金属制圆线材的加工方法、金属制圆线材用加工装置以及配电部件的制造方法与流程

1.本发明涉及在电气设备的规定位置作为导线设置的金属制圆线材的加工方法及加工装置、以及使树脂构件与金属制圆线材一体化而成的配电部件的制造方法。


背景技术：

2.作为各种电气设备的导线，使用由截面圆形的单线构成的金属制圆线材。金属制圆线材与截面方形的方形线材相比廉价，拉伸、弯曲的强度优异，并且具有在安装于电气设备时与方形相比容易向所希望的方向弯曲等优点。着眼于这样的优点，例如，在专利文献1中，作为用于向马达等三相旋转电机供给电力的动力线而使用金属制圆线材。另一方面，当将三根动力线单独与端子连接时，存在由于动力线的挠性而在向端子进行紧固时发生位置偏移等问题，在专利文献1中，为了防止这样的位置偏移位，提出使用具备供三根动力线穿过的三个插通孔的动力线用固定构件的方案。通过使用这样的动力线用固定构件，虽然可靠地抑制了位置偏移，但由于动力线的截面为圆形，因此会在动力线用固定构件的插通孔内以轴心为中心旋转。其结果是，无法完全消除与端子的紧固时的定位的困难度、由振动引起的位置偏移。鉴于这一点，在专利文献2中公开了一种技术，利用夹具将动力线的规定部位压扁从而成为截面非圆形，并使作为动力线固定构件的树脂构件与该部位一体成形。由于树脂构件与截面非圆形的部位一体化，因此动力线与树脂构件之间的相对旋转得到抑制。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2014-128095号公报
6.专利文献2：日本特开2017-55486号公报


技术实现要素：

7.发明所要解决的课题
8.然而，在专利文献2的情况下，在将作为动力线固定构件的树脂构件一体化前，利用夹具在动力线形成截面非圆形的部位。虽然由于由铜等构成的金属制圆线材具有挠性而能够如上述那样在向马达等进行组装时在某种程度上弯曲从而与安装部位的形状相匹配，但实际上，使用以与安装部位相匹配地预先规定了弯曲角度、长度等的三维形状形成的动力线。专利文献2的动力线也是同样的，通过追加加工而利用夹具将以规定的设计规格加工出的三维形状的动力线的规定的部位压扁，并使树脂构件一体化。
9.对这样的以规定的设计规格、精度加工出的金属制圆线材实施利用夹具将一部分压扁的加工会对成为三维形状的金属制圆线材的弯曲角度、弯曲位置等造成影响，从而即使能够达成基于树脂构件的止转的目的，也存在金属制圆线材自身的尺寸精度、形状精度相对于设计规格而言较差的可能性。
10.本发明是鉴于上述情况而完成的，其课题在于，提供能够以不实施追加加工的方式加工出在规定的部位具有截面非圆形部且具有规定的尺寸精度、形状精度的三维形状的金属制圆线材的金属制圆线材的加工方法、金属制圆线材用加工装置以及配电部件的制造方法。
11.用于解决课题的方案
12.为了解决上述课题，在本发明的金属制圆线材的加工方法中，所述金属制圆线材由截面圆形的单线构成，且被弯曲加工为规定的三维形状，并作为导线而设置在电气设备的规定的位置，其特征在于，
13.所述金属制圆线材的加工方法具有：
14.矫正工序，将所述金属制圆线材的线圈状原材料矫正为直线状；
15.截面非圆形部形成工序，在被所述矫正工序矫正为直线状的所述金属制圆线材的至少一个部位形成直径方向上的截面形状为非圆形的截面非圆形部；以及
16.弯曲加工工序，使所述截面非圆形部保持在弯曲加工机的线材保持部，从而将所述金属制圆线材弯曲加工为所述三维形状。
17.优选在所述截面非圆形部形成工序中，将所述截面非圆形部加工为具备与所述弯曲加工机的线材保持部的抵接面进行面接触的平坦面的形状。
18.优选在所述矫正工序后且所述截面非圆形部形成工序前、或所述截面非圆形部形成工序后的任一时机，将所述金属制圆线材切断为规定长度。
19.另外，本发明的金属制圆线材用加工装置用于将作为导线而设置在电气设备的规定的位置的截面圆形的单线弯曲加工为规定的三维形状，其特征在于，
20.所述金属制圆线材用加工装置具有：
21.矫正用加工机，其将所述金属制圆线材的线圈状原材料矫正为直线状；
22.截面非圆形部形成用加工机，其在被所述矫正设备矫正为直线状的所述金属制圆线材的至少一个部位形成直径方向上的截面形状为非圆形的截面非圆形部；
23.弯曲加工机，其使所述截面非圆形部保持在线材保持部，从而将所述金属制圆线材弯曲加工为所述三维形状；以及
24.切断加工机，其切断所述金属制圆线材。
25.优选所述截面非圆形部形成用加工机具有按压部，该按压部使所述截面非圆形部形成与所述弯曲加工机的线材保持部的抵接面进行面接触的平坦面。
26.优选所述金属制圆线材用加工装置还具有切断加工机用控制部，该切断加工机用控制部以在所述矫正后且所述截面非圆形部的形成前、或所述截面非圆形部的形成后且所述弯曲加工前的任一时机，将所述金属制圆线材切断为规定长度的方式对所述切断加工机进行控制。
27.另外，在本发明的配电部件的制造方法中，所述配电部件设置于电气设备的规定的位置，且具备：金属制圆线材的加工品，其由截面圆形的单线构成，并且被弯曲加工为规定的三维形状；以及树脂构件，其一体地安装于所述加工品，所述配电部件的制造方法的特征在于，
28.将所述树脂构件固定于通过所述金属制圆线材的加工方法加工出的所述金属制圆线材的加工品的所述截面非圆形部的外周。
29.发明效果
30.根据本发明，在将金属线圆线材加工为规定的三维形状的中途工序中，在至少一个部位形成截面形状为非圆形的截面非圆形部。在弯曲加工时，使该截面非圆形部保持在弯曲加工机的线材保持部，从而将金属制圆线材弯曲加工为规定的三维形状。通过保持截面非圆形部，该截面非圆形部与线材保持部的以轴心为中心的相对旋转与截面圆形的情况相比得到抑制。特别是，通过将该截面非圆形部加工为具备与弯曲加工机的线材保持部的抵接面进行面接触的平坦面的形状，进一步抑制该截面非圆形部与线材保持部的相对旋转。其结果是，向三维形状的弯曲加工精度提高。另外，由于弯曲加工机的线材保持部的保持位置不会发生偏移，因此加工品间的误差也减小。另外，通常，在弯曲加工后，对加工品进行利用光学显微镜等的尺寸测定。此时，在截面圆形的情况下，不易进行对沿着长度方向的切线的对焦，且向光学显微镜的基准线的对位困难，但通过具有截面非圆形部，优选具有平坦面，从而外形线变得明确，因此容易进行对焦，从而对位变得容易，尺寸测定精度也提高。
31.因此，根据本发明，在得到具有高尺寸精度、形状精度的三维形状的金属制圆线材的加工品后，无需进行用于形成截面非圆形部的追加加工，从而能够在保持高尺寸精度等的状态下直接与止转件等构件进行组合。另外，对于通过嵌入成形与树脂构件一体化了的配电部件而言，也能够以不进行追加加工的方式直接利用截面非圆形部而容易地制造。
附图说明
32.图1是示出使用本发明的一实施方式的金属制圆线材加工装置加工出的金属制圆线材的线材加工品(加工完成品)的一例的立体图，图1的(b)是图1的(a)的a-a线放大剖视图。
33.图2的(a)是示出将止转用的树脂构件以一体成形的方式安装于图1所示的线材加工品而成的配电部件的一例的立体图，图2的(b)是图2的(a)的b-b线放大剖视图。
34.图3是示出本发明的一实施方式的金属制圆线材加工装置的概要结构的图。
35.图4是按照加工工序示出在矫正后且形成截面非圆形部前切断金属制圆线材的方案中的各加工机的概要结构的图。
36.图5是按照加工工序示出在形成截面非圆形部后且进行弯曲加工前切断金属制圆线材的方案中的各加工机的概要结构的图。
37.图6的(a)是示出弯曲加工机的线材保持部的一例的图，图6的(b)是示出弯曲加工机的线材保持部的另一例的图。
38.图7是示出图4的方案中的金属制圆线材的加工工序的一例的流程图。
39.图8是示出图5的方案中的金属制圆线材的加工工序的一例的流程图。
40.图9是示出本发明的一实施方式的配电部件的制造方法的工序的一例的流程图。
具体实施方式
41.以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。图1的(a)示出使用本发明的一实施方式的金属制圆线材加工装置1(参照图3)加工出的金属制圆线材100的加工品(以下，称为“线材加工品”)100a。该线材加工品100a例如被用作专利文献1、2所示那样的马达等的动力线，且形成为具备在两端部与端子等连接的连接部101、101、多个弯曲部102、102、以及多个
弯曲部102、102之间的直线部103、103的三维形状。并且，在本实施方式中，在该线材加工品100a的任一部位，在全长的中间附近的直线部103的范围内形成有金属制圆线材100的直径方向(与金属制圆线材100的长度方向(轴心方向)正交的方向)上的截面形状为非圆形的截面非圆形部105。在本实施方式中，如图1的(b)所示，截面非圆形部105的形状形成为在外周面具有四个平坦面105a～105d的长方形。需要说明的是，对于该截面非圆形部105的形状将随后进行进一步说明。
42.线材加工品100a被配置于模具，并通过嵌入成形而与树脂构件200一体化(参照图2的(a))。此时，如图2的(b)所示，树脂构件200以与截面非圆形部105的周围无间隙的方式被一体化。由于截面非圆形部105具有四个平坦面105a～105d，因此在与无间隙地将该截面非圆形部105的周围覆盖的树脂构件200之间不会产生相对旋转。其结果是，金属制圆线材100的线材加工品100a不会在与马达等的端子进行紧固时或因外部振动的作用等而在轴向上旋转从而偏移。需要说明的是，如专利文献1、2所示，例如，在用于三相马达等的情况下，当然能够采用使三个金属制圆线材100的线材加工品100a一起嵌入成形并利用共用的树脂构件200进行覆盖从而防止相互的位置偏移的结构。
43.接下来，对上述那样使用的金属制圆线材100的加工方法以及加工装置进行说明。图3是示意性地示出金属制圆线材加工装置1的概要结构的图，图4以及图5是示意性地示出按照加工工序的各加工机的图。如这些图所示，本实施方式的金属制圆线材加工装置1构成为具有矫正用加工机10、截面非圆形部形成用加工机20、弯曲加工机30以及切断加工机40。
44.如图4以及图5所示，矫正用加工机10例如构成为具有对置配置的多根矫正用辊11。加工对象的金属制圆线材100由表面被瓷漆覆盖的铜等金属制且截面圆形的单线构成，并作为卷绕为线圈状的线圈状原材料提供。由于被卷绕为线圈状，因此为了矫正其卷痕而设置。在此，对于图1所示的线材加工品100a而言，各端部成为连接部101、101，瓷漆的皮膜在这些连接部101、101被去除。瓷漆皮膜在矫正加工后，例如通过对表面进行切削或使用药品等而被去除。
45.截面非圆形部形成用加工机20使被矫正用加工机10加工为直线状的金属制圆线材100的规定的部位形成为金属制圆线材100的直径方向上的截面形状为非圆形。虽然不对截面非圆形部形成用加工机20的具体结构进行限定，但例如如图4以及图5所示，截面非圆形部形成用加工机20由具有沿着直径方向从两侧夹持金属制圆线材100的按压部21的冲压加工机构成。按压部21中的与金属制圆线材100相对的对置面21a具有与和该金属制圆线材100接触分离的弯曲加工机30的线材保持部31的抵接面31a大致一致的形状(参照图6的(a)、(b))。具体而言，例如，线材保持部31具有至少两个与金属制圆线材100抵接的抵接面31a，且其中至少一面由平坦面构成，因此至少一方的按压部21的按压面21a也形成为平坦面。
46.在本实施方式中，将截面非圆形部形成加工机20的180度对置的两侧的按压部21、21的对置面21a、21a均设为平坦面。因此，当使这些按压部21、21相互接近时，形成成为截面非圆形部105的对置的一组平坦面105a、105c，接着，使金属制圆线材100以90度轴心为中心旋转，并再次使按压部21、21相互接近，由此形成对置的另一组平坦面105b、105d，从而形成直径方向上的截面为大致长方形的截面非圆形部105。
47.但是，截面非圆形部105的截面形状只要不是圆形即可，例如，也可以是平坦面仅
形成于一面的结构、或平坦面仅形成于对置的两面的结构。也可以形成有三个、或五个以上的平坦面。然而，越接近于圆，越容易产生与弯曲加工机230的线材保持部31之间的相对旋转、或图2所示的与树脂构件200一体成形后的情况下的两者的相对旋转，因此优选形成八个以下的平坦面。此外，也可以是在局部具有截面四边或三角等任意的凹部或凸部的异形截面。总之，这些面只要是具有至少一个能够与弯曲加工机30的线材保持部31的抵接面31a进行面接触的平坦面的形状即可。若具有至少一个平坦面，则会与弯曲加工机30的线材保持部31的抵接面31a发生面接触，因此能够防止在弯曲加工时金属制圆线材100以轴心为中心旋转的情况。
48.弯曲加工机30例如能够使用图6的(a)所示那样在三维可动的机械臂32的前端设置有线材保持部(夹头)31的弯曲加工机、或具有图6的(b)所示那样的具备能够相互接触分离的对置的一对板(相当于冲压模具的保持工件的部分)的线材保持部31的弯曲加工机等。对于这些线材保持部31而言，对金属制圆线材100进行保持的面的至少一面(在本实施方式中为对置的两面)成为平坦面。因此，若将通过截面非圆形部形成加工机20而形成有平坦面105a～105d的金属制圆线材100配置于这些线材保持部31，则对于金属制圆线材100而言，尽管截面非圆形部105以外的部分为截面圆形，也不会进行以轴心为中心的旋转。
49.在图6的(a)的情况下，弯曲加工机30具有线材保持部(夹头)31、以及与金属制圆线材100接触的加工部(未图示)，通过使它们中的任一方或双方三维地移动，使金属制圆线材100在规定方向上弯曲规定角度等而加工成按照设计规格的规定的三维形状。在图6的(b)的情况下，例如，使金属制圆线材100保持在由两个板构成的线材保持部31的一对抵接面31a、31a之间，加工工具33(参照图4以及图5的“弯曲加工工序”)从任一方向方向接近并接触从线材保持部31突出的部位，由此加工成规定的形状。并且，通过改变金属制圆线材100的朝向、或使用能够从不同的朝向接近的工具作为该加工工具，从而赋予三维形状。需要说明的是，对于弯曲加工机30的具体结构而言，只要能够对金属制圆线材100进行弯曲加工则完全没有限定。
50.切断加工机40按照设计规格以规定长度切断金属制圆线材100。只要能够切断金属制圆线材100，则切断加工机40的结构完全没有限定。在本实施方式中，具有使切断加工机40自动地进行工作的切断加工机用控制部50(参照图3)。切断加工机用控制部50以按照预先设定的设计规格以规定长度进行切断动作的方式对切断加工机40进行控制。切断加工机用控制部50可以仅对切断长度进行控制，但在本实施方式中，还能够自动地控制切断加工机40的工作的时机。具体而言，在利用上述的矫正用加工机10进行了矫正后且被移送至截面非圆形部形成加工机20前的时机(图4的方案)、或在形成截面非圆形部105后且被移送至弯曲加工机30前的时机(图5的方案)中的任一时机使切断加工机40动作，将金属制圆线材100切断为规定长度。
51.利用切断加工机40进行切断的时机能够根据向金属制圆线材100赋予的三维形状的种类、谋求的尺寸精度等而任意地设定。如图4所示，当在矫正加工后进行切断时，在将截面非圆形部105的形成部位设为各端部、中间部中的任一个的情况下，其定位都容易，随后的弯曲加工也容易处理。另外，在弯曲加工后进行切断的情况下，也存在因切断时的冲击而产生变形的情况，但若预先进行切断，则不会产生这样的担忧。
52.如图5所示，在形成截面非圆形部105后且进行弯曲加工前进行切断的情况下，虽
然容易进行弯曲加工，但由于截面非圆形部105的形成以长条的状态进行，因此截面非圆形部105的形成部位的定位与在其之前进行切断的情况相比不易进行。另一方面，当形成截面非圆形部105时，也存在由于向直径方向的变形而对长度方向上的尺寸产生些许影响的情况。另外，也存在弯曲加工后的切断如上述那样发生变形的情况。因此，在更严格地要求尺寸精度的情况下等，也考虑直至截面非圆形部105的形成为止以长条的状态进行，并在弯曲加工前进行切断。
53.接下来，基于图4以及图7对金属制圆线材100的加工方法的一例进行说明。如上所述，本实施方式的加工方法将呈线圈状提供的原材料移送至金属制圆线材用加工装置1的矫正用加工机10，并矫正为直线状(图7的s1)。然后，按照线材加工品100a的规格，每隔规定的间隔将瓷漆覆盖层剥离，以形成与安装场所的端子等连接的连接端101、101。
54.接下来，例如，利用切断加工机40以规定长度切断被矫正为直线状的金属制圆线材100(图7的s2)。由于在该时点进行切断，因此如上述那样存在之后的加工的处理变得容易等优点。接着，将以规定长度切断的金属制圆线材100移送至截面非圆形部形成用加工机20，从而形成截面非圆形部105(图7的s3)。截面非圆形部105形成于至少一个部位。截面非圆形部105是为了防止由弯曲加工机30的线材保持部31进行保持时的向旋转方向的移动而设置的，但在使由线材保持部31进行保持的保持部位不同、或使用多个弯曲加工机30等情况下，能够根据情况在多个部位形成截面非圆形部105。
55.接下来，利用弯曲加工机30的线材保持部31保持截面非圆形部105，并赋予按照设计规格的三维形状(图7的s4)。此时，在使用多台弯曲加工机30的情况下，例如，能够在最初的弯曲加工机30中，使用线材保持部31对某规定的位置的截面非圆形部105进行保持而实施弯曲加工，然后，在下一弯曲加工机30中，使用线材保持部31对在与上一位置不同的位置形成的截面非圆形部105进行保持而实施弯曲加工。
56.由此，线材加工品100a完成。需要说明的是，切断工序的时机并非像这样限制于矫正后的截面非圆形部的形成前，如上所述，也能够如图5所示那样在截面非圆形部的形成后进行。图8是示出该情况下的加工工序的一例的流程图，在矫正工序后(图8的s5)，形成截面非圆形部(图8的s6)，然后进行切断(图8的s7)，并实施弯曲加工工序(图8的s8)，从而得到线材加工品100a。
57.根据本实施方式，相对于金属制圆线材100，在弯曲加工前形成截面非圆形部105。因此，线材保持部31能够对该截面非圆形部105进行保持而实施弯曲加工，能够防止弯曲加工时的以轴心为中心的旋转方向上的移动等，从而能够提高弯曲加工精度。另外，由于线材保持部31的保持位置稳定，因此产品间的加工精度的偏差也变小。另外，金属制圆线材100通过进给辊(未图示)在各加工机间移动，但在截面非圆形部105的形成后，相对于进给辊的滑动被抑制，从而也能够抑制以进给量的偏差为主要原因的加工精度的恶化。
58.另外，在使用光学显微镜对加工后的线材加工品100a进行尺寸测定时，容易观察到截面非圆形部105、特别是被加工为平坦面的面的外形线。即，在圆形截面的情况下，在使用光学显微镜进行观察时，有时不易对圆形截面的切线进行对焦而对尺寸测定精度产生影响，但根据本实施方式，容易对平坦面等的外形线进行对焦，从而尺寸测定精度提高。
59.接下来，由于将本实施方式的线材加工品100a用作例如配电部件，因此在与发挥防止向安装部位旋转的止转件等的功能的树脂构件200一体化的情况下，如图9所示，通过
嵌入成形将树脂构件200与截面非圆形部105一体化(s10)，从而得到配电部件300(参照图2)。对于得到的配电部件300而言，树脂构件200与截面非圆形部105一体化，因此不会相互旋转。根据本发明，无需如以往那样在线材加工品的完成后通过追加加工形成截面非圆形部，从而能够防止伴随于追加加工的对尺寸精度造成的影响、变形。
60.以上，通过本发明得到的金属制圆线材100的线材加工品100a以及配电部件300是比方形线材廉价的圆线材，并且尤其适用于要求高尺寸精度、形状精度等的用途。
61.附图标记说明
[0062]1ꢀꢀ
金属制圆线材用加工装置
[0063]
10 矫正用加工机
[0064]
11 矫正用辊
[0065]
20 截面非圆形部形成用加工机
[0066]
21 按压部
[0067]
21a对置面
[0068]
30 弯曲加工机
[0069]
31 线材保持部
[0070]
31a 抵接面
[0071]
40 切断加工机
[0072]
50 切断加工机用控制部
[0073]
100 金属制圆线材
[0074]
100a 线材加工品(金属制圆线材的加工完成品)
[0075]
105 截面非圆形部
[0076]
105a、105b、105c、105d 平坦面
[0077]
200 树脂构件
[0078]
300 配电部件。