コイル成形方法およびコイル成形用金型
【課題】曲げ加工に伴う被膜厚さの減少を抑制でき、また、形状の変形による占積率の低下を抑制できるコイル成形方法およびコイル成形用金型を提供する。
【解決手段】コイル１を曲げ加工する前に、所定の予備成形を行う。予備成形は、曲げ加工前の直線状態のコイル１に対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、幅方向の寸法を圧縮して小さくする圧縮加工である。この時、予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工により生じる幅方向の膨らみ量と略同じ寸法だけ幅方向の寸法を圧縮する。これにより、曲げ加工時の導体素材１ａの膨らみを抑制できるので、導体素材１ａの形状が大きく変化することはなく、占積率の低下を抑制できる。また、曲げ加工後にＲ部の内側根元部に生じる膨らみを圧縮する必要がないので、圧縮により被膜１ｂが潰されて薄くなることはなく、隣接するコイル１との電気的な絶縁を確保できる。
【解決手段】コイル１を曲げ加工する前に、所定の予備成形を行う。予備成形は、曲げ加工前の直線状態のコイル１に対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、幅方向の寸法を圧縮して小さくする圧縮加工である。この時、予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工により生じる幅方向の膨らみ量と略同じ寸法だけ幅方向の寸法を圧縮する。これにより、曲げ加工時の導体素材１ａの膨らみを抑制できるので、導体素材１ａの形状が大きく変化することはなく、占積率の低下を抑制できる。また、曲げ加工後にＲ部の内側根元部に生じる膨らみを圧縮する必要がないので、圧縮により被膜１ｂが潰されて薄くなることはなく、隣接するコイル１との電気的な絶縁を確保できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体素材の外周に被膜を有するコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法、および、そのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機の固定子あるいは回転子等に用いられる断面矩形の被膜付きコイル〔図１０（ａ）参照〕がある。このコイル１００に、例えば、９０度の曲げ加工（図２参照）を行う場合、図１０（ｂ）に示す様に、Ｒ部の内側根元部では、導体素材１１０に生ずる圧縮歪みにより幅方向に膨らみが生じる。この場合、隣接するコイルとの干渉を防ぐために、内側根元部の幅寸法を圧縮すると、導体素材１１０の膨らみ部（角部）を覆っている被膜１２０が潰されて薄くなり、隣接するコイルとの電気的な漏れが問題となる。また、Ｒ部の中立軸（圧縮歪み、および、伸び歪みがゼロになる位置）より外側では、導体素材１１０に生ずる伸び歪みにより、被膜１２０の厚さが薄くなるため、被膜厚さの減少を抑制する必要がある。
これに対し、図１１に示す様に、コイル１００の両側面を型枠１３０等で規制した状態で曲げ加工を行う技術が公知である（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３８９４００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記の公知技術、つまり、コイル１００の両側面を型枠１３０で規制した状態で曲げ加工を行う方法では、曲げ加工の後、導体素材１１０の内部に残留する応力の影響により、型枠１３０で規制された部位の幅寸法が拡大する（弾性回復する）ため、内側根元部の膨らみを抑制することは困難である。また、上記の方法では、Ｒ部の中立軸より外側の被膜厚さの減少を抑制することはできない。
更に、コイル１００の両側面が型枠１３０で規制された状態で曲げ加工を行うため、コイル１００の被膜１２０を傷つける恐れがある。
【０００４】
また、Ｒ部の外周Ｒ面では、曲げ方向と直交する幅方向（図１０の左右方向）の中央部が凹み、鞍形に湾曲した凹形状となる。一方、Ｒ部の内周Ｒ面では、幅方向の両外側が低く、中央部が膨らんだ凸形状となる。この様な形状の変形により、隣接するコイルとの干渉を生じ、占積率の低下を招くという問題があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、曲げ加工に伴う被膜厚さの減少を抑制でき、また、形状の変形による占積率の低下を抑制できるコイル成形方法およびコイル成形用金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（請求項１の発明）
本発明は、矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、曲げ方向と直交する幅方向の寸法を圧縮して小さくする圧縮加工を行い、この圧縮加工では、予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工により生じる幅方向の膨らみ量と略同じ寸法だけ幅方向の寸法を圧縮することを特徴とする。
【０００６】
本発明の方法によれば、予めコイルの幅方向の寸法を圧縮した状態で曲げ加工を行うので、曲げ加工時の導体素材の膨らみ（特に、Ｒ部の内側根元部に生じる膨らみ）を抑制できる。その結果、導体素材の形状が大きく変化することはなく、矩形断面を維持できるので、占積率の低下を抑制できる。
また、従来の様に、曲げ加工後にＲ部の内側根元部に生じる膨らみを圧縮する必要がないので、圧縮により被膜が潰されて薄くなることはなく、隣接するコイルとの電気的な絶縁を確保できる。
【０００７】
（請求項２の発明）
本発明は、矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、曲げ方向と直交する幅方向の両側であり、且つ、Ｒ部の内周Ｒ面と外周Ｒ面との略中心であるコイルの中立軸より内側に形成される被膜と、その近傍の導体素材を、コイルの中立軸より外側へ移動させることを特徴とする。
【０００８】
予備成形を行わないで曲げ加工を行った場合、Ｒ部の中立軸より外側では、Ｒ部の外周Ｒ面と幅方向の両側面に伸び変形を生じるため、被膜厚さが薄くなる。一方、Ｒ部の中立軸より内側では、内周Ｒ面と幅方向の両側面に圧縮変形を生じるため、被膜厚さは厚くなる。そこで、中立軸より内側の被膜と、その近傍の導体素材を中立軸より外側へ移動させる予備成形を実施した後、曲げ加工を行うことで、中立軸より外側（Ｒ部の外周Ｒ面と幅方向の両側面）の被膜厚さの減少を抑制できる。
【０００９】
（請求項３の発明）
本発明は、矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、曲げ方向と直交する幅方向の両側であり、且つ、Ｒ部の内周Ｒ面と外周Ｒ面との略中心であるコイルの中立軸より外側に形成される被膜と、その近傍の導体素材を、外周Ｒ面側へ移動させることを特徴とする。
Ｒ部の中立軸より外周側では、曲げ側面の伸び変形が中立軸付近で最小となり、外周Ｒ面で最大となる。従って、外周Ｒ面の被膜厚さの減少が最大となるため、被膜厚さの減少が比較的少ない側面の被膜と導体素材を、塑性変形により外周Ｒ面側へ移動させることにより、外周Ｒ面の被膜厚さの減少を抑制できる。
【００１０】
（請求項４の発明）
本発明は、矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、Ｒ部の外周Ｒ面において曲げ方向と直交する幅方向の中央部を所定量だけ膨らませる凸成形加工を行い、この凸成形加工では、予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工によりＲ部の外周Ｒ面に生じる凹み量と略同じ寸法だけ膨らませることを特徴とする。
【００１１】
予備成形を行わないで曲げ加工を行った場合、Ｒ部の外周Ｒ面では、幅方向の両端部に対し中央部が凹む、いわゆる鞍形となる。この場合、外周Ｒ面の幅方向の中央部に対し両端部が高くなるため、隣接するコイルや、鉄心の積層コアシートと干渉して、占積率が低下する。
これに対し、外周Ｒ面の中央部を所定量だけ膨らませる予備成形（凸成形加工）を実施した後、曲げ加工を行うことで、外周Ｒ面の凹みを小さくできる、言い換えると、外周Ｒ面を略平坦に形成できるので、占積率を向上できる。
【００１２】
（請求項５の発明）
本発明は、矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、Ｒ部の内周Ｒ面において曲げ方向と直交する幅方向の中央部を所定量だけ凹ませる凹成形加工を行い、この凹成形加工では、予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工によりＲ部の内周Ｒ面に生じる膨らみ量と略同じ寸法だけ凹ませることを特徴とする。
【００１３】
予備成形を行わないで曲げ加工を行った場合、Ｒ部の内周Ｒ面では、幅方向の両端部に対し中央部が膨らむ凸形状となる。この場合、内周Ｒ面の幅方向の両端部に対し中央部が高くなるため、隣接するコイルや、鉄心の積層コアシートと干渉して、占積率が低下する。
これに対し、内周Ｒ面の中央部を所定量だけ凹ませる予備成形（凹成形加工）を実施した後、曲げ加工を行うことで、内周Ｒ面の膨らみを小さくできる、言い換えると、内周Ｒ面を略平坦に形成できるので、占積率を向上できる。
【００１４】
（請求項６の発明）
請求項１〜５に記載した何れか二つ以上のコイル成形方法を合わせ持つことを特徴とする。
この場合、請求項１〜５に記載した何れか一つのコイル成形方法を単独で使用する場合より、被膜厚さの減少を抑制でき、且つ、占積率を向上できる。
【００１５】
（請求項７の発明）
請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型であって、コイルの曲げ加工時に、コイルの幅方向を拘束する一対の側壁を有し、この一対の側壁がコイルの幅方向に拡幅可能な構造を有していることを特徴とする。
コイルの幅方向を拘束する側壁が固定式であると、コイルを金型から取り出す際に、コイルの両側面が側壁に食い付いて被膜が傷つく恐れがある。
これに対し、側壁がコイルの幅方向に拡幅可能な構造であれば、コイルを金型から取り出す際に、一対の側壁の間を広げることにより、コイルの食い付きを防止できるので、被膜が傷つくこともなく、且つ、容易にコイルを金型から取り出すことができる。
【００１６】
（請求項８の発明）
請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型であって、コイルに曲げ加工を行う金型の表面に、金型に使用される材料より低い硬度を有する材料で形成された表面材を設けたことを特徴とする。
コイルの被膜が金型の表面に直接接触した状態で曲げ加工を行うと、金型の表面と被膜との局部的な接触により、被膜に高い面圧が掛かり、被膜に傷を生じる恐れがある。
これに対し、金型の表面に表面材を設けることで、コイルの被膜が直接金型の表面に接触することを防止でき、金型に使用される材料より硬度の低い表面材に被膜を接触させた状態で曲げ加工を行うことができる。これにより、曲げ加工時に被膜が傷つくことを防止できる。
【００１７】
（請求項９の発明）
請求項７に記載したコイル成形用金型において、コイルに曲げ加工を行う金型の表面に、金型に使用される材料より低い硬度を有する材料で形成された表面材を設けたことを特徴とする。
コイルの被膜が金型の表面に直接接触した状態で曲げ加工を行うと、金型の表面と被膜との局部的な接触により、被膜に高い面圧が掛かり、被膜に傷を生じる恐れがある。
これに対し、金型の表面に表面材を設けることで、コイルの被膜が直接金型の表面に接触することを防止でき、金型に使用される材料より硬度の低い表面材に被膜を接触させた状態で曲げ加工を行うことができる。これにより、曲げ加工時に被膜が傷つくことを防止できる。
【００１８】
（請求項１０の発明）
請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型であって、コイルに曲げ加工を行う金型の表面に、金型に使用される材料より低い弾性係数を有する材料で形成された表面材を設けたことを特徴とする。
コイルの被膜が金型の表面に直接接触した状態で曲げ加工を行うと、金型の表面と被膜との局部的な接触により、被膜に高い面圧が掛かり、被膜に傷を生じる恐れがある。
これに対し、金型の表面に表面材を設けることで、コイルの被膜が直接金型の表面に接触することを防止でき、金型に使用される材料より弾性係数の低い表面材に被膜を接触させた状態で曲げ加工を行うことができる。これにより、曲げ加工時に被膜が傷つくことを防止できる。
【００１９】
（請求項１１の発明）
請求項７に記載したコイル成形用金型において、コイルに曲げ加工を行う金型の表面に、金型に使用される材料より低い弾性係数を有する材料で形成された表面材を設けたことを特徴とする。
コイルの被膜が金型の表面に直接接触した状態で曲げ加工を行うと、金型の表面と被膜との局部的な接触により、被膜に高い面圧が掛かり、被膜に傷を生じる恐れがある。
これに対し、金型の表面に表面材を設けることで、コイルの被膜が直接金型の表面に接触することを防止でき、金型に使用される材料より弾性係数の低い表面材に被膜を接触させた状態で曲げ加工を行うことができる。これにより、曲げ加工時に被膜が傷つくことを防止できる。
【００２０】
（請求項１２の発明）
請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型であって、コイルに曲げ加工を行う金型の表面に、摩擦係数の低い表面処理が施されていることを特徴とする。
コイルの被膜が金型の表面に直接接触した状態で曲げ加工を行うと、金型の表面と被膜との摩擦により、被膜に傷を生じる恐れがある。
これに対し、金型の表面に摩擦係数の低い表面処理を実施することで、曲げ加工時に金型の表面と被膜との摩擦を低減できるので、被膜の傷付きを防止できる。
【００２１】
（請求項１３の発明）
請求項７に記載したコイル成形用金型において、コイルに曲げ加工を行う金型の表面に、摩擦係数の低い表面処理が施されていることを特徴とする。
コイルの被膜が金型の表面に直接接触した状態で曲げ加工を行うと、金型の表面と被膜との摩擦により、被膜に傷を生じる恐れがある。
これに対し、金型の表面に摩擦係数の低い表面処理を実施することで、曲げ加工時に金型の表面と被膜との摩擦を低減できるので、被膜の傷付きを防止できる。
【００２２】
（請求項１４の発明）
請求項８〜１３に記載した何れかのコイル成形用金型において、表面材の表面に、摩擦係数の低い表面処理が施されていることを特徴とする。 コイルの被膜が表面材の表面に直接接触した状態で曲げ加工を行うと、表面材の表面と被膜との摩擦により、被膜に傷を生じる恐れがある。
これに対し、表面材の表面に摩擦係数の低い表面処理を実施することで、曲げ加工時に表面材の表面と被膜との摩擦を低減できるので、被膜の傷付きを防止できる。
【００２３】
（請求項１５の発明）
請求項７〜１４に記載した何れかのコイル成形用金型を用いて、請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法により製造されたことを特徴とする。
本発明によれば、被膜厚さの減少および被膜の傷を抑制できると共に、高い占積率を実現でき、高い品質を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１（ａ）は予備成形前のコイル１の断面図、同図（ｂ）は予備成形後のコイル１の断面図である。
本実施例は、例えば、回転電機の固定子または回転子に用いられるコイル１に曲げ加工を行うコイル成形方法であり、例えば、コイルエンド部を形成する際に適用できる。
コイル１は、図１（ａ）に示す様に、矩形断面を有する導体素材１ａ（例えば銅線）の外周が絶縁性の被膜１ｂで覆われている。このコイル１を、例えば、図２に示す様に、９０度に曲げ加工する場合において、その曲げ加工を行う前に所定の予備成形を行うことが特徴である。
【００２６】
予備成形は、曲げ加工前の直線状態のコイル１に対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲（図２に示す範囲Ｘ）に対し、曲げ方向と直交する幅方向（図１の左右方向）の寸法を圧縮して小さくする圧縮加工である。
予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合は、上述の「背景技術」で説明した様に、コイル１の中立軸〔図１（ｂ）に一点鎖線で示す〕より内側のＲ部根元部が幅方向に膨らむため、本実施例の予備成形（圧縮加工）では、主に、コイル１の中立軸より内側を幅方向に圧縮して幅寸法を小さくする。この時、予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工により生じる幅方向の膨らみ量と略同じ寸法および形状だけ幅方向の寸法を圧縮する。
【００２７】
上記の方法によれば、予めコイル１の幅方向の寸法を圧縮した状態で曲げ加工を行うので、曲げ加工時の導体素材１ａの膨らみ（特に、Ｒ部の内側根元部に生じる膨らみ）を抑制できる。その結果、曲げ加工によって導体素材１ａの形状が大きく変化することはなく、矩形断面を略維持できるので、占積率の低下を抑制できる。
また、従来の様に、曲げ加工後にＲ部の内側根元部に生じる膨らみを圧縮する必要がないので、圧縮により被膜１ｂが潰されて薄くなることはなく、隣接するコイル１との電気的な絶縁を確保できる。
【実施例２】
【００２８】
図３（ａ）は予備成形前のコイル１の断面図、同図（ｂ）は予備成形後のコイル１の断面図である。
この実施例２は、実施例１と同じく、図３（ａ）に示すコイル１を曲げ加工する前に、所定の予備成形を行うものであり、その予備成形は、曲げ加工前の直線状態のコイル１に対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、コイル１の中立軸より内側に形成される幅方向の被膜１ｂと、その近傍の導体素材１ａを中立軸より外側へ移動させることを特徴とする。
【００２９】
予備成形を行わないで曲げ加工を行った場合、Ｒ部の中立軸より外側では、Ｒ部の外周Ｒ面１ｃと幅方向の両側面に伸び変形を生じるため、被膜１の厚さが薄くなる。一方、Ｒ部の中立軸より内側では、内周Ｒ面１ｄと幅方向の両側面に圧縮変形を生じるため、被膜１の厚さは厚くなる。そこで、図３（ｂ）に矢印で示す様に、中立軸より内側に形成される幅方向の被膜１ｂと、その近傍の導体素材１ａを中立軸より外側へ移動させる予備成形を実施した後、曲げ加工を行うことで、中立軸より外側（Ｒ部の外周Ｒ面１ｃと幅方向の両側面）の被膜厚さの減少を抑制できる。
【実施例３】
【００３０】
図４（ａ）は予備成形前のコイル１の断面図、同図（ｂ）は予備成形後のコイル１の断面図である。
この実施例３は、実施例１と同じく、図４（ａ）に示すコイル１を曲げ加工する前に、所定の予備成形を行うものであり、その予備成形は、曲げ加工前の直線状態のコイル１に対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、コイル１の中立軸より外側に形成される幅方向の被膜１ｂと、その近傍の導体素材１ａを外周Ｒ面側へ移動させることを特徴とする。
Ｒ部の中立軸より外周側では、曲げ側面の伸び変形が中立軸付近で最小となり、外周Ｒ面１ｃで最大となる。従って、外周Ｒ面１ｃの被膜厚さの減少が最大となるため、図４（ｂ）に矢印で示す様に、被膜厚さの減少が比較的少ない側面の被膜１ｂと、その近傍の導体素材１ａを、塑性変形により外周Ｒ面１ｃ側へ移動させることにより、外周Ｒ面１ｃの被膜厚さの減少を抑制できる。
【実施例４】
【００３１】
図５（ａ）は予備成形前のコイル１の断面図、同図（ｂ）は予備成形後のコイル１の断面図である。
この実施例４は、実施例１と同じく、図５（ａ）に示すコイル１を曲げ加工する前に、所定の予備成形を行うものであり、その予備成形は、曲げ加工前の直線状態のコイル１に対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、図５（ｂ）に示す様に、Ｒ部の外周Ｒ面１ｃにおいて幅方向の中央部を所定量だけ膨らませる凸成形加工を行う。
凸成形加工では、予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工によりＲ部の外周Ｒ面１ｃに生じる凹み量と略同じ寸法だけ膨らませることを特徴とする。
【００３２】
予備成形を行わないで曲げ加工を行った場合、Ｒ部の外周Ｒ面１ｃでは、幅方向の両端部に対し中央部が凹む、いわゆる鞍形となる。この場合、外周Ｒ面１ｃの幅方向の中央部に対し両端部が高くなるため、隣接するコイル１や、鉄心の積層コアシートと干渉して、占積率が低下する恐れがある。
これに対し、外周Ｒ面１ｃの中央部を所定量だけ膨らませる予備成形（凸成形加工）を実施した後、曲げ加工を行うことで、外周Ｒ面１ｃの凹みを小さくできる、言い換えると、外周Ｒ面１ｃを略平坦に形成できるので、占積率を向上できる。
【実施例５】
【００３３】
図６（ａ）はコイル１の断面図、同図（ｂ）は予備成形後のコイル１の断面図である。 この実施例５は、実施例１と同じく、図６（ａ）に示すコイル１を曲げ加工する前に、所定の予備成形を行うものであり、その予備成形は、曲げ加工前の直線状態のコイル１に対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、図６（ｂ）に示す様に、Ｒ部の内周Ｒ面１ｄにおいて幅方向の中央部を所定量だけ凹ませる凹成形加工を行う。
凹成形加工では、予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工によりＲ部の内周Ｒ面１ｄに生じる膨らみ量と略同じ寸法だけ凹ませることを特徴とする。
【００３４】
予備成形を行わないで曲げ加工を行った場合、Ｒ部の内周Ｒ面１ｄでは、幅方向の両端部に対し中央部が膨らむ凸形状となる。この場合、内周Ｒ面１ｄの幅方向の両端部に対し中央部が高くなるため、隣接するコイル１や、鉄心の積層コアシートと干渉して、占積率が低下する。
これに対し、内周Ｒ面１ｄの中央部を所定量だけ凹ませる予備成形（凹成形加工）を実施した後、曲げ加工を行うことで、内周Ｒ面１ｄの膨らみを小さくできる、言い換えると、内周Ｒ面１ｄを略平坦に形成できるので、占積率を向上できる。
【実施例６】
【００３５】
図７はコイル成形用金型の正面断面図である。
この実施例６は、実施例１〜５に記載した何れかのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型に関する。
コイル成形用金型は、図７に示す様に、下側ベース２に固定されたベッド３と、このベッド３上に配置される下型（以下に説明する）と、上側ベース４に固定された上型５およびテーパ型６とを有する。
下型は、二分割されており、ベッド３上に固定される第１サイド壁７と、ベッド３に取り付けられたガイド棒８に案内されてベッド３上をスライド可能に設けられた第２サイド壁９とで構成され、両者の間にスプリング１０が配置されている。
【００３６】
第１サイド壁７には、直線状のコイル１（曲げ加工する前のコイル１）をセットする断面Ｌ字形のコイル搭載面７ａが形成されている。
第２サイド壁９は、スプリング１０の荷重を受けて第１サイド壁７から所定距離だけ離れた位置に静止している（図７参照）。この第２サイド壁９は、スプリング１０の荷重に抗して第１サイド壁７の側面に密着する位置まで移動することにより、コイル搭載面７ａの開放側に壁面を形成して、コイル搭載面７ａにセットされるコイル１を保持する。また、第２サイド壁９は、コイル搭載面７ａにコイル１をセットする時、および、曲げ加工されたコイル１をコイル搭載面７ａから取り出す時に、スプリング１０の荷重を受けて第１のサイド壁から離れる方向（図７の右方向）へ移動することにより、コイル搭載面７ａの開放側に隙間を形成する。
【００３７】
上型５は、コイル搭載面７ａにセットされた直線状のコイル１に対し９０度の曲げ加工を施すために、コイル１の直線方向に対し、Ｌ字型に設けられている。
テーパ型６は、第２サイド壁９の肩部に形成された傾斜面９ａに当接するテーパ面６ａを有し、上側ベース４が降下する際に、テーパ面６ａが第２サイド壁９の傾斜面９ａを押圧することで、第２サイド壁９を第１サイド壁７側へ移動させる働きを有する。
上記のコイル成形用金型は、図７に示す様に、直線状のコイル１を第１サイド壁７のコイル搭載面７ａにセットした後、上側ベース４を降下させる。これにより、図８（ｂ）に示す様に、テーパ型６に押圧された第２サイド壁９がスプリング１０の反力に抗して第１サイド壁７の側面に密着する位置まで移動してコイル１が保持されると共に、図８（ａ）に示す様に、上型５の降下によりコイル１が９０度に曲げ加工される。
【００３８】
本実施例のコイル成形用金型は、曲げ加工されたコイル１をコイル搭載面７ａから取り出す際に、第２サイド壁９が第１サイド壁７から離れることにより、コイル搭載面７ａの開放側に隙間が形成される（図７参照）。これにより、コイル１の両側面が第１サイド壁７および第２サイド壁９に食い付くことはなく、コイル１の変形不良を防止できると共に、コイル１の被膜１ｂが傷つくこともない。また、本実施例のコイル成形用金型を使用して、実施例１〜５に記載した何れかのコイル成形方法によりコイル１の曲げ加工を行うことで、被膜厚さの減少を抑制でき、且つ、高い占積率を実現できる。
【実施例７】
【００３９】
図９はコイル成形用金型の正面断面図である。
この実施例７は、図９に示す様に、コイル搭載面７ａを形成する第１サイド壁７、および、コイル搭載面７ａの開放側に壁面を形成する第２サイド壁９の表面に、それぞれ、第１サイド壁７および第２サイド壁９に使用される金属材料（例えば鋼材）より低い硬度あるいは低い弾性係数を有する材料（例えばアルミニウム、または、ゴム等）で形成された表面材１１を設けたことを特徴とする。
【００４０】
コイル１の被膜１ｂが第１サイド壁７および第２サイド壁９の表面に直接接触した状態で曲げ加工を行うと、第１サイド壁７および第２サイド壁９の表面と被膜１ｂとの局部的な接触により、被膜１ｂに高い面圧が掛かるため、被膜１ｂに傷を生じる恐れがある。
これに対し、第１サイド壁７および第２サイド壁９の表面に表面材１１を設けることで、コイル１の被膜１ｂが直接第１サイド壁７および第２サイド壁９の表面に接触することを防止でき、硬度あるいは弾性係数の低い表面材１１に被膜１ｂを接触させた状態で曲げ加工を行うことができる。これにより、曲げ加工時にコイル１の被膜１ｂが傷つくことを防止できる。
【００４１】
（変形例）
実施例１〜５に記載した何れか二つ以上のコイル成形方法を合わせ行うこともできる。 この場合、実施例１〜５に記載した何れか一つのコイル成形方法を単独で使用する場合より、被膜厚さの減少を抑制でき、且つ、コイル１の占積率を向上できる。
また、コイル成形用金型では、コイル搭載面７ａを形成する第１サイド壁７、および、コイル搭載面７ａの開放側に壁面を形成する第２サイド壁９の表面に、それぞれ、摩擦係数の低い表面処理を実施しても良い。コイル１の被膜１ｂが第１サイド壁７および第２サイド壁９の表面に直接接触した状態で曲げ加工を行うと、第１サイド壁７および第２サイド壁９の表面と被膜１ｂとの摩擦により、被膜１ｂに傷を生じる恐れがある。
【００４２】
これに対し、第１サイド壁７および第２サイド壁９の表面に摩擦係数の低い表面処理を実施することで、曲げ加工時に第１サイド壁７および第２サイド壁９の表面と被膜１ｂとの摩擦を低減できるので、被膜１ｂの傷付きを防止できる。なお、摩擦係数の低い表面処理として、例えば、テフロン（ポリテトラフルオロエチレンの登録商標名）加工、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）処理等を適用できる。また、実施例７に記載した表面材１１（例えばアルミニウム）の表面に摩擦係数の低い表面処理を実施することもできる。
また、実施例１では、回転電機の固定子または回転子に用いられるコイル１に本発明を適用しているが、回転電機以外の用途に使用されるコイル（例えば、昇圧コイル）にも本発明のコイル成形方法およびコイル成形用金型を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】（ａ）予備成形前のコイルの断面図、（ｂ）予備成形後のコイルの断面図である（実施例１）。
【図２】コイルを９０度曲げた状態を示す側面図である。
【図３】（ａ）予備成形前のコイルの断面図、（ｂ）予備成形後のコイルの断面図である（実施例２）。
【図４】（ａ）予備成形前のコイルの断面図、（ｂ）予備成形後のコイルの断面図である（実施例３）。
【図５】（ａ）予備成形前のコイルの断面図、（ｂ）予備成形後のコイルの断面図である（実施例４）。
【図６】（ａ）予備成形前のコイルの断面図、（ｂ）予備成形後のコイルの断面図である（実施例５）。
【図７】コイル成形用金型の正面断面図である（実施例６）。
【図８】（ａ）コイル成形用金型の側面断面図、（ｂ）コイル成形用金型の正面断面図である（実施例６）。
【図９】コイル成形用金型の正面断面図である（実施例７）。
【図１０】（ａ）曲げ加工前のコイルの断面図、（ｂ）曲げ加工後のコイルの断面図である（従来技術の説明）。
【図１１】両側面を型枠で拘束したコイルの断面図である（従来技術の説明）。
【符号の説明】
【００４４】
１ コイル
１ａ 導体素材
１ｂ 被膜
１ｃ Ｒ部の外周Ｒ面
１ｄ Ｒ部の内周Ｒ面
５ 上型
７ 第１サイド壁（下型、側壁）
９ 第２サイド壁（下型、側壁）
１１ 表面材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体素材の外周に被膜を有するコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法、および、そのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機の固定子あるいは回転子等に用いられる断面矩形の被膜付きコイル〔図１０（ａ）参照〕がある。このコイル１００に、例えば、９０度の曲げ加工（図２参照）を行う場合、図１０（ｂ）に示す様に、Ｒ部の内側根元部では、導体素材１１０に生ずる圧縮歪みにより幅方向に膨らみが生じる。この場合、隣接するコイルとの干渉を防ぐために、内側根元部の幅寸法を圧縮すると、導体素材１１０の膨らみ部（角部）を覆っている被膜１２０が潰されて薄くなり、隣接するコイルとの電気的な漏れが問題となる。また、Ｒ部の中立軸（圧縮歪み、および、伸び歪みがゼロになる位置）より外側では、導体素材１１０に生ずる伸び歪みにより、被膜１２０の厚さが薄くなるため、被膜厚さの減少を抑制する必要がある。
これに対し、図１１に示す様に、コイル１００の両側面を型枠１３０等で規制した状態で曲げ加工を行う技術が公知である（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３８９４００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記の公知技術、つまり、コイル１００の両側面を型枠１３０で規制した状態で曲げ加工を行う方法では、曲げ加工の後、導体素材１１０の内部に残留する応力の影響により、型枠１３０で規制された部位の幅寸法が拡大する（弾性回復する）ため、内側根元部の膨らみを抑制することは困難である。また、上記の方法では、Ｒ部の中立軸より外側の被膜厚さの減少を抑制することはできない。
更に、コイル１００の両側面が型枠１３０で規制された状態で曲げ加工を行うため、コイル１００の被膜１２０を傷つける恐れがある。
【０００４】
また、Ｒ部の外周Ｒ面では、曲げ方向と直交する幅方向（図１０の左右方向）の中央部が凹み、鞍形に湾曲した凹形状となる。一方、Ｒ部の内周Ｒ面では、幅方向の両外側が低く、中央部が膨らんだ凸形状となる。この様な形状の変形により、隣接するコイルとの干渉を生じ、占積率の低下を招くという問題があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、曲げ加工に伴う被膜厚さの減少を抑制でき、また、形状の変形による占積率の低下を抑制できるコイル成形方法およびコイル成形用金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（請求項１の発明）
本発明は、矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、曲げ方向と直交する幅方向の寸法を圧縮して小さくする圧縮加工を行い、この圧縮加工では、予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工により生じる幅方向の膨らみ量と略同じ寸法だけ幅方向の寸法を圧縮することを特徴とする。
【０００６】
本発明の方法によれば、予めコイルの幅方向の寸法を圧縮した状態で曲げ加工を行うので、曲げ加工時の導体素材の膨らみ（特に、Ｒ部の内側根元部に生じる膨らみ）を抑制できる。その結果、導体素材の形状が大きく変化することはなく、矩形断面を維持できるので、占積率の低下を抑制できる。
また、従来の様に、曲げ加工後にＲ部の内側根元部に生じる膨らみを圧縮する必要がないので、圧縮により被膜が潰されて薄くなることはなく、隣接するコイルとの電気的な絶縁を確保できる。
【０００７】
（請求項２の発明）
本発明は、矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、曲げ方向と直交する幅方向の両側であり、且つ、Ｒ部の内周Ｒ面と外周Ｒ面との略中心であるコイルの中立軸より内側に形成される被膜と、その近傍の導体素材を、コイルの中立軸より外側へ移動させることを特徴とする。
【０００８】
予備成形を行わないで曲げ加工を行った場合、Ｒ部の中立軸より外側では、Ｒ部の外周Ｒ面と幅方向の両側面に伸び変形を生じるため、被膜厚さが薄くなる。一方、Ｒ部の中立軸より内側では、内周Ｒ面と幅方向の両側面に圧縮変形を生じるため、被膜厚さは厚くなる。そこで、中立軸より内側の被膜と、その近傍の導体素材を中立軸より外側へ移動させる予備成形を実施した後、曲げ加工を行うことで、中立軸より外側（Ｒ部の外周Ｒ面と幅方向の両側面）の被膜厚さの減少を抑制できる。
【０００９】
（請求項３の発明）
本発明は、矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、曲げ方向と直交する幅方向の両側であり、且つ、Ｒ部の内周Ｒ面と外周Ｒ面との略中心であるコイルの中立軸より外側に形成される被膜と、その近傍の導体素材を、外周Ｒ面側へ移動させることを特徴とする。
Ｒ部の中立軸より外周側では、曲げ側面の伸び変形が中立軸付近で最小となり、外周Ｒ面で最大となる。従って、外周Ｒ面の被膜厚さの減少が最大となるため、被膜厚さの減少が比較的少ない側面の被膜と導体素材を、塑性変形により外周Ｒ面側へ移動させることにより、外周Ｒ面の被膜厚さの減少を抑制できる。
【００１０】
（請求項４の発明）
本発明は、矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、Ｒ部の外周Ｒ面において曲げ方向と直交する幅方向の中央部を所定量だけ膨らませる凸成形加工を行い、この凸成形加工では、予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工によりＲ部の外周Ｒ面に生じる凹み量と略同じ寸法だけ膨らませることを特徴とする。
【００１１】
予備成形を行わないで曲げ加工を行った場合、Ｒ部の外周Ｒ面では、幅方向の両端部に対し中央部が凹む、いわゆる鞍形となる。この場合、外周Ｒ面の幅方向の中央部に対し両端部が高くなるため、隣接するコイルや、鉄心の積層コアシートと干渉して、占積率が低下する。
これに対し、外周Ｒ面の中央部を所定量だけ膨らませる予備成形（凸成形加工）を実施した後、曲げ加工を行うことで、外周Ｒ面の凹みを小さくできる、言い換えると、外周Ｒ面を略平坦に形成できるので、占積率を向上できる。
【００１２】
（請求項５の発明）
本発明は、矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、Ｒ部の内周Ｒ面において曲げ方向と直交する幅方向の中央部を所定量だけ凹ませる凹成形加工を行い、この凹成形加工では、予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工によりＲ部の内周Ｒ面に生じる膨らみ量と略同じ寸法だけ凹ませることを特徴とする。
【００１３】
予備成形を行わないで曲げ加工を行った場合、Ｒ部の内周Ｒ面では、幅方向の両端部に対し中央部が膨らむ凸形状となる。この場合、内周Ｒ面の幅方向の両端部に対し中央部が高くなるため、隣接するコイルや、鉄心の積層コアシートと干渉して、占積率が低下する。
これに対し、内周Ｒ面の中央部を所定量だけ凹ませる予備成形（凹成形加工）を実施した後、曲げ加工を行うことで、内周Ｒ面の膨らみを小さくできる、言い換えると、内周Ｒ面を略平坦に形成できるので、占積率を向上できる。
【００１４】
（請求項６の発明）
請求項１〜５に記載した何れか二つ以上のコイル成形方法を合わせ持つことを特徴とする。
この場合、請求項１〜５に記載した何れか一つのコイル成形方法を単独で使用する場合より、被膜厚さの減少を抑制でき、且つ、占積率を向上できる。
【００１５】
（請求項７の発明）
請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型であって、コイルの曲げ加工時に、コイルの幅方向を拘束する一対の側壁を有し、この一対の側壁がコイルの幅方向に拡幅可能な構造を有していることを特徴とする。
コイルの幅方向を拘束する側壁が固定式であると、コイルを金型から取り出す際に、コイルの両側面が側壁に食い付いて被膜が傷つく恐れがある。
これに対し、側壁がコイルの幅方向に拡幅可能な構造であれば、コイルを金型から取り出す際に、一対の側壁の間を広げることにより、コイルの食い付きを防止できるので、被膜が傷つくこともなく、且つ、容易にコイルを金型から取り出すことができる。
【００１６】
（請求項８の発明）
請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型であって、コイルに曲げ加工を行う金型の表面に、金型に使用される材料より低い硬度を有する材料で形成された表面材を設けたことを特徴とする。
コイルの被膜が金型の表面に直接接触した状態で曲げ加工を行うと、金型の表面と被膜との局部的な接触により、被膜に高い面圧が掛かり、被膜に傷を生じる恐れがある。
これに対し、金型の表面に表面材を設けることで、コイルの被膜が直接金型の表面に接触することを防止でき、金型に使用される材料より硬度の低い表面材に被膜を接触させた状態で曲げ加工を行うことができる。これにより、曲げ加工時に被膜が傷つくことを防止できる。
【００１７】
（請求項９の発明）
請求項７に記載したコイル成形用金型において、コイルに曲げ加工を行う金型の表面に、金型に使用される材料より低い硬度を有する材料で形成された表面材を設けたことを特徴とする。
コイルの被膜が金型の表面に直接接触した状態で曲げ加工を行うと、金型の表面と被膜との局部的な接触により、被膜に高い面圧が掛かり、被膜に傷を生じる恐れがある。
これに対し、金型の表面に表面材を設けることで、コイルの被膜が直接金型の表面に接触することを防止でき、金型に使用される材料より硬度の低い表面材に被膜を接触させた状態で曲げ加工を行うことができる。これにより、曲げ加工時に被膜が傷つくことを防止できる。
【００１８】
（請求項１０の発明）
請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型であって、コイルに曲げ加工を行う金型の表面に、金型に使用される材料より低い弾性係数を有する材料で形成された表面材を設けたことを特徴とする。
コイルの被膜が金型の表面に直接接触した状態で曲げ加工を行うと、金型の表面と被膜との局部的な接触により、被膜に高い面圧が掛かり、被膜に傷を生じる恐れがある。
これに対し、金型の表面に表面材を設けることで、コイルの被膜が直接金型の表面に接触することを防止でき、金型に使用される材料より弾性係数の低い表面材に被膜を接触させた状態で曲げ加工を行うことができる。これにより、曲げ加工時に被膜が傷つくことを防止できる。
【００１９】
（請求項１１の発明）
請求項７に記載したコイル成形用金型において、コイルに曲げ加工を行う金型の表面に、金型に使用される材料より低い弾性係数を有する材料で形成された表面材を設けたことを特徴とする。
コイルの被膜が金型の表面に直接接触した状態で曲げ加工を行うと、金型の表面と被膜との局部的な接触により、被膜に高い面圧が掛かり、被膜に傷を生じる恐れがある。
これに対し、金型の表面に表面材を設けることで、コイルの被膜が直接金型の表面に接触することを防止でき、金型に使用される材料より弾性係数の低い表面材に被膜を接触させた状態で曲げ加工を行うことができる。これにより、曲げ加工時に被膜が傷つくことを防止できる。
【００２０】
（請求項１２の発明）
請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型であって、コイルに曲げ加工を行う金型の表面に、摩擦係数の低い表面処理が施されていることを特徴とする。
コイルの被膜が金型の表面に直接接触した状態で曲げ加工を行うと、金型の表面と被膜との摩擦により、被膜に傷を生じる恐れがある。
これに対し、金型の表面に摩擦係数の低い表面処理を実施することで、曲げ加工時に金型の表面と被膜との摩擦を低減できるので、被膜の傷付きを防止できる。
【００２１】
（請求項１３の発明）
請求項７に記載したコイル成形用金型において、コイルに曲げ加工を行う金型の表面に、摩擦係数の低い表面処理が施されていることを特徴とする。
コイルの被膜が金型の表面に直接接触した状態で曲げ加工を行うと、金型の表面と被膜との摩擦により、被膜に傷を生じる恐れがある。
これに対し、金型の表面に摩擦係数の低い表面処理を実施することで、曲げ加工時に金型の表面と被膜との摩擦を低減できるので、被膜の傷付きを防止できる。
【００２２】
（請求項１４の発明）
請求項８〜１３に記載した何れかのコイル成形用金型において、表面材の表面に、摩擦係数の低い表面処理が施されていることを特徴とする。 コイルの被膜が表面材の表面に直接接触した状態で曲げ加工を行うと、表面材の表面と被膜との摩擦により、被膜に傷を生じる恐れがある。
これに対し、表面材の表面に摩擦係数の低い表面処理を実施することで、曲げ加工時に表面材の表面と被膜との摩擦を低減できるので、被膜の傷付きを防止できる。
【００２３】
（請求項１５の発明）
請求項７〜１４に記載した何れかのコイル成形用金型を用いて、請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法により製造されたことを特徴とする。
本発明によれば、被膜厚さの減少および被膜の傷を抑制できると共に、高い占積率を実現でき、高い品質を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１（ａ）は予備成形前のコイル１の断面図、同図（ｂ）は予備成形後のコイル１の断面図である。
本実施例は、例えば、回転電機の固定子または回転子に用いられるコイル１に曲げ加工を行うコイル成形方法であり、例えば、コイルエンド部を形成する際に適用できる。
コイル１は、図１（ａ）に示す様に、矩形断面を有する導体素材１ａ（例えば銅線）の外周が絶縁性の被膜１ｂで覆われている。このコイル１を、例えば、図２に示す様に、９０度に曲げ加工する場合において、その曲げ加工を行う前に所定の予備成形を行うことが特徴である。
【００２６】
予備成形は、曲げ加工前の直線状態のコイル１に対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲（図２に示す範囲Ｘ）に対し、曲げ方向と直交する幅方向（図１の左右方向）の寸法を圧縮して小さくする圧縮加工である。
予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合は、上述の「背景技術」で説明した様に、コイル１の中立軸〔図１（ｂ）に一点鎖線で示す〕より内側のＲ部根元部が幅方向に膨らむため、本実施例の予備成形（圧縮加工）では、主に、コイル１の中立軸より内側を幅方向に圧縮して幅寸法を小さくする。この時、予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工により生じる幅方向の膨らみ量と略同じ寸法および形状だけ幅方向の寸法を圧縮する。
【００２７】
上記の方法によれば、予めコイル１の幅方向の寸法を圧縮した状態で曲げ加工を行うので、曲げ加工時の導体素材１ａの膨らみ（特に、Ｒ部の内側根元部に生じる膨らみ）を抑制できる。その結果、曲げ加工によって導体素材１ａの形状が大きく変化することはなく、矩形断面を略維持できるので、占積率の低下を抑制できる。
また、従来の様に、曲げ加工後にＲ部の内側根元部に生じる膨らみを圧縮する必要がないので、圧縮により被膜１ｂが潰されて薄くなることはなく、隣接するコイル１との電気的な絶縁を確保できる。
【実施例２】
【００２８】
図３（ａ）は予備成形前のコイル１の断面図、同図（ｂ）は予備成形後のコイル１の断面図である。
この実施例２は、実施例１と同じく、図３（ａ）に示すコイル１を曲げ加工する前に、所定の予備成形を行うものであり、その予備成形は、曲げ加工前の直線状態のコイル１に対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、コイル１の中立軸より内側に形成される幅方向の被膜１ｂと、その近傍の導体素材１ａを中立軸より外側へ移動させることを特徴とする。
【００２９】
予備成形を行わないで曲げ加工を行った場合、Ｒ部の中立軸より外側では、Ｒ部の外周Ｒ面１ｃと幅方向の両側面に伸び変形を生じるため、被膜１の厚さが薄くなる。一方、Ｒ部の中立軸より内側では、内周Ｒ面１ｄと幅方向の両側面に圧縮変形を生じるため、被膜１の厚さは厚くなる。そこで、図３（ｂ）に矢印で示す様に、中立軸より内側に形成される幅方向の被膜１ｂと、その近傍の導体素材１ａを中立軸より外側へ移動させる予備成形を実施した後、曲げ加工を行うことで、中立軸より外側（Ｒ部の外周Ｒ面１ｃと幅方向の両側面）の被膜厚さの減少を抑制できる。
【実施例３】
【００３０】
図４（ａ）は予備成形前のコイル１の断面図、同図（ｂ）は予備成形後のコイル１の断面図である。
この実施例３は、実施例１と同じく、図４（ａ）に示すコイル１を曲げ加工する前に、所定の予備成形を行うものであり、その予備成形は、曲げ加工前の直線状態のコイル１に対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、コイル１の中立軸より外側に形成される幅方向の被膜１ｂと、その近傍の導体素材１ａを外周Ｒ面側へ移動させることを特徴とする。
Ｒ部の中立軸より外周側では、曲げ側面の伸び変形が中立軸付近で最小となり、外周Ｒ面１ｃで最大となる。従って、外周Ｒ面１ｃの被膜厚さの減少が最大となるため、図４（ｂ）に矢印で示す様に、被膜厚さの減少が比較的少ない側面の被膜１ｂと、その近傍の導体素材１ａを、塑性変形により外周Ｒ面１ｃ側へ移動させることにより、外周Ｒ面１ｃの被膜厚さの減少を抑制できる。
【実施例４】
【００３１】
図５（ａ）は予備成形前のコイル１の断面図、同図（ｂ）は予備成形後のコイル１の断面図である。
この実施例４は、実施例１と同じく、図５（ａ）に示すコイル１を曲げ加工する前に、所定の予備成形を行うものであり、その予備成形は、曲げ加工前の直線状態のコイル１に対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、図５（ｂ）に示す様に、Ｒ部の外周Ｒ面１ｃにおいて幅方向の中央部を所定量だけ膨らませる凸成形加工を行う。
凸成形加工では、予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工によりＲ部の外周Ｒ面１ｃに生じる凹み量と略同じ寸法だけ膨らませることを特徴とする。
【００３２】
予備成形を行わないで曲げ加工を行った場合、Ｒ部の外周Ｒ面１ｃでは、幅方向の両端部に対し中央部が凹む、いわゆる鞍形となる。この場合、外周Ｒ面１ｃの幅方向の中央部に対し両端部が高くなるため、隣接するコイル１や、鉄心の積層コアシートと干渉して、占積率が低下する恐れがある。
これに対し、外周Ｒ面１ｃの中央部を所定量だけ膨らませる予備成形（凸成形加工）を実施した後、曲げ加工を行うことで、外周Ｒ面１ｃの凹みを小さくできる、言い換えると、外周Ｒ面１ｃを略平坦に形成できるので、占積率を向上できる。
【実施例５】
【００３３】
図６（ａ）はコイル１の断面図、同図（ｂ）は予備成形後のコイル１の断面図である。 この実施例５は、実施例１と同じく、図６（ａ）に示すコイル１を曲げ加工する前に、所定の予備成形を行うものであり、その予備成形は、曲げ加工前の直線状態のコイル１に対して、曲げ加工後の略Ｒ部を含む範囲に対し、図６（ｂ）に示す様に、Ｒ部の内周Ｒ面１ｄにおいて幅方向の中央部を所定量だけ凹ませる凹成形加工を行う。
凹成形加工では、予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工によりＲ部の内周Ｒ面１ｄに生じる膨らみ量と略同じ寸法だけ凹ませることを特徴とする。
【００３４】
予備成形を行わないで曲げ加工を行った場合、Ｒ部の内周Ｒ面１ｄでは、幅方向の両端部に対し中央部が膨らむ凸形状となる。この場合、内周Ｒ面１ｄの幅方向の両端部に対し中央部が高くなるため、隣接するコイル１や、鉄心の積層コアシートと干渉して、占積率が低下する。
これに対し、内周Ｒ面１ｄの中央部を所定量だけ凹ませる予備成形（凹成形加工）を実施した後、曲げ加工を行うことで、内周Ｒ面１ｄの膨らみを小さくできる、言い換えると、内周Ｒ面１ｄを略平坦に形成できるので、占積率を向上できる。
【実施例６】
【００３５】
図７はコイル成形用金型の正面断面図である。
この実施例６は、実施例１〜５に記載した何れかのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型に関する。
コイル成形用金型は、図７に示す様に、下側ベース２に固定されたベッド３と、このベッド３上に配置される下型（以下に説明する）と、上側ベース４に固定された上型５およびテーパ型６とを有する。
下型は、二分割されており、ベッド３上に固定される第１サイド壁７と、ベッド３に取り付けられたガイド棒８に案内されてベッド３上をスライド可能に設けられた第２サイド壁９とで構成され、両者の間にスプリング１０が配置されている。
【００３６】
第１サイド壁７には、直線状のコイル１（曲げ加工する前のコイル１）をセットする断面Ｌ字形のコイル搭載面７ａが形成されている。
第２サイド壁９は、スプリング１０の荷重を受けて第１サイド壁７から所定距離だけ離れた位置に静止している（図７参照）。この第２サイド壁９は、スプリング１０の荷重に抗して第１サイド壁７の側面に密着する位置まで移動することにより、コイル搭載面７ａの開放側に壁面を形成して、コイル搭載面７ａにセットされるコイル１を保持する。また、第２サイド壁９は、コイル搭載面７ａにコイル１をセットする時、および、曲げ加工されたコイル１をコイル搭載面７ａから取り出す時に、スプリング１０の荷重を受けて第１のサイド壁から離れる方向（図７の右方向）へ移動することにより、コイル搭載面７ａの開放側に隙間を形成する。
【００３７】
上型５は、コイル搭載面７ａにセットされた直線状のコイル１に対し９０度の曲げ加工を施すために、コイル１の直線方向に対し、Ｌ字型に設けられている。
テーパ型６は、第２サイド壁９の肩部に形成された傾斜面９ａに当接するテーパ面６ａを有し、上側ベース４が降下する際に、テーパ面６ａが第２サイド壁９の傾斜面９ａを押圧することで、第２サイド壁９を第１サイド壁７側へ移動させる働きを有する。
上記のコイル成形用金型は、図７に示す様に、直線状のコイル１を第１サイド壁７のコイル搭載面７ａにセットした後、上側ベース４を降下させる。これにより、図８（ｂ）に示す様に、テーパ型６に押圧された第２サイド壁９がスプリング１０の反力に抗して第１サイド壁７の側面に密着する位置まで移動してコイル１が保持されると共に、図８（ａ）に示す様に、上型５の降下によりコイル１が９０度に曲げ加工される。
【００３８】
本実施例のコイル成形用金型は、曲げ加工されたコイル１をコイル搭載面７ａから取り出す際に、第２サイド壁９が第１サイド壁７から離れることにより、コイル搭載面７ａの開放側に隙間が形成される（図７参照）。これにより、コイル１の両側面が第１サイド壁７および第２サイド壁９に食い付くことはなく、コイル１の変形不良を防止できると共に、コイル１の被膜１ｂが傷つくこともない。また、本実施例のコイル成形用金型を使用して、実施例１〜５に記載した何れかのコイル成形方法によりコイル１の曲げ加工を行うことで、被膜厚さの減少を抑制でき、且つ、高い占積率を実現できる。
【実施例７】
【００３９】
図９はコイル成形用金型の正面断面図である。
この実施例７は、図９に示す様に、コイル搭載面７ａを形成する第１サイド壁７、および、コイル搭載面７ａの開放側に壁面を形成する第２サイド壁９の表面に、それぞれ、第１サイド壁７および第２サイド壁９に使用される金属材料（例えば鋼材）より低い硬度あるいは低い弾性係数を有する材料（例えばアルミニウム、または、ゴム等）で形成された表面材１１を設けたことを特徴とする。
【００４０】
コイル１の被膜１ｂが第１サイド壁７および第２サイド壁９の表面に直接接触した状態で曲げ加工を行うと、第１サイド壁７および第２サイド壁９の表面と被膜１ｂとの局部的な接触により、被膜１ｂに高い面圧が掛かるため、被膜１ｂに傷を生じる恐れがある。
これに対し、第１サイド壁７および第２サイド壁９の表面に表面材１１を設けることで、コイル１の被膜１ｂが直接第１サイド壁７および第２サイド壁９の表面に接触することを防止でき、硬度あるいは弾性係数の低い表面材１１に被膜１ｂを接触させた状態で曲げ加工を行うことができる。これにより、曲げ加工時にコイル１の被膜１ｂが傷つくことを防止できる。
【００４１】
（変形例）
実施例１〜５に記載した何れか二つ以上のコイル成形方法を合わせ行うこともできる。 この場合、実施例１〜５に記載した何れか一つのコイル成形方法を単独で使用する場合より、被膜厚さの減少を抑制でき、且つ、コイル１の占積率を向上できる。
また、コイル成形用金型では、コイル搭載面７ａを形成する第１サイド壁７、および、コイル搭載面７ａの開放側に壁面を形成する第２サイド壁９の表面に、それぞれ、摩擦係数の低い表面処理を実施しても良い。コイル１の被膜１ｂが第１サイド壁７および第２サイド壁９の表面に直接接触した状態で曲げ加工を行うと、第１サイド壁７および第２サイド壁９の表面と被膜１ｂとの摩擦により、被膜１ｂに傷を生じる恐れがある。
【００４２】
これに対し、第１サイド壁７および第２サイド壁９の表面に摩擦係数の低い表面処理を実施することで、曲げ加工時に第１サイド壁７および第２サイド壁９の表面と被膜１ｂとの摩擦を低減できるので、被膜１ｂの傷付きを防止できる。なお、摩擦係数の低い表面処理として、例えば、テフロン（ポリテトラフルオロエチレンの登録商標名）加工、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）処理等を適用できる。また、実施例７に記載した表面材１１（例えばアルミニウム）の表面に摩擦係数の低い表面処理を実施することもできる。
また、実施例１では、回転電機の固定子または回転子に用いられるコイル１に本発明を適用しているが、回転電機以外の用途に使用されるコイル（例えば、昇圧コイル）にも本発明のコイル成形方法およびコイル成形用金型を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】（ａ）予備成形前のコイルの断面図、（ｂ）予備成形後のコイルの断面図である（実施例１）。
【図２】コイルを９０度曲げた状態を示す側面図である。
【図３】（ａ）予備成形前のコイルの断面図、（ｂ）予備成形後のコイルの断面図である（実施例２）。
【図４】（ａ）予備成形前のコイルの断面図、（ｂ）予備成形後のコイルの断面図である（実施例３）。
【図５】（ａ）予備成形前のコイルの断面図、（ｂ）予備成形後のコイルの断面図である（実施例４）。
【図６】（ａ）予備成形前のコイルの断面図、（ｂ）予備成形後のコイルの断面図である（実施例５）。
【図７】コイル成形用金型の正面断面図である（実施例６）。
【図８】（ａ）コイル成形用金型の側面断面図、（ｂ）コイル成形用金型の正面断面図である（実施例６）。
【図９】コイル成形用金型の正面断面図である（実施例７）。
【図１０】（ａ）曲げ加工前のコイルの断面図、（ｂ）曲げ加工後のコイルの断面図である（従来技術の説明）。
【図１１】両側面を型枠で拘束したコイルの断面図である（従来技術の説明）。
【符号の説明】
【００４４】
１ コイル
１ａ 導体素材
１ｂ 被膜
１ｃ Ｒ部の外周Ｒ面
１ｄ Ｒ部の内周Ｒ面
５ 上型
７ 第１サイド壁（下型、側壁）
９ 第２サイド壁（下型、側壁）
１１ 表面材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、
前記予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略前記Ｒ部を含む範囲に対し、曲げ方向と直交する幅方向の寸法を圧縮して小さくする圧縮加工を行い、この圧縮加工では、前記予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工により生じる幅方向の膨らみ量と略同じ寸法だけ幅方向の寸法を圧縮することを特徴とするコイル成形方法。
【請求項２】
矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、
前記予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略前記Ｒ部を含む範囲に対し、曲げ方向と直交する幅方向の両側であり、且つ、前記Ｒ部の内周Ｒ面と外周Ｒ面との略中心である前記コイルの中立軸より内側に形成される被膜と、その近傍の導体素材を、前記コイルの中立軸より外側へ移動させることを特徴とするコイル成形方法。
【請求項３】
矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、
前記予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略前記Ｒ部を含む範囲に対し、曲げ方向と直交する幅方向の両側であり、且つ、前記Ｒ部の内周Ｒ面と外周Ｒ面との略中心である前記コイルの中立軸より外側に形成される被膜と、その近傍の導体素材を、前記外周Ｒ面側へ移動させることを特徴とするコイル成形方法。
【請求項４】
矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、
前記予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略前記Ｒ部を含む範囲に対し、前記Ｒ部の外周Ｒ面において曲げ方向と直交する幅方向の中央部を所定量だけ膨らませる凸成形加工を行い、この凸成形加工では、前記予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工により前記Ｒ部の外周Ｒ面に生じる凹み量と略同じ寸法だけ膨らませることを特徴とするコイル成形方法。
【請求項５】
矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、
前記予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略前記Ｒ部を含む範囲に対し、前記Ｒ部の内周Ｒ面において曲げ方向と直交する幅方向の中央部を所定量だけ凹ませる凹成形加工を行い、この凹成形加工では、前記予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工により前記Ｒ部の内周Ｒ面に生じる膨らみ量と略同じ寸法だけ凹ませることを特徴とするコイル成形方法。
【請求項６】
請求項１〜５に記載した何れか二つ以上のコイル成形方法を合わせ持つことを特徴とするコイル成形方法。
【請求項７】
請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型であって、 前記コイルの曲げ加工時に、前記コイルの幅方向を拘束する一対の側壁を有し、この一対の側壁が前記コイルの幅方向に拡幅可能な構造を有していることを特徴とするコイル成形用金型。
【請求項８】
請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型であって、 前記コイルに曲げ加工を行う前記金型の表面に、前記金型に使用される材料より低い硬度を有する材料で形成された表面材を設けたことを特徴とするコイル成形用金型。
【請求項９】
請求項７に記載したコイル成形用金型において、
前記コイルに曲げ加工を行う前記金型の表面に、前記金型に使用される材料より低い硬度を有する材料で形成された表面材を設けたことを特徴とするコイル成形用金型。
【請求項１０】
請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型であって、 前記コイルに曲げ加工を行う前記金型の表面に、前記金型に使用される材料より低い弾性係数を有する材料で形成された表面材を設けたことを特徴とするコイル成形用金型。
【請求項１１】
請求項７に記載したコイル成形用金型において、
前記コイルに曲げ加工を行う前記金型の表面に、前記金型に使用される材料より低い弾性係数を有する材料で形成された表面材を設けたことを特徴とするコイル成形用金型。
【請求項１２】
請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型であって、 前記コイルに曲げ加工を行う前記金型の表面に、摩擦係数の低い表面処理が施されていることを特徴とするコイル成形用金型。
【請求項１３】
請求項７に記載したコイル成形用金型において、
前記コイルに曲げ加工を行う前記金型の表面に、摩擦係数の低い表面処理が施されていることを特徴とするコイル成形用金型。
【請求項１４】
請求項８〜１３に記載した何れかのコイル成形用金型において、
前記表面材の表面に、摩擦係数の低い表面処理が施されていることを特徴とするコイル成形用金型。
【請求項１５】
請求項７〜１４に記載した何れかのコイル成形用金型を用いて、請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法により製造されたことを特徴とするコイル。
【請求項１】
矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、
前記予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略前記Ｒ部を含む範囲に対し、曲げ方向と直交する幅方向の寸法を圧縮して小さくする圧縮加工を行い、この圧縮加工では、前記予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工により生じる幅方向の膨らみ量と略同じ寸法だけ幅方向の寸法を圧縮することを特徴とするコイル成形方法。
【請求項２】
矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、
前記予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略前記Ｒ部を含む範囲に対し、曲げ方向と直交する幅方向の両側であり、且つ、前記Ｒ部の内周Ｒ面と外周Ｒ面との略中心である前記コイルの中立軸より内側に形成される被膜と、その近傍の導体素材を、前記コイルの中立軸より外側へ移動させることを特徴とするコイル成形方法。
【請求項３】
矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、
前記予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略前記Ｒ部を含む範囲に対し、曲げ方向と直交する幅方向の両側であり、且つ、前記Ｒ部の内周Ｒ面と外周Ｒ面との略中心である前記コイルの中立軸より外側に形成される被膜と、その近傍の導体素材を、前記外周Ｒ面側へ移動させることを特徴とするコイル成形方法。
【請求項４】
矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、
前記予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略前記Ｒ部を含む範囲に対し、前記Ｒ部の外周Ｒ面において曲げ方向と直交する幅方向の中央部を所定量だけ膨らませる凸成形加工を行い、この凸成形加工では、前記予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工により前記Ｒ部の外周Ｒ面に生じる凹み量と略同じ寸法だけ膨らませることを特徴とするコイル成形方法。
【請求項５】
矩形断面を有する導体素材の外周を被膜で覆ったコイルに予備成形を行い、その予備成形されたコイルにＲ部を形成する曲げ加工を行うコイル成形方法であって、
前記予備成形は、曲げ加工前の直線状態の前記コイルに対して、曲げ加工後の略前記Ｒ部を含む範囲に対し、前記Ｒ部の内周Ｒ面において曲げ方向と直交する幅方向の中央部を所定量だけ凹ませる凹成形加工を行い、この凹成形加工では、前記予備成形を行わずに曲げ加工を行った場合に、その曲げ加工により前記Ｒ部の内周Ｒ面に生じる膨らみ量と略同じ寸法だけ凹ませることを特徴とするコイル成形方法。
【請求項６】
請求項１〜５に記載した何れか二つ以上のコイル成形方法を合わせ持つことを特徴とするコイル成形方法。
【請求項７】
請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型であって、 前記コイルの曲げ加工時に、前記コイルの幅方向を拘束する一対の側壁を有し、この一対の側壁が前記コイルの幅方向に拡幅可能な構造を有していることを特徴とするコイル成形用金型。
【請求項８】
請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型であって、 前記コイルに曲げ加工を行う前記金型の表面に、前記金型に使用される材料より低い硬度を有する材料で形成された表面材を設けたことを特徴とするコイル成形用金型。
【請求項９】
請求項７に記載したコイル成形用金型において、
前記コイルに曲げ加工を行う前記金型の表面に、前記金型に使用される材料より低い硬度を有する材料で形成された表面材を設けたことを特徴とするコイル成形用金型。
【請求項１０】
請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型であって、 前記コイルに曲げ加工を行う前記金型の表面に、前記金型に使用される材料より低い弾性係数を有する材料で形成された表面材を設けたことを特徴とするコイル成形用金型。
【請求項１１】
請求項７に記載したコイル成形用金型において、
前記コイルに曲げ加工を行う前記金型の表面に、前記金型に使用される材料より低い弾性係数を有する材料で形成された表面材を設けたことを特徴とするコイル成形用金型。
【請求項１２】
請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法に用いるコイル成形用金型であって、 前記コイルに曲げ加工を行う前記金型の表面に、摩擦係数の低い表面処理が施されていることを特徴とするコイル成形用金型。
【請求項１３】
請求項７に記載したコイル成形用金型において、
前記コイルに曲げ加工を行う前記金型の表面に、摩擦係数の低い表面処理が施されていることを特徴とするコイル成形用金型。
【請求項１４】
請求項８〜１３に記載した何れかのコイル成形用金型において、
前記表面材の表面に、摩擦係数の低い表面処理が施されていることを特徴とするコイル成形用金型。
【請求項１５】
請求項７〜１４に記載した何れかのコイル成形用金型を用いて、請求項１〜６に記載した何れかのコイル成形方法により製造されたことを特徴とするコイル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１４８７９１（Ｐ２００９−１４８７９１Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２８６４７（Ｐ２００７−３２８６４７）
【出願日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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