(57)【要約】  コイル１０を形成するための線材１１の製造方法は、複数の分割型に囲まれた成型空間に素線１１Ａを配置する工程と、成型空間を狭める方向に移動させて、素線１１Ａを加圧成型する工程と、を含む。素線１１Ａを加圧成型する工程では、複数の分割型の少なくとも１つを移動させ、分割型は、素線の長手方向において変化する面を有し、素線１０Ａを長手方向において複数の異なる断面形状を有する線材１１に加圧成型する。
2019064713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを形成するための線材の製造方法であって、
複数の分割型に囲まれた成型空間に素線を配置する工程と、
前記成型空間を狭める方向に移動させて、前記素線を加圧成型する工程と、を含み、
前記加圧成型する工程では、
前記複数の分割型の少なくとも１つを移動させ、
前記分割型は、前記素線の長手方向において変化する面を有し、前記素線を長手方向において複数の異なる断面形状を有する線材に加圧成型することを特徴とする線材の製造方法。
【請求項２】
前記加圧成型する工程では、
前記素線を、長手方向において寸法の異なる複数の台形形状の断面を有する前記線材に加圧成型することを特徴とする請求項１に記載の線材の製造方法。
【請求項３】
前記加圧成型する工程では、
前記複数の分割型として４つの分割型を用い、
前記４つの分割型のそれぞれは、前記素線の長手方向において変化する成型面を有し、前記成型面は、前記台形形状を構成する４つの辺に対応する面をそれぞれ成型することを特徴とする請求項２に記載の線材の製造方法。
【請求項４】
前記加圧成型する工程では、
１方向からプレス荷重を印加し、前記成型空間を狭める方向に前記複数の分割型の少なくとも１つを移動させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の線材の製造方法。
【請求項５】
前記加圧成型する工程では、
前記分割型のうち少なくとも２つ以上の移動する移動対象金型において、当該移動対象金型のそれぞれを、異なる速度で前記成型空間を狭める方向に移動させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の線材の製造方法。
【請求項６】
コイルを形成するための線材の製造装置であって、
素線が配置される成型空間を形成するよう配置された複数の分割型と、
前記複数の分割型の少なくとも１つを、前記成型空間を狭める方向に移動する移動機構と、を備え、
前記分割型における前記素線との接触面は、前記素線の長手方向において変化した形状を有することを特徴とする線材の製造装置。
【請求項７】
相対的に進退移動可能であり、Ｖ溝を対向配置した一対のＶブロックをさらに備え、
前記複数の分割型は、
前記一対のＶブロックの一方の前記Ｖ溝に固定された第１の分割型と、
前記一対のＶブロックの他方の前記Ｖ溝に固定された第２の分割型と、
前記一対のＶブロックの前記Ｖ溝の一方の面とそれぞれ摺接する第３の分割型と、
前記一対のＶブロックの前記Ｖ溝の他方の面とそれぞれ摺接する第４の分割型と、により構成されていることを特徴とする請求項６に記載の線材の製造装置。
【請求項８】
前記一対のＶブロックの一方と前記第１の分割型とが一体形成され、
前記一対のＶブロックの他方と前記第２の分割型とが一体形成されていることを特徴とする請求項７に記載の線材の製造装置。
【請求項９】
前記第３の分割型および前記第４の分割型を、それぞれ前記成型空間を拡げる方向に付勢する付勢部材をさらに備えることを特徴とする請求項７または８に記載の線材の製造装置。
【請求項１０】
前記一対のＶブロックの接近方向への移動を規制する規制部材をさらに備えることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の線材の製造装置。
【請求項１１】
前記複数の分割型において、前記素線の長手方向において変化した形状を有する面は、前記線材の断面形状となる台形形状を構成する４つの辺に対応する面をそれぞれ成型する成型面であり、
前記分割型は、隣接する前記分割型に対向する面と前記成型面とが交わる角部にそれぞれＲ面取り部を有することを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の線材の製造装置。
【請求項１２】
前記複数の分割型は、相対的に進退移動可能な一対の分割型であり、
前記一対の分割型の少なくとも一方は、複数の部品に分解可能に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の線材の製造装置。
【請求項１３】
前記分割型は、前記素線の長手方向において形状が変化する区域において連結された複数の分割型片により構成されていることを特徴とする請求項６から１２のいずれか１項に記載の線材の製造装置。
【請求項１４】
請求項１から５のいずれか１項に記載の線材の製造方法により製造された線材であって、
前記コイルの一巻き分の長さに対応した巻対応区域を連続して複数備え、
複数の前記巻対応区域は、台形形状の断面を有する第１区域をそれぞれ備え、
前記第１区域における前記台形形状は、前記巻対応区域毎に寸法が異なることを特徴とする線材。
【請求項１５】
複数の前記巻対応区域は、前記第１区域と、矩形状の断面を有する第２区域と、をそれぞれ備え、
前記第２区域における前記矩形状は、各前記巻対応区域において同一形状であることを特徴とする請求項１４に記載の線材。
【請求項１６】
所定方向に延びる中心軸を中心とするシャフトと、
前記シャフトに固定されたロータと、
ステータと、を備え、
前記ステータは、
環状のコアバックと、
前記コアバックから径方向に突出するティースと、
前記ティースに巻回されたコイルと、
を有し、
前記コイルは、請求項１４または１５に記載の線材により形成されたコイルであることを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材の製造方法、線材の製造装置、線材およびモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モータの小型化かつ高出力化が求められている。モータの小型化および高出力化を実現するためには、モータのトルク密度を向上させる必要がある。そして、モータのトルク密度を向上させるためには、ステータのスロットにおけるコイルの占積率を高めることが有効である。占積率とは、モータのステータのスロットの断面積に対する、そのスロット内に配置されているコイルの断面積の総計の割合である。【０００３】
特許文献１には、コイルの占積率を高めるために、断面形状が台形である線材（導線）を用いる点が開示されている。当該線材は、コイルの１ターン分に相当する区域ごとに断面の台形形状が異なる線材である。以下、このように寸法の異なる複数の台形断面を有する線材を「複合台形線」という。複合台形線を製造する方法として、特許文献１には、回転軸に対して垂直な方向に移動可能な４つの成形ローラを用い、成形ローラ同士の間隔を変化させながら圧延成形する点が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６５２３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、１本の導線を製造する間に各成形ローラの位置を変更する必要があるため、タクトタイムが長くなり、生産性が低下してしまう。
そこで、本発明は、長手方向において複数の異なる断面形状を有する線材を精度良く、より高速に製造することができる製造方法、および当該製造方法によって得られた線材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の一つの態様の線材の製造方法は、コイルを形成するための線材の製造方法であって、複数の分割型に囲まれた成型空間に素線を配置する工程と、前記成型空間を狭める方向に移動させて、前記素線を加圧成型する工程と、を含み、前記加圧成型する工程では、前記複数の分割型の少なくとも１つを移動させ、前記分割型は、前記素線の長手方向において変化する面を有し、前記素線を長手方向において複数の異なる断面形状を有する線材に加圧成型する。【０００７】
また、本発明の一つの態様の線材の製造装置は、コイルを形成するための線材の製造装置であって、素線が配置される成型空間を形成するよう配置された複数の分割型と、前記複数の分割型の少なくとも１つを、前記成型空間を狭める方向に移動する移動機構と、を備え、前記分割型における前記素線との接触面は、前記素線の長手方向において変化した形状を有する。【０００８】
さらに、本発明の一つの態様の線材は、上記の線材の製造方法により製造された線材であって、前記コイルの一巻き分の長さに対応した巻対応区域を連続して複数備え、複数の前記巻対応区域は、台形形状の断面を有する第１区域をそれぞれ備え、前記第１区域における前記台形形状は、前記巻対応区域毎に寸法が異なる。【０００９】
また、本発明の一つの態様のモータは、所定方向に延びる中心軸を中心とするシャフトと、前記シャフトに固定されたロータと、ステータと、を備え、前記ステータは、環状のコアバックと、前記コアバックから径方向に突出するティースと、前記ティースに巻回されたコイルと、を有し、前記コイルは、上記の線材により形成されたコイルである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一つの態様によれば、長手方向において複数の異なる断面形状を有する線材（例えば、複合台形線）を精度良く、より高速に製造することができる。また、そのように製造された複合台形線により形成されたコイルは、高占積率コイルとすることができる。したがって、そのようなコイルを備えるモータは、小型化かつ高出力化が実現されたモータとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施形態におけるコイルの構成例である。
【図２】図２は、コイルの断面形状を示す図である。
【図３】図３は、コイルを構成する線材の一例である。
【図４】図４は、線材の加工前における成型装置の構成を示す図である。
【図５】図５は、線材の加工後における成型装置の構成を示す図である。
【図６】図６は、分割型の構成例である。
【図７】図７は、複数の分割型片により構成された分割型の例である。
【図８】図８は、付勢部材を備える成型装置の構成例を示す図である。
【図９】図９は、付勢部材を備える成型装置の構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、成型装置の別の例を示す図である。
【図１１】図１１は、コイルを構成する線材の別の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
【００１３】
図１は、本実施形態におけるコイル１０の構成例を示す斜視図である。
コイル１０は、線材（線状の導線）１１が巻き回されることによって形成されている。コイル１０は、所定方向に延びる中心軸を中心に回転するモータに用いられるステータコイルである。ここで、当該モータは、例えば自動車、電動自動車、電動アシスト機器、電動飛行機、マルチコプター等の移動体、ロボット等の産業機器、情報記録媒体を回転する情報記録再生機器、家電製品、事務機器、医療機器等の各分野の搭載対象物に搭載可能なモータである。
なお、本明細書では、便宜上、モータの中心軸の方向を上下方向として説明するが、モータの使用時における姿勢を限定するものではない。また、モータの中心軸の方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向および周方向を、単に「径方向」および「周方向」と呼ぶ。
【００１４】
本実施形態におけるコイル１０は、１本の導線１１を１方向に多層多列に巻き回し、最外周に引き出し線を出す方法により形成されている。本実施形態では、コイル１０は、導線１１が２層５列（２×５＝１０ターン）に巻かれ、第１列の外周部と第２列の外周部とから導線１１の端部が引き出された構成を有する場合について説明する。
コイル１０は、モータのステータコアのスロットに収容されるスロット収容部１２と、引き出し線側のコイルエンド部１３と、引き出し線とは反対側のコイルエンド部１４とを含んで構成される。スロット収容部１２およびコイルエンド部１４の導線１１は、完全整列巻きに巻回され、導線１１の交差（乗り移り）は、コイルエンド部１３において行われている。
【００１５】
図２は、コイル１０をスロット収容部１２に設定された切断面Ａで切断したときの断面形状を示す図である。この図２は、コイル１０が、インナーロータ型モータに用いられた場合について示している。インナーロータ型モータは、所定方向（上下方向）に延びる中心軸を中心とするシャフトと、シャフトに固定されたロータと、ロータの径方向外側に配置されたステータと、を備える。ステータの内周面は、シャフトに固定されたロータマグネットと径方向に間隙を介して対向配置されている。
ステータは、ステータコア２０と、コイル１０と、を備える。ステータコア２０は、環状のコアバック２１と、コアバック２１から径方向内側に突出する複数のティース２２と、を備える。コイル１０は、ティース２２に巻回されている。図２において、導線１１の断面に付与した「１Ｔ」「２Ｔ」等の符号は、コイル１０の巻き順を示す。
【００１６】
この図２に示すように、ステータのスロット内において、コイル１０は、扇形形状（略扇形形状を含む。）の断面形状を有する。ここで、スロット内におけるコイル１０の断面形状は、ステータのコアバック２１とは中心が異なる２つの同心の円弧１０ａ、１０ｂと、当該２つの円弧の端部をそれぞれ結ぶ直線１０ｃ、１０ｄと、からなる扇形形状とすることができる。この場合、上記２つの円弧のティース２２側端部を結ぶ直線１０ｃは、ティース２２の形状に沿った直線となる。つまり、導線１１は、ティース２２の直線部分に沿って巻回される。
また、導線１１の断面形状は、列ごとに異なる。具体的には、導線１１の断面形状は、モータの径方向外側に配置される列であるほど、高さが低く、底辺の長さが長い台形形状となっている。なお、導線１１の電気抵抗値の大きさは、導線１１の断面積が一番小さい部分で決定するが、各列における導線１１の断面積は同一であるため、導線１１における電気抵抗値を一定にすることができる。
【００１７】
このようなコイル１０は、高占積率が実現されたコイルであり、複合台形線を巻き回すことにより形成することができる。ここで、複合台形線とは、寸法の異なる複数の台形断面を有する線材（導線）である。
図３（ａ）は、複合台形線の一例を示す図である。図３（ａ）に示すように、複合台形線である導線１１は、両端部にコイルの引き出し線となる区域（引出線部）を有する。引出線部に挟まれた中央部は、コイル１０の一巻き分の長さに対応した巻対応区域が、連続してターン数分形成された区域となる。複数の巻対応区域は、それぞれ台形形状の断面を有し、当該台形形状は、巻対応区域毎に寸法が異なる。
【００１８】
図３（ｂ）は、巻き数１Ｔ番目および２Ｔ番目に対応する巻対応区域（台形１部）の断面形状である。図３（ｃ）は、巻き数３Ｔ番目および１０Ｔ番目に対応する巻対応区域（台形２部）の断面形状である。図３（ｄ）は、巻き数４Ｔ番目および９Ｔ番目に対応する巻対応区域（台形３部）の断面形状である。図３（ｅ）は、巻き数５Ｔ番目および８Ｔ番目に対応する巻対応区域（台形４部）の断面形状である。図３（ｆ）は、巻き数６Ｔ番目および７Ｔ番目に対応する巻対応区域（台形５部）の断面形状である。なお、図３（ｂ）〜図３（ｆ）の縮尺は同一である。
このように、本実施形態において、導線１１は、５パターンの台形断面を有する線材である。
【００１９】
なお、引出線部の断面形状は、円形状や矩形状など任意の形状であってよい。例えば、引出線部の断面形状は、複合台形線に加工する前の素線の断面形状とすることができる。当該素線としては、例えば、直径１ｍｍ程度の丸線を用いることができる。また、導線１１の全長は、ステータのスロット形状やコイル１０のターン数等に応じて適宜設定することができる。例えば、コイル１０が、１２スロットのステータに配置される１０ターンコイルである場合、導線１１の全長は７８０ｍｍ程度とすることができる。
さらに、特に図示しないが、引出線部と台形部との間や、台形部と台形部との間など、断面形状が変化する部分には、それぞれ断面形状が徐々に変化する長さ１ｍｍ〜２ｍｍ程度の接続部が設けられていてもよい。
【００２０】
次に、本実施形態における導線１１の製造方法について具体的に説明する。
導線１１は、例えば丸線からなる素線１１Ａを、複数の異なる断面形状を有するように加圧成型する成型装置によって製造される。
図４は、導線１１を成型するための成型装置２００の概略構成を示す図である。
成型装置２００は、相対的に進退移動可能な一対のＶブロック２１、２２と、複数（本実施形態では、４つ）の分割型２３ａ〜２３ｄと、を備える。一対のＶブロック２１、２２は、Ｖ溝２１ａ、２２ａを対向させて配置されている。また、４つの分割型２３ａ〜２３ｄは、素線１１Ａが配置される成型空間を形成するよう配置されている。
【００２１】
４つの分割型２３ａ〜２３ｄのうち、第１の分割型２３ａは、Ｖブロック２１の一方のＶ溝２１ａに固定され、第２の分割型２３ｂは、Ｖブロック２２の他方のＶ溝２２ａに固定されている。また、第３の分割型２３ｃは、Ｖ溝２１ａ、２２ａの一方の面とそれぞれ摺接し、第４の分割型２３ｄは、Ｖ溝２１ａ、２２ａの他方の面とそれぞれ摺接している。Ｖブロック２１、２２は、それぞれ不図示のプレス機に固定され、Ｚ方向において互いに接近する方向にプレス荷重がかけられるように構成されている。
なお、成型装置２００は、Ｖブロック２１および２２のＸＹ方向における位置決めのために、Ｖブロック２１および２２にＺ方向に一直線に形成された挿通孔と、当該挿通孔に挿通された位置決めピンとを備えていてもよい。
【００２２】
Ｖブロック２１、２２間には、スペーサ２４が設けられている。スペーサ２４は、Ｖブロック２１、２２の接近方向への移動を規制し、４つの分割型同士が互いに接触しないようにするための規制部材である。
スペーサ２４は、Ｖブロック２１および２２の間に配置される平板部材であり、Ｖブロック２２に固定されている。Ｖブロック２１および２２が互いに接近する方向に移動し、Ｖブロック２１がスペーサ２４に当接することで、両者の接近方向への移動が規制される。なお、スペーサ２４は、Ｖブロック２１に固定されていてもよい。
【００２３】
４つの分割型２３ａ〜２３ｄは、導線１１の断面形状となる台形形状を構成する４つの辺に対応する面をそれぞれ成型する成型面を有する。４つの分割型２３ａ〜２３ｄの成型面は、成型空間に配置される素線１１Ａとの接触面であり、素線１１Ａの長手方向（Ｘ方向）において変化した形状を有する。
【００２４】
例えば、Ｖブロック２２側を固定し、プレス機によってＶブロック２１の上方からプレス荷重をかけると、Ｖブロック２１に固定された第１の分割型２３ａは、図４における下方向に動き、素線１１Ａの上面を押す。また、Ｖブロック２２に固定された第２の分割型２３ｂは、素線１１Ａの下面を押す。このとき、第３の分割型２３ｃは、Ｖ溝２１ａ、２２ａを摺動し、素線１１Ａの左側面を押す方向に動く。また、第４の分割型２３ｄも同様に、素線１１Ａの右側面を押す方向に動く。
このように、１方向からのプレス荷重により、４つの分割型２３ａ〜２３ｄを４方向から素線１１Ａに当て、図５に示すように導線１１を成型することができる。このとき、４つの分割型２３ａ〜２３ｄの上記成型面によって、素線１１Ａを、Ｘ方向において複数の異なる断面形状を有する導線１１に成型することができる。つまり、１工程でＸ方向に複数の異なる台形断面を有する導線１１を成型することができる。
【００２５】
図６は、第１の分割型２３ａの具体的構成を示す図である。なお、第２の分割型２３ｂ〜第４の分割型２３ｄの構成は、第１の分割型２３ａと同様であるため、ここでは説明を省略する。
図６において、第１の分割型２３ａを構成する２つの面２５ａは、Ｖブロック２１のＶ溝２１ａとの当接面である。また、第１の分割型２３ａを構成する２つの面２５ｂは、第３の分割型２３ｃおよび第４の分割型２３ｄとそれぞれ対向する対向面である。そして、２つの面２５ｂに挟まれた面２５ｃは、素線１１Ａと接触し、導線１１の断面形状となる台形形状を構成する辺に対応する面を成型する成型面である。第１の分割型２３ａは、隣接する第３の分割型２３ｃおよび第４の分割型２３ｄとの対向面２５ｂと、素線１１Ａと接触する成型面２５ｃとが交わる角部に、それぞれＲ面取り部（例えば、Ｒ＝０．１ｍｍ）を有する。
【００２６】
第１の分割型２３ａの成型面２５ｃは、Ｘ方向に素線１１Ａ（導線１１）の全長と同等の長さを有することもある。そのため、当該成型面２５ｃをより精度良く構成するために、第１の分割型２３ａは、Ｘ方向において形状が変化する区域において連結された複数の分割型片により構成されていてもよい。
例えば図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、第１の分割型２３ａは、３つの分割型片２３ａＡ〜２３ａＣにより構成されていてもよい。この場合、分割型片２３ａＡ〜２３ａＣは、ねじ２３ａＤによってＶブロック２１にねじ止めされていてもよい。例えば、ねじ２３ａＤは、分割型片２３ａＡ〜２３ａＣのＸ方向両端部をそれぞれ２方向からＶブロック２１に連結するようにしてもよい。
【００２７】
また、分割型片同士の連結位置は、素線１１Ａの長手方向において形状が変化する区域、すなわち、導線１１における台形部と台形部との間など、断面形状が変化する部分に対応する位置に設定することが好ましい。
さらに、図７（ｂ）に示すように、Ｖブロック２１が複数（図７（ｂ）では４つ）のブロック片により構成されていてもよい。この場合、各ブロック片は、不図示のガイド部材等によりＸ方向に整列された状態で、不図示のベース部材等に取り付けるようにしてもよい。
第２の分割型２３ｂおよびＶブロック２２についても、同様の構成とすることができる。
【００２８】
なお、第３の分割型２３ｃや第４の分割型２３ｄについても、Ｘ方向において連結された複数の分割型片により構成することができる。ただし、第３の分割型２３ｃおよび第４の分割型２３ｄの場合、第１の分割型２３ａおよび第２の分割型２３ｂと同様にＶブロックにネジ止めする連結方法は適用できない。
そのため、第３の分割型２３ｃおよび第４の分割型２３ｄについては、分割型片同士を単独で連結する方法を用いるものとする。例えば、分割型片の端部にそれぞれＸ方向に延伸する穴を設け、当該穴にピンを挿入して分割型片同士を連結したり、分割型片の端部にそれぞれ段差部を設け、当該段差部同士を重ね合わせてネジ止めしたりする方法などを用いることができる。
【００２９】
さらに、成型装置２００は、第３の分割型２３ｃおよび第４の分割型２３ｄを、それぞれ成型空間を拡げる方向に付勢する付勢部材をさらに備えていてもよい。
図８は、付勢部材を備える成型装置２００Ａの構成例を示す図である。なお、この図８に示す成型装置２００Ａにおいて、上述した図４および図５に示す成型装置２００と同様の構成を有する部分には図４および図５と同一符号を付し、以下、構成の異なる部分を中心に説明する。
成型装置２００Ａは、一対のＶブロック２１Ａ、２２Ａと、４つの分割型２３ａ〜２３ｄと、スペーサ２４と、を備える。ここで、Ｖブロック２１Ａおよび２２Ａは、互いに対向する面の形状が異なることを除いては、図４および図５の成型装置２００におけるＶブロック２１および２２と同様である。
【００３０】
成型装置２００Ａは、上型バックプレート４１と、下型バックプレート４２と、カムブロック４３と、サイドブロック４４と、カムスライダー４５と、付勢部材としての可動ばね４６と、をさらに備える。
Ｖブロック２１Ａおよびカムブロック４３は、上型バックプレート４１の下面に固定され、Ｖブロック２２Ａおよびサイドブロック４４は、下型バックプレート４２の上面に固定されている。また、第１の分割型２３ａは、Ｖブロック２１Ａに固定され、第２の分割型２３ｂは、Ｖブロック２２Ａに固定されている。
【００３１】
カムスライダー４５は、それぞれ第３の分割型２３ｃおよび第４の分割型２３ｄに固定されており、Ｖブロック２２Ａ上をスライド可能に構成されている。カムスライダー４５におけるＶブロック２１Ａと対向する面には、スペーサ２４が設置されている。
また、可動ばね４６の一端はＶブロック２２Ａに接続され、他端はカムスライダー４５に接続されている。可動ばね４６は、カムスライダー４５を介して、第３の分割型２３ｃおよび第４の分割型２３ｄを、それぞれ成型空間を拡げる方向に付勢する。
さらに、カムスライダー４５には、カム面４５ａが設けられている。当該カム面４５ａは、カムブロック４３に設けられたカム面４３ａと係合可能である。
【００３２】
このような構成により、Ｖブロック２１Ａが降下し、一対のＶブロック２１Ａ、２２Ａが互いに接近する方向に移動すると、カムブロック４３に設けられたカム面４３ａと、カムスライダー４５に設けられたカム面４５ａとが接触する。その状態で、さらにＶブロック２１Ａが降下すると、カム面４３ａとカム面４５ａとが係合しながら、カムスライダー４５が、第３の分割型２３ｃおよび第４の分割型２３ｄが互いに接近する方向に移動する。これにより、４つの分割型２３ａ〜２３ｄを４方向から素線１１Ａに当てることができ、図９に示すように導線１１を成型することができる。
【００３３】
また、導線１１を成型した後、Ｖブロック２１Ａを上昇させると、Ｖブロック２１Ａの移動に連動して、第３の分割型２３ｃおよび第４の分割型２３ｄを可動ばね４６の付勢力によって互いに離間する方向へ移動させることができる。そのため、成型後の導線１１の取り出しが容易となる。
【００３４】
なお、成型装置２００Ａにおいては、カム面４３ａおよびカム面４５ａの傾斜角を適宜設定することで、Ｖブロック２１Ａの移動速度と、カムスライダー４５の移動速度とを異なる速度とすることもできる。すなわち、第１の分割型２３ａの移動速度と、第３の分割型２３ｃおよび第４の分割型２３ｄの移動速度とを異なる速度とすることもできる。これにより、分割型の成型面を素線１１Ａに当接させるタイミングを調整することができ、精度良く所望の断面形状を有する導線１１を成型することができる。
このように、複数の分割型２３ａ〜２３ｄのうち、少なくとも２つ以上の移動する移動対象金型において、当該移動対象金型のそれぞれを、異なる速度で成型空間を狭める方向に移動させる構成であってもよい。
【００３５】
以上のように、本実施形態の加圧成型する工程では、１方向からプレス荷重を印加し、素線１１Ａを、複数の分割型に囲まれた成型空間に配置し、当該成型空間を狭める方向に複数の分割型の少なくとも１つを移動させて、素線１１Ａを、長手方向において寸法の異なる複数の台形形状の断面を有する導線１１に加圧成型する。このように、本実施形態では、素線１１Ａの長手方向において変化する面を有する複数の分割型を用いた成型加工によって、精度良く複合台形線を成型することができる。したがって、この複合台形線を用いて、高占積率が実現されたコイルを製造することが可能となる。
【００３６】
４つの分割型２３ａ〜２３ｄのそれぞれは、素線１１Ａの長手方向において変化する成型面を有し、導線１１の成型工程では、当該成型面によって、導線１１の断面形状となる台形形状を構成する４つの辺に対応する面をそれぞれ成型する。したがって、導線１１の被成型面は、段差のない精度の良い面となる。また、導線１１の断面形状は、鋭い角部（例えばＲ＝０．１ｍｍ程度）を有する台形形状とすることができる。上述したように、本実施形態における素線１１Ａは、直径１ｍｍ程度の丸線であり、コイルの高占積化のためには、複合台形線の角部は、Ｒ＝０．１ｍｍ程度であることが望ましい。本実施形態では、精度良く所望の断面形状を有する複合台形線を成型することができる。
【００３７】
また、この成型工程では、素線１１Ａに対して、４つの分割型２３ａ〜２３ｄによって均等な圧力をかけることができる。さらに、この成型工程では、１本の導線１１を高速で成型することができる。例えば、圧延ロールを用いて導線を成型しようとした場合、４つの圧延ロールによって、素線１１Ａに対して４方向から均等な圧力をかけることは難しい。また、導線の断面形状が変化する部分で各圧延ロールの位置を変更する必要があるため、１本の導線を製造するためのタクトタイムが長くなり、生産性が低下してしまう。
【００３８】
これに対して、本実施形態では、４つの分割型２３ａ〜２３ｄを用いるので、長手方向において複数の異なる断面形状を有する導線１１を精度良く製造することができる。また、本実施形態では、上述したような圧延ロールの間隔制御が不要である。そのため、１本の導線１１を製造するために必要なタクトタイムを短くすることができ、生産性を向上させることができる。
【００３９】
成型工程において使用する成型装置２００は、一対のＶブロック２１、２２と、４つの分割型２３ａ〜２３ｄと、４つの分割型２３ａ〜２３ｄを、成型空間を狭める方向に移動する移動機構としてのプレス機（不図示）と、を備える。そして、４つの分割型２３ａ〜２３ｄにおける素線１１Ａとの接触面は、素線１１Ａの長手方向において変化した形状を有する。第１の分割型２３ａは、Ｖブロック２１のＶ溝２１ａに固定され、第２の分割型２３ｂは、Ｖブロック２２のＶ溝２２ａに固定されている。また、第３の分割型２３ｃは、Ｖ溝２１ａ、２２ａの一方の面とそれぞれ摺接し、第４の分割型２３ｄは、Ｖ溝２１ａ、２２ａの他方の面とそれぞれ摺接している。
【００４０】
このような構成により、Ｖブロック２１、２２が互いに接近させる方向に移動された場合、Ｖブロック２１、２２の移動に連動して、４つの分割型２３ａ〜２３ｄを、成型空間を狭める方向に移動させることができる。つまり、１方向からのプレス荷重によって、素線１１Ａに対して４方向からそれぞれ４つの分割型２３ａ〜２３ｄを当てることができる。ここで、４つの分割型２３ａ〜２３ｄは、素線１１Ａの長手方向において変化する面を有する。そのため、１工程で複数の断面形状（台形形状）を有する導線１１を適切に成型することができる。また、Ｖブロック２１、２２のＶ溝２１ａ、２２ａを基準面として４つの分割型２３ａ〜２３ｄを配置することができるので、精度良く導線１１を成型することができる。
【００４１】
以上のように、本実施形態における成型装置２００は、導線１１の断面形状となる台形形状を成型する４面が連動して徐々に閉じていく動作を実現することができる。したがって、所望の台形断面を精度良く成型することができる。また、図３（ａ）〜図３（ｆ）に示すような、底辺よりも高さの方が短い平らな台形だけでなく、底辺よりも高さの方が長い縦長台形の成型も可能である。さらに、本実施形態における成型装置２００は、寸法の異なる複数の台形形状を、その継目を含めて同時に成型することができる。したがって、複合台形線をより高速に製造することができる。
【００４２】
また、成型装置２００は、一対のＶブロック２１、２２の接近方向への移動を規制する規制部材であるスペーサ２４を備え、一対のＶブロック２１、２２が所定距離よりも近づかないように規制することもできる。これにより、成型空間を狭める方向に移動された分割型同士が接触しないようにすることができる。成型空間を狭める方向に移動された分割型間の最接近距離は、例えば５０μｍである。
その結果、分割型同士の対向する面における公差を緩和することができる。また、分割型同士の意図しない接触に起因して、他の分割型間に不所望な間隙が形成されてしまうことを抑制することができるので、精度良く所望の断面形状を有する導線を成型することができる。
【００４３】
さらに、４つの分割型２３ａ〜２３ｄは、図６に示すように、隣接する分割型に対向する面と、素線１１Ａに接触する成型面とが交わる角部に、それぞれＲ面取り部を有することもできる。これにより、成型空間が狭まる方向に分割型が移動した際に、素線１１Ａが分割型の上記角部に接触して傷ついたり切断されてしまったりすることを防止することができる。
また、４つの分割型２３ａ〜２３ｄは、図７に示すように、素線１１Ａの長手方向において形状が変化する区域において連結された複数の分割型片により構成されていてもよい。このように、複数の分割型片を素線１１Ａの長手方向に並べてつなぎ合わせた構成とすることで、比較的長さの長い素線１１Ａであっても、精度良く所望の断面形状を有する導線１１に成型することができる。また、分割型片同士の連結位置を、素線１１Ａの長手方向において形状が変化する区域内とすることで、図３の台形１部、台形２部、…等においてはそれぞれ一定の断面形状とすることができ、精度良く所望の断面形状を有する導線１１を成型することができる。
【００４４】
さらに、図８および図９に示す成型装置２００Ａのように、第３の分割型２３ｃおよび第４の分割型２３ｄを、それぞれ成型空間を拡げる方向に付勢する付勢部材としての可動ばね４６を備えていてもよい。この場合、導線１１を成型した後、一対のＶブロック２１Ａ、２２Ａを互いに離間する方向に移動させると、Ｖブロック２１Ａ、２２Ａの移動に連動して、第３の分割型２３ｃおよび第４の分割型２３ｄを可動ばね４６によって互いに離間する方向へ移動させることができる。そのため、成型後の導線１１の取り出しが容易となる。
【００４５】
（変形例）
上記実施形態においては、成型装置２００の第１の分割型２３ａは、一方のＶブロック２１と一体形成されていてもよい。同様に、第２の分割型２３ｂは、他方のＶブロック２２と一体形成されていてもよい。
つまり、図１０（ａ）に示すように、第１の分割型２３ａとＶブロック２１とが一体形成された形状のブロック２１Ａと、第２の分割型２３ｂとＶブロック２２とが一体形成された形状のブロック２２Ｂと、第３の分割型２３ｃと、第４の分割型２３ｄとによって、素線１１Ａを加圧成型するようにしてもよい。この場合、一対のブロック２１Ａおよび２２Ａを互いに接近する方向に移動することで、図１０（ｂ）に示すように、第３の分割型２３ｃと第４の分割型２３ｄとを互いに接近する方向に移動することができる。したがって、上記実施形態と同様に、適切に導線１１を成型することができる。
このように、第１の分割型２３ａとＶブロック２１、第２の分割型２３ｂとＶブロック２２をそれぞれ一体形成することで、例えば温度変化等の影響により両者のずれが生じることを防止することができる。そのため、精度良く所望の断面形状を有する導線１１を成型することができる。
【００４６】
また、上記実施形態においては、成型装置２００は、一対のＶブロックと４つの分割型とを備える場合について説明したが、成型装置２００の構成は上記に限定されるものではない。成型装置２００は、素線１１Ａが配置される成型空間を形成するよう配置された複数の分割型と、複数の分割型の少なくとも１つを、成型空間を狭める方向に移動する移動機構と、を備えていればよい。
例えば、成型装置２００は、相対的に進退移動可能な一対の分割型を備え、当該一対の分割型の少なくとも一方が、複数の部品に分解可能に構成されていてもよい。つまり、成型装置２００は、導線１１の断面形状を所望の形状に成型することができ、かつ成型加工後の導線１１を、分割型から容易に取り外すことができる構成であればよい。
【００４７】
なお、複合台形線は、図３（ａ）〜図３（ｆ）に示す形状に限定されない。例えば、各巻対応区域が、台形形状の断面を有する第１区域と、矩形状の断面を有する第２区域と、をそれぞれ備えていてもよい。ここで、第１区域は、コイル１０のスロット収容部１２に対応する区域であり、第２区域は、コイル１０のコイルエンド部１３、１４に対応する区域である。第２区域における矩形状は、各巻対応区域において同一形状とすることができる。
この場合、コイルエンド部１３、１４のコイル断面は矩形状となる。コイルエンド部１３、１４の断面形状を矩形状にするメリットは、コイルエンドの高さを抑えることができることと、巻回時に導線１１が傾きにくくなるためコイル形成が容易になることである。
【００４８】
上記の複合台形線は、図１１にその一部分を示すように、断面台形の部分１５と、断面矩形の部分１６と、断面形状が台形形状から矩形状へ徐々に変化する部分１７と、を備える。例えば図１に示すように、５列のコイル１０の場合、素線１１Ａを、５種類の台形の部分と、矩形の部分と、台形から矩形へ変化する部分と、の７パターンに加工すればよい。このような複雑な断面形状を有する導線１１についても、上述した製造方法により精度良く製造することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０…コイル、１１…線材（導線）、１１Ａ…素線、２０…ステータコア、２１…コアバック、２２…ティース、２００…成型装置、２００Ａ…成型装置、２１…Ｖブロック、２２…Ｖブロック、２３ａ〜２３ｄ…分割型、２４…スペーサ、４１…上型バックプレート、４２…下型バックプレート、４３…カムブロック、４３ａ…カム面、４４…サイドブロック、４５…カムスライダー、４５ａ…カム面、４６…可動ばね（付勢部材）
【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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【国際調査報告】
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