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CN112020818A - 电气设备用线圈的制造方法及制造装置 - Google Patents

电气设备用线圈的制造方法及制造装置 Download PDF

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CN112020818A CN201980024768.3A CN201980024768A CN112020818A CN 112020818 A CN112020818 A CN 112020818A CN 201980024768 A CN201980024768 A CN 201980024768A CN 112020818 A CN112020818 A CN 112020818A
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Abstract

本发明的电气设备用线圈的制造方法是将形成有与线圈对应的筒状部的块状的被加工件沿筒状部的周向切削为螺旋状的电气设备用线圈的制造方法，该电气设备用线圈的制造方法使切削机构沿着在所述筒状部的周向上设定为螺旋状的加工线从与线圈的一端侧对应的部分朝向与线圈的另一端侧对应的部分相对于所述被加工件一边相对移动一边绕圈，而成形螺旋状的线圈。根据本发明，利用线工具等从形成有与线圈对应的筒状部的块状的被加工件切削不产生设计上的台阶的连续的切削加工面来形成线圈，因此能够构成品质优良的线圈。

Description

电气设备用线圈的制造方法及制造装置
技术领域
本发明涉及在马达及电气设备等的旋转设备、变压器等电气设备中使用的线圈的制造方法及制造装置。
背景技术
电力机动车、混合动力机动车用马达被要求小型化、高输出化。作为马达的损失之一的铜损是因构成线圈的导线的电阻引起的焦耳热损失而产生的。因此，粗线化、使用矩形线使导体截面面积增加从而使电阻降低是有效的。
作为使构成线圈的导体的截面面积增加的以往技术，存在专利文献1、专利文献2及专利文献3。
在专利文献1中，公开有关于线圈装置的技术。作为其加工方案可举出专利文献2。具体而言，公开有一种线圈的制造方法，其特征在于，在具有卷绕了导线的线圈部的线圈装置中，通过卷绕方形导线来构成所述线圈部，并且应对收容所述线圈部的设计上的空间的制约，使所述方形导线的截面形状根据卷绕位置而不同。另外，在专利文献1的图6中，示出有使铜板的宽度、厚度均针对每圈变化而成形的线圈。
在专利文献3中，公开有关于线圈及线圈的制造方法的技术。具体而言，公开有一种线圈，其特征在于，在具有定子块体的轴向间隙型DC无刷马达的线圈中，所述定子块体由柱状的由软磁性材料形成的铁心、以及具有与铁心大致同心的螺旋状电流路的线圈构成，所述线圈由一体的块状的铜或铝构成。
公开有一种线圈的制造方法，其特征在于，该线圈的制造方法通过切削工具的开槽加工、线放电加工、水切割加工、电子束加工、激光束加工中的任一加工方法或将这些加工组合，来制造螺旋状的电流路。
在专利文献4中，公开有电气设备用线圈的制造方法。具体而言，公开有一种电气设备用线圈的制造方法，其是将具有长方形截面的导体以其截面短边为线圈轴向卷绕并在线圈轴向上呈螺旋状层叠而成的电气设备用线圈的制造方法，其特征在于，具有：1圈线圈切出工序，在该1圈线圈切出工序中，使用具有分别在外周面形成多个周槽并平行配置的第一辊及第二辊、以及由将线卷绕到这些第一辊及第二辊的各周槽间而在上述第一辊与第二辊之间并联配置的多个线部分形成的线列并且使该线列与上述第一辊及第二辊的旋转一起进行直线运动的线锯装置，使该线锯装置的进行直线运动的上述线列和具有沿着原材料中心轴形成的贯通孔及与该贯通孔连通并从原材料一端面连续形成到另一端面的缺口部的块状原材料以上述线列的直线运动方向与上述原材料中心轴大致正交的状态相对移动，而将上述块状原材料向上述线列按压，在存在磨粒的情况下进行切片加工而由切出上述缺口部分开为始端与终端的多个1圈线圈；以及接合工序，在该接合工序中，将上述多个1圈线圈一边在各缺口部的位置依次错开层叠一边使相邻的1圈线圈的终端与始端互相重合而通过焊接或钎焊接合为螺旋状。
在专利文献5中，公开有电气设备用线圈的制造方法及制造装置。具体而言，公开有一种电气设备用线圈的制造方法，其特征在于，在制造平形导体在线圈轴向上连续并以预先设定的导程角卷成螺旋状的纵绕线圈的电气设备用线圈的制造方法中，将在外周面形成有多个周槽的第一辊与第二辊平行配置，使由将线卷绕到该第一辊及第二辊的各周槽间而在第一辊与第二辊之间并联配置的多个线部分形成的线列与上述第一辊及第二辊的旋转一起进行直线运动，在具备在沿着原材料中心轴形成的贯通孔的周围第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面经由第一棱线、第二棱线、第三棱线、第四棱线而按顺序连续的第一线圈形成部、第二线圈形成部、第三线圈形成部、第四线圈形成部的截面方形的块状原材料上，在将上述第一辊的旋转中心轴与上述原材料中心轴之间的交叉角维持为与上述线圈的导程角大致相等的状态下将上述第一侧面向进行直线运动的上述线列按压并在存在磨粒的情况下对第一线圈形成部进行槽加工，依次以上述第一棱线、第二棱线、第三棱线为中心进行旋转并将上述第二侧面、第三侧面、第四侧面按顺序向线列按压而对第二线圈形成部、第三线圈形成部、第四线圈形成部在存在磨粒的情况下进行槽加工，来制造纵绕线圈。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-223542号公报
专利文献2：日本特许第2847640号
专利文献3：日本特开07-163100号公报
专利文献4：日本特开2005-130676号公报
专利文献5：日本特开2005-64044号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1至专利文献5中存在以下说明的课题。
在图25中示出由扁平线构成的12个线圈与绝缘件812一起配设于分割心813的三相径向间隙马达的定子。在图26的(a)中示出将图25所示的定子通过以未图示的旋转轴为法线的平面在心中央附近切断了的情况的示意图。在使用卷绕了扁平线的线圈的情况下，矩形截面的导体呈阶梯状堆积，因此对锥状的插槽空间产生不能够有效利用的无效空间810。
如图26的(b)所示，专利文献1中的图6所示的线圈也同样，铜板为大致矩形截面，因此对插槽空间产生不能够有效利用的无效空间810。另外，示出通过专利文献1中的图4所示的圆锥辊并使用专利文献2的方法形成弯曲部Wr。由线材的压溃量之差形成弯曲部，因此难以形成大曲率(小半径)的弯曲部。
专利文献3通过分为两次对直线状的槽进行切削加工来得到所需形状的线圈，但需要使第一次的加工槽的起点和终点与相对于第一次而斜交的第二次的加工槽连结，因此要求高的加工精度。
另外，在第一次的加工槽与第二次的加工槽交叉的部位形成台阶，因此担心因导体的截面面积减少而招致线圈的品质降低。
专利文献4通过线锯等从块体切出具有缺口部的1圈线圈，并需要一边将各缺口部的位置依次错开层叠一边使相邻的1圈线圈的终端与始端互相重合而通过焊接或钎焊将多个1圈线圈接合为螺旋状的接合工序。
需要根据线圈的圈数来进行接合，因此除了担心圈数越多则成本越高之外，还担心由接合部的电阻的增加引起的线圈品质的降低。
专利文献5记载有通过对第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面按顺序连续的第一线圈形成部、第二线圈形成部、第三线圈形成部、第四线圈形成部进行槽加工，来制造平形导体在线圈轴向上连续并卷成螺旋状的纵绕线圈。第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面上的第一线圈形成部、第二线圈形成部、第三线圈形成部、第四线圈形成部连续，但
原材料中心线La为法线且包含第一线圈形成部的平面(1)、
原材料中心线La为法线且包含第二线圈形成部的平面(2)、
原材料中心线La为法线且包含第三线圈形成部的平面(3)、原材料中心线La为法线且包含第四线圈形成部的平面(4)这(1)至(4)的平面均为不同的平面。在(1)至(4)的平面进行了切削的情况下，与专利文献3同样地，在各平面交叉的角部形成台阶。为了消除该台阶的产生，利用仿照加工槽而少许弯曲了的线平稳地连续加工，由此台阶不形成而平稳地连续加工。当角部的槽加工的加工宽度变大时，线圈截面面积变小，因此台阶的产生与线圈截面面积成为需要权衡(Trade Off)的关系。
在专利文献5的图8中记载为，为了使截面面积大致恒定而使厚度针对每圈变化。针对每圈根据规定厚度，来适当设定线列25L的线25-n的间距及导程角。在导程角针对每个线而不同的情况下，与导程角相同的情况相比，前后的圈连接部位的台阶变得较大，因此为了连续加工而需要使形成的槽宽度变大，担心占空系数进一步降低。
作为从专利文献1到专利文献5的共通的课题，在作为马达用的线圈而利用的情况下，需要使用母线等将各线圈间电气·物理地连接。
为了解决这样的问题点，本发明的目的在于(1)提供电阻小的高品质的线圈、(2)提供多个线圈连续相连而成的线圈单元。
用于解决课题的方案
(技术方案1)
一种电气设备用线圈的制造方法，其是将形成有与线圈对应的筒状部的块状的被加工件沿筒状部的周向切削为螺旋状的电气设备用线圈的制造方法，其中，所述电气设备用线圈的制造方法使切削机构沿着在所述筒状部的周向上设定为螺旋状的加工线从与线圈的一端侧对应的部分朝向与线圈的另一端侧对应的部分相对于所述被加工件一边相对移动一边绕圈，而成形螺旋状的线圈。
(技术方案2)
根据技术方案1所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，所述切削机构具备在分别配置于所述筒状部的内侧及外侧的第一辊及第二辊之间张紧设置的线工具，一边使所述线工具在线长方向上移动而进行切削动作，一边以所述线工具沿着所述加工线移动的方式使所述第一辊及所述第二辊相对于所述筒状部相对移动而绕圈。
(技术方案3)
根据技术方案2所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，
所述电气设备用线圈的制造方法反复进行第一加工工序和第二加工工序而成形螺旋状的线圈，
在所述第一加工工序中，通过使所述第二辊相对于所述筒状部一边相对地移动一边绕圈来切削所述加工线的一个绕圈部分，
在所述第二加工工序中，使所述第一辊及所述第二辊相对于所述筒状部相对移动来切削所述加工线的向下一绕圈部分过渡的过渡部分。
(技术方案4)
根据技术方案3所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，在所述被加工件中，在与所述筒状部的线圈的一端侧或另一端侧对应的部分成形引出部，并且在成形有所述引出部的所述筒状部的端面形成有台阶部。
(技术方案5)
根据技术方案4所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，在所述被加工件中，多个所述筒状部经由所述引出部而一体地安装于连结件。
(技术方案6)
根据技术方案5所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，在所述被加工件中，至少一个所述筒状部以所述加工线的中心轴的方向与其他所述筒状部的所述加工线的中心轴的方向不同的方式安装。
(技术方案7)
根据技术方案5或技术方案6所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，在所述被加工件中，在所述连结件形成有能够供所述切削机构通过的凹部。
(技术方案8)
根据技术方案5所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，在所述被加工件中，将所述筒状部串联地排列并一体地安装于所述连结件。
(技术方案9)
根据技术方案1至技术方案3中任一项所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，在所述被加工件中，形成有与多个线圈对应的所述筒状部。
(技术方案10)
根据技术方案9所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，在所述被加工件中，在与线圈的一端侧或另一端侧对应的部分分别形成有开口部。
(技术方案11)
根据技术方案10所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，在所述被加工件中，与所述开口部相邻地设置有突起状连结件。
(技术方案12)
根据技术方案11所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，在所述被加工件中，所述突起状连结件以沿着所述筒状部的周向的方式弯曲形成。
(技术方案13)
根据技术方案5至12中任一项所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，至少一个以上的所述筒状部的圈形成方向与其他所述筒状部的圈形成方向不同。
(技术方案14)
一种电气设备用线圈的制造装置，其中，所述电气设备用线圈的制造装置具备：切削机构，其具有张紧设置于第一辊及第二辊之间的线工具，所述第一辊及所述第二辊相对于形成有与线圈对应的筒状部的块状的被加工件分别配置于筒状部的内侧及外侧，并且所述切削机构使线工具在线长方向上移动来进行切削动作；以及移动机构，其使所述切削机构沿着在所述筒状部的周向上设定为螺旋状的加工线从与线圈的一端侧对应的部分朝向与线圈的另一端侧对应的部分相对于所述被加工件一边相对移动一边绕圈，所述电气设备用线圈的制造装置将所述筒状部切削为螺旋状来成形螺旋状的线圈。
(技术方案15)
根据技术方案14所述的电气设备用线圈的制造装置，其中，所述移动机构使所述切削机构的所述第二辊相对于所述筒状部一边相对地移动一边绕圈，以切削所述加工线的一个绕圈部分。
(技术方案16)
根据技术方案14或15所述的电气设备用线圈的制造装置，其中，所述移动机构使所述切削机构的所述第一辊及所述第二辊相对于所述筒状部相对移动，以切削所述加工线的向下一绕圈部分过渡的过渡部分。
发明效果
具有这样的特征的本发明的线圈能够得到以下那样的作用、效果。
根据技术方案1的发明，利用线工具从形成有与线圈对应的筒状部的块状的被加工件切削不产生设计上的台阶的连续的切削加工面来形成线圈，因此能够构成品质优良的线圈。
根据技术方案2的发明，通过使用线工具，能够进行从线圈中心轴侧到线圈外侧以均匀的切削厚度沿着加工线的加工。另外，通过选择线工具直径，能够容易地选择切削厚度。
根据技术方案3的发明，通过交替进行与开口部平面平行的平面内的切削加工、以及用于向下一圈过渡的与开口部平面交叉的平面的切削加工，能够使导体厚度针对每圈变化。
由此，能够通过提高在径向间隙马达中导体在插槽空间中占的比例即占空系数，并且使导体截面面积大致相同，来制造电阻小的高品质的线圈。
根据技术方案4的发明，能够顺利地进行线工具相对于块体的进入及脱离，并且能够省略加工的开始部及结束部的加工，缩减加工时间。
(并联)
根据技术方案5的发明，通过使用多个块体与连结件成为一体的被加工件，能够制作并联连接有多个线圈的线圈单元。
由此，除了能够减少物理性的连接及连接工序之外，还能够提供电阻小的高品质的线圈单元。
根据技术方案6的发明，能够在制造并联地连接的线圈单元时避免第二辊与相邻的线圈发生干涉。
根据技术方案7的发明，能够在制造并联地连接的线圈单元时避免第二辊与相邻的线圈发生干涉。
(串联)
根据技术方案8的发明，能够制造在两端以外线圈通过引出线的始端部与终端部而连续地成为一体的串联的线圈单元。
由此，除了能够减少物理性的连接及连接工序之外，还能够提供电阻小的高品质的线圈单元。
(串联一体)
根据技术方案9的发明，从多个的量的筒状块体进行用于圈形成的切削加工，因此能够提高被加工件的刚性。由此，包括已加工部分在内被加工件的操作变得比较容易。
根据技术方案10的发明，加工方向的转换能够顺利地实施，能够防止线工具的断线。
根据技术方案11的发明，能够从多个的量的筒状块体制造连续一体的线圈单元。
根据技术方案12的发明，能够从多个的量的筒状块体仅通过第一辊及第二辊来进行线圈分离加工。
根据技术方案13的发明，能够使电相位反转。
根据技术方案14至16的发明，能够提供基于使用了线工具的切削动作的高品质线圈的制造装置。
虽然作为陶瓷的氧化物系的高温超导物质在电气上是理想的，但是弯曲加工性、接合性不良，因此难以由弯曲线材而卷绕的以往方法来进行线圈成形。
根据本发明，不存在通过弯曲加工来卷绕被加工件的工序。因此，即使是陶瓷系材料也能够通过将被加工件烧结为加工形状并进行槽加工来成形为线圈、多个线圈相连的线圈单元。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的加工前的立体图、XY俯视图及YZ俯视图。
图2是本发明的第一实施方式的加工中的立体图。
图3是本发明的第一实施方式的加工中的XY俯视图。
图4是本发明的第一实施方式的加工中的XZ俯视图。
图5是本发明的第一实施方式的加工后的立体图、XY俯视图及XZ俯视图。
图6是本发明的第二实施方式的加工前的立体图、XY俯视图及XZ俯视图。
图7是本发明的第二实施方式的加工后的立体图、XY俯视图及XZ俯视图。
图8是本发明的第三实施方式的加工后的立体图。
图9是本发明的第三实施方式的变形例1的加工后的立体图及XZ俯视图。
图10是本发明的第三实施方式的变形例1的加工中的立体图及XZ俯视图。
图11是本发明的第三实施方式的变形例2的加工后的立体图及XZ俯视图。
图12是本发明的第四实施方式的加工后的立体图及XZ俯视图。
图13是本发明的第五实施方式的块体的立体图、XZ俯视图及YZ俯视图。
图14是本发明的第五实施方式的加工中的立体图、XY俯视图及XZ俯视图。
图15是本发明的第五实施方式的加工后的立体图。
图16是本发明的第六实施方式的块体的立体图、XZ俯视图及YZ俯视图。
图17是本发明的第六实施方式的加工中的立体图、XY俯视图及XZ俯视图。
图18是本发明的第六实施方式的加工后的立体图。
图19是本发明的第七实施方式的块体的立体图、XY俯视图、XZ俯视图及YZ俯视图。
图20是本发明的第七实施方式的用于线圈的圈形成的槽加工后的立体图、XY俯视图、XZ俯视图及YZ俯视图。
图21是本发明的第七实施方式的用于线圈分离的槽加工的立体图、XY俯视图、XZ俯视图及YZ俯视图。
图22是本发明的第七实施方式的加工后的立体图及YZ俯视图。
图23是本发明的第八实施方式的块体的立体图、XY俯视图、XZ俯视图及YZ俯视图。
图24是本发明的第八实施方式的用于线圈分离的槽加工的立体图及XY俯视图。
图25是径向间隙马达的定子的立体图。
图26是基于以往技术的线圈的剖视图及通过本发明的制造方法形成的线圈的剖视图。
具体实施方式
以下，以通过使用了线工具的加工来进行径向间隙马达用的线圈的制造为例，来详细说明本发明的线圈及线圈单元的制造方法的实施方式。需要说明的是，以下说明的实施方式是在实施本发明时优选的具体例，因此在技术上进行了各种限定，但只要在以下的说明中没有明确地记载特别地对本发明进行限定的意旨，则本发明不受这些实施方式的限定。
(第一实施方式)
关于第一实施方式的线圈的制造方法，一边参照图1至图5一边说明加工例。
成为被加工件的块体11形成为具有与绝缘件一起配设的径向间隙马达定子的大致齿形状的开口部12及与齿间的角度对应的锥部13这样的筒状。将开口部12的开口部平面的短边设为X方向、长边设为Y方向、成为筒的轴向的定子的齿的凸方向设为Z方向而进行说明。
在成为被加工件的块体11为铜、铝等金属材料的情况下，使用通过冲压、挤压成形、铸造或切削等而成形的块体。在成为被加工件的块体11为陶瓷等难加工材料的情况下，使用通过热压、通电脉冲烧结等粉末冶金方法而成形的块体。
加工机2具备第一辊21及第二辊22、线工具23、驱动辊24、张紧器25。第一辊21由宽度T的梁26轴支承为旋转自由，第二辊22由梁27轴支承为旋转自由，并能够向X方向、Y方向及Z方向移动。另外，第二辊22具备相对于第一辊21绕圈的机构。
如图1那样，使线工具23为闭环状并向驱动辊24b卷绕多圈，根据驱动辊24的旋转而使线工具23往复或者向一方向绕圈。或者，也可以将线工具23的一方的端部向驱动辊24a并将另一方的端部向驱动辊24b分别卷绕多圈，并通过驱动辊24的旋转及反转，而使线工具23往复。
在第一辊21及第二辊22之间张紧设置的线工具23的张力例如通过张紧器25的位置来调节。
在该例子中，第一辊21及第二辊22、线工具23、驱动辊24、张紧器25相当于切削机构，梁26及梁27和使这些梁在XYZ方向上移动的机构(未图示)相当于移动机构。具体而言，向多轴操纵器等公知的机构安装梁26及梁27即可。另外，作为移动机构，只要是使切削机构相对于块体11相对移动的机构就能够被使用，并不特别限定。例如，也可以构成为将块体11预先固定于能够在XYZ方向上移动的载置台，并使载置台相对于切削机构呈螺旋状绕圈移动。
参照图2至图5来说明加工过程。
(工序1)
如图2至图4的(1)所示，使第一辊21及第二辊22移动以使得线工具23与块体11的加工开始位置相接。
(工序2)
如图2至图4的(2)所示，通过一边使线工具23在线长方向上移动，一边使第一辊21及第二辊22向-X方向及-Z方向移动，而将块体11切削加工到最初的圈的规定厚度。
(工序3)
如图2至图4的(3)到(5)所示，通过一边使线工具23在线长方向上移动，一边使块体11与第二辊22相对地旋转，而对与XY平面平行的面进行切削加工来形成1圈的量的线圈。
(工序4)
如图2至图4的(6)所示，通过一边使线工具23在线长方向上挪动，一边使第一辊21及第二辊22向-X方向及-Z方向移动，而将块体11切削加工到下一圈的规定厚度。
以后，通过反复进行图2至图4的(工序2)到(工序4)而得到图5所示的加工后的块体。
由于不产生切削平面的交叉，因此在线圈形成中不产生多余的切削，能够使线圈截面面积变大。为了使线圈的电阻变低，优选的是，以如图26的(c)所示使配置于插槽内的导体的各圈的截面面积S1至截面面积S6为大致相同的方式考虑由线工具23切削的切削厚度而使各圈的导体厚度最佳化。为了使线圈截面面积变大，优选的是，在绝缘覆膜的形成、断线的问题不产生的范围，使线工具23的线径变细。通过电沉积、浸渍等在加工后的被加工件形成满足所需耐电压的绝缘覆膜。
(第二实施方式)
参照图6至图7来说明第二实施方式的线圈的制造方法。与第一实施方式相同的部分省略一部分说明。
如图6所示，成为被加工件的块体100具备径向间隙马达的内径侧的线圈端子14及外径侧的线圈端子15。在内径侧的线圈端子14附近设置有台阶部16，在外径侧的线圈端子15附近设置有台阶部17。由此，不需要进行成为线圈加工开始部以及结束部的台阶部16、台阶部17附近的切削加工，能够缩短加工时间。另外，与第一实施方式相比，能够削减将线圈端部引出的工序。
优选的是，相对于端子15的Z方向长度，将台阶部17的Z方向长度设定为线工具23的线径以上。由此，线工具23能够在加工开始时顺利地进入块体111及在加工结束时顺利地从块体100脱离。
通过反复进行与第一实施方式的图2至图4的(3)到(6)相同的加工过程，从而得到图7所示的第二实施方式的加工后的块体。
(第三实施方式)
参照图8至图11来说明第三实施方式的线圈的制造方法。与第一实施方式及第二实施方式相同的部分省略一部分说明。
如图8所示，在第三实施方式的被加工件200中，4个筒状部211经由外径侧的线圈端子15而并联地与连结件18成为一体。利用在第一实施方式说明的加工方法将各个筒状部211形成线圈，由此能够得到4个线圈并联地连续相连的线圈单元。
通过利用连结件18作为输出供给用的母线，能够减少线圈与母线之间的接线工序及电阻。
(第三实施方式的变形例1)
如图9所示，第三实施方式的变形例1在连结件18设置有凹部19。如图10的(1)到(2)所示，在最终圈的加工时第二辊22通过凹部19，由此能够不与被加工件201发生干涉而顺利地进行加工。
(第三实施方式的变形例2)
如图11所示，在第三实施方式的变形例2中，通过设置台阶，从而连结件18整体位于比筒状部211的外径侧的端子15进一步靠-Z方向的位置。由此，与变形例1同样地，能够在最终圈的切削加工时使第二辊22不与被加工件202发生干涉而顺利地进行加工。
(第四实施方式)
参照图12，以U相、V相、W相各4个合计12个线圈的制造为例来说明第四实施方式的线圈的制造方法。与第一实施方式到第三实施方式的内容相同的部分省略一部分说明。
将U相线圈的开口部平面法线方向作为Z方向来进行说明。
如图12所示，在第四实施方式的被加工件300中，12个筒状部311经由内径侧线圈端子14而以并联地向马达定子排列的排列顺序与连结件18成为一体。另外，各相的开口部平面法线方向各自不同。成为U相线圈的筒状部311u的开口部平面的法线方向为+Z方向，成为V相线圈的筒状部311v的开口部平面法线方向为+Y方向，成为W相线圈的筒状部311w的开口部法线方向为-Z方向。
通过以不同的方向将线圈311连接于连结件18，从而在第二辊22与筒状部311相对地绕圈时，能够避免与相邻的其他筒状部311发生干涉。另外，通过将连结件18利用为星形接线的中性点，能够减少线圈与中性点之间的接线工序及电阻。
(第五实施方式)
参照图13至图15来说明第五实施方式的线圈的制造方法。与第一实施方式至第四实施方式的内容相同的部分省略一部分说明。
如图13所示，在第五实施方式的被加工件400中，除了两端，4个筒状部411通过外径侧线圈端子15与下一筒状部411的内径侧线圈端子14经由连结件18串联地相连而成为一体。
如图14所示，从通过第二实施方式的方法结束了最初的筒状部的圈形成的加工的状态(1)起，使第二辊从XY俯视图的(1)按顺序如(6)所示绕圈，并且如XZ俯视图所示使第一辊及第二辊向-Z方向相对地移动。由此能够不与被加工件发生干涉而将线工具移动到下一筒状部的加工开始位置。
通过反复进行以上的工序，能够得到如图15所示4个线圈串联地连续相连的线圈单元。由此，能够不取下线工具而制造多个线圈。能够减少线圈间的接线工序及电阻。
在以筒状部411u1到筒状部411u4的顺序加工的情况下，在加工成为最后的加工块体的筒状部41lu4时，轴支承第一辊21的梁27从筒状部411u1通过到筒状部411u3。在最终筒状部的加工时，以梁27不干涉的程度，筒状部411u1至411u4的开口部成为大致相同。
(第六实施方式)
参照图16至图18，通过圈形成方向交替不同的线圈串联地连续相连的线圈单元的例子，来说明第六实施方式的线圈的制造方法。与第一实施方式至第五实施方式的内容相同的部分省略一部分说明。
如图16所示，在第六实施方式的被加工件500中，除了两端，4个筒状部511通过外径侧线圈端子15彼此或内径侧线圈端子14彼此经由连结件18串联地相连而成为一体。
如图17所示，从通过与第二实施方式相同的方法结束了最初的筒状部的圈形成的加工的状态(1)起，如XZ俯视图所示使第一辊及第二辊向-Z方向相对地移动。由此，能够不与被加工件发生干涉而将线工具移动到下一筒状部的加工开始位置。下一筒状部的圈形成的方向与上一筒状部的圈形成的方向相反。在图17中，以XY平面(+)的顺时针进行切削加工直至(1)的位置，成为下一块体的(2)的位置以后以XY平面(-)的逆时针进行切削加工。
通过反复进行以上的工序，能够得到如图18所示圈形成方向交替不同的4个线圈串联地连续相连的线圈单元。由此，能够减少线圈间的接线工序及电阻。
在说明上在圈形成的方向标注+-尾标，但通过适当设定筒状部的圈形成方向、锥角、线圈端子，能够根据马达规格来形成包含相位成为180度的反相的线圈在内的串联的线圈单元。
(第七实施方式)
参照图19至图22，通过圈形成方向交替不同的线圈串联地连续相连的线圈单元的例子，来说明第七实施方式的线圈的制造方法。与第一实施方式至第六实施方式的内容相同的部分省略一部分说明。
如图19所示，在第七实施方式的被加工件600中，4个线圈的量的筒状部成为一体。突起状的连结件18是成为内径侧线圈端子614及外径侧线圈端子615的部分，另外被设定为将它们分别连接的接线所需要的长度。为了线工具23的顺利的行进方向转换而优选设置侧面开口部20。其形状优选为使第二实施方式的内径侧线圈端子14附近的台阶部16、外径侧线圈端子附近的台阶部17镜面对称而得到的形状。也可以是由钻床等切削而得到的圆形的切削孔。
如图20所示，通过与第六实施方式相同的方法来进行筒状部的加工。接着，如图21所示，进行用于分离各线圈的切削加工。具体而言，使用加工机3对与开口部平面水平的加工平面30以维持连结件18相连的状态的方式进行切削加工。
由此，如图22所示，能够得到圈形成方向交替不同的4个线圈串联地连续相连的线圈单元。
如第七实施方式那样，通过使用全部线圈成为一体的被加工件，从而与第五实施方式及第六实施方式相比，被加工件的刚性变高。因此，被加工件的夹紧及已加工的被加工件的保持等操作也变得容易。由此，装置的简化、加工精度提高。
用于分离线圈的分离加工也可以在圈形成加工完成后针对每一个线圈进行。另外，也可以在加工机2(第一辊21、第二辊22及线工具23)与加工机3不发生干涉的任意的时机、在圈形成的加工中进行。
若不需要作为线圈单元，则也可以将连结件18全部切削加工，成为逐个的线圈。另外，若不设置连结件18、开口部20，则能够得到在第一实施方式说明的线圈。
(第八实施方式)
参照图23至图24，通过圈形成方向交替不同的线圈串联地连续相连的线圈单元的例子，来说明第八实施方式的线圈的制造方法。与第一实施方式至第七实施方式的内容相同的部分省略一部分说明。
如图23所示，在第八实施方式的被加工件700中，4个线圈的量的筒状部成为一体。突起状的连结件18是成为内径侧线圈端子614及外径侧线圈端子615的部分，另外被设定为将它们分别连接的接线所需要的长度。另外，突起状的连结件18在XY平面上平行地向外侧弯曲。
如图24所示，通过与第二实施方式相同的方法，进行用于与最初的线圈部分相当的筒状部的圈形成的切削加工。接着，如图24的(2)所示，通过使第二辊22在线圈分离加工平面顺时针绕圈，来进行除了突起状的连结件18之外的部分的加工。接着，如图24的(3)所示，通过使第二辊22在线圈分离加工平面逆时针绕圈，来进行突起状的连结件18部分的切削加工。接着，进行用于第二个线圈相当部位的圈形成的切削加工。
通过反复进行以上的工序，能够得到与第七实施方式同样的圈形成方向交替不同的4个线圈串联地连续相连的线圈单元。
根据第八实施方式的方法，能够不使用加工机3而使用加工机2(第一辊21、第二辊22及线工具23)实施用于线圈分离的切削加工，因此能够实现装置的简化。
另外，在线圈间的接线的距离长的情况下，突起状连结件18变长，与此相伴，为了避免突起状连结件18与第二辊22之间的干涉，需要使线工具23的张紧设置距离变长且使第二辊22绕圈半径变大。在该情况下，第一辊21与第二辊22之间的距离变宽，线工具23的通过位置变得容易晃动，因此会招致加工精度的降低。
根据第八实施方式的方法，通过使突起状连结件18弯曲，能够缩短第一辊21与第二辊22之间的距离，因此能够提高加工精度及使加工机小型化。
附图标记说明：
2、3加工机，11块体(筒状部)，12开口部，13锥部，14内径侧线圈端子，15外径侧线圈端子，16凹部(内径侧)，17凹部(外径侧)，18连结件，19设置于连结件的台阶部，20侧面开口部，21加工机2的第一辊，22加工机2的第二辊，23加工机2的线工具，24加工机2的驱动辊，25加工机2的张紧器，30用于线圈分离的加工平面，111第二实施方式的筒状部，200第三实施方式的被加工件(加工后)，201第三实施方式的变形例1的被加工件(加工后)，202第三实施方式的变形例2的被加工件(加工后)，211第三实施方式的筒状部，300第四实施方式的被加工件(加工后)，311第四实施方式的筒状部，400第五实施方式的被加工件，411第五实施方式的筒状部，414第五实施方式的内径侧线圈端子，415第五实施方式的外径侧线圈端子，500第六实施方式的被加工件，511第六实施方式的筒状部，514第六实施方式的内径侧线圈端子，515第六实施方式的外径侧线圈端子，600第七实施方式的被加工件，611第七实施方式的筒状部，614第七实施方式的内径侧线圈端子，615第七实施方式的外径侧线圈端子，700第八实施方式的被加工件，711第八实施方式的筒状部，714第八实施方式的内径侧线圈端子，715第八实施方式的外径侧线圈端子，800径向间隙马达的定子，810无效空间，811以往技术的线圈例，812绝缘件，813分割心，911引用文献的线圈例。

Claims (16)

1.一种电气设备用线圈的制造方法，其是将形成有与线圈对应的筒状部的块状的被加工件沿筒状部的周向切削为螺旋状的电气设备用线圈的制造方法，其中，
所述电气设备用线圈的制造方法使切削机构沿着在所述筒状部的周向上设定为螺旋状的加工线从与线圈的一端侧对应的部分朝向与线圈的另一端侧对应的部分相对于所述被加工件一边相对移动一边绕圈，而成形螺旋状的线圈。
2.根据权利要求1所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，
所述切削机构具备在分别配置于所述筒状部的内侧及外侧的第一辊及第二辊之间张紧设置的线工具，一边使所述线工具在线长方向上移动而进行切削动作，一边以所述线工具沿着所述加工线移动的方式使所述第一辊及所述第二辊相对于所述筒状部相对移动而绕圈。
3.根据权利要求2所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，
所述电气设备用线圈的制造方法反复进行第一加工工序和第二加工工序而成形螺旋状的线圈，
在所述第一加工工序中，通过使所述第二辊相对于所述筒状部一边相对地移动一边绕圈来切削所述加工线的一个绕圈部分，
在所述第二加工工序中，使所述第一辊及所述第二辊相对于所述筒状部相对移动来切削所述加工线的向下一绕圈部分过渡的过渡部分。
4.根据权利要求3所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，
在所述被加工件中，在与所述筒状部的线圈的一端侧或另一端侧对应的部分成形引出部，并且在成形有所述引出部的所述筒状部的端面形成有台阶部。
5.根据权利要求4所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，
在所述被加工件中，多个所述筒状部经由所述引出部而一体地安装于连结件。
6.根据权利要求5所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，
在所述被加工件中，至少一个所述筒状部以所述加工线的中心轴的方向与其他所述筒状部的所述加工线的中心轴的方向不同的方式安装。
7.根据权利要求5或6所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，
在所述被加工件中，在所述连结件形成有能够供所述切削机构通过的凹部。
8.根据权利要求5所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，
在所述被加工件中，将所述筒状部串联地排列并一体地安装于所述连结件。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，
在所述被加工件中，形成有与多个线圈对应的所述筒状部。
10.根据权利要求9所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，
在所述被加工件中，在与线圈的一端侧或另一端侧对应的部分分别形成有开口部。
11.根据权利要求10所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，
在所述被加工件中，与所述开口部相邻地设置有突起状连结件。
12.根据权利要求11所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，
在所述被加工件中，所述突起状连结件以沿着所述筒状部的周向的方式弯曲形成。
13.根据权利要求5至12中任一项所述的电气设备用线圈的制造方法，其中，
至少一个以上的所述筒状部的圈形成方向与其他所述筒状部的圈形成方向不同。
14.一种电气设备用线圈的制造装置，其中，
所述电气设备用线圈的制造装置具备：切削机构，其具有张紧设置于第一辊及第二辊之间的线工具，所述第一辊及所述第二辊相对于形成有与线圈对应的筒状部的块状的被加工件分别配置于筒状部的内侧及外侧，并且所述切削机构使线工具在线长方向上移动来进行切削动作；以及移动机构，其使所述切削机构沿着在所述筒状部的周向上设定为螺旋状的加工线从与线圈的一端侧对应的部分朝向与线圈的另一端侧对应的部分相对于所述被加工件一边相对移动一边绕圈，所述电气设备用线圈的制造装置将所述筒状部切削为螺旋状来成形螺旋状的线圈。
15.根据权利要求14所述的电气设备用线圈的制造装置，其中，
所述移动机构使所述切削机构的所述第二辊相对于所述筒状部一边相对地移动一边绕圈，以切削所述加工线的一个绕圈部分。
16.根据权利要求14或15所述的电气设备用线圈的制造装置，其中，
所述移动机构使所述切削机构的所述第一辊及所述第二辊相对于所述筒状部相对移动，以切削所述加工线的向下一绕圈部分过渡的过渡部分。
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