电导体的弯曲装置及方法与流程

本发明涉及弯曲工件的弯曲装置及方法。

背景技术：

电动机、发电机等旋转电机具备形成为圆筒状的定子、和旋转自如地配置在定子的内侧的转子。

在定子的定子铁芯上设置的槽中，插通有u字型的线圈段的脚部。该u字型的线圈段具备1对脚部和连结1对脚部的连结部，连结部弯曲成s字型。在形成这种形状的线圈段时，通过弯曲装置使直线状的线圈段弯曲(例如，日本专利第3894004号公报)。

在日本专利第3894004号公报所记载的弯曲装置中，在上下方向上移动的上模具及下模具夹持线圈段而将连结部弯曲成s字形状，并在接下来的工序中，为了形成1对脚部，使用弯曲模具使线圈段的两端部弯曲。利用该弯曲模具弯曲的部分是在形成连结部时上模具所处的部分，在通过弯曲模具使线圈段的两端部弯曲时，需要使上模具向上方移动使其从弯曲模具的作业空间退避。

为了使上模具从弯曲模具的作业空间退避，需要使上模具向上方移动超过弯曲模具的作业空间的上下方向的长度，装置大型化。

另外，可以考虑通过其他的弯曲装置进行利用弯曲模具使线圈段的两端部弯曲的工序，但在该情况下也会使装置大型化。

技术实现要素：

本发明是鉴于以上问题而完成的，其目的在于提供一种能够实现小型化的弯曲装置及方法。

用于解决课题的手段

本发明的电导体的弯曲装置对长条状的电导体在长条方向的侧面上实施弯曲，该电导体的弯曲装置的特征在于，具备：上模具，其设置成能够在所述电导体的上方在与所述电导体的上表面平行的方向上移动；下模具，其设置成能够在所述电导体的下方在与所述侧面平行的上下方向上移动，且在该下模具与所述上模具之间夹持所述电导体而使其弯曲；上移动机构，其使所述上模具在与所述下模具对置的对置位置和不与所述下模具对置的第1退避位置之间沿与所述上表面平行的方向移动；下移动机构，其使所述下模具在弯曲位置和从所述弯曲位置向下方退避后的第2退避位置之间沿所述上下方向移动，其中，所述弯曲位置是指在所述下模具与位于所述对置位置的所述上模具之间夹持所述电导体而使其弯曲的位置；以及控制部，其控制所述上移动机构和所述下移动机构的驱动，所述控制部进行下述弯曲控制：在所述上模具位于所述对置位置的状态下，驱动所述下移动机构，使所述下模具从第2退避位置移动到所述弯曲位置，在所述上模具与所述下模具之间夹持所述电导体而使其弯曲。

根据本发明的电导体的弯曲装置，通过使上模具向与电导体的上表面平行的方向(例如，前后方向)中的任一方向(例如，向后方)移动，从而确保对弯曲的电导体进行下一工序(弯曲工序、输送工序等)时的作业空间。由此，通过使上模具向斜上方移动，与确保上述作业空间的装置相比，能够使装置实现小型化。

优选的是，利用所述上模具和所述下模具，一次性弯曲多个所述电导体。

根据该结构，与将电导体逐个弯曲的结构相比，能够缩短循环时间。

优选的是，所述弯曲装置具备与所述电导体的上表面抵接而对所述电导体进行定位的定位模具。

根据该结构，即使在上模具移动到第1退避位置的情况下，也能够利用上定位模具对电导体的上表面进行定位。

优选的是，在所述上模具的上表面上形成有相对于上方朝倾斜的方向突出的上凸部。

根据该结构，即使在弯曲加工时对上模具施加倾斜方向的弯曲载荷的情况下，也能够利用上模具的上凸部的侧面承受弯曲载荷，因此与上模具的上表面为平坦表面的情况相比，能够承受弯曲载荷。

优选的是，所述弯曲装置具备：端部弯曲模具，其设置成能够在与所述电导体的上表面平行的方向上移动，并使所述电导体的两端部在与所述电导体的上表面平行的面上弯曲；以及上弯曲模具，其设置成能够在所述电导体的上方沿所述上下方向移动，对在所述上模具位于所述对置位置时受所述上模具覆盖的所述电导体的规定部分实施弯曲。

根据该结构，能够使电导体弯曲成具有1对脚部和连结1对脚部的连结部的u字型，而且，能够使连结部弯曲成s字型，因此能够形成用于旋转电机的定子的线圈段。

本发明的电导体的弯曲方法是在上模具和下模具之间夹持所述电导体而使其弯曲的弯曲方法，其中，所述上模具设置成能够在长条状的电导体的上方在与所述电导体的上表面平行的方向上移动；所述下模具设置成能够在所述电导体的下方在与所述电导体的长条方向的侧面平行的上下方向上移动，所述电导体的弯曲方法的特征在于，具备：

对置位置移动工序，使所述上模具向与所述下模具对置的对置位置移动；第1弯曲工序，其在所述对置位置移动工序之后进行，使所述下模具移动至与位于所述对置位置的所述上模具之间夹持所述电导体而使其弯曲的弯曲位置；和退避位置移动工序，其在所述第1弯曲工序之后进行，使所述上模具向不与所述下模具对置的退避位置移动。

根据本发明的电导体的弯曲方法，通过使上模具向与电导体的上表面平行的方向(例如，前后方向)中的任一个方向(例如，向后方)移动，能够确保对被实施了弯曲的电导体进行下一工序(弯曲工序、搬运工序等)时的作业空间，因此，通过使上模具向斜上方移动，与确保上述作业空间的情况相比，能够实现电导体的弯曲装置的小型化。

在电导体的弯曲方法中，优选的是，一次性弯曲多个所述电导体。

根据该结构，与将电导体逐个弯曲的结构相比，能够缩短循环时间。

优选的是，在所述电导体的弯曲方法中，具备：第2弯曲工序，其在所述第1弯曲工序和所述退避位置移动工序之间进行，利用被设置成能够在与所述电导体的上表面平行的方向上移动的端部弯曲模具，在与所述电导体的上表面平行的面上弯曲所述电导体的两端部；以及第3弯曲工序，其在所述退避位置移动工序之后进行，利用被设置成能够在所述电导体的上方沿所述上下方向移动的上弯曲模具，对在所述上模具位于所述对置位置时受所述上模具覆盖的所述电导体的规定部分实施弯曲。

根据该结构，通过第2弯曲工序，能够使电导体弯曲成具有1对脚部和连结1对脚部的连结部的u字型。另外，通过上述第1弯曲工序和第3弯曲工序，能够将连结部弯曲成s字型。由此，能够形成用于旋转电机的定子的线圈段。

优选的是，所述电导体的上表面通过与所述上模具不同的定位模具进行定位。

根据该结构，即使在上模具移动到第1退避位置的情况下，也能够利用上定位模具对电导体的上表面进行定位。

附图说明

图1是表示通过本发明的弯曲装置弯曲的旋转电机的定子的立体图。

图2是表示定子铁芯和线圈段的立体图。

图3是表示线圈段的立体图。

图4a是表示线圈段的突出部分的立体图。

图4b是表示线圈段的突出部分的立体图。

图5是表示弯曲装置的立体图。

图6是表示将4根线圈段插入左承接部件及右承接部件的状态的弯曲装置的立体图。

图7是表示使上第1模具和上第2模具移动到与下模具对置的位置的状态的弯曲装置的立体图。

图8是表示使下模具向弯曲位置移动而使4根线圈段弯曲的状态的弯曲装置的立体图。

图9是表示使左模具和右模具向斜前方移动而使4根线圈段的左侧部和右侧部向前方弯曲的状态的弯曲装置的立体图。

图10是表示使上第2模具退避后的状态的弯曲装置的立体图。

图11是表示利用保持模具保持了4根线圈段后的状态的弯曲装置的立体图。

图12是表示利用保持模具弯曲4根线圈段后的状态的弯曲装置的立体图。

符号说明

1…定子，2…定子铁芯，2a…槽，2b…狭缝，3…线圈，4…线圈段(电导体)，4a…脚部、4b…头部，4d…突出部分，10…弯曲装置，11…上第1模具(上定位模具)，12…上第2模具(上模具)，12d…上凸部，13…下模具，20…控制部，22…上第2移动机构(上移动机构)，23…下移动机构，26…左模具(端部弯曲模具)，27…右模具(端部弯曲模具)，31…保持模具(上弯曲模具)，a1…前后方向(与电导体的上表面平行的方向)，a2…上下方向。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

首先，对具有通过本发明的弯曲装置被弯曲的线圈段的旋转电机的结构一例进行说明。

如图1所示，电动机、发电机等旋转电机具备形成为圆筒状的定子1和旋转自如地配置在定子1的内侧的转子(未图示)。

定子1具备定子铁芯2和线圈3。定子铁芯2为圆筒形状，在周向上隔开间隔地设置有多个沿旋转轴方向贯通的多个槽2a。各槽2a形成为定子铁芯2的径向截面形状从定子铁芯2的中心侧朝向径向呈放射状延伸，并经由形成于定子铁芯2的狭缝2b与定子铁芯2的内周面连通。

通过将图3所示的线圈段4从槽2a的一方插入槽2a中并将从槽2a的另一方突出的突出部分4d沿周向弯曲并焊接而构成线圈3。

线圈段4是将实施方式中为4根的多根截面为长方形的导体(扁平线的导线)以宽度大的一方的表面对置的方式整列成1列并形成为1束后再形成为u字型的部件，由1对脚部4a、4a和连结两脚部4a、4a的一端(图中为上端)的头部4b构成。

需要说明的是，线圈段4只要是使多条扁平线沿宽度方向整列而成的束即可，例如，也可以使多条扁平线以宽度较窄的一方的面对置的方式整列成一列。

在头部4b的中央形成有在扁平线的整列方向上弯曲成s字型的s字型部4c。另外，头部4b从其中央(s字型部4c的中央)朝向两脚部4a、4a向下方倾斜。线圈段4的脚部4a从槽2a的一方插入到对应的槽2a中。线圈段4的脚部4a从槽2a的另一方突出。

如图4a所示，从槽2a的另一方突出的脚部4a的突出部分4d通过弯曲装置(未图示)向定子1的周向弯曲，对应的突出部分4d的顶端部4e彼此通过焊接装置(未图示)实施焊接。这样，完成了在径向上层叠配置有8层(8根)线圈段4的定子1。在此，从径向外侧朝向内侧依次排列有第1层、第2层、…、第8层。

需要说明的是，本实施方式的线圈3是由u相、v相、w相构成的三相线圈，插入于各槽2a的线圈段4的脚部4a在周向上依次排列有u相、u相、v相、v相、w相、w相。在图4b中，仅示出了三个相中的一相的线圈(例如u相线圈)。

[弯曲装置]

如图5所示，弯曲装置10具备上第1模具11(上定位模具)、上第2模具12(上模具)、下模具13、以及接收多根(例如4根)线圈段4的左承接部件14及右承接部件15。

另外，弯曲装置10具备与4根线圈段4的前表面抵接的前第1模具16及前第2模具17。详细内容如后所述，弯曲装置10在线圈段4的横向(长尺寸方向)的侧面(前表面)上弯曲线圈段4(电导体)。

上第1模具11和上第2模具12被设置成能够在前后方向a1(与电导体的上表面平行的方向)上移动，下模具13、前第1模具16以及前第2模具17被设置成能够沿上下方向a2移动。

上第1模具11具备相对于左右方向倾斜的倾斜部11a、圆弧状的第1圆弧凸部11b以及在与前第1模具16之间夹持4根线圈段4的凸状的第1夹持部11c。

上第2模具12具备在左右方向上延伸的直线状的直线部12a、圆弧状的第2圆弧凸部12b、在与前第2模具17之间夹持4根线圈段4的凸状的第2夹持部12c以及向上方呈山形突出的上凸部12d。第2圆弧凸部12b以与第1圆弧凸部11b连续的方式形成。上凸部12d形成为左右侧面向相对于上方倾斜的方向延伸的山形(三角形)。需要说明的是，上第1模具11及上第2模具12的形状可以进行适当变更。

下模具13在与第1圆弧凸部11b以及第2圆弧凸部12b对置的部分上形成有圆弧状的圆弧凹部13a。

弯曲装置10具备统一控制弯曲装置10的控制部20、使上第1模具11沿前后方向a1移动的上第1移动机构21、使上第2模具12沿前后方向a1移动的上第2移动机构22(上移动机构)以及使下模具13沿上下方向a2移动的下移动机构23。

上第2移动机构22使上第2模具12在与下模具13对置的对置位置(参照图7图9)和不与下模具13对置的第1退避位置(参照图5、图6、图10及图11)之间沿前后方向a1(与线圈段4的侧面(前表面)正交的方向)移动。

下移动机构23使下模具13在弯曲位置和第2退避位置之间沿上下方向a2移动。其中，上述弯曲位置是指与位于对置位置的上第2模具12之间夹持4根线圈段4而使其弯曲的位置(参照图8以及图9)；上述第2退避位置是指从弯曲位置向下方退避后的位置(参照图5～图7、图10及图11)。

弯曲装置10具备使前第1模具16沿上下方向a2移动的前第1移动机构24和使前第2模具17沿上下方向a2移动的前第2移动机构25。各移动机构21～25由控制部20控制驱动。

弯曲装置10具备使4根线圈段4的左侧部分向前方弯曲的左模具26(端部弯曲模具)、使4根线圈段4的右侧部分向前方弯曲的右模具27(端部弯曲模具)、使左模具26移动的左移动机构28以及使右模具27移动的右移动机构29。左移动机构28及右移动机构29由控制部20控制驱动。

另外，弯曲装置10具备保持模具31(上弯曲模具)和移动旋转机构32。其中，保持模具31保持4根线圈段4的右侧部分并使其向前方弯曲；移动旋转机构32使保持模具31沿上下方向a2移动且使保持模具31以上下方向a2为旋转轴中心旋转。能够对各移动机构21～25、28、29、32的结构进行适当变更，但在本实施方式中，上述各移动机构例如构成为具备电动机、齿轮等。

保持模具31具备第1保持部31a和第2保持部31b，在第1保持部31a与第2保持部31b之间保持4根线圈段4的右侧部分。移动旋转机构32由控制部20控制驱动。

[弯曲加工]

在通过弯曲装置10使4根线圈段4弯曲时，首先，控制部20驱动各移动机构21～23，使上第1模具11、上第2模具12以及下模具13位于图5所示的初始位置。在该初始位置，上第1模具11及上第2模具12从与下模具13对置的对置位置向后方退避。

如图6所示，4根线圈段4由搬运装置(未图示)保持并被搬运，从上方插入于左承接部件14及右承接部件15。此时，由于上第1模具11以及上第2模具12位于退避位置，因此，不会妨碍4根线圈段4插入于左承接部件14及右承接部件15。需要说明的是，在图6～图9中，省略了保持模具31的图示。

接着，控制部20驱动前第1移动机构24以及前第2移动机构25，使前第1模具16以及前第2模具17向上方移动，使前第1模具16以及前第2模具17的后表面与4根线圈段4的前表面抵接。

[对置位置移动工序]

在使前第1模具16和前第2模具17向上方移动后，如图7所示，控制部20驱动上第1移动机构21和上第2移动机构22，使上第1模具11和上第2模具12向前方向移动而位于与下模具13对置的对置位置。

[第1弯曲工序]

接着，如图8所示，控制部20驱动下移动机构23，使下模具13从第2退避位置(参照图5)朝向弯曲位置向上方移动。当下模具13向上方移动时，下模具13的上表面与4根线圈段4中最下侧的线圈段4的下表面抵接。从该状态进一步使下模具13向上方移动至弯曲位置时，4根线圈段4被夹在上第1模具11及上第2模具12与下模具13之间，并沿着倾斜部11a、第1圆弧凸部11b、直线部12a、第2圆弧凸部12b以及圆弧凹部13a的形状而被实施弯曲(弯曲控制)。

在弯曲装置10中，在4根线圈段4被弯曲而从左承接部件14及右承接部件15脱出后，4根线圈段4被夹持并定位在前第1模具16及前第2模具17与上第1模具11的第1夹持部11c以及上第2模具12的第2夹持部12c之间。

另外，在弯曲装置10中，在进行了弯曲加工之后，有时会对上第2模具12施加从斜上方朝向斜下方的弯曲载荷。在本实施方式中，上第2模具12的上凸部12d形成为左右侧面向相对于上方倾斜的方向延伸的山形(三角形)。由此，即使在施加了上述弯曲载荷的情况下，也能够使上凸部12d的左右侧面中的任一方侧面承受上述弯曲载荷，因此与上第2模具12的上表面为平坦表面的情况相比，能够承受上述弯曲载荷。

[第2弯曲工序]

接着，如图9所示，控制部20驱动左移动机构28以及右移动机构29，使左模具26以及右模具27从初始位置(参照图5)向斜前方向移动，使4根线圈段4的左侧部及右侧部向前方弯曲。

[退避位置移动工序]

在使4根线圈段4的左侧部及右侧部向前方弯曲后，如图10所示，控制部20驱动上第2移动机构22，使上第2模具12向后方移动而位于第1退避位置。

另外，控制部20驱动下移动机构23、前第2移动机构25、左移动机构28以及右移动机构29，使下模具13、前第2模具17、左模具26以及右模具27移动至初始位置。由此，能够确保4根线圈段4的右侧部分的上方的空间作为后述的保持模具31的作业空间。

在本实施方式中，在上第2模具12移动到第1退避位置后，由于上第1模具11与下模具13之间保持夹持4根线圈段4的状态，所以4根线圈段4被定位。

接着，如图11所示，控制部20驱动移动旋转机构32而使保持模具31向下方移动，在第1保持部31a与第2保持部31b之间插入4根线圈段4的右侧部分并将其保持。

[第3弯曲工序]

在利用保持模具31保持4根线圈段4的右侧部分之后，如图12所示，控制部20驱动移动旋转机构32，使保持模具31向顺时针方向旋转。由此，保持在第1保持部31a与第2保持部31b之间的4根线圈段4的右侧部分向前侧方向弯曲，4根线圈段4弯曲成图3所示的形状。需要说明的是，也可以不进行第2弯曲工序及第3弯曲工序。

在本实施方式中，通过上述第2弯曲工序，4根线圈段4分别弯曲成具有1对脚部4a和连结1对脚部4a的头部4b的u字型。另外，通过上述第1弯曲工序和上述第3弯曲工序，在头部4b的中央形成s字型部4c。由此，形成被用于旋转电机的定子1中的图3所示的形状的线圈段4。

在将4根线圈段4实施了弯曲之后，控制部20驱动上第1移动机构21、前第1移动机构24以及移动旋转机构32，使上第1模具11、前第1模具16以及保持模具31移动至初始位置(参照图5)。之后，从弯曲装置10取出被实施了弯曲后的4根线圈段4。

这样，由于上第2模具12能够沿前后方向a1移动，因此仅通过使上第2模具12向后方移动并使其退避，能够确保利用保持模具31进行的弯曲加工的作业空间。由此，通过使上第2模具12向斜上方移动并退避，与确保利用保持模具31进行的弯曲加工的作业空间的情况相比，能够缩短使上第2模具12退避的移动距离，能够实现弯曲装置10的小型化。

需要说明的是，在上述实施方式中，使上第2模具12沿前后方向a1移动，但不限于此，只要是与线圈段4的上表面平行的方向即可，也可以使上第2模具12向斜前方或斜后方移动。

在上述实施方式中，对4根线圈段4实施了弯曲，但本发明也能够适用于弯曲1～3根线圈段4、或是4根以上的线圈段的弯曲装置。另外，也不限于线圈段4，只要是弯曲长条状的电导体的弯曲装置，就能够适用于本发明。

在上述实施方式中，分体设置了上第1模具11和上第2模具12，但也可以使两者一体地构成。