DE112009002299T5

DE112009002299T5 - Biegevorrichtung und Biegemaschine

Info

Publication number: DE112009002299T5
Application number: DE112009002299T
Authority: DE
Inventors: Masaki Saito; Shingo Hashimoto; Fumio Shindo
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2009-01-08
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2013-10-10
Anticipated expiration: 2029-11-27
Also published as: JP5233682B2; CN102159336B; DE112009002299B4; US8555694B2; WO2010079548A1; JP2010158698A; CN102159336A; US20100170317A1

Abstract

Eine Biegevorrichtung (1a) zum Biegen eines Materials (2) weist eine erste und eine zweite Einspanneinrichtung (3a, 4a) auf, die durch eine Drehwelle (5a) gekuppelt sind. Die erste Einspanneinrichtung (3a) hat einen Unterdrückungsabschnitt (6) und einen Biegeabschnitt (7). Die zweite Einspanneinrichtung (4a) hat einen Unterdruckungsabschnitt (8). Eine Biegemitte (P) des Materials (2) ist um einen vorgeschriebenen Betrag zu einer Drehseite hin relativ zu einer Drehmitte (O) versetzt angeordnet. Während des Biegens wird das Material (2) nicht relativ zu der ersten und der zweiten Einspanneinrichtung (3a, 4a) versetzt, und daher wird verhindert, dass das Material (2) eingezogen wird und während des Biegens beschadigt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Biegevorrichtung und auf eine Biegemaschine, die ein vorgeschriebenes Material biegen, wie beispielsweise Metalldrähte mit einem kreisartigen oder rechtwinkligen Querschnitt zum Ausbilden von Motorverdrahtungen/-spulen (beispielsweise ein flacher rechteckiger Draht) oder Stäben, Rohren, Platten und dergleichen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Biegevorrichtung und auf eine Biegemaschine, die ein Biegen des Materials akkurat ausführen können, indem ein Einzug des Materials beseitigt wird, der dann auftreten kann, wenn das Material gebogen wird.
HINTERGRUND DES STANDES DER TECHNIK
Im Allgemeinen werden Motorverdrahtungen (Spulen) und dergleichen erhalten, indem ein Material wie beispielsweise ein Metalldraht gebogen wird, indem das Material um eine Biegeeinspanneinrichtung gewunden wird. Im Stand der Technik ist in dem Patentdokument 1 ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem die Biegeeinspanneinrichtung auf dem Material gedreht wird, wodurch das Material um die Biegeeinspanneinrichtung herum gewunden wird. Des Weiteren ist in dem Patentdokument 2 ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem die Einspanneinrichtung an einer Position gedreht wird, die mit der Biegemitte des Materials übereinstimmt, wodurch das Material um die andere Einspanneinrichtung herum gewunden wird. Ein Verfahren ist außerdem in dem Patentdokument 3 vorgeschlagen worden, bei dem, wenn das Material gleichzeitig an zwei Abschnitten gebogen wird, das Material an zwei Abschnitten durch Klemmeinrichtungen fixiert wird, und dann gebogen wird, wahrend es gezogen wird.
STAND DER TECHNIK

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer JP 2006-271 121 A
Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer JP 2004-104 841 A
Patentdokument 3: Japanische Gebrauchsmusteranmeldung mit der Veröffentlichungsnummer JP 55-122 924 A

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung
Wenn bei dem in Patentdokument 1 beschriebenen Aufbau ein Biegen ausgeführt wird, muss die Biegeeinspanneinrichtung gedreht und entlang des Materials in einem Zustand bewegt werden, bei dem ein Ende des Materials an der Biegeeinspanneinrichtung fixiert ist. Als ein Ergebnis ist der erforderliche Mechanismus kompliziert, und es kann sein, dass er nicht zu einem Ausführen eines akkuraten Biegens in der Lage ist.
Da bei dem im Patentdokument 2 beschriebenen Aufbau die Biegemitte des Materials und die Drehmitte der Einspanneinrichtungen miteinander übereinstimmen, wird das Material relativ zu einer der Einspanneinrichtungen während des Biegens versetzt (d. h. das Material wird eingezogen). Ein derartiges Einziehen (Einzug) des Materials ist unter Bezugnahme auf 15 beschrieben. In einer in 15 gezeigten Biegevorrichtung 1 sind eine erste und eine zweite Einspanneinrichtung 3 und 4 jeweils an einer Seite eines zu biegenden Materialabschnitts 2 angeordnet. Dann werden, wie dies in den Zustanden von 15A nach 15B gezeigt ist, die Einspanneinrichtungen 3 und 4 jeweils um eine Drehwelle 5 so relativ gedreht, dass das Biegen des Materials 2 ausgeführt wird. In dem in 15 gezeigten Aufbau stimmen die Drehmitte der Einspanneinrichtungen 3 und 4 und die Biegemitte des Materials 2 miteinander überein. Außerdem ist das Material 2 an der zweiten Einspanneinrichtung 4 so fixiert, dass das Material nicht versetzt werden kann. Als ein Ergebnis wird während des Biegens das Material 2 relativ zu der ersten Einspanneinrichtung 3 um den Betrag versetzt, den das Material 2 entlang der Außenumfangsfläche der Drehwelle 5 gebogen wird. Dann wird, wie dies in den Zuständen von 15A nach 15B gezeigt ist, ein Betrag (eine Menge) des Endes des Materials 2, das von der Endfläche der ersten Einspanneinrichtung 3 vorragt, verringert (d. h. eingezogen).
Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann es sein, dass, wenn das Material 2 relativ zu der ersten Einspanneinrichtung 3 beim Ausführen des Biegens versetzt wird, das Material 2 und die erste Einspanneinrichtung 3 gegeneinander kratzen, und als ein Ergebnis kann es sein, dass das Material 2 beschädigt wird. Außerdem ist es, wie dies vorstehend beschrieben ist, wenn das Material 2 relativ zu der ersten Einspanneinrichtung 3 beim Ausführen des Biegens versetzt wird, schwierig, eine Vielzahl an Biegevorrichtungen, die das Material 2 gleichzeitig an einer Vielzahl an Abschnitten biegen, zu kombinieren.
Andererseits wird bei dem im Patentdokument 3 beschriebenen Aufbau das Material gleichzeitig an zwei Abschnitten gebogen. Die Biegemitten des Materials und die Drehmitte sind relativ zueinander versetzt, während beide Klemmeinrichtungen, die das Material fixieren, gleitfähig in der Richtung gekuppelt sind, die voneinander weg weist. Dann wird, indem eine Biegekraft und eine Spannung (eine Rückspannung oder Gegenspannung) auf beide Klemmeinrichtungen ausgeubt werden, das Material 2 an den beiden Abschnitten gebogen. Hierbei muss ein großer Betrag an Rückspannung in der Richtung aufgebracht werden, in der die Klemmeinrichtungen voneinander weg weisen, so dass das Material nicht eingezogen wird. Demgemäß ist es schwierig, die Dimension (das Maß) des Materials beim Ausführen des Biegens zu steuern, und es ist schwierig, das Biegen akkurat auszuführen.
Im Lichte der vorstehend dargelegten Problematik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Biegevorrichtung und eine Biegemaschine zu schaffen, die zu einem Ausführen eines akkuraten Biegens eines Materials wie beispielsweise eines Metalldrahts in der Lage sind, während verhindert wird, dass das Material beim Ausführen des Biegens eingezogen wird, und während jegliche Beschädigung des Materials beim Ausführen des Biegens verhindert wird, und die des Weiteren dazu in der Lage sind, eine ausgezeichnete Biegegenauigkeit sogar dann zu erreichen, wenn das Material an einer Vielzahl an Abschnitten gleichzeitig gebogen wird.
Lösung der Aufgabe
Die vorliegende Erfindung (siehe beispielsweise die 1, 2 und 7) bezieht sich auf eine Biegevorrichtung (1a, 1b), die eine erste Einspanneinrichtung (3a, 3b) und eine zweite Einspanneinrichtung (4a) aufweist, die so gekuppelt sind, dass sie sich um eine Drehwelle (5a) drehen können, und die ein vorgeschriebenes Material (2), das an der ersten Einspanneinrichtung (3a, 3b) und der zweiten Einspanneinrichtung (4a) befestigt ist, biegt, wenn sich die erste und die zweite Einspanneinrichtung (3a, 3b und 4a) relativ zueinander drehen. Die Biegevorrichtung (1a, 1b) ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einspanneinrichtung (3a, 3b) einen Unterdrückungsabschnitt (6), der an einer Seite angeordnet ist, die zu einer Drehrichtung entgegengesetzt ist, und der einen Versatz des Materials (2) unterdrückt, und einen Biegeabschnitt (7, 7a) aufweist, der um einen vorgeschrieben Betrag von einer Drehmitte (O) zu einer Drehseite des Materials (2) hin versetzt angeordnet ist, und der eine teilzylindrische (abschnittartig zylindrische) Fläche (18, 18a) mit einem Krümmungsradius hat, der im Wesentlichen einem Krümmungsradius einer Innenumfangsfläche des Materials (2) zumindest nach dem Biegen des Materials (2) identisch ist, wobei die zweite Einspanneinrichtung (4a) einen Unterdrückungsabschnitt (6) aufweist, der an der Seite angeordnet ist, die zu der Drehrichtung entgegengesetzt ist, und den Versatz des Materials (2) unterdrückt, und wobei eine Biegemitte (P) des Materials (2) an einer Position angeordnet ist, die von der Drehmitte (O) der ersten und zweiten Einspanneinrichtung (3a, 3b und 4a) zu der Drehseite hin so abweicht, dass das Material (2) nicht relativ zu der ersten und der zweiten Einspanneinrichtung (3a, 3b und 4a) versetzt wird, wenn das Material (2) gebogen wird.
Beispielsweise bewegt unter Bezugnahme auf die 1 bis 4, 6 und 7 der Biegeabschnitt (7, 7a) sich so, dass der Biegeabschnitt (7, 7a) vor dem Biegen an der Seite der ersten Einspanneinrichtung (3a, 3b) relativ zu einer senkrechten Linie (α) positioniert ist, die senkrecht zu der ersten Einspanneinrichtung (3a, 3b) und der zweiten Einspanneinrichtung (4a) in einem linearen Zustand steht und durch die Drehmitte (O) tritt, und der Biegeabschnitt (7, 7a) nach dem Biegen an einer Seite der zweiten Einspanneinrichtung (4a) relativ zu der senkrechten Linie (α) positioniert ist.
Beispielsweise ist unter Bezugnahme auf 4 die Biegemitte (P) des Materials (2) an einer Position angeordnet, die die folgenden Ausdrücke erfüllt: X = (R + W × a) × θ/2/tan(θ/2) Y = (R + W × a) × θ/2 0 < θ ≤ π/2 wobei θ der Biegewinkel des Materials (2) ist; W die Dicke oder der Durchmesser des Materials (2) ist; a ein Verhältnis aus einem Abstand zwischen einer neutralen Linie des Materials (2) und der Innenumfangsfläche des Materials (2) nach dem Biegen des Materials (2) zu (gegenüber) W ist; R der Krümmungsradius einer zylindrischen Fläche des Biegeabschnitts (7, 7a) ist; und von einem Abstand von der Biegemitte (P) zu der Drehmitte (O) der ersten und zweiten Einspanneinrichtung (3a, 3b und 4a), X ein Abstand ist, der sich auf eine Richtung, die senkrecht zu einer linearen Richtung steht, bezieht unter der Annahme, dass der Zustand des Materials (2), bevor das Material (2) gebogen wird, in einer Biegerichtung linear ist, und Y ein Abstand ist, der sich auf eine Richtung bezieht, die parallel zu der linearen Richtung ist, auf der Grundlage der gleichen Annahme.
Beispielsweise ist unter Bezugnahme auf die 1 bis 4, 6 und 7 das vorgeschriebene Material (2) ein flacher rechtwinkliger Draht, der eine Motorverdrahtung (Motorspule) ausbildet.
Die vorliegende Erfindung (siehe beispielsweise die 8 bis 12) bezieht sich auf eine Biegemaschine (27, 27a), die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Vielzahl an Biegevorrichtungen (1a, 1b) in Reihe angeordnet sind, indem die ersten Einspanneinrichtungen (3a, 3b) und die zweiten Einspanneinrichtungen (4a) abwechselnd an den Drehmitten (O) so gekuppelt sind, dass das vorgeschriebene Material (2) an einer Vielzahl an Abschnitten gebogen wird.
Beispielsweise weist unter Bezugnahme auf die 9 bis 12 die Biegemaschine des Weiteren folgendes auf: eine Basis (30); ein fixiertes Befestigungselement (31), das an der Basis (30) fixiert ist; einen Gleitmechanismus (32), der in einer Richtung X und einer Richtung Y, die senkrecht zueinander stehen, auf einer Ebene bewegbar ist, die parallel zu einer Oberfläche der Basis (30) ist; und ein bewegliches Befestigungselement (33), das an einem beweglichen Abschnitt des Gleitmechanismus (32) vorgesehen ist. In der Biegemaschine sind fünf Einspanneinrichtungen (28a, 28b, 29a, 29b und 29c) in Reihe angeordnet, indem die ersten Einspanneinrichtungen (3a, 3b) und die zweiten Einspanneinrichtungen (4a) abwechselnd gekuppelt sind. Eine Einspanneinrichtung (28a) der fünf in Reihe angeordneten Einspanneinrichtungen (28a, 28b, 29a, 29b und 29c), die an einem Ende von ihnen angeordnet ist, ist an dem ersten Befestigungselement (31) angebracht, und eine Einspanneinrichtung (28b) der in Reihe angeordneten fünf Einspanneinrichtungen (28a, 28b, 29a, 29b und 29c), die an dem anderen Ende von ihnen angeordnet ist, ist an dem beweglichen Befestigungselement (33) angebracht. Die Einspanneinrichtung (28b) an dem anderen Ende wird in den Richtungen X und Y bewegt, während sie in der gleichen Richtung vor und nach dem Biegen ausgerichtet gehalten wird, so dass das Material (2) an vier Abschnitten gleichzeitig gebogen wird.
Beispielsweise wird unter Bezugnahme auf die 9 bis 12 das Material (2) gebogen, indem eine Biegekraft auf eine Einspanneinrichtung (29b) der in Reihe angeordneten fünf Einspanneinrichtungen (28a, 28b, 29a, 29b und 29c) aufgebracht wird, die in der Mitte angeordnet ist.
Beispielsweise ist unter Bezugnahme auf die 9 bis 12 das fixierte Befestigungselement (31) so angeordnet, dass die Einspanneinrichtung (28a) an dem einen Ende so angeordnet ist, dass sie in der Richtung Y ausgerichtet ist, wobei das bewegliche Befestigungselement (33) so angeordnet ist, dass die Einspanneinrichtung (28b) an dem anderen Ende so angeordnet ist, dass sie in der Richtung Y ausgerichtet ist, und das Material (2) wird jeweils um 90 Grad gebogen.
Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 1 werden zum Ausführen des Biegens eines Materials die erste und die zweite Einspanneinrichtung relativ zueinander gedreht, während der Biegeabschnitt von der Drehmitte um einen vorgeschriebenen Betrag versetzt ist. Daher kann, während der Biegemechanismus einfach ist, das Biegen akkurat ausgeführt werden. Da des Weiteren das Material nicht relativ zu der ersten und der zweiten Einspanneinrichtung während des Biegens versetzt wird, kann verhindert werden, dass das Material und die Einspanneinrichtungen gegeneinander kratzen, und daher kann jegliche Beschädigung des Materials vermieden werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 2 wird, wenn das Biegen ausgeführt wird, der Biegeabschnitt so bewegt, dass er über eine senkrechte Linie kreuzt, die senkrecht zu den linear angeordneten ersten und zweiten Einspanneinrichtungen lauft und die Drehmitte passiert. Daher kann das Biegen, bei dem ein Kratzen zwischen dem Material und den Einspanneinrichtungen vermieden werden kann, sanft ausgeführt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 3 kann das Material sicher davor bewahrt werden, dass es eingezogen wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 4 kann das Biegen eines flachen rechtwinkligen Drahtes akkurat ausgeführt werden, ohne das eine isolierende Emaillelage während des Biegens beschädigt wird. Daher können Motorverdrahtungen (Spulen) mit einer ausgezeichneten Qualität erzielt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 5 kann das Material gleichzeitig an einer Vielzahl an Abschnitten gebogen werden. Daher können komplizierte Biegeformen in akkurater Weise in einer kurzen Zeit erzielt werden, wodurch sich die Herstellkosten verringern. Genauer gesagt wird gemäß der Biegevorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 4 das Material davor bewahrt, dass es während des Biegens eingezogen wird. Daher wird sogar dann, wenn eine Vielzahl an Biegevorrichtungen wie bei der Erfindung gemäß Anspruch 5 kombiniert werden und das Material gleichzeitig an einer Vielzahl an Abschnitten gebogen wird, das Material nicht eingezogen. Folglich wird selbst dann, wenn das Material an einer Vielzahl an Abschnitten gleichzeitig gebogen wird, das Maß des Materials nicht geändert, und daher können komplizierte Biegeformen akkurat und in einer kurzen Zeit erzielt werden. Darüber hinaus kann, wenn Motorwicklungen (Spulen) auf der Grundlage der Erfindung gemäß Anspruch 5 hergestellt werden, die Anzahl an Verbindungsabschnitten der Spulen (Wicklungen) verringert werden. Folglich können die Herstellkosten und die Große der Wicklungen (Spulen) verringert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 6 kann das Material gleichzeitig an vier Abschnitten akkurat und leicht gebogen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 7 kann das Material gleichzeitig an den vier Abschnitten noch effizienter gebogen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 8 kann das Material um jeweils 90 Grad genau und leicht gebogen werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Biegevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; wobei die 1A und 1B Aufrissansichten zeigen unter Betrachtung von einer axialen Richtung einer Drehwelle, wobei jeweils ein Zustand vor dem Biegen und ein Zustand nach dem Biegen dargestellt ist.
2 zeigt die Biegevorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; wobei 2A eine Aufrissansicht eines Zustands vor dem Biegen zeigt, 2B eine Ansicht von der rechten Seite von 2A im gleichen Zustand zeigt und 2C eine Aufrissansicht eines Zustandes nach dem Biegen zeigt.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Positionsbeziehung zwischen einem Material und einem Biegeabschnitt vor und nach dem Biegen.
4 zeigt eine schematische Darstellung zur Beschreibung einer Beziehung zwischen einer Biegemitte des Materials und einer Drehmitte.
5 zeigt eine schematische Darstellung, in der in Aufeinanderfolge die Zustände gezeigt sind, bei denen das Material mit einem Aufbau gebogen wird, bei dem die Drehmitte und die Biegemitte miteinander übereinstimmen.
6 zeigt eine schematische Darstellung, die in Aufeinanderfolge die Zustände zeigt, bei denen das Material gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gebogen wird.
7 zeigt eine ausschnittartige schematische Darstellung einer Biegevorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; wobei 7A und 7B Aufrissansichten sind, die jeweils einen Zustand vor dem Biegen und einen Zustand nach dem Biegen darstellen.
8 zeigt eine schematische Darstellung einer Biegemaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; wobei 8A und 8B Aufrissansichten sind, die jeweils einen Zustand vor dem Biegen und einen Zustand nach dem Biegen zeigen.
9 zeigt die Biegemaschine gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel vor dem Biegen; wobei 9A eine Seitenansicht zeigt und 9B eine Aufrissansicht zeigt.
10 zeigt eine Aufrissansicht der Biegemaschine gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel im Prozess des Biegens.
11 zeigt eine Aufrissansicht der Biegemaschine gemäß dem dritten Ausfuhrungsbeispiel in einem Zustand, bei dem das Material von dem in 10 gezeigten Zustand weiter gebogen wird.
12 zeigt eine Aufrissansicht der Biegemaschine gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel nach dem Biegen.
13 zeigt ein Wicklungselement, das durch die Biegemaschine gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wird.
14 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Stators, bei dem die durch die vorliegende Erfindung erhaltenen Wicklungselemente angewendet sind.
15 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielartigen Biegevorrichtung, bei der die Drehmitte und die Biegemitte miteinander übereinstimmen; wobei 15A und 15B jeweils Aufrissansichten zeigen, die einen Zustand vor dem Biegen und einen Zustand nach dem Biegen darstellen.
BESTE MODI ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Erstes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zunächst wird ein Überblick über eine Biegevorrichtung 1a des vorliegenden Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die schematische Darstellung von 1 beschrieben. Die Biegevorrichtung 1a ist mit einer ersten und einer zweiten Einspanneinrichtung 3a und 4a aufgebaut, die durch eine Drehwelle 5a so gekuppelt sind, dass sie relativ zueinander drehbar sind. Die erste Einspanneinrichtung 3a weist einen Unterdruckungsabschnitt 6, einen Biegeabschnitt 7 und einen Halteabschnitt 9 auf. Der Unterdruckungsabschnitt 6 ist an der Seite angeordnet, die zu der Drehrichtung eines Materials 2, wie beispielsweise ein flacher rechtwinkliger Draht mit einem rechtwinkligen Querschnitt, in einem Zustand entgegengesetzt ist, an dem das Material 2 an der ersten Einspanneinrichtung 3a angeordnet ist. In einem Zustand, bei dem das Material 2 so angeordnet ist, liegt eine Unterdrückungsfläche 8 des Unterdrückungsabschnitts 6 an dem Material 2 an.
Der Biegeabschnitt 7 ist so ausgebildet, dass er eine zylindrische Außenumfangsfläche hat, und die Mitte von ihm ist in an einer Position angeordnet, die um einen vorbestimmten Betrag von einer Drehmitte O der Drehwelle 5a zu der Drehseite des Materials 2 hin versetzt ist. In dem Zustand, bei dem das Material 2 so angeordnet ist, liegt die Außenumfangsfläche des Biegeabschnittes 7 an einer Seitenfläche des Materials 2 an der Drehseite an, und das Material 2 wird durch und zwischen der Unterdrückungsfläche 8 des Unterdrückungsabschnittes 6 und der Außenumfangsfläche des Biegeabschnittes 7 gehalten.
In dem Zustand, in dem das Material 2 an der ersten Einspanneinrichtung 3a angeordnet ist, ist der Halteabschnitt 9 an der entgegengesetzten Seite zu dem Unterdrückungsabschnitt 6 angeordnet, wobei das Material 2 zwischen ihnen angeordnet wird (d. h. an der Drehseite des Materials 2). In dem Zustand, bei dem das Material 2 so angeordnet ist, wird das Material 2 durch und zwischen der Unterdrückungsfläche 8 des Unterdrückungsabschnittes 6 und einer Haltefläche 10 des Halteabschnittes 9 zusätzlich gehalten. Es sollte hierbei beachtet werden, dass, wie dies in 2 unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung gezeigt ist, der Halteabschnitt 9 auch weggelassen werden kann.
Andererseits weist die zweite Einspanneinrichtung 4a einen Unterdrückungsabschnitt 6 und einen Halteabschnitt 9 auf, die ahnlich jenen der ersten Einspanneinrichtung 3a sind. Jedoch weist die zweite Einspanneinrichtung 4a keinerlei Biegeabschnitt 7 auf, wobei sie sich dadurch von der ersten Einspanneinrichtung 3a unterscheidet. Da die zweite Einspanneinrichtung 4a keinerlei Biegeabschnitt 7 aufweist, wird das Material 2 in der zweiten Einspanneinrichtung 4a lediglich durch und zwischen der Unterdrückungsfläche 8 des Unterdrückungsabschnittes 6 und der Haltefläche 10 des Halteabschnittes 9 gehalten.
Die erste und die zweite Einspanneinrichtung 3a und 4a, die jeweils in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaut sind, sind über die Drehwelle 5a, wie dies vorstehend beschrieben ist, gekuppelt und sie sind relativ zueinander um die Drehmitte O der Drehwelle 5a drehbar. Wenn ein Biegen, wie dies in 1A gezeigt ist, in der der Zustand vor der Drehung dargestellt ist, zu 1B, in der der Zustand nach der Drehung gezeigt ist, dargestellt ist, ausgeführt wird, bewegt sich der an der ersten Einspanneinrichtung 3a fixierte Biegeabschnitt 7 relativ so, dass er uber eine senkrechte Linie (eine strichpunktierte Linie α), die senkrecht zu den linear angeordneten Einspanneinrichtungen 3a und 4a steht und die die Drehmitte O passiert, kreuzt (diese überquert), und seine Mitte stimmt mit einer Biegemitte P des Materials 2 überein. Die Biegemitte P ist an einer Position angeordnet, die um einen vorbestimmten Betrag von der Drehmitte O zu der Drehseite des Materials 2 hin versetzt ist.
Nachstehend sind die Einzelheiten der Biegevorrichtung 1a gemaß dem vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. In dem in 2 gezeigten Aufbau ist die erste Einspanneinrichtung 3a durch einen ersten Block 11 aufgebaut, an den der Unterdruckungsabschnitt 6 und der Biegeabschnitt 7 jeweils befestigt sind. Der erste Block 11 ist durch einen Körperabschnitt 12, der sich von dem oberen Ende bis zu dem mittleren Teil in der nach oben und nach unten weisenden Richtung in 2A und in 2B erstreckt, und einen vorragenden Abschnitt 13 aufgebaut, der von einem Bodenende des Körperabschnittes 12 nach unten vorragt und dessen Dicke (die Dicke in der nach links und nach rechts weisenden Richtung in 2B) geringer als die Dicke des Körperabschnittes 12 ist. Eine Seitenfläche (an der rechten Seite in 2B) des vorragenden Abschnittes 13 an der Seite, die zu der Seite entgegengesetzt ist, an der das Material 2 angeordnet wird, ist relativ zu dem Körperabschnitt 12 vertieft, wodurch die Dicke des vorragenden Abschnittes 13 geringer gestaltet ist als jene des Körperabschnittes 12. Demgemäß ist eine Seitenfläche (an der linken Seite in 2B) des vorragenden Abschnittes 13 an der Seite, an der das Material 2 angeordnet wird, an einer identischen Ebene mit der Seitenfläche des Körperabschnittes 12 an der Seite, an der das Material 2 angeordnet wird, befindlich.
Die Seitenfläche an der Drehseite (die rechte Seitenfläche in 2A) des vorragenden Abschnittes 13 ist relativ zu der Seitenfläche des Körperabschnittes 12 an der Drehseite vertieft. Außerdem ist ein benachbarter Abschnitt 14 zwischen einer Bodenendfläche des vorragenden Abschnittes 13 und der Seitenfläche an der Drehseite teilzylindrisch (Zylinderabschnitt) ausgebildet. Somit wird verhindert, dass der zu dem vorragenden Abschnitt 13 benachbarte Abschnitt 14 mit der zweiten Einspanneinrichtung 4a in Kontakt gelangt, wenn sich die Einspanneinrichtungen 3a und 4a relativ drehen.
Der Unterdruckungsabschnitt 6 ist an einer Fläche des ersten Blocks 11 (die vordere Seitenfläche in 2A; die linke Seitenfläche in 2B) durch Schrauben 15 und 15 befestigt. Außerdem ist eine Positionierplatte 16 durch Schrauben 15 und 15 an der Seite (die linke Seite in 2A; die hintere Seite in 2B), die entgegengesetzt zu der Drehseite des ersten Blocks 11 ist, so befestigt, dass die Seitenfläche der Positionierplatte 16 an dem Seitenrandabschnitt anliegt, der zu der Drehseite des Unterdrückungsabschnittes 6 entgegengesetzt ist. Somit ist an der einen Fläche des ersten Blocks der Unterdrückungsabschnitt 6 in Bezug auf die Richtung angeordnet, die senkrecht zu dem Material 2 (die nach rechts und nach links weisende Richtung in 2A) steht.
An einer Position, die einem mittleren Teil der einen Seite des ersten Blocks 11 zugewandt ist, ist eine Lockerungsverhinderungsplatte 17 befestigt, wobei das Material 2 dazwischen angeordnet ist. Die Lockerungsverhinderungsplatte 17 ist so angeordnet, dass sie das Material 2 überquert, und entgegengesetzte Enden der Lockerungsverhinderungsplatte 17 sind an dem ersten Block 11 durch Schrauben 15 und 15 befestigt. Eines der entgegengesetzten Enden ist über dem Unterdrückungsabschnitt 6 befestigt. Somit wird in einem Zustand, bei dem das Material 2 angeordnet ist, das Material 2 durch und zwischen die Lockerungsverhinderungsplatte 17 und den ersten Block 11 gehalten, wodurch verhindert wird, dass das Material 2 in der senkrechten Richtung in 2A und in der nach rechts und nach links weisenden Richtung in 2B versetzt wird.
Der Biegeabschnitt 7 ist als eine im Wesentlichen mit einem Absatz versehene Säule geformt und an dem mittleren Teil mit einer zylindrischen Biegeflache 18, die eine zylindrische Flache mit einem großen Durchmesser aufweist, und an dem Basisendteil (der rechte Endteil in 2B) mit einem Einsetzabschnitt 19 versehen, der eine zylindrische Fläche mit einem kleinen Durchmesser aufweist. Es sollte hierbei beachtet werden, dass ein Endstückteil (der linke Endteil in 2B) des Biegeabschnittes 7 eine Außenumfangsfläche mit einer teilkonischen Fläche hat. Der Krümmungsradius der zylindrischen Biegefläche 18 ist ungefähr der gleiche wie jener der Innenumfangsfläche des Materials 2 nach dem Biegen.
Der Biegeabschnitt 7, der in der vorstehend dargelegten Weise ausgebildet ist, besitzt den Einsetzabschnitt 19, der in ein Einsetzloch 20, das in dem vorragenden Abschnitt 13 des ersten Blocks 11 ausgebildet ist, eingesetzt und befestigt ist. Das Einsetzloch 20 ist so ausgebildet, dass es durch die Dicke des vorragenden Abschnittes 13 an einer Position hindurch dringt, die um einen vorgeschriebenen Betrag von der Drehmitte O der Drehwelle 5a zu der Drehseite hin versetzt ist. In einem Zustand, in dem der Einsetzabschnitt 19, der in das Einsetzloch 20 eingesetzt ist, liegt ein Absatzabschnitt 21, der zwischen der zylindrischen Biegefläche 18 und dem Einsetzabschnitt 19 ausgebildet ist, an der einen Seitenfläche des vorragenden Abschnittes 13 an. In dem Zustand, in dem das Material 2 an der ersten Einspanneinrichtung 3a angeordnet ist, liegt die zylindrische Biegefläche 18 des Biegeabschnittes 17 an der Seitenfläche des Materials 2 an. Dann wird das Material 2 durch die Unterdrückungsfläche 8 des Unterdrückungsabschnittes 6 und die zylindrische Biegefläche 18 gehalten und zwischen ihnen gehalten.
Andererseits ist die zweite Einspanneinrichtung 4a durch einen zweiten Block 22 aufgebaut, an dem der Unterdruckungsabschnitt 6 und der Halteabschnitt 9 jeweils befestigt sind. Der zweite Block 22 ist durch einen Körperabschnitt 23 aufgebaut, der sich von dem unteren Ende zu dem mittleren Teil in der nach oben und nach unten weisenden Richtung in 2A und in 2B erstreckt, und durch einen vorragenden Abschnitt 24 aufgebaut, der von dem oberen Ende des Körperabschnittes 23 nach oben vorragt und dessen Dicke (die Dicke in der nach rechts und nach links weisenden Richtung in 2B) geringer als die Dicke des Körperabschnittes 23 ist. Eine Seitenfläche (an der linken Seite in 2B) des vorragenden Abschnittes 24 an der Seite, an der das Material 2 angeordnet wird, ist relativ zu dem Körperabschnitt 23 vertieft, wodurch die Dicke des vorragenden Abschnittes 24 geringer als die Dicke des Körperabschnittes 23 gestaltet ist. Es sollte hierbei beachtet werden, dass der Vertiefungsbetrag ungefähr der gleiche wie die Dicke des vorragenden Abschnittes 13 des ersten Blocks 11 ist.
Der Unterdrückungsabschnitt 6 ist an einer Seitenfläche des zweiten Blocks 22 (die vordere Seitenfläche in 2A; die linke Seitenfläche in 2B) durch Schrauben 15 und 15 befestigt. Außerdem ist eine Positionierplatte 16 durch Schrauben 15 und 15 an der Seite (die linke Seite in 2A; die hintere Seite in 2B), die zu der Drehseite des zweiten Blocks 22 entgegengesetzt ist, so befestigt, dass die Seitenfläche der Positionierplatte 16 an dem Seitenrandabschnitt des Unterdrückungsabschnittes 6 an der entgegengesetzten Seite zu der Drehseite anliegt. Somit ist an der einen Fläche des zweiten Blocks 22 der Unterdrückungsabschnitt 6 positioniert und zwar in Bezug auf die Richtung, die senkrecht zu dem Material 2 steht (die nach rechts und nach links weisende Richtung in 2A).
Der Halteabschnitt 9 ist an der einen Flache des zweiten Blocks 22 durch Schrauben 15 und 15 an der Seite (d. h. der Drehseite), die zu dem Unterdrückungsabschnitt 6 entgegengesetzt ist, befestigt, wobei das Material 2 zwischen ihnen angeordnet ist. In einem Zustand, in dem das Material 2 an der zweiten Einspanneinrichtung 4a angeordnet ist, wird das Material 2 durch die und zwischen der Unterdrückungsfläche 8 des Unterdrückungsabschnittes 6 und der Haltefläche 10 des Halteabschnittes 9 gehalten.
An einer Position, die einem mittleren Teil der einen Seite des zweiten Blocks 22 zugewandt ist, ist eine Lockerungsverhinderungsplatte 17 befestigt, wobei das Material 2 dazwischen angeordnet wird. Die Lockerungsverhinderungsplatte 17 ist so angeordnet, dass sie das Material 2 überquert, und entgegengesetzte Enden der Lockerungsverhinderungsplatte 17 sind an dem zweiten Block 22 über dem Unterdrückungsabschnitt 6 und dem Halteabschnitt 9 durch Schrauben 15 und 15 fixiert. Somit wird in einem Zustand, in dem das Material 2 angeordnet ist, das Material 2 durch die und zwischen der Lockerungsverhinderungsplatte 17 und dem zweiten Block 22 gehalten, wodurch verhindert wird, dass das Material 2 in der senkrechten Richtung in 2A und in der nach rechts und nach links weisenden Richtung in 2B versetzt wird.
Die in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaute erste und zweite Einspanneinrichtung 3a und 4a sind über die Drehwelle 5a gekuppelt. Schließlich überlappen der vorragende Abschnitt 13 des ersten Blocks 11 und der vorragende Abschnitt 24 des zweiten Blocks 22 einander, wie dies in 2 gezeigt ist, während sie durch Löcher 25 und 25 ausgerichtet sind, die jeweils in den vorragenden Abschnitten 13 bzw. 24 ausgebildet sind. Dann sitzt die Drehwelle 5a in den Durchgangslöchern 25 und 25. In diesem Zustand sind die eine Fläche des ersten Blocks 11, an der das Material 2 angeordnet wird, und die eine Fläche des zweiten Blocks 22, an der das Material 2 angeordnet wird, an der gleichen Ebene positioniert.
Die erste und die zweite Einspanneinrichtung 3a und 4a sind um die Mittenachse der Drehwelle 5a drehbar, indem beispielsweise die Drehwelle 5a in ein Durchgangsloch 25 mittels Presspassung (Übermasspassung) und in das andere Durchgangsloch 25 mittels Spielpassung eingesetzt ist. In diesem Fall wird bevorzugt, dass das Loch, in dem die Drehwelle 5a mittels Spielpassung eingesetzt ist, mit der Lockerungsverhinderungseinrichtung für die Drehwelle 5a versehen ist. Alternativ kann die Drehwelle 5a in ein Durchgangsloch mittels Presspassung eingesetzt werden und sie kann in das andere Loch 25 über ein Lager eingesetzt werden. In jedem Fall sind die erste und zweite Einspanneinrichtung 3a und 4a relativ zueinander um die Mittenachse (Drehmitte O) der Drehwelle 5a relativ drehbar.
In ähnlicher Weise wie in dem in 1 gezeigten Aufbau bewegt sich auch in dem Aufbau von 2 der Biegeabschnitt 7 aus dem Zustand vor der Drehung in 2A und 2B zu dem Zustand nach der Drehung in 2C.
Wenn das Biegen ausgeführt wird, ist das Material 2 an der ersten und zweiten Einspanneinrichtung 3a und 4a angeordnet. Eine derartige Anordnung geschieht beispielsweise folgendermaßen. Zunächst werden zumindest die einen Enden der Lockerungsverhinderungsplatten 17 und 17, die die Einspanneinrichtungen 3a und 4a bilden, beide von dem ersten und dem zweiten Block 11 und 22 entfernt. Dann wird das Material 2 zwischen dem Unterdrückungsabschnitt 6 und dem Biegeabschnitt 7, die die erste Einspanneinrichtung 3a bilden, und zwischen dem Unterdruckungsabschnitt 6 und dem Halteabschnitt 9, die die zweite Einspanneinrichtung 4a bilden, angeordnet. Danach werden die Lockerungsverhinderungsplatten 17 und 17, die die Einspanneinrichtungen 3a und 4a bilden, an dem ersten und zweiten Block 11 und 12 angebracht. Als ein Ergebnis wird das Material 2 durch und zwischen die Blocke/den Blöcken 11 und 12 und die/den Lockerungsverhinderungsplatten 17 und 17 gehalten.
In dem Zustand, in dem das Material 2 an den Einspanneinrichtungen 3a und 4a angeordnet ist, wird die erste Einspanneinrichtung 3a relativ zu der zweiten Einspanneinrichtung 4a um die Drehwelle 5a gedreht. Hierbei liegt die Seitenfläche des Materials 2 an der Seite, die zu der Drehseite entgegengesetzt ist, an den Unterdrückungsflächen der Unterdrückungsabschnitte 6, die die Einspanneinrichtungen 3a und 4a bilden, an, wodurch der Versatz des Materials 2 in der Gegenrichtung zu der Drehrichtung unterdrückt wird. Andererseits bewegt sich der Biegeabschnitt 7 aus dem in 2A und in 2B gezeigten Zustand in den in 2C gezeigten Zustand.
Eine derartige Bewegung des Biegeabschnittes 7 ist unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 zeigt die Positionsbeziehung zwischen dem Material 2 und dem Biegeabschnitt 7 vor und nach der um 90 Grad erfolgten Biegung des Materials 2. In dem Fall eines linearen Materials 2 wird der Biegeabschnitt 7 vor dem Biegen an der Seite der ersten Einspanneinrichtung 3 (an der oberen Seite in 3) relativ zu der strichpunktierten Linie α, die die Drehmitte passiert und die senkrecht zu dem Material 2 steht, positioniert. Während des Biegens bewegt sich der Biegeabschnitt 7 mit der ersten Einspanneinrichtung 3a in der Drehrichtung um die Drehmitte O. Nach dem Biegen ist der Biegeabschnitt 7 an der Seite der zweiten Einspanneinrichtung 4a (die untere Seite in 3) relativ zu der strichpunktierten Linie α positioniert. In diesem Zustand ist die Krümmungsmitte der zylindrischen Biegefläche 18 des Biegeabschnittes 7 an der Biegemitte P des Materials 2 angeordnet. Die Biegemitte P befindet sich an einer Position, die um einen vorgeschriebenen Betrag von der Drehmitte O zu der Drehseite des Materials 2 hin versetzt ist.
Die Beziehung zwischen der Biegemitte P und der Drehmitte O ist nachstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Zunächst sind die Werte wie folgt definiert: der Biegewinkel des Materials 2 beträgt θ; die Dicke des Materials 2 (der Durchmesser, wenn das Material 2 einen kreisartigen Querschnitt hat) beträgt W; das Verhältnis von dem Abstand zwischen einer neutralen Linie N des Materials 2 und der Innenumfangsfläche des Materials 2 nach dem Biegen zu (gegenüber) W beträgt a; der Krümmungsradius der zylindrischen Biegefläche 18 des Biegeabschnittes 7 beträgt R; und in dem Abstand von der Biegemitte P bis zu der Drehmitte O beträgt der Abstand, der sich auf die Richtung (Richtung X; die nach rechts und nach links weisende Richtung in 4) bezieht, die senkrecht zu der linearen Richtung ist, unter der Annahme, dass das Material 2 linear ist, bevor das Material 2 in der Biegerichtung des Materials 2 gebogen wird, X, und der Abstand, der sich auf die Richtung (Richtung Y; die nach oben und nach unten weisende Richtung in 4) bezieht, die parallel zu der linearen Richtung ist, auf der Grundlage der gleichen Annahme Y. Hierbei ist die Biegemitte P an eine Position relativ zu der Drehmitte O gesetzt, wobei die folgenden Ausdrücke erfüllt sind: X = (R + W × a) × θ/2/tan(θ/2) Y = (R + W × a) × θ/2 0 < θ ≤ π/2
Nachstehend sind die vorstehend aufgezeigten Ausdrücke beschrieben. Zunächst bewegt, wie dies in der vorstehend beschriebenen 15 gezeigt ist, wenn das Material 2 in einem Zustand gebogen wird, bei dem die Biegemitte P und die Drehmitte O miteinander übereinstimmen, sich das Material 2 um (R + W × a) × θ an der neutralen Linie N relativ zu der ersten Einspanneinrichtung 3a. Das heißt, das Material 2 wird um die Umfangslänge des Biegeteils der neutralen Linie N hereingezogen (Einzug). Demgemäß kann, um zu verhindern, dass das Material 2 während des Biegens eingezogen wird, der Biegeabschnitt 7 entlang des Materials 2 um (R + W × a) × θ von dem Beginn bis zu dem Ende des Biegens bewegt werden. Wie dies aus 4 ersichtlich ist, wird der Abstand in der Richtung X des Biegeabschnittes 7 vor und nach dem Biegen nicht geändert, und daher kann der Biegeabschnitt 7 um (R + W × a) × θ in der Richtung Y bewegt werden. Da der Biegeabschnitt 7 um die Drehmitte O bewegt wird, wie dies aus 4B ersichtlich ist, beträgt der Abstand zwischen der Biegemitte P und der Drehmitte O in der Richtung Y die Hälfte des Bewegungsabstandes des Biegeabstandes 7, d. h. (R + W × a) × θ/2.
Somit kann, wenn der Abstand der Biegemitte P von der Drehmitte O in der Richtung Y erhalten wird, dann der Abstand in der Richtung X (R + W × a) × θ/2/tan(θ/2) in ähnlicher Weise durch trigonometrische Funktionen abgeleitet werden. Es sollte hierbei beachtet werden, dass 0 < θ ≤ π/2 so definiert ist, weil in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht verhindert werden kann, dass das Material 2 eingezogen wird, wenn der Biegewinkel so definiert ist, dass er größer als π/2 ist.
Da gemäß dem vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispiel das Material 2 gebogen werden kann, indem lediglich die erste und die zweite Einspanneinrichtung 3a und 4a relativ zueinander in einem Zustand gebogen wird, bei dem der Biegeabschitt 7 um einen vorbestimmten Betrag von der Drehmitte O versetzt ist, ist daher der Biegemechanismus einfach. Demgemäß kann ein akkurates Biegen mit Leichtigkeit ausgeführt werden. Darüber hinaus wird während des Biegens das Material 2 nicht relativ zu der ersten Einspanneinrichtung 3a versetzt. Dies ist unter Bezugnahme auf die 5 und 6 nachstehend beschrieben. In den 5 und 6 ist die Position des Materials 2, die einem Ende der ersten Einspanneinrichtung 3a vor dem Ausführen des Biegens entspricht, so gezeigt, dass der Bewegungsbetrag relativ zu der ersten Einspanneinrichtung 3a während des Biegens dargestellt ist. 5 zeigt das Biegen, das in einem Zustand ausgeführt wird, bei dem die Drehmitte O und die Biegemitte P miteinander übereinstimmen, während 6 das Biegen zeigt, das gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.
Bei dem in 5 dargestellten Aufbau wird das Material 2 entlang der zylindrischen Biegeflache 18 des Biegeabschnittes 17 gebogen. Hierbei wird, wie dies in den 5A bis 5E gezeigt ist, das Material 2 relativ zu der ersten Einspanneinrichtung 3a um den Betrag versetzt, den sich das Material 2 entlang der zylindrischen Biegefläche 18 verformt, und schließlich wird das Material 2 relativ zu der ersten Einspanneinrichtung 3a um die in 5E gezeigte Länge L versetzt. Der Wert L entspricht dem vorstehend beschrieben Wert (R + W × a) × θ. Wie dies vorstehend beschrieben ist, können, wenn das Material 2 gebogen wird und sich relativ zu der ersten Einspanneinrichtung 3a bewegt, das Material 2 und die Unterdrückungsflache 8 des Unterdrückungsabschnittes 6, die zu der ersten Einspanneinrichtung 3a gehoren, gegeneinander kratzen, was zu einer Beschadigung des Materials 2 führt. Es sollte hierbei beachtet werden, dass 5 den Aufbau zeigt, bei dem das Material 2 fixiert ist, um ein Versetzen des Materials relativ zu der zweiten Einspanneinrichtung 4a zu vermeiden. Wenn das Material 2 relativ zu der zweiten Einspanneinrichtung 4a versetzt werden kann, kann das Material 2 auch relativ zu der zweiten Einspanneinrichtung 4a versetzt werden.
Andererseits dreht sich gemäß dem in 6 gezeigten vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie dies von 6A bis 6E gezeigt ist, der Biegeabschnitt 7 mit dem Material 2 um die Drehmitte O. Dann bewegt sich, wie dies in 6E gezeigt ist, der Biegeabschnitt 7 zu der Position, an der der Krümmungsradius der zylindrischen Biegefläche 18 mit der Biegemitte P übereinstimmt. In dem Fall gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Biegemitte P um eine geeignete Entfernung relativ zu der Drehmitte O versetzt, und daher bewegt sich das Material 2 nicht relativ zu der ersten Einspanneinrichtung 3a, wie dies aus 6E ersichtlich ist. Als ein Ergebnis kann verhindert werden, dass das Material 2 und die erste Einspanneinrichtung 3a gegeneinander kratzen, wenn das Biegen ausgeführt wird, wodurch jegliche Beschädigung bei dem Material 2 vermieden werden kann. Darüber hinaus können, wenn das Material 2 ein flacher rechtwinkliger Draht ist, der Motorwicklungen ausbildet, die Motorwicklungen in einer ausgezeichneten Qualität erhalten werden, da eine Isolationsemaillelage während des Biegens nicht beschädigt wird.
Während vorstehend der Fall beschrieben ist, bei dem die erste Einspanneinrichtung 3a relativ zu der zweiten Einspanneinrichtung 4a gedreht wird, kann die erste Einspanneinrichtung 3a auch fixiert sein und kann die zweite Einspanneinrichtung 4a relativ zu der ersten Einspanneinrichtung 3a gedreht werden. In diesem Fall wird die Krummungsmitte der zylindrischen Biegefläche 18 des Biegeabschnittes 17, der zu der ersten Einspanneinrichtung 3a gehört, zu der Biegemitte.
Zweites Ausführungsbeispiel
7 zeigt eine Biegevorrichtung 1b gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in der der Biegeabschnitt 7 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eine abgewandelte Form hat. Nachstehend ist hauptsächlich der Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert.
Wie dies in 7 gezeigt ist, ist an einem Biegeabschnitt 7a, der eine erste Einspanneinrichtung 3b bildet, eine zylindrische Biegefläche 18a, die ein Viertel eines Kreises unter Betrachtung aus der senkrechten Richtung zu der Betrachtungsebene von 7 ausbildet, auf der Endstückfläche eines rechtwinkligen Abschnittes 26 ausgebildet, der entlang der axialen Richtung des Materials 2 länglich ist und dessen Querschnitt senkrecht zu der axialen Richtung rechteckig ist. Die zylindrische Biegefläche 18a ist eine teilzylindrische Fläche, die an einem benachbarten Abschnitt zwischen der Seitenfläche des Biegeabschnittes 7a an der Seite des Materials 2 und der Endstückfläche des Biegeabschnittes 7a vorgesehen ist. Eine Mittelachse (die Achse, die durch die Mitte der Krümmung tritt) der zylindrischen Biegefläche 18a passiert senkrecht zu der Betrachtungsebene von 7. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Material 2 durch die Seitenflache des rechteckigen Abschnittes 26 und den Unterdrückungsabschnitt 6, der zu der ersten Einspanneinrichtung 3b gehört, und zwischen ihnen gehalten. Die Positionsbeziehung zwischen der Krümmungsmitte der zylindrischen Biegefläche 18a und der Drehmitte O der ersten und zweiten Einspanneinrichtung 3b und 4a ist die gleiche wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht der rechteckige Abschnitt 26 dem Halteabschnitt 9 von 1. Als ein Ergebnis können der Halteabschnitt und der Biegeabschnitt durch ein einziges Element aufgebaut sein, und daher kann die Anzahl an Elementen im Vergleich zu dem in 1 gezeigten Aufbau verringert werden, was zu einer weiteren Kostenverringerung führt.
Drittes Ausführungsbeispiel
Die 8 bis 10 zeigen eine Biegemaschine 27 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die durch eine Kombination einer Vielzahl an Biegevorrichtungen aufgebaut ist, die von der vorstehend beschriebenen Art sind. Jede der Biegevorrichtungen ist ähnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut. Zunächst ist eine Übersicht über die Biegemaschine 27 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
Die Biegemaschine 27 ist so angeordnet, dass eine Vielzahl an Biegevorrichtungen 1a in Reihe angeordnet sind, indem abwechselnd die ersten Einspanneinrichtungen 3a und die zweiten Einspanneinrichtungen 4a an den Drehmitten O gekuppelt sind, so dass das Material 2 an einer Vielzahl an Abschnitten gebogen werden kann. Schließlich sind zwischen einem Paar an Endeinspanneinrichtungen 28a und 28b drei mittlere Einspanneinrichtungen 29a, 29b und 29c angeordnet. Unter ihnen ist die Einspanneinrichtung 28a, die an der unteren Seite in 8A angeordnet ist, mit der zweiten Einspanneinrichtung 4a an einem Ende (an der oberen Seite in 8A) versehen. Die Endeinspanneinrichtung 28b, die an der oberen Seite in 8A angeordnet ist, ist mit der ersten Einspanneinrichtung 3a an dem anderen Ende (an der unteren Seite in 8A) versehen.
Die mittleren Einspanneinrichtungen 29a, 29b und 29c sind jeweils mit sowohl der ersten Einspanneinrichtung 3a als auch der zweiten Einspanneinrichtung 4a an den entgegengesetzten Enden versehen. Hierbei sind die drei mittleren Einspanneinrichtungen 29a, 29b und 29c jeweils mit den ersten und zweiten Einspanneinrichtungen 3a und 4a so versehen, dass die Drehrichtung an der mittleren Einspanneinrichtung 29b, die in der Mitte der drei mittleren Einspanneinrichtungen 29a, 29b und 29c angeordnet ist, geändert wird.
Die Einspanneinrichtungen 28a, 28b, 29a, 29b und 29c, die in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaut sind, sind miteinander an den ersten Einspanneinrichtungen 3a und den zweiten Einspanneinrichtungen 4a über die Drehwellen 5a gekuppelt. Das heißt, die zweite Einspanneinrichtung 4a der Endeinspanneinrichtung 28a und die erste Einspanneinrichtung 3a der mittleren Einspanneinrichtung 29a sind so gekuppelt, dass die mittlere Einspanneinrichtung 29a sich relativ zu der Endeinspanneinrichtung 28a in der Richtung des Uhrzeigersinns in 8 dreht. Des Weiteren sind die zweite Einspanneinrichtung 4a der mittleren Einspanneinrichtung 29a und die erste Einspanneinrichtung 3a der mittleren Einspanneinrichtung 29b so gekuppelt, dass die mittlere Einspanneinrichtung 29b sich relativ zu der mittleren Einspanneinrichtung 29a in der Richtung des Uhrzeigersinns in 8 dreht. Daruber hinaus sind die zweite Einspanneinrichtung 4a der mittleren Einspanneinrichtung 29b und die erste Einspanneinrichtung 3a der mittleren Einspanneinrichtung 29c so gekuppelt, dass die mittlere Einspanneinrichtung 29c sich relativ zu der mittleren Einspanneinrichtung 29b in der Richtung des Gegenuhrzeigersinns von 8 dreht. Darüber hinaus sind die zweite Einspanneinrichtung 4a der mittleren Einspanneinrichtung 29c und die erste Einspanneinrichtung 3a der Endeinspanneinrichtung 28b so gekuppelt, dass sich die Endeinspanneinrichtung 28b relativ zu der mittleren Einspanneinrichtung 29c in der Richtung des Gegenuhrzeigersinns von 8 dreht.
Wenn das Material 2 durch die Biegemaschine 27 gebogen wird, wird das Material 2 an den Einspanneinrichtungen 28a, 28b, 29a, 29b und 29c angeordnet, und dann werden die Einspanneinrichtungen 28a, 28b, 29a, 29b und 29c aus dem in 8A gezeigten Zustand zu dem in 8B gezeigten Zustand relativ gedreht. Als ein Ergebnis wird das Material 2 an vier Abschnitten gebogen, um eine Form auszubilden, die im Wesentlichen wie ein Buchstabe S aussieht. Es sollte hierbei beachtet werden, dass für die Biegevorrichtungen, zu denen die Einspanneinrichtungen 28a, 28b, 29a, 29b und 29c gehören, die Biegevorrichtung 1b gemäß dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel aufgegriffen werden kann. Die Anzahl der Abschnitte, an denen das Material 2 gebogen wird, kann eingestellt werden, indem die Anzahl der mittleren Einspanneinrichtungen erhöht oder verringert wird. Des Weiteren kann die Position, an der das Material 2 gebogen werden kann, auch eingestellt werden, indem die Lange der mittleren Einspanneinrichtungen geändert wird.
Eine Biegemaschine 27a mit einem Mechanismus fur ein relatives Drehen der Einspanneinrichtungen 28a, 28b, 29a, 29b und 29c, wie sie vorstehend beschrieben sind, ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 9 bis 12 erläutert. Die Biegemaschine 27a weist eine Basis 30, ein fixiertes Befestigungselement 31, das an der Basis 30 fixiert ist, einen Gleitmechanismus 32, der in den Richtungen X und Y senkrecht zueinander (d. h. so, dass ein rechter Winkel dazwischen ausgebildet wird) auf einer Ebene bewegbar ist, die parallel zu der Oberfläche der Basis 30 ist, und ein bewegliches Befestigungselement 33 auf, das an einem beweglichen Abschnitt des Gleitmechanismus 32 vorgesehen ist. Das fixierte Befestigungselement 31 ist so angeordnet, dass die Endeinspanneinrichtung 28 so befestigt ist, dass sie in der Richtung Y ausgerichtet ist. Der Gleitmechanismus 32 weist ein erstes Schienenelement 34, das in der Richtung X angeordnet ist, ein zweites Schienenelement 35, das in der Richtung Y angeordnet ist, ein erstes Bewegungselement 36, das auf dem ersten Schienenelement 34 bewegbar ist, und ein zweites Bewegungselement 37 auf, das auf dem zweiten Schienenelement 35 bewegbar ist. Das bewegliche Befestigungselement 33 ist an dem ersten Bewegungselement 36 befestigt. Das erste Schienenelement 34 ist an dem zweiten Bewegungselement 37 befestigt. Das bewegliche Befestigungselement 33 ist so angeordnet, dass die Endeinspanneinrichtung 28b so angebracht ist, dass sie in der Richtung Y ausgerichtet ist. Somit ist das bewegliche Befestigungselement 33 in den Richtungen X und Y versetzbar, während die Endeinspanneinrichtung 28b in der Richtung Y ausgerichtet gehalten bleibt.
An dem fixierten Befestigungselement 31 und dem beweglichen Befestigungselement 33 sind die Endeinspanneinrichtungen 28a und 28b jeweils so angebracht, dass sie in der Richtung Y ausgerichtet sind. Von den mittleren Einspanneinrichtungen 29a, 29b und 29c kann die mittlerste Einspanneinrichtung 29b der mittleren Einspanneinrichtungen so angetrieben werden, dass sie sich durch einen Drehtisch 38 dreht. Schließlich ist ein Drehzapfen 40, der für die mittlere Einspanneinrichtung 29b vorgesehen ist, in ein Langloch 39 lose und entfernbar eingesetzt, wobei dieses Langloch 39 an dem Drehtisch 38 in der radialen Richtung ausgebildet ist. Die Drehmitte des Drehtischs 38 ist so festgelegt, dass sie mit der Drehmitte der Endeinspanneinrichtung 28a und der mittleren Einspanneinrichtung 29a übereinstimmt. Alternativ kann das Langloch 39 an der Seite der mittleren Einspanneinrichtung 29b angeordnet sein und kann der Drehzapfen 40 an der Seite des Drehtischs 38 angeordnet sein.
Wenn das Biegen ausgeführt wird, wird, wie dies in 9 dargestellt ist, das Material 2 an den Einspanneinrichtungen 28a, 28b, 29a, 29b und 29c angeordnet. Indem ermöglicht wird, dass der Drehtisch 38 sich aus diesem Zustand dreht, beginnt die mittlere Einspanneinrichtung 29b sich um die Drehmitte der Endeinspanneinrichtung 28a und der mittleren Einspanneinrichtung 29a zu drehen auf der Grundlage des Eingriffs des Langlochs 39 und des Drehzapfens 40. Dann drehen sich, wie dies in den 10 bis 12 gezeigt ist, während die Endeinspanneinrichtung 28 in der Richtung Y ausgerichtet gehalten wird, die Einspanneinrichtungen 28, 28b, 29a, 29b und 29c relativ.
Hierbei steht, wie dies in den Zuständen von 11 bis 12 gezeigt ist, eine Rolle 41, die an der Endeinspanneinrichtung 28b angeordnet ist, mit einer Wandfläche 42 in Eingriff, die an der Basis 30 angeordnet ist und in der Richtung Y geneigt ist, so dass sich die Endeinspanneinrichtung 28b sanft zu einer vorbestimmten Position bewegt. Dann wird, wie dies in 12 gezeigt ist, die Drehbewegung in dem Zustand beendet, bei dem die mittlere Einspanneinrichtung 29c an einem Stopper 43 anliegt, der an einem Abschnitt vorgesehen ist, der benachbart zu dem fixierten Befestigungselement 31 an der Basis 30 ist. Als ein Ergebnis kann das Material 2 gleichzeitig an vier Abschnitten jeweils um 90 Grad gebogen werden. Es sollte hierbei beachtet werden, dass, wie dies in 9B gezeigt ist, die Einspanneinrichtungen 28a, 28b, 29a, 29b und 29c in dem Zustand linear angeordnet sind, in dem die Endeinspanneinrichtung 28b und die mittlere Einspanneinrichtung 29c an zusätzlichen Stoppern 44 und 44 anliegen, die an der Basis 30 vorgesehen sind.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaut ist und funktioniert, kann das Material 2 gleichzeitig an vier Abschnitten gebogen werden, und daher können beliebige komplizierte Biegeformen akkurat und in einer kurzen Zeit erzielt werden, wodurch die Herstellkosten verringert werden. Dies ist so, da jede der Biegevorrichtungen 1a, die zu der Biegemaschine 27a gehören, kein Hereinziehen des Materials 2 verursacht, wenn das Biegen ausgeführt wird, und das Material 2 sogar dann nicht eingezogen wird, wenn das Material 2 an vier Abschnitten gleichzeitig gebogen wird. Demgemäß ändert sich das Maß des Materials 2 sogar dann nicht, wenn das Material 2 an vier Abschnitten gleichzeitig gebogen wird, und beliebige komplizierte Biegeformen können akkurat und in einer kurzen Zeit erzielt werden.
Indem das Biegen des Materials 2 in der vorstehend beschriebenen Weise häufig wiederholt wird, kann beispielsweise ein gewelltes (wellenartiges) Wicklungselement 45, wie es in 13 gezeigt ist, erzielt werden. Ein derartig gewelltes Wicklungselement 45 wird beispielsweise fur einen Stator 46 verwendet, der in 14 gezeigt ist. Dieser Stator 46 ist kurz beschrieben. Der Stator 46 wird in einem Motor angewendet und ist so aufgebaut, dass Wicklungen 49 der drei Phasen U, V und W, die jeweils durch eine Vielzahl an gestapelten Wicklungselementen 45 ausgebildet sind, in Schlitze 48 und 48 angeordnet sind, die in einer Vielzahl an Abschnitten an der Innenumfangsfläche eines zylindrischen Statorkerns 47 ausgebildet sind. Im Allgemeinen wird, wenn der Stator 46 aufgebaut wird, vor dem Anordnen in dem Statorkern 47 eine Vielzahl an Wicklungselementen 45 gestapelt, um die Wicklungen 49 auszubilden, und danach werden die Wicklungen 49 in dem Statorkern 47 unter Verwendung einer Einführeinspanneinrichtung angeordnet. In einigen Fällen wird jedoch eine Vielzahl an Wicklungselementen 45 in dem Statorkern 47 angeordnet, und in diesem Zustand werden die Wicklungselemente 45 durch Schweißen oder dergleichen verbunden.
Da gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Anzahl der gebogenen Abschnitte der Wicklungselemente 45, die ausgebildet werden, erhöht werden kann, können die Verbindungsabschnitte der Wicklungselemente 45 verringert werden, wodurch sich die Herstellkosten verringern. Außerdem können bei verringerten Verbindungsabschnitten die Intervalle zwischen den Wicklungselementen 45 verkürzt werden, wodurch die Größe der Wicklungen 49 verringert wird.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die Biegevorrichtung und die Biegemaschine gemäß der vorliegenden Erfindung können zum Ausbilden von Motorwicklungen verwendet werden und sind insbesondere dazu geeignet, ein kompliziertes Biegen wie beispielsweise von Motorwicklungen für ein Hybridfahrzeug auszufuhren.
Bezugszeichenliste

1, 1a, 1b: Biegevorrichtung
2: Material
3, 3a, 3b: Erste Einspanneinrichtung
4, 4a: Zweite Einspanneinrichtung
5, 5a: Drehwelle
6: Unterdrückungsabschnitt
7, 7a: Biegeabschnitt
8: Unterdrückungsfläche
9: Halteabschnitt
10: Haltefläche
11: Erster Block
12: Körperabschnitt
13: Vorragender Abschnitt
14: Benachbarter Abschnitt
15: Schraube
16: Positionierplatte
17: Lockerungsverhinderungsplatte
18, 18a: Zylindrische Biegefläche
19: Einsetzabschnitt
20: Einsetzloch
21: Absatzabschnitt
22: Zweiter Block
23: Körperabschnitt
24: Vorragender Abschnitt
25: Durchgangsloch
26: Rechtwinkliger Abschnitt
27, 27a: Biegemaschine
28a, 28b: Endeinspanneinrichtung
29a, 29b, 29c: Mittlere Einspanneinrichtung
30: Basis
31: Fixiertes Befestigungselement
32: Gleitmechanismus
33: Bewegliches Befestigungselement
34: Erstes Schienenelement
35: Zweites Schienenelement
36: Erstes Bewegungselement
37: Zweites Bewegungselement
38: Drehtisch
39: Langloch
40: Drehzapfen
41: Rolle
42: Wandfläche
43: Stopper
44: Zusätzlicher Stopper
45: Wicklungselement
46: Stator
47: Statorkern
48: Schlitz
49: Wicklung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006-271121 A [0003]
JP 2004-104841 A [0003]
JP 55-122924 A [0003]

Claims

Biegevorrichtung mit einer ersten Einspanneinrichtung und einer zweiten Einspanneinrichtung, die so gekuppelt sind, dass sie um eine Drehwelle drehbar sind, und die ein vorgeschriebenes Material, das an der ersten Einspanneinrichtung und der zweiten Einspanneinrichtung befestigt ist, biegt, wenn sich die erste und die zweite Einspanneinrichtung relativ zueinander drehen, wobei die Biegevorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die erste Einspanneinrichtung einen Unterdrückungsabschnitt, der an einer Seite, die zu einer Drehrichtung entgegengesetzt ist, angeordnet ist und einen Versatz des Materials unterdrückt, und einen Biegeabschnitt aufweist, der um einen vorbestimmten Betrag von einer Drehmitte zu einer Drehseite des Materials hin versetzt ist, und eine teilzylindrische Fläche hat mit einem Krümmungsradius, der im Wesentlichen einen gleichen Krümmungsradius einer Innenumfangsflache des Materials zumindest nach dem Biegen des Materials hat, die zweite Einspanneinrichtung einen Unterdrückungsabschnitt hat, der an der Seite angeordnet ist, die zu der Drehrichtung entgegengesetzt ist, und den Versatz des Materials unterdrückt, und eine Biegemitte des Materials an einer Position angeordnet ist, die von der Drehmitte der ersten und der zweiten Einspanneinrichtung zu der Drehseite hin so abweicht, dass das Material nicht relativ zu der ersten und der zweiten Einspanneinrichtung versetzt wird, wenn das Material gebogen wird.
Biegevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Biegeabschnitt sich so bewegt, dass der Biegeabschnitt vor dem Biegen an einer Seite der ersten Einspanneinrichtung relativ zu einer senkrechten Linie positioniert ist, die senkrecht zu der ersten und der zweiten Einspanneinrichtung in einem linearen Zustand ist und durch die Drehmitte tritt, und der Biegeabschnitt nach dem Biegen an einer Seite der zweiten Einspanneinrichtung relativ zu der senkrechten Linie positioniert ist.
Biegevorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Biegemitte des Materials an einer Position angeordnet ist, die die folgenden Ausdrücke erfüllt: X = (R + W × a) × θ/2/tan(θ/2) Y = (R + W × a) × θ/2 0 < θ ≤ π/2 wobei θ der Biegewinkel des Materials ist; W die Dicke oder der Durchmesser des Materials ist; a ein Verhältnis aus einem Abstand zwischen einer neutralen Linie des Materials und der Innenumfangsfläche des Materials nach dem Biegen des Materials zu W ist; R der Krümmungsradius einer zylindrischen Fläche des Biegeabschnitts ist; und von einem Abstand von der Biegemitte zu der Drehmitte der ersten und zweiten Einspanneinrichtung, X ein Abstand ist, der sich auf eine Richtung, die senkrecht zu einer linearen Richtung steht, bezieht unter der Annahme, dass der Zustand des Materials, bevor das Material gebogen wird, in einer Biegerichtung linear ist, und Y ein Abstand ist, der sich auf eine Richtung bezieht, die parallel zu der linearen Richtung ist, auf der Grundlage der gleichen Annahme.
Biegevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das vorgeschriebene Material ein flacher rechtwinkliger Draht ist, der eine Motorwicklung ausbildet.
Biegemaschine, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl der Biegevorrichtungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 in Reihe angeordnet sind, indem die ersten Einspanneinrichtungen und die zweiten Einspanneinrichtungen abwechselnd an den Drehmitten so gekuppelt sind, dass das vorgeschriebene Material an einer Vielzahl an Abschnitten gebogen wird.
Biegemaschine gemäß Anspruch 5, die des Weiteren folgendes aufweist: eine Basis; ein fixiertes Befestigungselement, das an der Basis fixiert ist; einen Gleitmechanismus, der in einer Richtung X und einer Richtung Y bewegbar ist, die senkrecht zueinander sind, auf einer Ebene, die parallel zu einer Oberfläche der Basis ist; und ein bewegliches Befestigungselement, das an einem beweglichen Abschnitt des Gleitmechanismus vorgesehen ist, wobei fünf Einspanneinrichtungen in Reihe angeordnet sind, indem die ersten Einspanneinrichtungen und die zweiten Einspanneinrichtungen abwechselnd gekuppelt sind, wobei eine der fünf in Reihe angeordneten Einspanneinrichtungen, die an einem Ende von ihnen angeordnet ist, an dem fixierten Befestigungselement angebracht ist, und eine der fünf in Reihe angeordneten Einspanneinrichtungen, die an ihrem anderen Ende angeordnet ist, an dem beweglichen Befestigungselement angebracht ist, und die Einspanneinrichtung an dem anderen Ende in den Richtungen X und Y bewegt wird, während sie in der gleichen Richtung vor und nach dem Biegen ausgerichtet gehalten wird, so dass das Material gleichzeitig an vier Abschnitten gebogen wird.
Biegemaschine gemäß Anspruch 6, wobei das Material gebogen wird, indem eine Biegekraft auf eine der funf in Reihe angeordneten Einspanneinrichtungen aufgebracht wird, die in der Mitte angeordnet ist.
Biegemaschine gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei das fixierte Befestigungselement so angeordnet ist, dass die Einspanneinrichtung an dem einen Ende so angebracht ist, dass sie in der Richtung Y ausgerichtet ist, das bewegliche Befestigungselement so angeordnet ist, dass die Einspanneinrichtung an dem anderen Ende so angebracht ist, dass sie in der Richtung Y ausgerichtet ist, und das Material jeweils um 90 Grad gebogen wird.