(57)【要約】【課題】導体線を型成形して、コイルエンド部と直線状脚部を有するコイルセグメントに成形する際に、設備の低減を維持しながら導体線の供給、加工、排出の一連の成形工程を効率的に行ない、生産性を向上させる。【解決手段】コイルエンド部Ｃ１の成形面２１を有するダイ２と協働する成形面３１を有するパンチ３と、成形時に導体線Ｃ´を支持する支持部５１を有し、パンチ３と独立に移動可能な一対の成形ピン５と、ダイ２の両側に回動可能に配置される一対の曲げパンチ４を設け、一対の成形ピン５を、支持部５１上に対向する供給部１１から導体線Ｃ´が供給される供給位置から、ダイ２の成形面２１に導体線を押付保持する成形位置へ、成形ピン送り機構６で送り、Ｒ成形した後に、パンチ３を上昇させてコイルエンド部Ｃ１を成形する。成形ピンの移動により、導体線Ｃ´の切り出しを行い、成形時間の短縮を図る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状の導体線（Ｃ´）を型成形して、コイルエンド部（Ｃ１）の両側に一対の直線状脚部（Ｃ２）を有するステータコイルのコイルセグメント（Ｃ）を成形するコイル成形装置であって、
上記コイルエンド部の成形面（２１）を有する固定型（２）と、
該固定型の上記成形面と協働する成形面（３１）を有する可動型（３）と、
上記コイルエンド部および上記直線状脚部の成形時に導体線を支持する支持部（５１）を有し、上記可動型と独立に移動可能な一対の成形ピン（５）と、
上記固定型の上記成形面を挟んでその両側に回動可能に配置される一対の曲げ型（４）と、
上記一対の成形ピンを、上記支持部上に供給部（１１）から導体線が供給される供給位置から、
上記固定型の上記成形面に導体線を押付保持する成形位置へ、上記可動型の移動方向と直交する方向に移動させる成形ピン送り機構（６）と、
上記一対の成形ピンが上記成形位置にある時に、上記可動型を駆動して上記一対の成形ピン間に位置する導体線を加工させる可動型駆動機構（７）と、
該可動型駆動機構と連動して、上記一対の曲げ型を上記一対の成形ピン周りに回動させて、上記直線状脚部を曲げ加工する曲げ型駆動機構（４２）と、を備えることを特徴とするコイル成形装置。
【請求項２】
上記コイルエンド部は、クランク（Ｃ４）の両側に階段部（Ｃ５）を有する形状であり、上記可動型の駆動に伴い、上記クランクおよび上記階段部が順に成形される請求項１記載のコイル成形装置。
【請求項３】
上記固定型の上記成形面は、クランク形状に沿う凹凸を有し、上記一対の成形ピンは、上記支持部に、上記固定型の上記成形面に対向し、該成形面に沿う形状の押付面（５１ａ）を設けて、該押付面と上記固定型の上記成形面とで導体線を挟持する請求項２記載のコイル成形装置。
【請求項４】
上記一対の成形ピンの外側に一対の調整ピン（５３）を配置し、導体線が上記固定型の上記成形面に達するまで、上記一対の成形ピンと平行に移動して導体線を支持させる請求項１ないし３のいずれか１項に記載のコイル成形装置。
【請求項５】
上記曲げ型駆動機構は、上記可動型に追従して移動する可動部材（４４）と、該可動部材と上記一対の曲げ型を連結するリンクレバー（４３）を有して、上記可動型の昇降動作を上記一対の曲げ型の回転動作に変換する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のコイル成形装置。
【請求項６】
上記曲げ型駆動機構の駆動により成形した一対の直線状脚部を、一時的に把持するチャック部（８２）と、該チャック部の開放時に上記一対の直線状脚部を背面側から押し出すプッシャ部（８４）を有する排出用クランプ機構（８）を備える請求項１ないし５のいずれか１項に記載のコイル成形装置。
【請求項７】
上記一対の成形ピンの外側に一対のクランプ部材（９）を設けて、各クランプ部材の対向するクランプ面間に、導体線を、上記成形ピンの移動に追従してスライド可能に把持させる請求項１ないし６のいずれか１項に記載のコイル成形装置。
【請求項８】
上記一対の成形ピンが上記成形位置に移動した時に、導体線の両端部に対して、その移動方向に対向するストッパ部材（１６）を備える請求項１ないし７のいずれか１項に記載のコイル成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の電動機、発電機といった回転電機において、ステータコイルを構成するコイルセグメントを成形するためのコイル成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載装置に用いられる回転電機の小型化、高出力化を図るために、ステータコイルを平角線導体で構成し、所定形状のコイルセグメントを多数成形して、ステータコアのスロットに組み付けたものがある。基本単位となるコイルセグメントは、クランクを有する階段状のコイルエンド部と、スロットに収容される一対の直線状脚部を有し、一般に、図１８に示す工程で、コイル各部を段階的に成形している。図中（１）の工程では、所定長の平角線材からなる導体線１００を、一対のパンチとダイを対向させた成形型１０２間に挟んで、導体線１００の中間部に階段形状部１０１を成形する。次いで、（２）の工程に搬送して、階段形状部１０１の両側部を、成形パンチ１０４で９０度曲げ加工し、一対の脚部１０３を成形する。さらに（３）の工程に搬送し、階段形状部１０１の中央部を成形型１０６で押圧して、クランク部１０５を屈曲形成した後、（４）の工程に搬送して、一対の成形型１０８を用いてＲ成形し、円弧状部１０７とする。
【０００３】
このように複数の工程を組み合わせて各部位を段階的に成形する手法では、次工程への搬送が必要になり、成形工程全体にかかる時間が長くなるだけでなく、工程ごとに位置決めが必要となるために、寸法ばらつきが大きくなるおそれがある。そこで、特許文献１のように、成形金型に複数の加工面を設けて、複数の部位を一回のストロークで加工可能とした成形装置が提案されている。この装置は、金型移動機構が所定のストローク方向に移動することで、順次、導体線を加工するようになっており、また、導体線の保持機構を成形型の移動と連動させて、設備の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２３９３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の装置は、コイルエンド部の階段形状、クランク形状、円弧形状に対応する加工面を合成した一対の金型を備え、さらにスロットに収容される脚部を曲げ加工する加工部を一体的に設けて、連続して加工を行うことができる。導体線の保持機構は、固定側の金型と一体に設けられ、可動側の金型と一体に設けられたカムが連動機構を構成する。これにより、所定のストローク方向に移動を開始すると、カムに接続するガイドが保持機構の押さえ部を回動させて、成形開始前に導体線を一時的に保持し、成形後に開放する。
【０００６】
ところが、特許文献１の装置において、保持機構の押さえ部が導体線を開放するためには、逆向きのストロークにより、可動側の金型が成形前の位置まで後退する必要がある。その後、成形した導体線を取り外して搬送してから、次の導体線をセットすることになり、成形工程全体に要する時間の短縮には限界があった。
【０００７】
そこで本発明は、所定長の導体線から、階段状のコイルエンド部と一対の直線状脚部を有するコイルセグメントを成形するに際し、設備の低減を維持しながら導体線の供給、加工、排出の一連の成形工程をより効率的に行なうこと、特に導体線の供給と排出に要する時間を短縮して、生産性を向上できるコイル成形装置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】
【０００８】
本願請求項１の発明は、直線状の導体線を型成形して、コイルエンド部の両側に一対の直線状脚部を有するステータコイルのコイルセグメントを成形するコイル成形装置であって、
上記コイルエンド部の成形面を有する固定型と、
該固定型の上記成形面と協働する成形面を有する可動型と、
上記コイルエンド部および上記直線状脚部の成形時に導体線を支持する支持部を有し、上記可動型と独立に移動可能な一対の成形ピンと、
上記固定型の上記成形面を挟んでその両側に回動可能に配置される一対の曲げ型と、
上記一対の成形ピンを、上記支持部上に供給部から導体線が供給される供給位置から、上記固定型の上記成形面に導体線を押付保持する成形位置へ、上記可動型の移動方向と直交する方向に移動させる成形ピン送り機構と、
上記一対の成形ピンが上記成形位置にある時に、上記可動型を駆動して上記一対の成形ピン間に位置する導体線を加工させる可動型駆動機構と、
該可動型駆動機構と連動して、上記一対の曲げ型を上記一対の成形ピン周りに回動させて、上記直線状脚部を曲げ加工する曲げ型駆動機構と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本願請求項２の発明において、上記コイルエンド部は、クランクの両側に階段部を有する形状であり、上記可動型の駆動に伴い、上記クランクおよび上記階段部が順に成形される。
【００１０】
本願請求項３の発明において、上記固定型の上記成形面は、クランク形状に沿う凹凸を有し、上記一対の成形ピンは、上記支持部に、上記固定型の上記成形面に対向し、該成形面に沿う形状の押付面を設けて、該押付面と上記固定型の上記成形面とで導体線を挟持する。
【００１１】
本願請求項４の発明は、上記一対の成形ピンの外側に一対の調整ピンを配置し、導体線が上記固定型の上記成形面に達するまで、上記一対の成形ピンと平行に移動して導体線を支持させる。
【００１２】
本願請求項５の発明において、上記曲げ型駆動機構は、上記可動型に追従して移動する可動部材と、該可動部材と上記一対の曲げ型を連結するリンクレバーを有し、上記可動型の昇降動作を上記一対の曲げ型の回転動作に変換する。
【００１３】
本願請求項６の発明は、上記曲げ型駆動機構の駆動により成形した一対の直線状脚部を、一時的に把持するチャック部と、該チャック部の開放時に上記一対の直線状脚部を背面側から押し出すプッシャ部を有する排出用クランプ機構を備える。
【００１４】
本願請求項７の発明は、上記一対の成形ピンの外側に一対のクランプ部材を設けて、各クランプ部材の対向するクランプ面間に、導体線を、上記成形ピンの移動に追従してスライド可能に把持させる。
【００１５】
本願請求項８の発明は、上記一対の成形ピンが上記成形位置に移動した時に、導体線の両端部に対して、その移動方向に対向するストッパ部材を備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のコイル成形装置は、コイルセグメントとなる導体線を、供給位置にある一対の成形ピンに供給し、送り機構により成形位置へ移動させて、固定型の成形面に押付保持する。この状態で、可動型駆動機構により可動型を移動させて固定型との間でコイルエンド部を成形し、さらに曲げ型駆動機構により曲げ型を回動させて、直線状脚部を成形する。一対の成形ピンは、可動型および曲げ型と独立に駆動されるので、成形したコイルセグメントを排出する間に、速やかに初期位置へ移動して再び供給部から導体線を投入し、成形位置に送り出すことができる。これを繰り返すことで、コイルセグメントの型成形に要する時間を大幅に短縮し、生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態であり、コイル成形装置の主要部である成形部の構成を示す斜視図である。
【図２】コイル成形装置の成形部の側面図である。
【図３】コイル成形装置の全体概略構造図である。
【図４Ａ】コイル成形装置により成形されるコイルセグメントの正面図および上面図である。
【図４Ｂ】コイルセグメントの形状例を示す要部斜視図である。
【図４Ｃ】コイルセグメントを用いた製品の一例である回転電機の固定子構造を示す斜視図である。
【図５】成形部を構成するパンチの全体斜視図および平面図である。
【図６】成形部における導体線の切り出しと型の移動を説明するための模式的な側面図である。
【図７】成形部における導体線の投入から成形して排出するまでの工程を示す模式的な図である。
【図８】成形部における一対の成形ピンとダイの構成例および好適例を示す模式的な図である。
【図９Ａ】成形部における成形ピンの供給位置を示す要部側面図である。
【図９Ｂ】成形部における成形ピンの成形位置を示す要部側面図である。
【図９Ｃ】一対の成形ピンによるＲ成形手順を説明するための要部平面図である。
【図１０Ａ】成形部におけるパンチ上昇前の状態を示す要部斜視図である。
【図１０Ｂ】成形部におけるパンチ上昇後の状態を示す要部斜視図である。
【図１０Ｃ】成形部におけるパンチ上昇後のコイルセグメント形状を示す要部斜視図である。
【図１１】成形部における導体線の形状変化を示す模式的な図である。
【図１２Ａ】成形部を構成する曲げパンチの初期位置を示す要部斜視図である。
【図１２Ｂ】成形部における曲げパンチの駆動機構を説明するための要部斜視図である。
【図１２Ｃ】曲げパンチを駆動するリンク機構の動作を説明するための要部拡大図である。
【図１３Ａ】コイル成形装置のクランプ機構によるクランプ前の状態を示す要部斜視図である。
【図１３Ｂ】コイル成形装置のクランプ機構によるクランプ後の状態を示す要部斜視図である。
【図１３Ｃ】コイル成形装置のクランプ機構におけるプッシャの動作を説明するための要部斜視図である。
【図１４Ａ】本発明の第２実施形態であり、コイル成形装置の主要部である成形部の構成を示す斜視図である。
【図１４Ｂ】コイル成形装置の成形部の側面図である。
【図１５】成形部における成形ピン送り機構の構成を示す要部斜視図である。
【図１６】成形部における成形ピン送り機構の構成を示す要部斜視図である。
【図１７Ａ】成形ピン送り機構の作動を説明するための模式図である。
【図１７Ｂ】第２実施形態の成形ピン送り機構による効果を説明するための模式図である。
【図１７Ｃ】高速送り動作による成形後のコイルセグメントの形状例を示す図である。
【図１８】従来のコイル成形装置における各工程を説明するための模式的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の第１実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１〜３は、本発明のコイル成形装置であり、導体線を型成形してステータコイルのコイルセグメントを成形する。図４に、本発明装置により成形されるコイルとそれを用いた製品の形状例を示す。図４Ｃは、車両用回転電機である３相モータのステータＳの構成例で、円筒状のステータコアＳ２にステータコイルＳ１が巻装保持される。図４Ａ、４Ｂは、所定長の平角導体線を所定形状に成形したコイルセグメントＣであり、ステータコアＳ２の内周側に開口する多数のスロットに組み付けられる。コイルセグメントＣの両端部は、線材表面の絶縁被覆が剥離されており、該剥離部位を介して隣接する複数のコイルセグメントＣを電気的に接続することにより、ステータコイルＳ１の各相が構成される。
【００１９】
各コイルセグメントＣは、スロットから突出するコイルエンド部Ｃ１と、スロットに収容される一対の直線状脚部Ｃ２からなる。一対の直線状脚部Ｃ２は、コイルエンド部Ｃ１の両側に曲げ加工される一対の角部Ｃ３を有する。コイルエンド部Ｃ１は、全体が所定のＲを有する円弧状に湾曲し（Ｒ成形：Ｒａ、Ｒｂ）、その中央に所定の大きさでクランクＣ４が形成される（クランク成形：Ａ）。また、クランクＣ４の両側に複数の段を有する所定高さの階段部Ｃ５が形成され（階段成形：Ｂ）、コイルエンド部Ｃ１と直線状脚部Ｃ２との接続部に、９０度に屈曲する角部Ｃ３とこれに続く一対の直線状脚部Ｃ２が所定ピッチ、所定長で形成される（９０度曲げ成形：Ｐ、Ｌ）。成形後の脚部ピッチＰ、脚部長さＬは、ステータコイルＳ１の内外層の各層で変化する。コイル成形装置は、これら各部の寸法精度を規定範囲内（数値例を図中に示す）とし、かつコイルセグメントＣ全体の成形にかかる時間を短縮して、成形効率を向上させることが要求される。
【００２０】
図３において、コイル成形装置は、複数の型２、３、４、５（図１参照）が協働して導体線Ｃ´を成形する成形部１と、成形部１の可動部位を所定のタイミングで動作させる複数の機構６、７、８、４２を有する駆動部１２と、導体線Ｃ´を成形部１に供給する供給部１１を備える。成形部１と供給部１１、駆動部１２の構成各部が収容される成形ユニット１４は、装置天板１３に取付けられる。駆動部１２は、複数の機構６、７、８に設けた駆動アーム６１、７１、８１が成形ユニット１４の下方へ延び、図示しない駆動源に連結される。具体的には、駆動アーム６１、７１、８１を、図示しないカム機構等を用いて駆動軸に連結し、駆動アーム６１、７１、８１の昇降タイミングをそれぞれ独立に制御することができる。このようにすると、単一の駆動軸の回転によって、各機構を所定のタイミングで動作させ、成形部１にてコイルセグメントＣ各部の成形を、連続的または同時並行的に行うことができる。
【００２１】
図１、２は、コイル成形装置の成形部１の初期位置を示しており、固定型であるダイ２の側方に、可動型であるパンチ３が近接配置している。また、ダイ２と一体的に、曲げ型である一対の曲げパンチ４が設けられ、曲げ型駆動機構としての連動リンク機構４２を介して駆動される。パンチ３を挟んでダイ２と対向する位置には、一対の成形ピン５が配置され、その先端の支持部５１上に供給部１１から導体線Ｃ´が供給される（図２参照）。一対の成形ピン５は、図の水平方向に平行配置され、成形ピン送り機構６により水平方向に往復移動可能となっている。パンチ３は、可動型駆動機構としてのパンチ駆動機構７の駆動アーム７１と一体に設けられ、図の上下方向に往復移動可能となっている。駆動アーム７１には、排出用クランプ機構８（図３参照）の一部をなすチャック部８２とプッシャ部８３が取り付けられ、成形したコイルセグメントＣを把持した後、排出する。これら各部の詳細構成を次に説明する。
【００２２】
ダイ２は、矩形ブロック状で、パンチ３側の一側面を成形面２１(図１の手前面、図２
の右側面)とし、対向するパンチ３の成形面３１(図１の後背面、図２の左側面)と協働し
て、コイルエンド部Ｃ１を成形する。ダイ２の成形面２１は、全体がクランクＣ４形状に沿う凹凸面２２となっており、各面は、所定のＲを有する円弧面となっている。また、成形面２１の下端部に、階段部Ｃ５形状に沿う段部を有する山型の凹陥面２３が形成されている。パンチ３は、矩形ブロック状で、図示の初期位置において、成形面３１の上端部が、ダイ２の成形面２１下端部と間隔をおいて対向している。
【００２３】
図５に詳細を示すように、パンチ３の成形面３１は、上半部がクランク成形部３２、下半部が階段成形部３３となっている。クランク成形部３２は、上方から下方へ徐々にダイ２側へ突出する傾斜面となっており、図１、２において、駆動アーム７１の上昇に伴い、導体線Ｃ´をダイ２側へ押し込んでクランク形状を徐々に成形する。階段成形部３３は、ダイ２側へ突出する山型の凸部上面に複数の段部を有し、駆動アーム７１の上昇に伴い、導体線Ｃ´をダイ２の凹陥面２３に押し付けて、クランクＣ４の両側に階段部Ｃ５を徐々に成形する（図４Ｂ参照）。
【００２４】
一対の成形ピン５は、先端部上面がＬ字状に切り欠かれて、導体線Ｃ´の底面と背面を支持する支持部５１となっている。成形ピン５の基端部は、送り機構６のスライド部６３に固定され、スライド部６３がスライドレール部６２に案内されて水平方向に移動すると、一対の成形ピン５が、ダイ２へ向けて前進または後退する。スライド部６３は、一対のブロック状部材６４の間にスプリング６５を配置した構成で、前端側のブロック状部材６４前面に固定した一対の成形ピン５をダイ２方向へ付勢している。後端側のブロック状部材６４は、図３の駆動アーム６１に連結され、駆動部１２の駆動力を受けて、駆動アーム６１が昇降動作するのに伴いスライド部６３を往復動作させる。
【００２５】
一対の成形ピン５は、導体線Ｃ´を切り出して初期位置から所定の成形位置へ移動し、対向するダイ２の成形面２１と協働して、導体線Ｃ´を押付保持しコイルエンド部Ｃ１相当位置をＲ成形する。そして、コイルエンド部Ｃ１を本成形する間、導体線Ｃ´を位置決め保持しながら、一対の曲げパンチ４と協働して、角部Ｃ３を成形する。一対の曲げパンチ４は、平板状で、ダイ２の成形面２１を挟んでその両側に、一対の成形ピン５周りに回動可能に取り付けられる。図示の初期位置において、一対の曲げパンチ４は、成形面４１が下面となるように、ダイ２の側方に水平に張り出し、一対の成形ピン５の進行方向上方に位置している。曲げパンチ４は、ダイ２の背面側に設けられた連動リンク機構４２のリンクレバー４３に連結され、パンチ３と連動するリンクレバー４３の動作に伴い、パンチ３側へ回転して導体線Ｃ´を曲げ成形し、角部Ｃ３に続く直線状脚部Ｃ２を成形する。連動リンク機構４２による曲げパンチ４の駆動機構については、後述する。
【００２６】
図６、７は、一対の成形ピン５による、導体線Ｃ´の切り出し工程と、成形ピン５を曲げ支点とするＲ成形工程を、模式的に示している。図６の上図において、成形ピン５は、送り機構６による送り動作前の初期位置、すなわち、Ｌ字状の支持面を有する支持部５１の上方に、導体線Ｃ´の供給部１１を構成するマガジン１５の下端が開口する、供給位置となっている。マガジン１５の上端は、成形ユニット１４の天板およびコイル成形装置の天板１３を貫通して、その上方に開口し、導体線Ｃ´の投入部となっている。マガジン１５の開口は、導体線Ｃ´が横位置で投入される細長い矩形穴で、成形ピン５と直交する方向を長手方向としている。導体線Ｃ´は、マガジン１５内の上下方向に多数積層されており、最下端の導体線Ｃ´が、下端開口から支持部５１上に落下して、一対の成形ピン５間を架け渡すように載置される。
【００２７】
ここで、一対の成形ピン５を、送り機構６によって前進させると、導体線Ｃ´がダイ２との当接位置、すなわち成形面２１に押付保持される成形位置まで送り出され、次いでパンチ３が駆動機構７によって上昇して、順に各部の成形がなされる。この間に、図６の下図に示すように、マガジン１５内の導体線Ｃ´が順に落下して、最下端の導体線Ｃ´が下端開口内に保持された状態で、成形ピン５上面に当接支持される。この導体線Ｃ´は、成形後に一対の成形ピン５が成形位置から供給位置に後退すると、先端部の支持部５１上に落下、載置されるので、速やかに切り出し、成形の工程を繰り返すことができる。
【００２８】
図７は、導体線Ｃ´の投入から、成形、排出までの一連の工程（１）〜（３）を連続的に示している。（１）の工程において、導入された導体線Ｃ´は、長手方向の２箇所が、一対の成形ピン５の支持部５１上に、支持されている。支持部５１は、導体線Ｃ´の背面側を支持する垂直方向の面が、対向するダイ２の成形面２１に沿う円弧面状の押付面５１ａとなっており、ダイ２の成形面２１に導体線Ｃ´を押し付けて、Ｒ成形する。また、一対の成形ピン５の先端を、ダイ２に設けた係合穴２４に係合させる構成とすると、成形位置にて導体線Ｃ´を確実にクランプし、位置決め保持した状態で、Ｒ成形を行なうことができるので、好ましい。
【００２９】
この時、図８の上図に示すように、ダイ２の成形面２１がクランク形状に沿う凹凸を有しているために、Ｒ成形用の一対の成形ピン５の軸方向長は同じでなく、成形面２１までの距離に応じて異なる長さとなる。この場合、一対の成形ピン５の支持部５１の先端位置が、進行方向に対して前後にずれていることから、垂直方向の支持部５１の一方が、先に導体線Ｃ´をダイ２に押し付けることになり、そのまま送り機構６で押し込むと、支持部５１上に載置された導体線Ｃ´が傾いてしまうことがある。そこで、好適には、図８の下図に示すように、一対の成形ピン５の外側に、同一形状の一対のダミーピン５３を配置するとよい。調整ピンとしての一対のダミーピン５３は、一対の先端面が、前方に位置する成形ピン５の押付面５１ａ（垂直方向の面）と同位置にあり、ばね部材５４によって進行方向に付勢されて、導体線Ｃ´に当接している。
【００３０】
図９Ａ、９Ｂは、成形ピン５の供給位置と、導体線Ｃ´を押圧支持する成形位置とを比較して示した図である。導体線Ｃ´は、図９Ｃのように、成形ピン５の進行方向と直交する方向に延び、ダミーピン５３に支持された状態で移動する。したがって、一対のダミーピン５３と、進行方向前方の成形ピン５（一対の成形ピンのうちダイ２に近い側）とで導体線Ｃ´が３点支持され、導体線Ｃ´がダイ２に接触する直前まで案内するので、導体線Ｃ´の傾斜を防止できる。そして、一対の成形ピン５が係合穴２４に順に係合し、押付面５１ａｂが、導体線Ｃ´を押し込みながら、成形面２１に沿って円弧状に湾曲させるので、良好にＲ成形を行なうことができる。
【００３１】
図７の（２）の工程では、Ｒ成形した導体線Ｃ´を、ダイ２と一対の成形ピン５とでクランプして成形位置に位置決め保持した状態で、パンチ３と曲げパンチ４を用いて本成形し、コイルセグメントＣ形状とする。一対の成形ピン５は、パンチ３を挟んでその両側に配置されており、駆動機構７により駆動アーム７１を上昇させると、パンチ３の成形面３１が、一対の成形ピン５の間に位置する導体線Ｃ´をダイ２側へ押し込みながら上昇し、クランク成形部３２によりクランクＣ４形状に成形する。
【００３２】
同時に、所定のタイミングで一対の曲げパンチ４が作動を開始し、一対の成形面４１が対向する方向に下向きに回動しながら、導体線Ｃ´を徐々に押し下げる。一対の成形ピン５は、支持部５１の垂直な外側面５２が角部Ｃ３成形用のダイを兼ねており、両外側面５２間の距離が、一対の直線状脚部Ｃ２間の距離に対応している。導体線Ｃ´に当接する水平な上面から外側面５２に至る上側縁部は、Ｒを有する形状としてあり、角部Ｃ３の膨らみを押さえながら導体線Ｃ´を９０度曲げ成形する。これにより、導体線Ｃ´が成形ピン５の支持部５１表面に沿って９０度曲げ成形され、角部Ｃ３が形成される（図１０Ａ、１０Ｂ参照）。また、パンチ３の上昇により、成形面３１の階段成形部３３が導体線Ｃ´を徐々に押し上げて、ダイ２の成形面２１に押し付け、階段部Ｃ５を形成する。これらにより、コイルエンド部Ｃ１と、角部Ｃ３に続く一対の直線状脚部Ｃ２を有するコイルセグメントＣ形状となる（図１０Ｃ参照）。この時、成形加工により導体線Ｃ´が順に形状変化する様子を、図１１に示す。
【００３３】
ここで、図１２により、一対の曲げパンチ４を駆動する連動リンク機構４２の詳細を説明する。本実施形態では、パンチ３の直上に、可動部材であるＴ字部材４４を同軸的に配置し、その中間部に回動可能に取り付けたリンク部４５と、リンクレバー４３を介して、曲げパンチ４を連結し、Ｔ字部材４３の昇降動作を曲げパンチ４の回転動作に変換している。図１２Ａの初期位置から、図１２Ｂに示すようにパンチ３が上昇すると、その上面が連動リンク機構４２のＴ字部材４３を押し上げる。これに伴い、リンク部４５が外方に回転し、図１２Ｃに示すように、リンクレバー４３を押し下げて、曲げパンチ４をその内側に位置する成形ピン５周りに９０度回転させ、導体線Ｃ´を曲げ成形する。
【００３４】
図１３Ａに示すように、パンチ３の下端部には、成形したコイルセグメントＣの一対の直線状脚部Ｃ２に当接する位置に、一対のブロック部材３４が取り付けられる。排出用クランプ機構８のチャック部８２は、これら一対のブロック部材３４の両側に取り付けられ、成形したコイルセグメントＣを一時的に保持する。チャック部８２は一対のチャック爪からなり、垂直方向に延びる回転軸８４と一体に、水平方向に回転可能に配設される。チャック部８２の上方には、コイルセグメントＣの排出用の一対のプッシャ部８３が配設される。回転軸８４は、図３の駆動アーム８１に連結され、駆動部１２の駆動力を受けて、駆動アーム８１が昇降動作するのに伴い回転動作する。
【００３５】
図１３Ｂに示すように、チャック部８２は、コイルセグメントＣが成形されたタイミングで、回転軸８４が内側に回転動作すると、外側に開いていた一対のチャック爪が一対のブロック部材３４の方向に回転して、コイルセグメントＣの下端部をクランプする。排出用の一対のプッシャ部８３は、別の回転軸８５周りに回転可能に設けられ、先端面がコイルセグメントＣの一対の直線状脚部Ｃ２に背面から当接している。プッシャ部８３の基端側には、復帰用のスプリング８６が設けられる。また、図１３Ｃに示すように、プッシャ部８３の背面には、回転軸８８と一体のカム８７が当接しており、カム８５位置に応じて、プッシャ部８３が押し出されるようになっている。
【００３６】
コイルセグメントＣがクランプされた後、一対の成形ピン５を、初期位置である供給位置へ後退させると、次の成形のための導体線Ｃ´が、成形ピン５によって切り出し可能となる。また、パンチ３をダイ２から離間させて初期位置へ下降させることで、コイルセグメントＣが排出可能となる。そこで、排出用クランプ機構８は、再びチャック部８２を外側に回転動作させ、一対のチャック爪を開いてコイルセグメントＣを開放する。さらに、このタイミングでカム８７がプッシャ部８４を押し出す設定とすることで、容易にコイルセグメントＣを排出することができる。コイルセグメントＣの排出後、カム８７がさらに回転すると、プッシャ部８３の押し出し力が解消され、スプリング８６の復帰力により初期位置に戻る。
【００３７】
このように、カム機構等を用いた駆動部１２で、コイル成形装置の各部を所定のタイミグで駆動することにより、導体線Ｃ´の供給、成形、排出を一連の工程として実施することができる。このため、工程ごとに搬送、位置決めを行なう必要がなく、要求される成形精度を容易に実現することができる。また、導体線Ｃ´の投入、搬送を独立して行なうことができるので、成形したコイルセグメントＣを排出後、速やかに次の成形を行なうことができ、成形効率が向上する。具体的には、図７の（１）から（３）の各工程にかかる時間ｔは、約０．１（秒）であり、図１４の従来の工程にかかる所要時間Ｔは約１２（秒）であることから、本発明装置を使用することで、所要時間（３ｔ）を、約１／４０に大幅に短縮できることがわかっている。
【００３８】
本実施形態において、コイル成形装置は、成形部１を構成するダイ２の成形面２１を側面に配置し、水平方向に対向するパンチ３の成形面３１が、上下方向に昇降動作する縦型配置としたが、ダイ２の成形面２１とパンチ３の成形面３１を、上下方向に対向配置し、水平方向に駆動する横型配置とすることもできる。なお、横型の場合は、導体線Ｃ´を供給するマガジン１５が水平に配置されるため、ピストンロッド等を用いて導体線Ｃ´を送り出す構成とするとよい。
【００３９】
図１４は、本発明の第２実施形態であり、成形部１の成形ピン送り機構６の他の構成例を示す。本実施形態の成形ピン送り機構６は、コイル成形性をより向上させるために、上記第１実施形態の基本構成（図１、２参照）において、図１４Ａに示す一対の成形ピン５の外側に、クランプ部材としての一対のレバー式クランパ９を備えている。対向するクランプ面間に導体線Ｃ´をスライド可能に把持するレバー式クランパ９の外側には、導体線Ｃ´を背面から支持し成形ピン５と連動して成形位置へ移動させる一対の調整ピン５４が配置される。また、図１４Ｂに示す導体線Ｃ´の両端部に対向させて、ストッパ部材としての一対のコイルストッパ１６を設けている。
【００４０】
図１４Ａにおいて、成形ピン送り機構６は、一対の成形ピン５の基端部が固定されるブロック状部材６４の下面側に、導体線Ｃ´の長手方向に延びる支持部材６５を有する。一対の調整ピン５４は、支持部材６５の両端部上に取り付けられ、スライド部６３と一体に往復動作する。一対の成形ピン５および調整ピン５４の先端側には、支持部材６５と略平行なガイド部６６が配置され、導体線Ｃ´を、供給位置にある成形ピン５の支持部５１上に案内する。ガイド部６６は、両端部に導体線Ｃ´が挿通案内されるコ字状ガイド６６ａを有し、図の左端部側に、導体線Ｃ´の挿通端部が当接するＬ字状ストッパ６６ｂを設けている。本実施形態では、ガイド部６６の側方に図示しない供給部を配置して、導体線Ｃ´を長手方向から供給する。
【００４１】
一対の調整ピン５４の先端は、コ字状ガイド６６ａの内側（成形ピン５側）に位置して、導体線Ｃ´と対向し、その内側にレバー式クランパ９が隣接配置される。調整ピン５４は、成形ピン５とともに水平動作して、導体線Ｃ´を背面から支持しながらダイ２方向へ押し出し、前後方向の傾きを防止する。レバー式クランパ９は、平行な平板状の一対の爪部が、ガイド部６６を上下から挟み込むように配置され、その一方を回動可能かつ導体線Ｃ´を付勢可能に設けて、導体線Ｃ´をクランプすることで、長手方向（図の左右方向）のずれを防止する。ここでは、ガイド部６６下面に固定される固定爪と、ガイド部６６上に設けた一対の保持部９１に回動自在に支持される可動爪が、一対の爪部を構成しており、導体線Ｃ´を挟んでその上下に対向する一対のクランプ面が、成形ピン５の移動方向に延びている。
【００４２】
ガイド部６６およびレバー式クランパ９は、一対の保持部９１によって、図４Ｂの装置天板１３に取り付けられる。導体線Ｃ´は、成形ピン５の送り動作によって、調整ピン５４に支持されながら、ガイド部６６から離れる方向へレバー式クランパ９の対向面間をスライドして、初期位置である供給位置からダイ２へ向けて送られる。
【００４３】
図１５は、成形ピン５近傍の拡大図で、ガイド部６６中央の開口に臨む先端の支持部５１上に導体線Ｃ´が載置され、その両端側が一対のレバー式クランパ９に保持されている。レバー式クランパ９の可動爪は、基端側が保持部９１に軸支されて回動軸９２周りに回動可能であり、上方に突出する立壁と保持部９１の間に介設したばね部材９３によって、固定爪側へ付勢されている。ばね部材９３のばね力は、レバー式クランパ９の一対の爪部が導体線Ｃ´に当接して、左右方向の位置ずれを規制可能であればよく、爪部の対向面間を導体線Ｃ´が容易にスライドして、送り動作がなされることが望ましい。レバー式クランパ９の先端部は、ガイド部６６の前方に突出し、成形ピン５と調整ピン５４によって送られる導体線Ｃ´が、ダイ２に当接する成形位置まで保持可能とする。
【００４４】
図１４Ｂにおいて、成形ピン送り機構６によって成形位置へ送られる導体線Ｃ´は、Ｒ成形により両端部が、紙面手前方向に湾曲する。この時、装置の両側へ張り出すコイルストッパ１６を、導体線Ｃ´の両端部に対し、その移動方向に対向位置させて、過度の変形を規制する。一対のコイルストッパ１６は、矩形板状で、基端側に設けた保持部１７によって装置天板１３に固定される。
【００４５】
図１６に示すように、コイルストッパ１６は、導体線Ｃ´に対向する板面が、導体線Ｃ´の長手方向に対して進行方向に傾斜して取り付けられる。この傾斜角度は、導体線Ｃ´のＲ成形による湾曲量に応じて設定され、導体線Ｃ´端部のしなり変形を規制して、変形量が許容範囲を越えないようにする。ここでは、コイルストッパ１６の内側に位置する装置各部も、導体線Ｃ´との対向面を傾斜させており、進行方向に空間を形成してＲ成形を妨げないようにしている。
【００４６】
図１７により、本実施形態の作用効果を説明する。本発明の装置を用いたコイル成形を、より高速で行うには、成形ピン送り機構６による送り速度を上昇させることが望ましい。ところが高速による加速度で、図１７Ａのように、成形ピン５が前進して導体線Ｃ´が凹凸形状の成形面２１に当接する際に、左右方向の位置ずれと、コイル両端部のしなり変形が生じやすくなる。このため、図１７Ｃのように、コイルエンド部Ｃ１両端の直線状脚部Ｃ２に変形（うねり）が生じ、または一対の直線状脚部Ｃ２長さが不均等になるおそれがある。
【００４７】
これに対して、図１７Ｂのように、レバー式クランパ９およびコイルストッパ１６を設けると、導体線Ｃ´が高速で前進しダイ２の成形面２１に押圧されても、レバー式クランパ９にて成形ピン５の両側を適度な力で把持しているので、左右方向にぶれないように保持することができる。さらに、導体線Ｃ´の両端部が進行方向に変位しようとしても、対向するコイルストッパ１６に当接して正規位置に留まるようにし、しなり変形を防止する。したがって、高速成形による生産効率の向上と、ずれや変形防止による品質の向上を両立させることができる。
【００４８】
ここで本実施形態では、図１４に示したように、レバー式クランパ９を、導体線Ｃ´を押し出す調整ピン５４に近接させて配置することで、高速送り動作に伴う応力を緩和し変形を防止する効果が高まる。レバー式クランパ９は、進行方向以外の方向、ここでは上下方向に対向するクランプ面を有する爪部を設けることで、導体線Ｃ´の送り動作を妨げないようにスライド可能に把持することができる。なお、第２の実施形態におけるレバー式クランパ９、コイルストッパ１６は、いずれか一方の設置としてもよく、装置構成は所望の効果が得られるように適宜選択すればよい。また、レバー式クランパ９は、上記構成に限らず、他のクランプ方式とすることもできる。コイルストッパ１６の形状や取り付け構造、その他、装置各部の構成も適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のコイル成形装置は、各種自動車用の電動機、発電機、電動発電機その他装置の回転電機に好適に使用することができる。また、上記実施形態では、複数の段部を有する階段状のコイルエンド部の成形例を示したが、クランクを有する山型で段部を有しない形状であってもよい。また、例示した角型の導体線に限らず、丸型その他の形状の導体線の成形にも利用できる。
【符号の説明】
【００５０】
Ｃ  コイルセグメント
Ｃ´  導体線
Ｃ１  コイルエンド部
Ｃ２  直線状脚部
Ｃ３  角部
１  成形部
１１  供給部
１２  駆動部
１６  コイルストッパ(ストッパ部材)
２  ダイ（固定型）
３  パンチ（可動型）
２１、３１  成形面
４  曲げパンチ（曲げ型）
４２  連動リンク機構（曲げ型駆動機構）
５  成形ピン
５１  支持部
５３  ダミーピン（調整ピン）
５４  調整ピン
６  成形ピン送り機構
７  パンチ駆動機構（可動型駆動機構）
８  排出用クランプ機構
９  レバー付クランパ(クランプ部材)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８】
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