(57)【要約】【課題】コイル用導線の端部の加工を簡易に行うことができるようにする。【解決手段】コイル用導線の加工装置１０は、断面形状が矩形である平角導線であり周囲が絶縁皮膜で覆われているコイル用導線１２の端部を加工する。コイル用導線の加工装置１０は、コイル用導線１２を配置するためのダイ２６と、コイル用導線１２の絶縁皮膜に切り込みを入れるためのカッター部を有する第１パンチ２０と、切り込みよりもコイル用導線１２の先端側において、コイル用導線１２の導体部を打ち抜き加工する第２パンチ２２と、ダイ２６に向けて第１パンチ２０及び第２パンチ２２を駆動する駆動装置３１と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面形状が矩形である平角導線であり周囲が絶縁皮膜で覆われているコイル用導線の端部を加工するコイル用導線の加工装置であって、
前記コイル用導線を配置するためのダイと、
前記コイル用導線の絶縁皮膜に切り込みを入れるためのカッター部を有する第１パンチと、
前記切り込みよりも前記コイル用導線の先端側において、前記コイル用導線の導体部を打ち抜き加工する第２パンチと、
前記ダイに向けて前記第１パンチ及び前記第２パンチを駆動する駆動装置と、を備える、
ことを特徴とするコイル用導線の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のステータコイル用の導線（コイル用導線）の加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機のステータコアのスロットに多数のＵ字状を有するコイル用導線（導体セグメント）を挿通し、それらを順次接合して形成されたステータコイルが提案されている。コイル導線は、例えば断面形状が矩形である平角導線であり、周囲が絶縁皮膜で覆われている。
【０００３】
コイル導線は、それをＵ字状にしてステータコアのスロットに挿入した際にステータコア端面から突出する部分であるリード部を有し、そのリード部の端部同士がレーザ溶接等により接合される。そこで、コイル用導線のリード部の端部は、予め、絶縁皮膜が剥離され、導体の一部が切断されて成形される。
【０００４】
特許文献１には、コイル用導線のリード部の端部（先端部）の絶縁皮膜（電気絶縁性樹脂膜）を剥離する工程と、その後の工程である先端部の一部を切断して成形する工程と、を備えたコイル用導線の加工方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２９５８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
コイル用導線のリード部の端部（コイル用導線の端部）における絶縁皮膜を剥離した後、別の工程として端部を成形する場合には、それぞれの加工を行うために別々の装置が必要となり、工数もかかる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、コイル用導線の端部の加工を簡易に行うことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のコイル用導線の加工装置は、断面形状が矩形である平角導線であり周囲が絶縁皮膜で覆われているコイル用導線の端部を加工するコイル用導線の加工装置であって、前記コイル用導線を配置するためのダイと、前記コイル用導線の絶縁皮膜に切り込みを入れるためのカッター部を有する第１パンチと、前記切り込みよりも前記コイル用導線の先端側において、前記コイル用導線の導体部を打ち抜き加工する第２パンチと、前記ダイに向けて前記第１パンチ及び前記第２パンチを駆動する駆動装置と、を備える、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第２パンチの打ち抜き加工によりコイル用導線の端部における絶縁皮膜の剥離および内部の導体の成形とが同時に行われるため、コイル用導線の端部の加工を簡易に行うことができる。第１パンチによりコイル用導線の絶縁皮膜に切り込みを入れるため、その後に、第２パンチにより絶縁皮膜の剥離および内部の導体の成形を同時に行ったとしても、切り込みが入れられた部分より根元側の残しておきたい絶縁皮膜が剥がれてしまうことが防がれている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】コイル用導線の加工装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１パンチの断面図である。
【図３】第２パンチの断面図である。
【図４】ダイの断面図である。
【図５】ダイの上面に設けられたコイル用導線の固定用部材を示す図である。
【図６】図５に示された固定用部材を用いて、コイル用導線を固定している状態を示す図である。
【図７】第１パンチによるコイル用導線の加工について説明するための図である。
【図８】第１パンチにより加工された後のコイル用導線を示す図である。
【図９】第２パンチによるコイル用導線の加工について説明するための図である。
【図１０】第２パンチにより加工された後のコイル用導線を示す図である。
【図１１】別の実施形態における第１パンチの断面図である。
【図１２】図１１に示されたＤ−Ｄの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
本実施形態に係るコイル用導線は、回転電機のステータコイルを構成するものである。コイル用導線は、導体セグメントと言うこともできる。多数のＵ字状のコイル用導線がステータコアのスロットに挿通され、それらのリード部の端部が順次接合されることで、ステータコイルが形成される。回転電機は、ステータコイルが巻装されたステータコアを有するステータと、ステータの内周側に設けられたロータとを備える。回転電機は、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車などの電動車両に搭載されて電動機および発電機として使われる。
【００１３】
なお、コイル用導線は、断面形状が矩形である平角導線であり、平角導線は、導電率の高い銅等の金属（導体）の周囲に絶縁皮覆が施されて構成されている。すなわち、導体の周囲が絶縁皮膜で覆われている。絶縁皮覆は、絶縁性の高いエナメル等の樹脂が用いられている。
【００１４】
コイル導線のリード部の端部同士を接合するために、コイル用導線のリード部の端部は、予め、絶縁皮膜が剥離され、内部の導体の一部が切断されて成形される。本実施形態に係るコイル用導線の加工装置は、このコイル用導線のリード部の端部の加工処理を行うものである。なお、以降、コイル用導線のリード部の端部を「コイル用導線の端部」或いは「端部」と言う。
【００１５】
ここで、本実施形態に係るコイル用導線の加工装置について説明する。図１は、コイル用導線の加工装置１０の概略構成を示す図である。図１に示すように、コイル用導線の加工装置１０は、上部フレーム３０と、上部フレーム３０に対して上下方向に移動可能に設けられたストローク部３４と、ストローク部３４の下面に配置されたパンチ１８と、コイル用導線１２が配置されパンチ１８が入り込む穴４２が設けられたダイ２６と、ダイ２６のアタッチメント３６と、アタッチメント３６が固定される下部フレーム３２と、を備えている。
【００１６】
上部フレーム３０は、ストローク部３４を上下方向に移動（ストローク）させる駆動装置３１を備える。駆動装置３１により、ストローク部３４およびストローク部３４の下面に配置されたパンチ１８を、図１に示された位置からダイ２６に向かって移動する。それにより、パンチ１８は、ダイ２６に配置されたコイル用導線１２を加工しつつ、ダイ２６の穴４２に入り込むことになる。
【００１７】
パンチ１８は、下側に設けられた第１パンチ２０と、上側に設けられた第２パンチ２２とから構成される。後で詳述するように、第１パンチ２０は、コイル用導線１２の側面の絶縁皮膜に切り込みを入れるものである。また、第２パンチ２２は、第１パンチ２０によって絶縁皮膜に切り込みが入れられた後、コイル用導線の絶縁皮膜の剥離および内部の導体の成形を行うものである。第１パンチ２０及び第２パンチ２２の各々には、ピン穴とネジ穴とが設けられている。各々のピン穴の位置を合わせてピン４０をつき通すことで第１パンチ２０及び第２パンチ２２の位置決めがされており、各々のネジ穴の位置を合わせてネジ３８を螺合することで第１パンチ２０及び第２パンチ２２が結合されて一体化している。
【００１８】
図２は、第１パンチ２０の断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。図２に示すように、第１パンチ２０は、略Ｃ字状の断面形状を有する本体部４４と、その内側に設けられた空洞４８とを備える。本体部４４は、ピン４０が挿通されたピン穴４１ａと、ネジ３８が螺合されたネジ穴３９ａとのそれぞれを複数有している。空洞４８は、第１パンチ２０がダイ２６に向かって移動した際にコイル用導線１２の端部が入り込む空間である。図２に示すように、空洞４８の内壁には、空洞４８の内側に向かって突出した一対のカッター部４６が設けられている。一対のカッター部４６は、コイル用導線１２の端部における側面の絶縁皮膜に切り込みを入れるものである。
【００１９】
図３は、第２パンチ２２の断面図（図１のＢ−Ｂ断面図）である。図３に示すように、第２パンチ２２は、略Ｃ字状の断面形状を有する本体部４９と、その内側に設けられた空洞５０とを備える。本体部４９は、ピン４０が挿通されたピン穴４１ｂと、ネジ３８が螺合されたネジ穴３９ｂとのそれぞれを複数有している。空洞５０は、第２パンチ２２がダイ２６に向かって移動した際にコイル用導線１２の端部が入り込む空間である。第２パンチ２２により、コイル用導線１２の端部は、空洞５０が有する断面形状に沿って打ち抜き加工される。
【００２０】
図４は、ダイ２６の断面図（図１のＣ−Ｃ断面図）である。ダイ２６は、本体部２７と、本体部２７のほぼ中央に設けられた穴４２とを有する。穴４２の断面形状は、第１パンチ２０の本体部４４の断面形状と第２パンチ２２の本体部４９の断面形状とを重ね合わせた形状となっている。それにより、パンチ１８（第１パンチ２０及び第２パンチ２２）を下降させてコイル用導線１２の端部を加工する際に、第１パンチ２０と第２パンチ２２との両方が、ダイ２６の穴４２に入り込むようになっている。
【００２１】
次に、本実施形態のコイル用導線の加工装置１０を用いたコイル用導線１２の端部の加工処理について説明する。
【００２２】
図５は、ダイ２６の上面にコイル用導線１２が載置されている状態を示す図である。図５に示すように、コイル用導線１２は、ダイ２６の穴４２を跨ぐように、ダイ２６の上面に載置される。ダイ２６の上面にはコイル用導線１２をダイ２６に固定するための固定用部材５６が設けられている。固定用部材５６は、ダイ２６の上面に固定され所望の厚みを有する固定部５８ａと、固定部５８ａに向かってスライド可能にダイ２６の上面に接続され所望の厚みを有する可動部５８ｂとを備える。図５に示すように、コイル用導線１２は、固定部５８ａと可動部５８ｂとの間に載置される。そして、可動部５８ｂを固定部５８ａに向かってスライドさせることで、図６に示すように、固定部５８ａと可動部５８ｂとによりコイル用導線１２を挟持し、ダイ２６に固定させる。なお、可動部５８ｂは、固定部５８ａに向かって付勢部材によって付勢されていてもよく、或いは、可動部５８ｂは、図６に示すコイル用導線１２を挟持する位置で動かないようにロックされる機構を有してもよい。それにより、コイル用導線１２はダイ２６に確実に固定される。
【００２３】
次に、駆動装置３１によりパンチ１８をダイ２６に向かって移動させる。それにより、まず、第１パンチ２０により、コイル用導線１２の端部が加工される。図７は、第１パンチ２０によりコイル用導線１２の端部を加工する状態を示す図であり、コイル用導線１２が一点鎖線で示されている。第１パンチ２０がダイ２６に向かって移動する（下降する）ことで、第１パンチ２０の端面がコイル用導線１２の上面に接触し、さらに第１パンチ２０が下降することで、図７に示す第１パンチ２０の空洞４８の奥壁６０と本体部４４の外壁６２と間の第１パンチ２０の端面により、コイル用導線１２の先端側が切断される。すなわち、空洞４８の奥壁６０よりも先端側にあるコイル用導線１２が切り離される。この際、空洞４８の奥壁６０と本体部４４の外壁６２と間にあったコイル用導線１２は、ダイ２６の穴４２を通って下に落ちる。なお、図７では、コイル用導線１２の先端が本体部４４の外壁６２よりも左側に突き抜けて配置されているが、コイル用導線１２の先端が空洞４８の奥壁６０と本体部４４の外壁６２との間にくるように配置して、コイル用導線１２の先端側を切断してもよい。
【００２４】
図７に示すように、第１パンチ２０が下降することで、第１パンチ２０の一対のカッター部４６がコイル用導線１２の側面に接触し、その側面の絶縁皮膜に切り込みが入れられる。図８は、第１パンチ２０がさらに下降してコイル用導線１２を通過した後におけるコイル用導線１２の端部を上から見た図である。第１パンチ２０の加工により、コイル用導線１２の端部の端面７０（先端側の端面）は、内部の導体が露出し、コイル用導線１２の２つの側面６６，６８の各々の絶縁皮膜に切り込み６４が入れられる。なお、図８および以降で説明する図９，１０では、切り込み６４が誇張して大きめに描かれている。
【００２５】
パンチ１８（第１パンチ２０及び第２パンチ２２）をさらに下降させることで、第１パンチ２０はダイ２６の穴４２に入り込み、次に、第２パンチ２２の端面がコイル用導線１２の上面に接触して、第２パンチ２２によりコイル用導線１２の端部が加工される。図９は、第２パンチ２２によりコイル用導線１２の端部を加工する状態を示す図であり、コイル用導線１２は一点鎖線で示されている。図９に示すように、第２パンチ２２の空洞５０の上下方向（図９における上下方向）の幅は、コイル用導線１２のそれに比べて狭くなっている。そのため、第２パンチ２２が下降してコイル用導線１２を通過させることにより、コイル用導線１２の端部の導体部（絶縁皮膜および内部の導体）が打ち抜き加工される。ここで、打ち抜き加工されるのは、コイル用導線１２の切り込み６４よりも先端側の部分である。この打ち抜き加工により、コイル用導線１２の端部の絶縁皮膜の剥離および内部の導体の成形が同時に行われる。
【００２６】
図１０は、第２パンチ２２により加工された後のコイル用導線１２の端部を上から見た図である。第２パンチ２２の加工により、コイル用導線１２の切り込み６４よりも先端側における２つの側面６６，６８の絶縁皮膜が剥離され、さらに内部の導体が成形される。事前に第１パンチ２０によりコイル用導線１２の絶縁皮膜に切り込みを入れているため、このように第２パンチ２２により絶縁皮膜の剥離および内部の導体の成形を同時に行ったとしても、コイル用導線１２の切り込み６４が入れられた部分より根元側の残しておきたい絶縁皮膜が剥がれてしまうことが防がれている。なお、第２パンチ２２が下降してコイル用導線１２を通過することで、第１パンチ２０に加えて第２パンチ２２もダイ２６の穴４２に入り込むことになる。
【００２７】
以上説明したように、コイル用導線１２の端部が加工処理される。なお、このようにコイル用導線１２の端部の一方が加工された後、パンチ１８は上昇させられ、ダイ２６からコイル用導線１２が取り外される。そして、コイル用導線１２は所望の長さで切断され、コイル用導線１２の端部の他方も同様に加工される。
【００２８】
次に、本実施形態のコイル用導線の加工装置１０の作用効果について説明する。
【００２９】
以上説明した本実施形態のコイル用導線の加工装置１０によれば、第２パンチ２２の打ち抜き加工によりコイル用導線１２の端部における絶縁皮膜の剥離および内部の導体の成形とが同時に行われるため、コイル用導線１２の端部の加工を簡易に行うことができる。すなわち、コイル用導線１２の端部における絶縁皮膜を剥離した後、別の工程として端部を成形する場合に比べて、装置構成を簡易にすることができ、加工のための工数も少なくすることができる。第１パンチ２０によりコイル用導線１２の絶縁皮膜に切り込みを入れているため、その後に、第２パンチ２２の打ち抜き加工により絶縁皮膜の剥離および内部の導体の成形を同時に行ったとしても、切り込み６４が入れられた部分より根元側の残しておきたい絶縁皮膜が剥がれてしまうことが防がれている。
【００３０】
また、以上説明した本実施形態のコイル用導線の加工装置１０によれば、第１パンチ２０と第２パンチ２２とが一体化されているため、パンチ１８（第１パンチ２０および第２パンチ２２）を駆動装置により１回下降させる動作により、第１パンチ２０による切り込み加工と、第２パンチ２２による打ち抜き加工とを一気に行うことができる。よって、装置構成が非常に簡易であり、工数が非常に少ない。さらに、第１パンチ２０と第２パンチ２２とが一体化されていることで、第１パンチ２０によるコイル用導線１２の切り込みの位置に対して、第２パンチ２２によるコイル用導線１２の打ち抜き加工の位置がずれることがない。これにより、残しておきたい絶縁皮膜が剥がれてしまうことが確実に防がれている。
【００３１】
なお、以上説明した実施形態のコイル用導線の加工装置１０は、第１パンチ２０と第２パンチ２２とが一体化されていたが、第１パンチ２０と第２パンチ２２とを別々にしてコイル用導線１２の端部を加工してもよい。例えば、ダイ２６を２つ用意して、１つ目のダイを用いて第１パンチ２０により切り込み加工を行い、その後に、２つ目のダイを用いて第２パンチ２２により打ち抜き加工を行ってもよい。この場合であっても、第２パンチ２２により、コイル用導線１２の端部における絶縁皮膜の剥離および内部の導体の成形とが同時に行われるため、コイル用導線１２の端部の加工が簡易になる。
【００３２】
以上説明した実施形態のコイル用導線の加工装置１０における第１パンチ２０は、その本体部４４によって一対のカッター部４６が形成されていた。しかし、一対のカッター部４６は、第１パンチ２０の本体部４４とは別体のものであってもよい。図１１は、その別の実施形態における第１パンチ２０の断面図である。図１１に示すように、第１パンチ２０の空洞４８の内壁には一対のスリット５２が設けられ、その各々にカッター刃のようなナイフ５４が挿入されている。図１２は、図１１のＤ−Ｄ断面図である。図１２に示すように、例えば、スリット５２は、第２パンチ２２と接する側の第１パンチの端面７２から下側に向かって所定幅だけ設けられ、そこに、ナイフ５４が挿入されて接着剤等によりスリット５２内に固定される。ナイフ５４は、上側が幅広の形状、下側が幅狭の形状を有しており、それにより、図１２の太線矢印の方向に第１パンチ２０が移動してコイル用導線１２の絶縁皮膜に切り込みを入れる際に、その移動にともなってナイフ５４が少しずつ絶縁皮膜に深く入る構成となっている。なお、この実施形態の場合、ダイ２６の穴４２は、第１パンチ２０に配置された１対のナイフ５４が通過できる断面形状を有することになる。このように、第１パンチ２０のカッター部４６を別体のナイフ５４としても、コイル用導線１２の端部における絶縁皮膜の切り込みを良好に行うことができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０  コイル用導線の加工装置、１２  コイル用導線、１８  パンチ、２０  第１パンチ、２２  第２パンチ、２６  ダイ、２７  本体部、３０  上部フレーム、３１  駆動装置、３２  下部フレーム、３４  ストローク部、３６  アタッチメント、３８  ネジ、３９ａ，３９ｂ  ネジ穴、４０  ピン、４１ａ，４１ｂ  ピン穴、４２  穴、４４  本体部、４６  カッター部、４８  空洞、４９  本体部、５０  空洞、５２  スリット、５４  ナイフ、５６  固定用部材、５８ａ  固定部、５８ｂ  可動部、６０  奥壁、６２  外壁、６４  切り込み、６６，６８  側面、７０  端面、７２  第１パンチの端面。
【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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