(57)【要約】【課題】回転電機のコイルのコイル導体の曲げ加工において品質の向上を図る。【解決手段】回転電機に設けられるコイルのコイル導体のコイル成形システム１００は、コイル導体に荷重を負荷する荷重負荷機構２００と、コイル導体の形状を計測する計測装置１２０と、計測装置１２０からの出力を受けて荷重負荷機構２００に指令信号を出力する演算制御装置１１０とを備える。荷重負荷機構２００は、コイル導体を拘束する拘束機構２１０と、コイル導体に静的に曲げ荷重を負荷する曲げ機構２３０と、コイル導体に衝撃荷重を負荷するハンマリング機構２４０とを具備する。演算制御装置１１０は、形状加工手順読み込み部１１１と、形状加工手順記憶部１１２と、加工目標値を順次読み出して出力する目標値出力部１１４と、偏差信号を出力する減算部１１５と、荷重負荷機構２００に指令信号を出力する駆動制御部１１６とを有してもよい。【選択図】図４
2019004630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機に設けられるコイルの成形のためのコイル成形システムであって、
コイル導体に荷重を負荷する荷重負荷機構と、
前記コイル導体の形状を計測する計測装置と、
前記計測装置からの出力を受けて、前記荷重負荷機構に指令信号を出力する演算制御装置と、
を備え、
前記荷重負荷機構は、
前記コイル導体を拘束する拘束機構と、
前記コイル導体に静的に曲げ荷重を負荷する曲げ機構と、
前記コイル導体に衝撃荷重を負荷するハンマリング機構と、
を具備することを特徴とするコイル成形システム。
【請求項２】
前記演算制御装置は、
前記コイル導体の形状加工手順を指定する外部からの指令内容を読み込む形状加工手順読み込み部と、
前記形状加工手順読み込み部が読み込んだ外部指令を記憶する形状加工手順記憶部と、
前記形状加工手順記憶部に記憶されている前記コイル導体の加工目標値を順次読み出して出力する目標値出力部と、
前記目標値出力部からの加工目標値から前記計測装置からのフィードバック値を減じて偏差信号を出力する減算部と、
前記減算部からの出力値を入力とし、前記荷重負荷機構に指令信号を出力する駆動制御部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のコイル成形システム。
【請求項３】
前記ハンマリング機構は、
前記コイル導体の曲げ加工のために、前記コイル導体に衝撃力を加える打撃部と、
前記コイル導体の前記打撃部により衝撃が加わる部分の局部的な変形を防止するために、前記コイル導体の衝撃対象部分を覆い保護する保護板と、
前記打撃部及び前記保護板を駆動する駆動部と、
有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコイル成形システム。
【請求項４】
前記曲げ機構は、
前記コイル導体の４つの側面のそれぞれを拘束する２つの側部拘束板および２つの端部拘束板と、
前記側部拘束板および前記端部拘束板を支持する円筒状の第１支持部と、
前記第１支持部と同軸に配されて第１の平面内で前記第１支持部の軸心の方向を変更可能に支持する第２支持部と、
前記第２支持部と同軸に配されて第２の平面内で前記第２支持部の軸心の方向を変更可能に支持する第３支持部と、
前記第３支持部と同軸に配されて前記第３支持部をその軸心を中心に周方向の角度を変更可能に支持する第４支持部と、
を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のコイル成形システム。
【請求項５】
回転電機に設けられるコイルの成形のためのコイル成形方法であって、
形状加工手順読み込み部が形状加工手順を読み込む読み込みステップと、
形状加工記憶部が前記形状加工手順を記憶する記憶ステップと、
進行制御部が前記形状加工記憶部から次の手順を読み出す手順読み出しステップと、
目標設定部が前記手順読み出しステップで読み出した手順における目標値を出力する目標出力ステップと、
前記目標値となるように駆動制御部が駆動信号を出力する駆動信号出力ステップと、
荷重負荷機構が前記駆動信号に従って前記コイル導体に作用する作用ステップと、
減算部が、計測装置からの前記コイル導体の対象部分の計測信号と前記目標値との偏差を算出する算出ステップと、
駆動制御部が、前記偏差が判定基準内であるか否かを判定する判定ステップと、
を有することを特徴とするコイル成形方法。
【請求項６】
前記作用ステップは、
拘束機構が前記コイル導体を拘束する拘束ステップと、
前記拘束ステップの後に、曲げ機構が前記コイル導体に静的に曲げ荷重を負荷する曲げ荷重負荷ステップと、
前記拘束ステップの後に、ハンマリング機構が前記コイル導体に衝撃荷重を負荷する衝撃負荷ステップと、
を有することを特徴とする請求項５に記載のコイル成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のコイル成形のためのコイル成形システムおよびコイル成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機などの回転電機においては、固定子鉄心の内面に固定子スロットを形成させ、固定子スロット貫通するコイル導体の、回転電機の回転軸（以下「軸」）方向についての固定子鉄心の外側（以下、「固定子鉄心の軸方向外側」）において、他の固定子スロットを貫通した他のコイル導体と結合させることにより固定子コイルを形成させる。
【０００３】
固定子鉄心の軸方向外側に配されるコイル導体は、周方向に沿った形状、すなわち軸中心から径方向の距離を保って周方向に延びた円弧形状となっている。このため、固定子鉄心より軸方向外側に配されるコイル導体には、仕上がり形状になるまで、曲げ加工が施される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１３１４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
固定子鉄心の軸方向外側に配されるコイル導体の曲げ加工は、成形型にコイル導体を沿わせながら、人がハンマで叩きながら成形することも、多く行われている。このため、作業員の負担が大きく、また、人的ミスによる不適合の発生、あるいは技能の優劣による品質のばらつきの発生などの可能性があり、これらの問題を解決する必要がある。
【０００６】
本発明は、コイル導体の曲げ加工において、品質の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明は、回転電機に設けられるコイルの成形のためのコイル成形システムであって、コイル導体に荷重を負荷する荷重負荷機構と、前記コイル導体の形状を計測する計測装置と、前記計測装置からの出力を受けて、前記荷重負荷機構に指令信号を出力する演算制御装置と、を備え、前記荷重負荷機構は、前記コイル導体を拘束する拘束機構と、前記コイル導体に静的に曲げ荷重を負荷する曲げ機構と、前記コイル導体に衝撃荷重を負荷するハンマリング機構と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、回転電機に設けられるコイルの成形のためのコイル成形方法であって、形状加工手順読み込み部が形状加工手順を読み込む読み込みステップと、形状加工記憶部が前記形状加工手順を記憶する記憶ステップと、進行制御部が前記形状加工記憶部から次の手順を読み出す手順読み出しステップと、目標設定部が前記手順読み出しステップで読み出した手順における目標値を出力する目標出力ステップと、前記目標値となるように駆動制御部が駆動信号を出力する駆動信号出力ステップと、荷重負荷機構が前記駆動信号に従って前記コイル導体に作用する作用ステップと、減算部が、計測装置からの前記コイル導体の対象部分の計測信号と前記目標値との偏差を算出する算出ステップと、駆動制御部が、前記偏差が判定基準内であるか否かを判定する判定ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コイル導体の曲げ加工において、品質の向上を図ることをことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係るコイル成形方法を適用する回転電機の構成を示す軸方向に沿った立断面図である。
【図２】実施形態に係るコイル成形方法を適用する回転電機の固定子鉄心に形成された固定子スロットと、それを貫通する固定子コイル導体を示す斜視図である。
【図３】実施形態に係るコイル成形システムの構成を示す側面図である。
【図４】実施形態に係るコイル成形システムの演算制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態に係るコイル成形システムの曲げ機構の構成を示す図６のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図６】実施形態に係るコイル成形システムの曲げ機構の構成を示す図５のＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。
【図７】実施形態に係るコイル成形システムのハンマリング機構の構成を示す固定子コイル導体の長手方向に沿った側面図である。
【図８】実施形態に係るコイル成形方法の全体の手順を示すフロー図である。
【図９】実施形態に係るコイル成形方法の荷重負荷ステップの詳細な手順を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル成形システムおよびコイル成形方法について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１２】
図１は、実施形態に係るコイル成形方法を適用する回転電機の構成を示す軸方向に沿った断面図である。回転電機１は、回転子１０、固定子２０、フレーム４０、および冷却器５１を有する。
【００１３】
回転子１０は、回転軸方向に水平に延びたロータシャフト１１、およびロータシャフト１１の径方向外側に設けられた回転子鉄心１２を有する。ロータシャフト１１には、回転子鉄心１２の軸方向の両側に内扇１５が取り付けられている。
【００１４】
固定子２０は、回転子鉄心１２の径方向外側に設けられた円筒状の固定子鉄心２１、および固定子鉄心２１の径方向内側表面近傍に形成された固定子スロット２１ａ（図２）を回転軸方向に貫通する固定子コイル２２を有する。
【００１５】
フレーム４０は、固定子２０および回転子鉄心１２を収納するように、これらの径方向外側を囲んでいる。フレーム４０の軸方向の両側には、それぞれ軸受ブラケット４５が設けられており、それぞれ軸受３０を固定支持している。フレーム４０の上方には、冷却器５１が設けられている。
【００１６】
冷却器５１は、冷却器カバー５２に収納されている。冷却器５１は、複数の冷却管５３を有している。冷却管５３には外部から供給されるたとえば冷却水などの冷却用媒体が流れる。
【００１７】
フレーム４０、２つの軸受ブラケット４５、冷却器カバー５２は、互いに相俟って閉空間４０ａを形成している。フレーム４０内の空間と、冷却器カバー５２内の空間とは、１つの冷却器入口開口６１および２つの冷却器出口開口６２で連通している。
【００１８】
閉空間４０ａ内は、たとえば空気などの冷却用気体が満たされている。冷却用気体は、２つの内扇１５にそれぞれに駆動されて、閉空間４０ａ内を循環する。内扇１５により駆動された冷却用気体は、回転子鉄心１２および固定子２０を冷却しながら通過した後に、冷却器入口開口６１を経由して、冷却器５１に流入する。
【００１９】
冷却器５１に流入した冷却用気体は、冷却管５３の内部の冷却用媒体に冷却されながら、冷却管５３の外側を通過する。その後、方向を転換して冷却器出口開口６２を経由してフレーム４０内に流入し、再び２つの内扇１５にそれぞれにより駆動される。
【００２０】
図２は、実施形態に係るコイル成形方法を適用する回転電機の固定子鉄心に形成された固定子スロットと、それを貫通する固定子コイル導体を示す斜視図である。固定子コイル導体２３は、１つの固定子スロット２１ａに通常たとえば上口側と下口側の計２本が配されているが、１つの固定子スロット２１ａに配された上口側の１本のみを表示し、他の表示は省略している。
【００２１】
固定子鉄心２１は、通常、中央に貫通孔を有する円板状に打ち抜き加工したケイ素鋼板などの電磁鋼板を多数枚積層した積層板２１ｃを有する。固定子鉄心２１の径方向内側には、複数の固定子スロット２１ａが形成されている。複数の固定子スロット２１ａは、周方向に互いに間隔をあけて配され、軸方向に延びて固定子鉄心２１を貫通している。この結果、周方向に互いに間隔をおいて軸方向に延びた複数の固定子ティース２１ｂが形成されている。
【００２２】
固定子コイル２２（図１）は、複数の固定子コイル導体２３を有する。それぞれの固定子コイル導体２３においては、複数の導体が束ねられ、その外側には絶縁テープが巻かれている。固定子コイル導体２３の断面形状は長方形である。すなわち、固定子コイル導体２３は、２つの幅の広い方の側面２３ａと、２つの幅の狭い方の側面２３ｂを有する。
【００２３】
それぞれの固定子コイル導体２３は、それぞれの固定子スロット２１ａを貫通している。固定子コイル導体２３は、固定子鉄心２１の軸方向外側では、固定子コイル２２の形成のための固定子コイル導体２３同士の結合、あるいは外部との結合のために、たとえば軸方向に垂直な平面内を固定子鉄心２１と同心円状に延びている。
【００２４】
具体的には、固定子コイル導体２３は、軸方向外側で、まず、２つの幅の広い方の側面２３ａが面外に９０度方向転換するように曲げられる。次に、固定子コイル導体２３は、幅の狭い方の側面２３ｂの面が面外にたとえば固定子鉄心２１と同心円状に曲がるように曲げられる。
【００２５】
なお、図２では、固定子鉄心２１の一方の軸方向外側を示しているが、固定子鉄心２１の他方の軸方向外側についても、同様に、軸方向に垂直な平面内を同心円状に延びている。また、一方の軸方向外側から固定子コイル導体２３を軸方向に投影した場合に、両側とも同じ方向となるような曲げの方向となっている。言い換えれば、そろぞれを、それぞれの軸方向外側で見た場合に、一方が時計回りの方向で他方が反時計回りの方向となっている。
【００２６】
図３は、実施形態に係るコイル成形システムの構成を示す側面図である。コイル成形システム１００は、固定子コイル導体２３を、固定子鉄心２１の軸方向外側で、たとえば軸方向に垂直な平面内を同心円状になるように成形する。
【００２７】
コイル成形システム１００は、演算制御装置１１０、計測装置１２０、ベース２０１、および実際に固定子コイル導体２３に荷重を負荷する荷重負荷機構２００を有する。また、荷重負荷機構２００は、拘束機構２１０、移動駆動部２２０、曲げ機構２３０、およびハンマリング機構２４０を有する。
【００２８】
計測装置１２０は、固定子コイル導体２３の曲げの状態を計測する。計測装置１２０は、たとえば、接触式の変位計、レーザ方式の変位計、３次元カメラ等である。
【００２９】
拘束機構２１０は、固定子コイル導体２３の固定子スロット２１ａ内に収納される直線部分の軸方向の両側を拘束する。
【００３０】
曲げ機構２３０は、固定子コイル導体２３の、固定子鉄心２１の軸方向外側部分を、たとえば軸方向に垂直な平面内を同心円状など、所定の３次元形状になるように、固定子コイル導体２３に静的荷重を負荷して、固定子コイル導体２３の曲げ加工を行う。また、ハンマリング機構２４０は、固定子コイル導体２３を傷つけないように保護用の部材等を有し、ハンマリングによって固定子コイル導体２３の曲げ加工を行う。
【００３１】
移動駆動部２２０は、ベース２０１上に搭載され、拘束機構２１０、曲げ機構２３０、およびハンマリング機構２４０を支持し、また、移動駆動する。移動駆動部２２０は、ベース２０１上を移動する拘束部移動駆動機構２２１および拘束部移動駆動機構２２１に支持されかつ拘束機構２１０を支持する支持部２２１ａを有する。また、移動駆動部２２０は、ベース２０１上を移動する曲げ負荷部移動駆動機構２２２および曲げ負荷部移動駆動機構２２２に支持されかつ曲げ機構２３０およびハンマリング機構２４０を支持する支持部２２２ａを有する。なお、ハンマリング機構２４０について独立にその移動駆動部分が設けられていてもよい。
【００３２】
演算制御装置１１０は、計測装置１２０からの信号を受け入れる。また、演算制御装置１１０は、拘束機構２１０、移動駆動部２２０、曲げ機構２３０、およびハンマリング機構２４０に指令信号を発するとともに、拘束機構２１０、移動駆動部２２０、曲げ機構２３０、およびハンマリング機構２４０の動作内容についての動作結果に関する信号をそれぞれから受け入れる。
【００３３】
図４は、実施形態に係るコイル成形システムの演算制御装置の構成を示すブロック図である。演算制御装置１１０は、たとえば、計算機システムである。演算制御装置１１０は、形状加工手順読み込み部１１１、形状加工手順記憶部１１２、進行制御部１１３、目標値出力部１１４、減算部１１５、および駆動制御部１１６を有する。
【００３４】
形状加工手順読み込み部１１１は、固定子コイル導体２３の形状加工手順を指定する外部からの指令内容を読み込む入力装置である。形状加工手順記憶部１１２は、形状加工手順読み込み部１１１が読み込んだ外部指令を記憶する。
【００３５】
進行制御部１１３は、形状加工手順記憶部１１２に記憶されている形状加工手順を順次読み出して、演算制御装置１１０内に進行指令を出力することにより、固定子コイル導体２３の形状加工の進行制御を行う。
【００３６】
具体的には、進行制御部１１３は、目標値出力部１１４に、進行指令を出力するとともに、駆動制御部１１６には、各ステップにおける具体的な指令を出力する。指令内容は、ステップに対応させた形で、形状加工手順記憶部１１２に記憶されている。
【００３７】
目標値出力部１１４は、進行制御部１１３からの進行指令に基づいて、形状加工手順記憶部１１２に記憶されている各目標値を順次読み出して出力する。目標値出力部１１４が出力する目標値は、固定子コイル導体２３の加工目標であり、具体的には、変形寸法、曲げ角度などである。
【００３８】
減算部１１５は、目標値出力部１１４の出力値から、フィードバック信号である計測装置１２０からの測定結果の値を減じて、その結果を偏差信号として、進行制御部１１３および駆動制御部１１６に出力する。
【００３９】
駆動制御部１１６は、進行制御部１１３からの進行指令と、減算部１１５からの出力値を入力とし、荷重負荷機構２００のそれぞれの要素すなわち拘束機構２１０、移動駆動部２２０、曲げ機構２３０、およびハンマリング機構２４０のそれぞれに適宜、指令信号を出力する。
【００４０】
ここで、指令信号としては、たとえば次のようなものがある。拘束機構２１０に対する指令信号としては、固定子コイル導体２３の拘束の有無、拘束の際の拘束力などがある。移動駆動部２２０に対する指令信号としては、たとえば、移動の開始、移動距離などがある。曲げ機構２３０に対する指令信号としては、それぞれの部分の動作の開始、変位あるいは曲げ角度などがある。ハンマリング機構２４０に対する指令信号としては、たとえば、ハンマリングの開始、支持を受ける都度のハンマのハンマリング回数、あるいはグレード分けされたハンマリングの強度のグレードなどがある。
【００４１】
これらの指令信号の内容は、各ステップに対応する形で、形状加工手順記憶部１１２に記憶されており、進行制御部１１３が、ステップの進行に合わせて順次読み出し、駆動制御部１１６に出力する。なお、進行制御部１１３を介さずに、駆動制御部１１６が、進行制御部１１３からの進行指令に合わせて、直接に形状加工手順記憶部１１２から読み出すことでもよい。
【００４２】
駆動制御部１１６は、上記のように、荷重負荷機構２００のそれぞれの要素に指令信号を出力するが、その出力動作は、減算部１１５からの偏差信号が、判定値以内であるか否かを判定し、判定値以内であれば出力動作を継続し、判定基準内となると出力動作を停止する。
【００４３】
図５は、実施形態に係るコイル成形システムの曲げ機構の構成を示す図６のＶ−Ｖ矢視断面図である。また、図６は、実施形態に係るコイル成形システムの曲げ機構の構成を示す図５のＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。
【００４４】
曲げ機構２３０は、第１支持部２３１、第２支持部２３２、第３支持部２３３、第４支持部２３４、および第４支持部２３４を支持する支持部２２２ａを有する。
【００４５】
第１支持部２３１、第２支持部２３２、第３支持部２３３、第４支持部２３４はそれぞれ、円筒状であり、基準状態では、互いに同軸である。
【００４６】
第１支持部２３１は、第１支持部駆動部２３１ａによって、基準状態の中心軸の方向から傾くように駆動されるとともに、第１支持部駆動部２３１ａによって支持されている。第１支持部２３１は円板状で、外周におねじが形成されている。具体的には、たとえば、第１支持部２３１と第１支持部駆動部２３１ａとは螺合しており、それぞれがラックとピニオンと類似の関係となっている。第１支持部駆動部２３１ａの回転軸は、基準状態の中心軸の方向に配されており、第１支持部駆動部２３１ａは、第２支持部２３２により支持されている。また、図示しないが、第１支持部２３１の中心軸方向が傾く際の支点（図示せず）も、第２支持部２３２により支持されている。
【００４７】
以上のような構成により、第１支持部駆動部２３１ａが回転する第１の平面内で、第１支持部２３１の軸心の方向を変更することができる。
【００４８】
第２支持部２３２は、第２支持部駆動部２３２ａによって、第１支持部２３１の傾く方向とは中心軸から見て９０度の方向に、基準状態の軸心の方向から傾くように駆動されるとともに、第２支持部駆動部２３２ａによって支持されている。第２支持部２３２は円板状で、外周におねじが形成されている。具体的には、たとえば、第２支持部２３２と第２支持部駆動部２３２ａとは螺合しており、それぞれがラックとピニオンと類似の関係となっている。第２支持部駆動部２３２ａの回転軸は、基準状態の軸心の方向に配されており、第２支持部駆動部２３２ａは、第３支持部２３３により支持されている。また、図示しないが、第２支持部２３２の軸心の方向が傾く際の支点（図示せず）も、第３支持部２３３により支持されている。
【００４９】
以上のような構成により、第２支持部駆動部２３２ａが回転する第２の平面内で、第２支持部２３２の軸心の方向を変更することができる。ここで、第２の平面は第１の平面と直交している。
【００５０】
第３支持部２３３は、第３支持部駆動部２３３ａによって、中心軸の周りに回転するように駆動されるとともに、第３支持部駆動部２３３ａによって支持されている。第３支持部２３３は円板状で、ねじが形成されている。具体的には、たとえば、第３支持部２３３と第３支持部駆動部２３３ａとは螺合しており、それぞれがラックとピニオンに類似の関係となっている。第３支持部駆動部２３３ａの回転軸は、基準状態の軸心と垂直の方向に配されており、第３支持部駆動部２３３ａは、第４支持部２３４により支持されている。第３支持部駆動部２３３ａは、周方向に３か所、かつ軸方向にそれぞれ２か所、合計６か所に設けられている。
【００５１】
以上のような構成により、第３支持部駆動部２３３ａが回転する平面内で、第３支持部２３３は、その中心軸を中心に周方向に角度を変更することができる。
【００５２】
第４支持部２３４は、支持部２２２ａを介して、ベース２０１により固定支持されている。
【００５３】
第１支持部２３１の内面には、側部拘束ロッド２３５ｃが周方向に互いに１８０度の位置に２か所、端部拘束ロッド２３５ｄが周方向に互いに１８０度の位置に２か所、側部拘束ロッド２３５ｃと端部拘束ロッド２３５ｄとが互いに９０度の位置にあるように取り付けられている。側部拘束ロッド２３５ｃおよび端部拘束ロッド２３５ｄはそれぞれ、伸縮自在に形成されている。
【００５４】
２つの側部拘束ロッド２３５ｃはそれぞれ、側部拘束板２３５ａを支持する。２つの端部拘束ロッド２３５ｄはそれぞれ、端部拘束板２３５ｂを支持する。２つの側部拘束ロッド２３５ｃが、縮んだ状態から伸びた状態となり、２つの側部拘束板２３５ａは、固定子コイル導体２３の両側の幅の広い方の側面２３ａに押し当てられる。また、２つの端部拘束ロッド２３５ｄが、縮んだ状態から伸びた状態となり、２つの端部拘束板２３５ｂは、固定子コイル導体２３の両側の幅の狭い方の側面２３ｂにそれぞれ押し当てられる。このようにして、曲げ機構２３０が固定子コイル導体２３を把持するように形成されている。
【００５５】
以上、第１支持部２３１と第１支持部駆動部２３１ａ、第２支持部２３２と第２支持部駆動部２３２ａ、第３支持部２３３と第３支持部駆動部２３３ａのそれぞれの関係が、ラックとピニオンに類似の関係となっている場合を示したが、回転動作あるいは軸方向の変更動作を実現できれば、歯車方式ではなく、たとえば梃子を用いた方式など他の方式でもよい。
【００５６】
図７は、コイル成形システムのハンマリング機構の構成を示す固定子コイル導体の長手方向に沿った側面図である。ハンマリング機構２４０は、保護板２４６、打撃部２４４、およびこれらを駆動する駆動部２４１を有する。
【００５７】
打撃部２４４は、固定子コイル導体２３の曲げ加工のために、保護板２４６を介して固定子コイル導体２３に衝撃力を加える。打撃部２４４は、たとえば金属の塊で、ハンマ駆動軸２４２に結合したハンマ支持棒２４３に取り付けられている。ハンマ駆動軸２４２は、駆動部２４１により回転駆動される。
【００５８】
保護板２４６は、固定子コイル導体２３の打撃部２４４により衝撃が加わる部分の局部的な変形を防止するために、固定子コイル導体２３の衝撃対象部分を覆い保護する。保護板２４６は、たとえば、金属製、あるいはマイカルタ（登録商標）製やテフロン（登録商標）製の絶縁材料の板であって、保護板支持部２４５により支持されている。保護板支持部２４５は、駆動部２４１により駆動、位置決めされる。
【００５９】
固定子コイル導体２３の曲げ加工の際には、拘束機構２１０に固定子コイル導体２３を拘束させた状態で、曲げ機構２３０により固定子コイル導体２３に曲げ荷重を印加するが、それと同時に、ハンマリング機構２４０によりハンマリングを行う。
【００６０】
ハンマリングの際には、保護板支持部２４５により保護板２４６を固定子コイル導体２３に沿わせて、保護板２４６を打撃部２４４で叩く。保護板２４６を沿わせる固定子コイル導体２３の位置は、長手方向に、曲げ機構２３０を挟んで拘束機構２１０の反対側である。
【００６１】
なお、ハンマリング機構２４０は、拘束機構２１０および曲げ機構２３０を支持部として、固定子コイル導体２３に衝撃を加えるが、さらに、固定子コイル導体２３の、保護板２４６を被せる側と反対側に置けるようなガイドを有していてもよい。
【００６２】
図８は、実施形態に係るコイル成形方法の全体の手順を示すフロー図である。
【００６３】
まず、形状加工手順読み込み部１１１が、設定された形状加工手順を読み込む（ステップＳ１０）。次に、形状加工手順記憶部１１２が、形状加工手順読み込み部１１１により読み込まれた形状加工手順を記憶する（ステップＳ２０）。
【００６４】
次に、進行制御部１１３が、形状加工手順読み込み部１１１から次の手順を読み出し、目標値出力部１１４に出力する（ステップＳ３０）。目標値出力部１１４は、次の手順に対応する目標値を出力する（ステップＳ４０）。
【００６５】
減算部１１５は、目標値出力部１１４から出力された目標値から、計測装置１２０からのフィードバック信号を減じた偏差信号を出力する（ステップＳ５０）。
【００６６】
駆動制御部１１６は、進行制御部１１３からの指令に基づき、また、減算部１１５からの出力である偏差信号の状態に応じて、フィードバック信号が目標値となるように荷重負荷機構２００のそれぞれの要素に、駆動指令信号を出力する（ステップＳ６０）。
【００６７】
駆動制御部１１６からの駆動指令信号に基づいて、荷重負荷機構２００のそれぞれの要素が動作し、固定子コイル導体２３に作用する（ステップＳ７０）。ステップＳ７０の詳細な手順を図９に示す。
【００６８】
図９は、実施形態に係るコイル成形方法の荷重負荷ステップの詳細な手順を示すフロー図である。
【００６９】
まず、拘束機構２１０が、直線状の固定子コイル導体２３を拘束する（ステップＳ７１）。次に、拘束部分の軸方向の外側部分を曲げ機構２３０で把持する（ステップＳ７２）。
【００７０】
次に、固定子コイル導体２３を叩きながら強制曲げを実施する（ステップＳ７３）。すなわち、曲げ機構２３０は、固定子コイル導体２３に、所定の方向に強制曲げ力を加える。また、ハンマリング機構２４０が、強制曲げの方向に固定子コイル導体２３が曲がるようにハンマリングを行う。したがって、曲げ機構２３０による強制曲げを行うステップと、ハンマリング機構２４０によるハンマリングを行うステップは、前後を問わない。また、並行して行われてもよいし、交互に行われてもよい。
【００７１】
固定子コイル導体２３の状態が所定の状態となったら、荷重を開放し、位置・形状を確認する（ステップＳ７４）。ここで、所定の状態となったか否かは、減算部１１５の出力である偏差が判定値以下か否かにより判定できる。荷重の開放は、側部拘束ロッド２３５ｃおよび端部拘束ロッド２３５ｄを縮小させることで行う。
【００７２】
以上の一連の動作の後に、解放状態でも、減算部１１５の出力である偏差が判定基準内であるか否かを、進行制御部１１３が判定する（ステップＳ８０）。偏差が判定値以内ではないと判定された場合（ステップＳ８０  ＮＯ）は、再度、ステップＳ７０内のステップＳ７２からステップＳ８０までを繰り返す。
【００７３】
偏差が判定基準内であると判定された場合（ステップＳ８０  ＹＥＳ）には、全ての手順を終了したか否かを判定する（ステップＳ９０）（図８）。すべての手順を終了したとは判定されなかった場合（ステップＳ９０  ＮＯ）には、ステップＳ４０からステップＳ９０までを繰り返す。すべての手順を終了したとは判定された場合（ステップＳ９０  ＹＥＳ）にはコイル成形を終了する。
【００７４】
本発明によれば、コイル導体の曲げ加工において、再現性のある加工を実施することにより、品質の向上を図ることをことができる。
【００７５】
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。たとえば、実施形態では、固定子コイルの成形加工の場合を例にとって示したが、これに限定されない。同期機の場合の回転子に設けられる励磁コイル等のコイル導体の成形加工、あるいは巻線型誘導機の場合の回転子コイルのコイル導体の成形加工についても、本発明は適用可能である。
【００７６】
さらに、実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７７】
１…回転電機、１０…回転子、１１…ロータシャフト、１２…回転子鉄心、１５…内扇、２０…固定子、２１…固定子鉄心、２１ａ…固定子スロット、２１ｂ…固定子ティース、２１ｃ…積層板、２２…固定子コイル、２３…固定子コイル導体、２３ａ…幅の広い方の側面、２３ｂ…幅の狭い方の側面、３０…軸受、４０…フレーム、４０ａ…閉空間、４５…軸受ブラケット、５１…冷却器、５２…冷却器カバー、５３…冷却管、６１…冷却器入口開口、６２…冷却器出口開口、１００…コイル成形システム、１１０…演算制御装置、１１１…形状加工手順読み込み部、１１２…形状加工手順記憶部、１１３…進行制御部、１１４…目標値出力部、１１５…減算部、１１６…駆動制御部、１２０…計測装置、２００…荷重負荷機構、２０１…ベース、２１０…拘束機構、２２０…移動駆動部、２２１…拘束部移動駆動機構、２２１ａ…支持部、２２２…曲げ負荷部移動駆動機構、２２２ａ…支持部、２３０…曲げ機構、２３１…第１支持部、２３１ａ…第１支持部駆動部、２３２…第２支持部、２３２ａ…第２支持部駆動部、２３３…第３支持部、２３３ａ…第３支持部駆動部、２３４…第４支持部、２３５ａ…側部拘束板、２３５ｂ…端部拘束板、２３５ｃ…側部拘束ロッド、２３５ｄ…端部拘束ロッド、２４０…ハンマリング機構、２４１…駆動部、２４２…ハンマ駆動軸、２４３…ハンマ支持棒、２４４…打撃部、２４５…保護板支持部、２４６…保護板
【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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