲げ部に板幅増加部１６と板幅減少部１７ができてしまう。このため、折り曲げられた平角導線１５をコイル１０として積層していく上では、板幅増加部１６ができることで内周厚みｔ１の幅で積層されることとなり、通常厚みｔ０の部分は、隣の平角導線１５と中央隙間ｇ１ができて積層されることとなる。外周厚みｔ２の部分では、外周隙間ｇ２ができ、中央隙間ｇ１より大きな隙間となって積層されることから、コイル１０の占積率を下げてしまうこととなる。
【００２５】
そこで、このようにエッジワイズ曲げする部分のほぼ全域に対応するように、図２，７に示す板厚変化部１５ａの厚みを予め薄くしておくようにしている。このような板厚変化部１５ａは、図２に示すようにコイル１０の四隅にできるので、コイル１０の長辺１５ｂと短辺１５ｃを交互に挟みながら板厚変化部１５ａを設けておく必要がある。
【００２６】
そこで、図６に示すように、変形機構２１を構成する歯車状ローラ４１の凹面形成歯４２のピッチを、長辺１５ｂと短辺１５ｃが繰り返すように設けている。更に、図３に示すようにステータコア１２のティース１３は略台形の形状をなすため、コイル１０の内周は、外周側端子１０ａの側と内周側端子１０ｂの側では異なる。このため、平角導線１５の短辺１５ｃは、内周側端子１０ｂから外周側端子１０ａへ進むに連れて徐々に長くなるように、歯車状ローラ４１の凹面形成歯４２のピッチが定められている。このように、歯車状ローラ４１の外周長は、凹面形成歯４２のピッチが徐々に変わることから、コイル１０の全長分の長さ以上である必要がある。平角導線１５に設けられる板厚変化部１５ａの厚みは、内周厚みｔ１が通常厚みｔ０に比べて１２％程度太っていることから、１０〜１２％程度だけ通常厚みｔ０よりも薄く凹面形成歯４２により押し潰しておくことが望ましい。
【００２７】
焼鈍機２２は、平角導線１５が内部を通過できる構造を有し、ヒータを備えて平角導線１５を加熱するようになっている。平角導線１５は、焼鈍機２２を通過する間に加熱されて焼鈍される。平角導線１５は、変形機構２１を通過することで、若干ながら硬化する。そこで、加工後に加熱することで平角導線１５を軟化させて硬化している部分を焼き鈍し、エッジワイズ曲げの際に影響がないようにすることが考えられる。また、加熱によって平角導線１５が軟化すれば、エッジワイズ曲げもし易くなるメリットもある。
【００２８】
図４，５に示すように、曲げ機構２３は、平角導線１５を移動させる送りチャック５１と、回転テーブル５２と、固定チャック５３と、曲げ治具であるガイド付シャフト５４と、スクレーパ５５とを備える。送りチャック５１は、アンコイラ３から送り出された平角導線１５を引き込み、一定のピッチで送る機能を有する。平角導線１５は、板厚変化部１５ａを挟んで長辺１５ｂとなる部分と短辺１５ｃとなる部分が交互に配置される必要がある。また、平角導線１５は、長辺１５ｂとなる部分と短辺１５ｃとなる部分は、内周側端子１０ｂから外周側端子１０ａにかけて徐々に長くなるので、板厚変化部１５ａが必要な位置に来るように送りチャック５１の移動距離を変化させる必要がある。従って、送りチャック５１は、サーボ機構などの直動機構により駆動され、任意の距離だけ平角導線１５を送ることができるように構成される。この実施形態で、送りチャック５１は、平角導線１５を所定の圧力でクランプするように構成され、本発明のクランプ手段に相当する。
【００２９】
図４，５に示すように、回転テーブル５２は、９０度回転するターンテーブルであり、図示しない所定の角度移動可能な回転機構を備える。平角導線１５の当接面には、平角導線１５を固定可能な固定チャック５３が設けられる。固定チャック５３は、回転テーブル５２の平角導線１５に対する摺動側に設けられ、回転テーブル５２の上を移動して平角導線１５をチャック、アンチャック可能な機構を備え、平角導線１５を保持する機能を有する。平角導線１５の保持面には、平角導線１５の絶縁被膜等を傷つけないように、バフ研磨などの表面処理が施されている。ガイド付シャフト５４は、回転テーブル５２の平角導線１５が摺動する面から突出するように設けられる。ガイド付シャフト５４の端部には、平角導線１５の側面に接するようにガイド部５４ａが設けられ、平角導線１５の倒れを防止するようになっている。
【００３０】
図４，５に示すように、スクレーパ５５は、テーパ部５５ａを備えた板である。テーパ部５５ａは、平角導線１５を螺旋状に巻くために平角導線１５をすくい上げる機能を有する。スクレーパ５５は、平角導線１５が１ターンすると、テーパ部５５ａによりすくい上げて、送りチャック５１で供給される平角導線１５と干渉しないようにする。
【００３１】
ここで、上記した曲げ機構２３によりコイル１０が巻かれる状況を、図９〜１４を参照して順次説明する。
【００３２】
ボビン１９に巻かれた平角導線１５は、アンコイラ３から送り出され、送りチャック５１により曲げ機構２３に送り込まれる。このとき、平角導線１５には、変形機構２１により板厚変化部１５ａが形成され、その板厚変化部１５ａが形成された平角導線１５が、焼鈍部２２により加熱処理される。
【００３３】
焼鈍部２２を通過した平角導線１５は、曲げ機構２３によりエッジワイズ曲げ加工される。図９に、図４の状態から平角導線１５を９０度曲げた状態の曲げ機構２３を概略構成図により示す。以下、図１０〜１３に、図９に示す状態から平角導線１５を段階的に曲げる様子につき曲げ機構２３を概略構成図により示す。図１４に、図１３に示す曲げ機構２３の状態を側面図により示す。
【００３４】
図４に示す状態から、平角導線１５を固定チャック５３によりチャックする。そして、回転テーブル５２を回転させて、図９に示すように、平角導線１５をガイド付シャフト５４に沿わせてエッジワイズ曲げ加工する。この際、ガイド付シャフト５４にガイド部５４ａが設けられるので、平角導線１５は倒れずにエッジワイズ曲げ加工される。ここで、図９においてエッジワイズ曲げ加工された部分を、仮に、第１の曲げ部とする。
【００３５】
平角導線１５の板厚変化部１５ａは、ちょうどエッジワイズ曲げ加工される部分にあたり、変形機構２１で薄く成形されているので、図８に示すように、板幅増加部１６が形成され、通常厚みｔ０と同じ厚みとなる。
【００３６】
平角導線１５の板厚変化部１５ａがエッジワイズ曲げ加工された後、図１０に示すように、固定チャック５３を平角導線１５に対しアンチャックして初期位置に戻す。図示はしないが、この際、平角導線１５の移動を抑えるために別途チャックを設けても良い。ここで、図１０に示す状態で、固定チャック５３をアンチャックする前に別途設けるチャックで平角導線１５が移動しないように保持する。その後、固定チャック５３をアンチャックして所定位置に戻し、その後、固定チャック５３で再び平角導線１５をチャックする際に、別途設けるチャックをアンチャックすれば、平角導線１５の位置を動かないようにすることができる。
【００３７】
固定チャック５３と別途のチャックの機構としては、例えば、ガイド付シャフト５４を軸心方向に移動可能とし、一定圧力を平角導線１５に付与できるようにすることが考えられる。平角導線１５の第１の曲げ部を、ガイド付シャフト５４を機能させてガイド部５４ａで抑えることで、平角導線１５の位置を固定することができる。
【００３８】
その後、図１１に示すように、平角導線１５を送りチャック５１により定ピッチだけ移動させる。これにより、平角導線１５の第１の曲げ部は移動し、第２の曲げ部がガイド付シャフト５４の側面に配置される。図１１に示すのは、コイル１０の短辺１５ｃを形成する過程であるので、板厚変化部１５ａは短い間隔で形成され、送りチャック５１で送られる距離も短い。
【００３９】
一定のピッチで送られた平角導線１５は、固定チャック５３で再びチャックされて、図１２に示すように、エッジワイズ曲げ加工され、第２の曲げ部が形成される。この際、平角導線１５の先端は、スクレーパ５５の上に乗り上げる。スクレーパ５５の高さは、平角導線１５の厚みよりも若干高くしてあるので、更に平角導線１５がエッジワイズ曲げ加工され、第３の曲げ部、第４の曲げ部が形成される。これにより、図１３に示すように、曲げ機構２３の供給側にて、平角導線１５の上に、巻かれた平角導線１５が積層されることとなる。図１４に、図１３に示す曲げ機構２３を側面図により示す。図１４は、スクレーパ５５の働きによって、平角導線１５は、送りチャック５１の直後の平角導線１５と衝突せずに積層される様子を示す。
【００４０】
なお、図１４に示すように、コイル１０が巻かれると、平角導線１５同士の隙間がスクレーパ５５により決定される。このため、その位置関係によっては、コイル１０は隙間ができた状態で巻かれることとなる。しかし、曲げ機構２３により平角導線１５を巻いた後、平角導線１５を別途コイル１０の軸方向に圧縮すれば、図２に示すように隙間無く平角導線１５が積層された状態のコイル１０を得ることが可能である。
【００４１】
上記のような手順で平角導線１５を巻くことにより、コイル１０が製造される。コイル１０の四隅には、板厚変化部１５ａが配置される。通常厚みｔ０は予め薄く設定されているので、エッジワイズ曲げ加工した後に、板幅増加部１６が形成されることで通常厚みｔ０の厚みに戻る。このときの断面は、図８とほぼ同じような形になり、内周厚みｔ１に相当する部分が通常厚みｔ０と同じ厚みになる。曲げ部板幅ｗ１は、板厚変化部１５ａが形成された際に若干広がるので、板厚変化部１５ａを設けずにエッジワイズ曲げ加工した場合よりも、曲げ部板幅ｗ１はやや広くなる。
【００４２】
このようにして、板幅増加部１６が形成されたとしても、通常厚みｔ０とほぼ同じ厚みになるので、平角導体１５がコイル１０として巻いて積層されても、エッジワイズ曲げ加工の部分だけ膨らみ、膨らみが干渉して平角導線１５の間に隙間ができてしまうことがない。従って、ステータコア１２のティース１３にコイル１０が配置された状態での占積率を向上させることができる。
【００４３】
上記したコイル製造装置１は、図１に示すように、巻き機２による巻き条件を自動的に設定して巻き機２を制御するための操作盤４と、平角導線１５の種類を判別するための導線判別機５と、アンコイラ３にセットされたボビン１９に巻き溜められた平角導線１５の基端部を挟み、その電気抵抗を測定する第１チャック６と、同じく平角導線１５の先端部を挟み、その電気抵抗を測定する第２チャック７と、アンコイラ３によるイナーシャを測定するためのイナーシャ測定手段に相当する前述したモータ３２とを備える。第１及び第２のチャック６，７は、本発明の特性測定手段及び抵抗測定手段に相当する。この実施形態では、巻き機２による巻き条件のパラメータとして、平角導線１５をエッジワイズ曲げするための「曲げ角度」と、曲げ機構２３を構成する送りチャック５１による平角導線１５の「クランプ圧」とが挙げられる。操作盤４は、この巻き条件を所定値に設定し、その設定された巻き条件に基づいて巻き機２の曲げ機構２３を制御する、すなわち送りチャック５１、回転テーブル５２、固定チャック５３及びスクレーパ５５の動きをそれぞれ制御するようになっている。
【００４４】
アンコイラ３には、例えば、図１に示すように、アルミエナメル線よりなる平角導線１５を巻き溜めたボビン１９Ａか、銅エナメル線よりなる平角導線１５を巻き溜めたボビン１９Ｂがセットされて使用されるようになっている。モータ３２は、アンコイラ３にセットされたボビン１９から平角導線１５を送り出すときのイナーシャＩに相関したトルクＴ及び回転角加速度ｗの情報を導線判別機５へ出力するようになっている。第１チャック６は、平角導線１５の基端部を、絶縁被膜を剥いだ状態でチャックし、その電気抵抗を測定し、その測定値を導線判別機５へ出力するようになっている。第２チャック７は、平角導線１５の先端部を、絶縁被膜を剥いだ状態でチャックし、その電気抵抗を測定し、その測定値を導線判別機５へ出力するようになっている。
【００４５】
導線判別機５は、第１チャック６により測定される抵抗値と、第２チャック７により測定される抵抗値と、モータ３２からのトルクＴ及び回転角加速度ｗの情報とを入力し、アンコイラ３にセットされたボビン１９の平角導線１５の種類を判別するようになっている。導線判別機５は、中央処理装置（ＣＰＵ）と、メモリとを備え、ＣＰＵは、メモリに格納されたプログラムに基づいて平角導線１５の種類を判別するようになっている。メモリには、図１５、図１６にグラフで示すような各種パラメータの関係が特性データとして予め記憶されている。図１５には、異なる材質と、断面積毎の長さと、イナーシャとの関係をグラフにより示す。図１６には、異なる材質と、断面積毎の長さと、抵抗値との関係をグラフにより示す。図１５、図１６において、各数字はそれぞれ異なる材質を意味する。なお、予め抵抗値、イナーシャの両方を決定した後は、条件はユニークに決まるようにデータを設定し、複数選択の可能性がある場合には、長さの範囲を変化させることで対応可能である。導線判別機５のＣＰＵは、入力したトルクＴ及び回転角加速度ｗの情報から、前述した関係式（１）に基づいてイナーシャＩを算出する。そして、導線判別機５のＣＰＵは、上記した特性データに基づき、入力される抵抗値と、算出されたイナーシャＩと、図１５、図１６に示す特性データより、現在使われている平角導線１５の種類を判別し、その判別結果を操作盤４へ出力するようになっている。
【００４６】
操作盤４は、導線判別機５から出力される平角導線１５の種類に関する判別結果を入力し、その判別結果に基づいて、巻き機２による巻き条件を決定するようになっている。操作盤４は、中央処理装置（ＣＰＵ）と、メモリとを備え、ＣＰＵは、メモリに格納されたプログラムに基づいて巻き条件を決定するようになっている。メモリには、例えば、図１７に表で示すように、異なる種類の導線Ａ（Ｃｕ），Ｂ（Ａｌ），Ｃ（Ｆｅ），Ｄ，Ｅ，Ｆと、断面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４と、巻き条件１〜条件２４との関係データが予め記憶されている。この関係データは、各種類の導線Ａ〜Ｆと断面積Ｓ１〜Ｓ４との組み合わせに最適な巻き条件を予め設定したものである。操作盤４のＣＰＵは、この関係データに基づき、入力される判別結果から、巻き条件を決定し、その巻き条件に基づいて巻き機２を制御する。
【００４７】
以上説明したこの実施形態のコイル製造装置１によれば、アンコイラ３から送り出される平角導線１５が巻き機２へ円滑に供給され、巻き機２により巻かれてコイル１０が製造される。ここで、巻き機２は、平角導線１５を所定の圧力でクランプする送りチャック５１と、平角導線１５を所定の角度で折り曲げる回転テーブル５２、固定チャック５３、ガイド付シャフト５４及びスクレーパ５５とを備える。そして、操作盤４により、送りチャック５１によるクランプ圧力と、回転テーブル５２、固定チャック５３、ガイド付シャフト５４及びスクレーパ５５による曲げ角度とが巻き条件として設定される。また、その設定されたクランプ圧力に基づき送りチャック５１の機構が操作盤４により制御され、その設定された曲げ角度に基づき回転テーブル５２、固定チャック５３、ガイド付シャフト５４及びスクレーパ５５に係る機構が操作盤４により制御される。
【００４８】
ここで、使用される平角導線１５の特性として、アンコイラ３のイナーシャＩに相関したトルクＴと回転角加速度ｗがモータ３２により測定され、同じく平角導線１５の特性として、その抵抗値が第１チャック６及び第２チャック７により測定される。そして、モータ３２のトルクＴ及び回転角加速度ｗの情報と、平角導線１５の抵抗値の情報が導線判別機５に入力され、これらの情報に基づいて平角導線１５の種類が導線判別機５により判別される。また、その平角導線１５の種類の判別結果が導線判別機５から操作盤４に入力され、その判別結果に基づき上記した巻き条件が操作盤４により設定され、その設定された巻き条件に基づき巻き機２が操作盤４により制御される。従って、使用される平角導線１５の種類が変わっても、その平角導線１５の特性に応じた巻き条件に基づいて巻き機２により平角導線１５が巻かれることになる。この結果、使用されるエッジワイズタイプの平角導線１５の種類の違いに応じてその平角導線１５を適正に巻いてコイル１０を適正に製造することができる。このため、製造されたコイル１０に捩れが発生することを防止することができる。
【００４９】
今後は、モータ製造の基本手法に大きな変化は無いと考えられるが、要求性能に応じてモータの種類は多様化すると考えられ、モータのステータに使用されるコイルも多様化すると考えられる。ここで、コイルの多様化の区分は、大きく分けて、素材と断面積（径、形状）に集約することができる。こうした背景の中で、本実施形態のコイル製造装置１は、使用される平角導線１５の種類が変わっても巻き機２を共用することができ、平角導線１５の種類が多様化しても自動でその種類を判別できるので、使用される平角導線１５の人為的な判別ミスを回避することができ、コイル１０を適正に製造することができる。
【００５０】
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することができる。
【００５１】
前記実施形態では、本発明を、平角導線１５を使用してコイル１０を製造する場合に具体化したが、導線として、丸線状の導線を使用してコイルを製造する場合に具体化することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
この発明は、モータのステータに使用されるコイルを製造するために利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  コイル製造装置
２  巻き機
３  アンコイラ
４  操作盤
５  導線判別機
６  第１チャック（特性測定手段、抵抗測定手段）
７  第２チャック（特性測定手段、抵抗測定手段）
１０  コイル
１１  ステータ
１５  平角導線（導線）
１９  ボビン
２１  変形機構
２２  焼鈍機
２３  曲げ機構
３２  モータ（特性測定手段、イナーシャ測定手段）
５１  送りチャック（クランプ手段）
５２  回転テーブル（折り曲げ手段）
５３  固定チャック（折り曲げ手段）
５４  ガイド付シャフト（折り曲げ手段）
５５  スクレーパ（折り曲げ手段）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年4月24日(2012.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導線を巻き機により自動的に巻くことによりモータのステータに使用されるコイルを製造するモータ用コイル製造装置において、
前記導線の特性を測定するための特性測定手段と、
前記測定された特性に基づき前記巻き機による前記導線の巻き条件を設定するための巻き条件設定手段と、
前記設定された巻き条件に基づき前記巻き機を制御する制御手段と
を備えたこと、
前記特性測定手段は、前記導線の抵抗値を測定する抵抗測定手段を含むこと、
を特徴とするモータ用コイル製造装置。
【請求項２】
導線を巻き機により自動的に巻くことによりモータのステータに使用されるコイルを製造するモータ用コイル製造装置において、
前記導線の特性を測定するための特性測定手段と、
前記測定された特性に基づき前記巻き機による前記導線の巻き条件を設定するための巻き条件設定手段と、
前記設定された巻き条件に基づき前記巻き機を制御する制御手段とを備えたこと、
前記導線は、ボビンに巻き溜められてアンコイラから送り出され、前記巻き機により巻かれること、
前記特性測定手段は、前記導線を送り出すときの前記アンコイラのイナーシャを測定するイナーシャ測定手段を含むこと、
を特徴とするモータ用コイル製造装置。
【請求項３】
前記巻き機は、前記導線を所定の圧力でクランプするクランプ手段と、前記導線を所定の角度で折り曲げる折り曲げ手段とを含み、
前記巻き条件設定手段は、前記クランプ手段による圧力と、前記折り曲げ手段による曲げ角度とを設定し、
前記制御手段は、前記設定された圧力に基づき前記クランプ手段を制御し、前記設定された曲げ角度に基づき前記折り曲げ手段を制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ用コイル製造装置。
【国際調査報告】
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