JP2008028049A - 平角線折り曲げ装置、平角線折り曲げ機および平角線折り曲げ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 線材硬さに応じて折り曲げ角度を補正することができ、常に一定で、かつ確実に所望の折り曲げ角度で折り曲げることができ、ねじれのない多層の角筒コイル成形ができる平角線折り曲げ装置、平角線折り曲げ機および平角線折り曲げ方法を提供する。
【解決手段】 折り曲げ装置１０を、平角線Ｗの幅方向一方側端面と当接し折り曲げの中心となる巻治具１１、他方側端面を巻治具１１側に押圧して折り曲げ成形する成形治具２０、成形治具２０を支持し巻治具１１の周囲を回動する回動手段３０、折り曲げた平角線Ｗがスプリングバックにより戻った位置での測定部位までの距離を測定する変位測定器５０、及びその測定値と予め測定可能な平角線の適正な位置での測定値との変位差量を角度に換算し、その角度を所望の折り曲げ角度に加算して折り曲げ補正角度を決定し、この折り曲げ補正角度で回動手段を回動制御する構成とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、平角線折り曲げ装置、平角線折り曲げ機および平角線折り曲げ方法に係り、より詳しくは、断面矩形状の平角線を、その幅方向一方側端面を内側とするとともに幅方向他方側端面を外側として所定角度折り曲げる平角線折り曲げ装置、平角線折り曲げ機および平角線折り曲げ方法に関する。

従来、トランスやモータ等用として、断面矩形形状の平角線を順次折り曲げて形成された角形コイルが用いられている。この角形コイルは、断面丸形状の導線である丸線のソレノイドコイルと比較して、空間の利用効率がよいうえに、大電流を流すことができ、また熱損失も少ないものであることから多用されている。
一般に、平角線をその厚み方向に折り曲げることは容易であるが、幅方向に折り曲げることは困難である。平角線を曲げ困難な幅方向に折り曲げる装置として、線材をコイリングするコイル成形装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
図１７に示すように、上記特許文献１に開示されたコイル成形装置１１０は、治具１１１とローラ１１３とを備えて構成され、治具１１１の軸部１１２周りをローラ１１３が回動することにより線材Ｗ１００が曲げ加工され、この曲げ加工を繰り返すことによりコイリングするようになっている。

特開２００３−１８１５７９号公報

ところで、線材（平角線）が治具（巻芯）を中心にして折り曲げられるとき、巻芯の上端に設けたフランジで平角線を押して略水平とするが、巻治具（ローラ）と当接する部分の平角線は折り曲げとともに塑性変形するため、この側の平角線の厚みは素材寸法よりも厚くなる。
平角線には絶縁皮膜処理が施されているため、平角線の折り曲げ時に、上記絶縁皮膜の剥れがないようにしなければならず、そのため、フランジと平角線との間に、この平角線の厚み方向の膨らみを見込んだ隙間を確保しなければならない。
ところが、前記特許文献に開示されたコイル成形装置では、このフランジが平角線の全幅をガイドし、かつ平角線の他端側は成形ローラの円筒面が当たるため、平角線は隙間分だけ広い空間内でその姿勢が変わりうる、という問題がある。

また、平角線に限らず金属材料においては、降伏点を超えない範囲で折り曲げた場合、材料のもつ復元性により元の姿勢に戻ろうとする力、つまりスプリングバックがある。このスプリングバックは材質によってその変位量が異なる。そのため、折り曲げる材料のスプリングバックを把握することが製品の完成度を高めることになる。
ところが、前記特許文献１に開示されたコイル成形装置では、治具１１１とローラ１１３とを用いて線材である平角線Ｗ１００を折り曲げているが、曲げ加工後のスプリングバックについては、詳細な記載がなされていない。
上記コイル成形装置では、ローラ１１３を回動させて平角線Ｗ１００を折り曲げる際に、スプリングバックを考慮して直角よりわずか多めに回動範囲を決めて行う旨の記載がなされている。
さらに、線材、つまり平角線のロット毎、および同一ロット内においての周期的な線材硬さのわずかな変動が、スプリングバック量をばらつかせ、多層の角筒成形コイル成形の際にコイルのねじれの原因となっている。
そのため、上記のような影響を抑え、平角線の正確なスプリングバックを把握し、そのスプリングバックを考慮に入れて折り曲げることができる装置が望まれている。

本発明の目的は、断面矩形形状の平角線の線材硬さに応じて折り曲げ角度を補正することができ、常に一定で、かつ確実に所望の折り曲げ角度で折り曲げることができ、ねじれのない多層の角筒コイル成形ができる平角線折り曲げ装置、平角線折り曲げ機および平角線折り曲げ方法を提供することである。

本発明の平角線折り曲げ装置は、上流側から連続して送り出される断面矩形形状の平角線を、当該平角線の幅方向一方側端面を内側とするとともに他方側端面を外側として所定角度折り曲げる平角線折り曲げ装置であって、前記平角線の幅方向一方側端面と当接しかつ折り曲げの中心となる巻治具と、この巻治具と対向配置されるとともに前記平角線の他方側端面を前記巻治具側に押圧して前記巻治具とで挟持し、かつ前記平角線を折り曲げ成形する成形治具と、この成形治具を支持するとともに前記平角線を前記巻治具と前記成形治具とで挟持した状態で前記巻治具の周囲を回動する回動手段と、前記巻治具の近傍に設けられ、前記平角線を所定角度折り曲げた後その位置からスプリングバックにより戻った位置の測定部位までの距離を測定する変位測定器と、を備えて構成し、この変位測定器により測定した前記スプリングバック後の測定値と、定数として制御装置に予め入力可能な適正スプリングバック位置での測定値との変位差を演算し、その変位差を角度に換算するとともに前記平角線の所望の折り曲げ角度に加算して折り曲げ補正角度を決定し、この折り曲げ補正角度で前記回動手段を回動制御することを特徴とする。

この発明によれば、平角線を折り曲げたとき生じるスプリングバックの変位差に基づいて折り曲げ補正角度が決定され、この折り曲げ補正角度で平角線が順次折り曲げられる。その結果、線材硬さに応じて折り曲げ角度を補正することができ、常に一定で、かつ確実に所望の折り曲げ角度とすることができ、また、多数回順次折り曲げても、折り曲げ角度を常に一定とすることができるので、ねじれのない多層の角筒コイル成形を形成することができ、角度が揃った高品質の製品とすることができる。

本発明では、前記請求項１に記載の平角線折り曲げ装置において、前記平角線の送出方向先端側を下流としたとき、上流側が下流側より高くなるように傾斜させた状態で送出する構成が好ましい。
この発明では、平角線の送出方向の上流側が下流側より高くなるように、平角線を傾斜させて送出することで、平角線を順次折り曲げて積層した場合の、平角線間のより高い密着性を得ることができる。

本発明では、請求項１または２に記載の平角線折り曲げ装置において、前記巻治具を、前記平角線の幅方向一方側端部が当接する巻芯とこの巻芯の上端に設けた、前記平角線の幅の略半分弱を押さえるフランジとを含み構成し、このフランジを、前記平角線を折り曲げるときその平角線が略水平となるように押し当て可能とし、前記成形治具の上部に、前記平角線の幅方向他方側端部の略半分弱をガイドする凹溝を形成した構成が好ましい。

この発明では、巻治具側のフランジは同じく膨らみを見込んだ隙間で平角線の幅の半分弱をガイドし、折り曲げ時に線材厚みに変化のない平角線の外側端の上面を成形治具に設けた凹溝の上側フランジで規制することにより、折り曲げ時の平角線の姿勢を確実にし、より安定したコイル成形が可能になる。

本発明では、請求項３に記載の平角線折り曲げ装置において、前記平角線の折り曲げ時の荷重がかかる前記巻芯の上部を補強部材で補強するとともに、前記巻芯の下部を固定の巻芯ガイド部材で支持した構成が好ましい。

この発明では、巻治具の巻芯の上部が補強部材で補強され、下部が固定の巻芯ガイド部材で支持されているので、巻芯を中心としてその周りを成形治具が回動して平角線を折り曲げるとき、巻芯にかかる曲げ応力を補強部材と巻芯ガイド部材とで受けることができる。その結果、折り曲げ時に巻芯の変位を抑えることができ、折り曲げごとの折り曲げ角度を一致させることができる。

本発明では、請求項４に記載の平角線折り曲げ装置において、前記回動手段を、前記巻芯ガイド部材の外周に装着した軸受とこの軸受を保持する軸受箱とを備えた構成とし、前記回動手段を回動駆動手段により前記折り曲げ補正角度の範囲内で一方向または反対方向に回動させる構成が好ましい。

この発明では、軸受と軸受箱とを備えて回動手段が構成されているので、回動手段のスムーズな回動動作を得ることができる。その結果、折り曲げ動作をスムーズに行うことができる。

本発明では、請求項１ないし５のいずれか一つに記載の平角線折り曲げ装置において、前記変位測定器を、レーザー変位測定器で構成した構成が好ましい。

この発明では、高精度の測定が可能となり、平角線の正確な折り曲げ角度の維持が可能となる。

本発明の平角線折り曲げ機は、請求項１ないし６のいずれか一つに記載の平角線折り曲げ装置を備えた平角線折り曲げ機であって、前記平角線折り曲げ装置の前記平角線の送出方向上流側に配置されるとともに、前記平角線を前記平角線折り曲げ装置にガイドする線材ガイドユニットを備え、この線材ガイドユニットの線材ガイド部材の前記平角線折り曲げ装置側先端に挿通孔を形成するとともに、この挿通孔に前記巻芯の上部を挿通可能とし、前記線材ガイド部材で前記巻芯の上部を補強する前記補強部材を兼用させたことを特徴とする。

この発明では、平角線折り曲げ装置の巻芯の上部を補強する補強部材を、平角線をガイドする線材ガイドユニットで兼用させたので、補強部材を新たに設けなくてもよく、複数の用途を１つの部材で兼用することができる。その結果、部材点数を少なくすることができる。

本発明では、請求項７に記載の平角線折り曲げ機において、前記線材ガイド部材の上面に、前記平角線の送出方向上流側が下流側より高くなった傾斜の傾斜ガイド面を形成した構成が好ましい。

本発明では、請求項７または８に記載の平角線折り曲げ機において、前記線材ガイド部材の前記巻治具および成形治具側端部に、前記傾斜ガイド面に沿って送られた前記平角線を覆い当該平角線を前記線折り曲げ装置の巻治具と成形治具とにガイドする最終ガイド部材を設けた構成が好ましい。

この発明では、平角線を傾斜ガイド面から、平角線折り曲げ装置の巻治具と成形治具とに送る際、平角線が最終ガイド部材でガイドされているので、正確に送ることができる。

本発明では、請求項９に記載の平角線折り曲げ機において、前記最終ガイド部材の上面の一部に、前記線材ガイドの一方側側面から送出方向に沿った前記平角線側に向かって高くなる傾斜の傾斜面を形成し、この傾斜面の上端に折り曲げられた前記平角線の先端部が乗り上げる構成が好ましい。

この発明では、順次折り曲げられ、積層される平角線の下面が、最終ガイド部材の傾斜面でガイドされ、かつ折り曲げの先端部が傾斜面の上端に乗り上げるようになっているので、平面内で折り曲げられる平角線を線材ガイド部材の上面から上方に積層することができる。

本発明の平角線折り曲げ方法は、上流側から連続して送り出される断面矩形形状の平角線を、当該平角線の幅方向一方側端面を内側とするとともに他方側端面を外側として折り曲げる平角線折り曲げ方法であって、前記送出方向の上流に配置された複数のユニットから前記平角線を送り出す第１の工程と、この第１の工程で送り出された平角線を、平角線折り曲げ装置により送出方向と略直交する方向に折り曲げる第２の工程と、この第２の工程で折り曲げられた平角線のスプリングバック後の位置を変位測定器により測定する第３の工程と、この第３の工程で測定された測定値と、予め定数として制御装置に入力可能な適正スプリングバック位置での測定値との変位差を制御装置により演算し、その変位量を角度に換算するとともに前記平角線の所望の折り曲げ角度に加算して折り曲げ補正角度を決定する第４の工程と、この第４の工程で決定された折り曲げ補正角度により、前記平角線折り曲げ装置の回動機構を回動制御し、前記平角線を所望の折り曲げ回数に達するまで順次折り曲げる第５の工程と、を有することを特徴とする。

この発明では、平角線を順次折り曲げ、積層して成形コイルを形成するとき、コイル成形工程の最初の折り曲げにおいて、変位測定器により測定された距離情報から、適正な折り曲げ補正角度を演算して、線材の硬さのばらつきによるスプリングバック量への影響を抑えることができる。

本発明では、請求項１１に記載の平角線折り曲げ方法において、前記第２の工程で前記平角線を折り曲げる際、送り出される平角線が、平角線折り曲げ装置の折り曲げ中心となる巻治具と、平角線を折り曲げる成形治具の初期位置と結ぶ線を所定距離越えたとき成形治具を回動させて折り曲げ、この折り曲げ時には、巻治具を構成する巻芯を前記平角線側に移動させて、当該平角線を略水平となるように押し当てることが好ましい。

この発明によれば、平角線が、当該平角線の折り曲げ後に生じるスプリングバック量を基準として、所望の折り曲げ角度に加えた折り曲げ補正角度で順次折り曲げられる。その結果、折り曲げられた後、その部分がスプリングバックにより所定寸法戻るが、戻った位置が所望の折り曲げ角度となるので、線材硬さの変動によるスプリングバック量のバラツキを抑えることができ、折り曲げ角度が常に一定となり、かつ確実に所望する折り曲げ角度とすることができる。

以下、本発明に係る平角線折り曲げ装置１０（以下、単に曲げ装置という）の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１、図２には、上記曲げ装置１０を備えた平角線折曲げ機１が示されている。図１は、平角線折曲げ機１の正面を示し、図２は、平角線折曲げ機１の平面を示す。

まず、図１、図２に基づいて平角線折曲げ機１の説明をする。
ここで、図１、図２における左方を平角線Ｗの送出方向上流とし、右方を送出方向下流とする。
平角線折曲げ機１は、図１，２の左方に配置された図略のボビンから連続的に繰り出され、かつ矢印Ｋ方向に送出される平角線Ｗを平角線折曲げ機１にガイドする入口ガイドユニットＡと、この入口ガイドユニットＡの平角線Ｗの送出方向下流位置に配置され、送出される平角線Ｗの幅方向の癖を取る幅方向癖取りユニットＢと、幅方向癖取りユニットＢの下流位置に配置され、平角線Ｗの厚み方向の癖を取る厚み方向癖取りユニットＣと、厚み方向癖取りユニットＣの下流位置に配置され、幅および厚み方向の癖が取られた平角線Ｗを所定の速度に制御して送出する平角線送りユニットＤと、平角線送りユニットＤから送出された平角線Ｗをガイドする平角線ガイドユニットＥと、この平角線ガイドユニットＥを経由して送出された平角線Ｗを所定の角度に折り曲げる平角線曲げユニットＦ、すなわち前記曲げ装置１０とを備えて構成されている。
そして、前記各ユニットＡ〜Ｆは、ベース２を介して架台３に取り付けられている。

入口ガイドユニットＡは、ボビンから連続的に繰り出され、かつ送出される平角線Ｗを挟み込んでガイドする一対のガイドローラＡ１を備えて構成されている。
このガイドローラＡ１は、回転軸を介して支持部材Ａ２に回転自在に支持されており、支持部材Ａ２はベース２に固着されている。

幅方向癖取りユニットＢは、水平面内において平角線Ｗの幅方向両端面と当接する複数個（実施形態では５個）の幅方向癖取りローラＢ１を備えて構成されている。この幅方向癖取りローラＢ１は、図２に示すように、平角線Ｗの幅方向一方側に３個、他方側に２個が交互に配置されている。

交互に配置された前記各幅方向癖取りローラＢ１のうち、２個の幅方向癖取りローラＢ１は、図２に矢印Ｈで示すように、平角線Ｗの幅方向に移動できるように構成され、平角線Ｗに対して位置調整可能となっている。そのため、平角線Ｗの幅方向端部との接触隙間を調整できるようになっている。
そして、これらの幅方向癖取りローラＢ１は、ローラ支持台Ｃ２を介してベース２に取り付けられている。

厚み方向癖取りユニットＣは、垂直面内において平角線Ｗの厚み方向両面（表裏面）と当接する複数個（実施形態では５個）の厚み方向癖取りローラＣ１を備えて構成されている。厚み方向癖取りローラＣ１は、図１に示すように、平角線Ｗの厚み方向裏面側に３個、表面側に２個が交互に配置されている。そして、これらの厚み方向癖取りローラＣ１は、ローラ支持台Ｃ２を介してベース２に取り付けられている。

交互に配置された前記各厚み方向癖取りローラＣ１のうち、２個の厚み方向癖取りローラＣ１は、図１に矢印Ｊで示すように、平角線Ｗの厚み方向下方側に移動できるように構成され、平角線Ｗに対して位置調整可能となっている。そのため、平角線Ｗの厚み方向上方側との接触隙間を調整できるようになっている。

平角線送りユニットＤは、平角線Ｗを送り出す一対の送りローラＤ１を備えている。このローラＤ１は、平角線Ｗを所定圧で挟み込んで保持し、あるいは保持を開放して平角線Ｗを移動フリーとすることができる。
そして、送りローラＤ１は、垂直面内で回転可能となっており、それぞれが互いに反対方向に回転し、平角線Ｗを送り出せるようになっている。また、送りローラＤ１は、ローラ支持台Ｄ２に支持されるとともに、カップリングＤ３等を介して駆動源Ｄ４に連結されている。また、送りローラＤ１は、前記ベース２に固着されている。

平角線ガイドユニットＥは、平角線送りユニットＤから送り出される平角線Ｗを曲げ装置１０にガイドする線材ガイド５を備えて構成されている。この線材ガイド５は、図２に示すように、平面略矩形状に形成され、取り付けボルト６によってベース２に固定されている。

図３，８に示すように、線材ガイド５は、曲げ装置１０側先端部が突出部５Ａとなって、後述する巻治具１１の小径軸部１２Ａを越えた位置まで延びている。
突出部５Ａには挿通孔５Ｂがあけられ、この挿通孔５Ｂには、巻治具１１の巻芯１２がスライド可能に挿通されている。言い換えれば、線材ガイド５の突出部５Ａが巻芯１２の補強部材を兼用しており、平角線Ｗを折り曲げる際にかかる曲げ圧力により巻芯１２が水平面内で変位する、つまり倒れるのを防止している。
また、線材ガイド５の上面は、前記平角線の送出方向上流側が下流側より高くなるように、所望の傾斜角度となった傾斜ガイド面５Ｃに形成されている。この傾斜ガイド面５Ｃは、図３に示すように、平角線Ｗの送出方向上流側が高く、送出方向下流側が低くなった傾斜に形成されている。

図３〜７に示すように、線材ガイド５の一方の側面側には、線材送出方向とは直交するもう一つの傾斜ガイド面９Ａが形成されている。この傾斜ガイド面９Ａは、線材ガイド５の上面とほぼ同一高さとなっている。
送出方向から所定角度に折り曲げられた平角線Ｗは、順次折り曲げが繰返されるとともに、傾斜ガイド面９Ａを滑って最終ガイド部材７の上面にガイドされ、装置上流側から送り出される平角線Ｗの上方に積層し、角筒状の成形コイルを形成する。
また、傾斜ガイド面９Ａの上端には、平角線Ｗの送出方向に沿った横溝９Ｂが形成され、最終ガイド部材７の先端部を受ける構造になっている。

線材ガイド５において、前記曲げ装置１０の巻治具１１および成形治具２０側端部には、最終ガイド部材７が取り付けられている。この最終ガイド部材７は、傾斜ガイド面５Ｃに沿って送られた平角線Ｗを覆い、かつ平角線Ｗを折り曲げ装置１０の巻治具１１と成形治具２０とにガイドする構造となっている。
すなわち、図７に詳細を示すように、最終ガイド部材７は、平角線Ｗを覆うカバー状に形成され、内面に平角線Ｗをガイドするガイド溝７Ａが形成されている。また、最終ガイド部材７の上面の一部には、傾斜面７Ｂが形成されている。傾斜面７Ｂは、最終ガイド部材７において前記傾斜ガイド面９Ａの先端部７Ｃから平角線Ｗ側に向かって高くなる傾斜となっている。この傾斜面７Ｂは、傾斜ガイド面９Ａとほぼ同じ傾斜に形成され、かつほぼ連続している。

以上のような傾斜面７Ｂには、水平状態で順次折り曲げられた平角線Ｗを積層して角筒状の成形コイルにする際に、平角線Ｗの最終ガイド部材７にさしかかった部位が乗り上げ、この動作を繰返すことにより、平角線Ｗが角筒状に積層される。
ここで、折り曲げられた平角線Ｗは、線材ガイド５の上面と、最終ガイド部材７における傾斜面７Ｂと水平面との交点とで支持されている。つまり、わずかに傾いた状態で積層されていくようになっている。
さらに、最終ガイド部材７の先端部７Ｃは、前記傾斜ガイド部材９の横溝９Ｂ内に係合するようになっている。
このような最終ガイド部材７は、図１１等に示すように、上面からねじ込まれた小ねじ１９により、線材ガイド５に固着されている。

次に、本発明の前記曲げ装置１０を説明する。
曲げ装置１０は、図８，９に詳細を示すように、平角線Ｗを折り曲げる際の折り曲げの中心となる巻治具１１と、この巻治具１１との間で平角線Ｗを折り曲げ成形する成形治具２０と、平角線Ｗを巻治具１１と成形治具２０とで挟み込んだ状態で当該成形治具２０を所定角度回動させる回動手段３０とを備えて構成されている。

巻治具１１は、略垂直に立設された巻芯１２と、この巻芯１２の上端部に設けられ平角線Ｗの幅半分弱をガイドするフランジ１３とで形成され、巻芯１２の下端は、巻芯移動手段である巻治具開閉シリンダ４０と連結されている。
巻芯１２は上部の小径軸部１２Ａと下部の大径軸部１２Ｂとの２部材で構成され、中間部で連結組立てされる構造となっている。
フランジ１３は小径軸部１２Ａの直径より大きな直径となっており、傾斜状態で送られてくる平角線Ｗを折り曲げるとき、図４に示すように、矢印Ｍ方向に下降し、平角線Ｗを押し当てて、当該平角線Ｗを略水平状態、すなわち線材ガイド５の上面と平行となるようにする機能を有している。

巻芯１２の大径軸部１２Ｂは、その一部が巻芯ガイド部材１４に挿入されている。巻芯ガイド部材１４の上部にはフランジ１４Ａが形成され、フランジ１４Ａは、取り付けボルト１８によって線材ガイド５に取り付けられている。
また、巻芯ガイド部材１４の下部において外周には雄ねじ１４Ｂが切られ、この雄ねじ１４Ｂは、次に述べる支持部材１５の内径に切られた雌ねじ１５Ｂに螺合され、これにより、巻芯ガイド部材１４は支持部材１５に支持されている。

支持部材１５は、略丸パイプ状に形成されるとともに下部にフランジ１５Ａを有しており、このフランジ１５Ａを介して支持部材１５が前記巻治具開閉シリンダ４０と接続されている。

図８に示すように、支持部材１５の内径空間部にはカップリング１６が収容されており、このカップリング１６の上部に巻芯１２の前記大径軸部１２Ｂが連結されている。また、カップリング１６の下部に前記巻治具開閉シリンダ４０のロッド４０Ａが連結されている。

従って、巻治具開閉シリンダ４０を駆動させ、ロッド４０Ａを上下動させることにより、巻芯１２およびフランジ１３が上下移動する。そして、図４〜６に詳細を示すように、フランジ１３は、巻治具１１と成形治具２０とで平角線Ｗを折り曲げるとき下降して、平角線Ｗが略水平となるように押し当てる作用を行う。また、平角線Ｗの移動時、つまり送出時には、平角線Ｗが傷つかないようにフランジ１３が上昇するようになっている。

前記巻芯ガイド部材１４の外周、かつ雄ねじ１４Ｂの上方には、上下に間隔をあけて２個の軸受３１，３１が装着されている。これらの軸受３１，３１は、軸受箱であるハウジング３２に内嵌されるとともに、巻芯ガイド部材１４のフランジ１４Ａの下面段付き部と、支持部材１５の上端面と、各軸受３１，３１の間に介在されるスペーサー３３とによって位置決めされている。

ハウジング３２の外周にはブラケット３４が嵌め込まれている。ブラケット３４は、図２に平面形状を示すように、長さ方向一方側端部が半円形状の外形に形成されている。そして、半円形部に丸穴があけられ、この丸穴に前記ハウジング３２が嵌着されている。

ブラケット３４の上面には、本体部３５を介して前記成形治具２０を保持する成形治具ホルダ（以下、単にホルダという）３６が取り付けられている。ホルダ３６は、角板状部材で形成されており、本体部３５に形成された溝に嵌合取付けされ、図８には示されていないシリンダによって、平角線Ｗに対して、その送出方向と直角方向に摺動可能な構造となっている。
そして、ここにおいて、前記軸受３１，３１、ハウジング３２、スペーサー３３、ブラケット３４およびホルダ３６を含み前記回動手段３０が構成されている。

図４に詳細を示すように、ホルダ３６の巻治具１１側先端部には、成形治具２０が装着されている。
成形治具２０は、ホルダ３６に挿入される軸部２１Ａを有する成形本体部２１と、軸部２１Ａを含む成形本体部２１をホルダ３６に固定するナット２２とを含み構成されている。成形本体部２１の上部には、間隔をあけて２枚のフランジ２１Ｂ，２１Ｃが設けられ、これらのフランジ２１Ｂ，２１Ｃと成形本体部２１の外径との間は、それらで形成される凹溝２１Ｄとなっている。

凹溝２１Ｄの幅寸法（フランジ２１Ｂ，２１Ｃ間の寸法）は、傾斜状態で送られてくる前記平角線Ｗが余裕をもって挿通できる大きさに形成されている。また、凹溝２１Ｄの深さ寸法は、平角線Ｗの幅方向の例えば半分程度を挿通させ、かつガイドできる大きさに形成されている。

ここで、図４〜６に基づいて、巻治具１１のフランジ１３と、成形治具２０のフランジ２１Ｂ，２１Ｃおよび凹溝２１Ｄとの、上下方向の位置関係を説明する。
ホルダ３６に固定された成形本体部２１の上部のフランジ２１Ｂ，２１Ｃに対して、巻治具１１のフランジ１３は、前述のように上下方向に移動可能である。このフランジ１３が、図４，５に示すように、最大限上方に位置するとき、フランジ１３の下面は上記フランジ２１Ｂの下面より所定寸法高い位置にあるように設定されている。
すなわち、平角線Ｗの上面とフランジ１３の下面との間には、線送り、つまり平角線Ｗを送り出すために最大限の隙間Ｓ１が形成されている。
そして、平角線Ｗを送り出すときの状態は、図５に示すように、成形治具２０は巻治具１１のフランジ１３から後退している。

また、図６に示すように、平角線Ｗを折り曲げるに際して、送出方向に沿って（図６で紙面直交方向）送られてくる平角線Ｗをフランジ１３により略水平に押し下げたとき、フランジ１３が最大限下方の位置にあり、このとき、前記フランジ２１Ｂの下面と平角線Ｗの上面とが当設し合っている。また、フランジ２１Ｂ，２１Ｃ間の凹溝２１Ｄの幅寸法は、前述のように、平角線Ｗの厚み寸法よりも所定寸法大きな寸法に形成されている。
これに対して、フランジ１３の下面と平角線Ｗの上面との間は、巻芯側の折り曲げ部Ｒの線材膨らみによる皮膜剥離を防止するため、前記隙間Ｓ１より小さな隙間Ｓ２となっている。
そして、平角線Ｗを折り曲げるときの状態は、図６に示すように、成形治具２０が巻治具１１のフランジ１３側に前進している。

送出方向に傾斜状態で送られてくる平角線Ｗに対して、フランジ１３を押し下げて平角線Ｗを略水平にした後、フランジ１３は上昇する。このフランジ１３の下面は、前述のように、上方位置にあるときも、下方位置にあるときも、平角線Ｗの上面との間で隙間を形成するようになっており、上方位置にあるときＳ１、下方位置にあるときＳ２が形成されている。

また、平角線Ｗの走行時には、当該平角線Ｗの上面はフランジ２１Ｂの下面で規制されるが、平角線Ｗの厚みより凹溝２１Ｄの幅が大きいので、平角線Ｗの下面とフランジ２１Ｃの上面との間にはわずかな隙間Ｓ２が形成される。その結果、平角線Ｗが傾斜状態であっても、上記隙間Ｓ２があるために何ら支障なく送出される。

図８，９に示すように、前記ハウジング３２のフランジ３２Ａの下面には、前記回動手段３０を所定角度回動させる駆動手段である駆動プーリ３８が、取り付けボルト３９によって取り付けられている。駆動プーリ３８は、図示しない駆動源であるモータ等にベルトで連結されており、モータ等の駆動により回動させることができるようになっている。

従って、駆動プーリ３８を回動させることにより、回動手段３０および成形治具２０が巻治具１１を中心に回動することになる。その結果、巻治具１１と成形治具２０とで平角線Ｗを挾持した状態で成形治具２０が巻治具１１を中心に回動するので、平角線Ｗを折り曲げることができる。
そして、図２に実線で示すように、巻治具１１に対して、成形治具２０が、平角線Ｗの送出方向と直交する方向に位置しているとき、この位置が、成形治具２０による折り曲げ開始の初期位置Ｓとなっている。

図４に示すように、曲げ装置１０の前記巻治具１１の近傍位置には、平角線Ｗを折り曲げ、スプリングバック後の位置を測定する変位測定器５０が配置されている。

この変位測定器５０によるスプリングバック量の測定は次のように行われる。
まず、図１０に示すように、巻芯１２と初期位置Ｓの成形治具２０とを結ぶ線を越えた位置まで送られてきた平角線Ｗを、巻芯１２を折り曲げの中心として、回動手段３０の回動に連れて回動する成形治具２０により、最初の折り曲げとして、矢印Ｒ方向に所定角度、例えば９０度に折り曲げる。

次いで、変位測定器５０により、平角線Ｗが最初の折り曲げ位置Ｍ１からスプリングバックにより戻ったスプリングバック位置Ｍ２の測定部位Ｎまでの距離を測定する。

変位測定器５０により得られたスプリングバック位置の距離情報は、図示しない制御装置により、予め測定しておいた適正な線材位置との間で変位差が演算され、さらに変位差λが角度に換算される。そして、この変位差λの角度を設定折り曲げ角度に加算して折り曲げ補正角度α°が決定される。

平角線Ｗを折り曲げ、順次積層する工程にあっては、最初の折り曲げでの変位差λを測定し、その変位差λを基に上述のように折り曲げ補正角度α°を決定した後、次回以降は折り曲げ補正角度α°で折り曲げることで、折り曲げ角度が一定した成形コイルとすることができる。
なお、図１０において仮想線で示す位置Ｍ３は、折り曲げ補正角度α°で折り曲げたときの補正角度折り曲げ位置である。また、各折り曲げごとに設定値との距離差を、次に折り曲げる際の角度のフィードバックによる補正を行うようにしてもよい。

次に、平角線折り曲げ機１による平角線Ｗの折り曲げ手順を、図１１〜１５を参照しながら、図１６のフローチャートに基づいて説明する。

平角線Ｗの折り曲げの開始に際して、まず、ステップ（ＳＴ）１で、線材送りユニットＤから、平角線Ｗの送出方向と直交する位置に配列された巻治具１１と成形治具２０とを結ぶ線を所定距離越える位置まで平角線Ｗを送り込む。

ステップ２で、図１１に示すように、巻治具１１を平角線Ｗ側に移動させ平角線Ｗを略水平の状態として、かつ巻治具１１と成形治具２０とで平角線Ｗを挟持した状態で、巻治具１１を中心として、回動手段３０および成形治具２０を図９の矢印Ｒ方向に回動させて、所定の角度、例えば９０度回動させ、１回目の折り曲げ加工として、平角線Ｗを９０度に折り曲げる。このときの折り曲げは、スプリングバック量を測定、検出するためのものである。

ステップ３で、図１１に示すように、変位測定器５０により、折り曲げた平角線Ｗのスプリングバック位置Ｍ２（図８参照）までの距離を測定する。
このとき、回動手段３０は逆方向に回動されて成形治具２０が初期位置Ｓまで戻され、かつ、平角線Ｗから離れている。

ステップ４で、図示しない制御装置により、変位測定器５０からの距離情報と、予め測定した線材の適正位置との変位差に基づいて、折り曲げ補正角度α°（図１０参照）を演算する。

ステップ５で、図１２に示すように、平角線Ｗを矢印Ｋ方向に所定寸法送り出す。

ステップ６で、図１３に示すように、ステップ２と同様の動作により、成形治具２０を今度は折り曲げ補正角度α°で回動させて平角線Ｗの２回目の折り曲げを行う。

ステップ７で、図１３に示すように、平角線Ｗが折り曲げ補正角度α°の許容範囲内で折り曲げられているか否かを判定する。
この判定は、変位測定器５０を使用して行う。すなわち、平角線Ｗの適性スプリングバック位置までの距離の測定値が、予め定数として制御装置に入力されており、折り曲げ補正角度α°で折り曲げた後、スプリングバック後に距離を測定し、その距離と記憶されている距離とが一致しているとき、折り曲げ補正角度α°が正確であると判定される。
なお、ステップ７で、折り曲げ補正角度α°の許容範囲内で折り曲げられていないと判定された場合（ＮＯ）、折り曲げは終了する。

ステップ８で、ステップ７において平角線Ｗが折り曲げ補正角度α°の許容範囲内で折り曲げられていると判定された場合（ＹＥＳ）、線材送りユニットＤから、図１４に示すように、平角線Ｗを矢印Ｋ方向に所定寸法送り出す。

ステップ９で、図１５に示すように、所定寸法送り出された平角線Ｗを、成形治具２０を折り曲げ補正角度α°で回動させて３回目の折り曲げを行う。
このとき、平角線Ｗの折り曲げ先端が最終ガイド部材７の傾斜上面７Ｂにガイドされて乗り上げる。

ステップ１０で、ステップ１、ステップ８と同様の動作により平角線Ｗを矢印Ｋ方向に所定寸法送り出す。
このとき、成形治具２０は平角線Ｗから離れている。

ステップ１１で、ステップ１０において所定寸法送り出された平角線Ｗを、ステップ２、ステップ９と同様の動作により、成形治具２０を折り曲げ補正角度α°で回動させて４回目の折り曲げを行う。

ステップ１２で、以上の１回目から４回目までの折り曲げを所定回数繰り返す。

ステップ１３で、折り曲げを所定回数繰り返した後で、予め決められた所定の巻き数に達したか否か、つまり所定の積層となっているか否かを判定する。
所定の巻き数に達している（ＹＥＳ）と判定されたら、折り曲げ工程が終了する。
この場合、平角線Ｗを所定の部位、例えば巻治具１１と初期位置の成形治具２０とを結ぶ線の手前で切断し、角筒状に形成された成形コイルＷＡを、折り曲げ装置１０から取り出す。
所定の巻き数に達していない（ＮＯ）と判定されたら、ステップ１１に戻り、所定の巻き数に達するまで折り曲げ加工を繰返す。

以上のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）予め測定可能な線材の適正位置と、平角線Ｗを折り曲げた後のスプリングバック位置との変位差に基づいて折り曲げ補正角度α°が決定され、この折り曲げ補正角度α°で平角線Ｗが順次折り曲げられる。その結果、確実に所望の折り曲げ角度とすることができ、また、多数回折り曲げても、折り曲げ角度が常に一定しているので、平角線を順次折り曲げて螺旋状に積層し、例えば角筒状の成形コイルを形成する際、角度が一定した高品質の製品とすることができる。

（２）平角線Ｗの送出方向の上流側が下流側より高くなっているので、平角線Ｗを順次折り曲げて積層する場合、平角線Ｗ間の必要な密着性を得ることができる。

（３）成形治具２０の上部に凹溝２０Ｃが形成され、この凹溝２０Ｃに平角線Ｗの幅方向他方側端部が挿入されるので、折り曲げ時に平角線Ｗが上方向に飛び出すことがなくなり、平角線Ｗを安定して保持することができる。

（４）巻治具１１の巻芯１２の上部が補強部材としての線材ガイド５で補強され、下部が固定の巻芯ガイド部材１４で支持されているので、巻芯１２を中心としてその周りを成形治具２０が回動して平角線Ｗを折り曲げるとき、巻芯１２にかかる曲げ応力を線材ガイド５と巻芯ガイド部材１４とで受けることができる。その結果、折り曲げ時に巻芯１２の水平面内での変位を抑えることができ、折り曲げごとの折り曲げ角度を一致させることができる。

（５）軸受３１とハウジング３２とを備えて回動手段３０が構成されているので、回動手段３０のスムーズな回動動作を得ることができ、折り曲げ動作を効果的に、かつスムーズに行うことができる。

（６）変位測定器を、レーザー変位測定器５０で構成したので、高精度の測定が可能となり、平角線の正確な折り曲げ角度の維持が可能となる。

（７）折り曲げ装置１０の巻芯１２の上部を補強する補強部材を、平角線Ｗをガイドする線材ガイドユニットＥで構成したので、補強部材を新たに設けなくてもよく、複数の用途を１つの部材で兼用することができる。その結果、部材点数を少なくすることができる。

（８）平角線Ｗの送出方向最終位置に最終ガイド部材７が設けられているので、平角線Ｗを傾斜ガイド面５Ａから、折り曲げ装置１０の巻治具１１と初期位置Ｓの成形治具２０とに送る際、最初に先端を最終ガイド部材７に挿入させておけば、走行途中に平角線Ｗが多少変動しても最終ガイド部材７でガイドされるので、正常な姿勢で、かつ正確に送ることができる。

（９）最終ガイド部材７の上面の一部に、線材ガイド部材９の一部に形成された傾斜ガイド面９Ａの先端部７Ｃから平角線Ｗ側に向かって高くなる傾斜の傾斜面７Ｂが形成されており、水平面内で順次折り曲げられた平角線Ｗを積層して角筒状の成形コイルにする際に、平角線Ｗの最終ガイド部材７にさしかかった部位が乗り上げるので、平角線Ｗを積層することができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、変位測定器５０を、レーザー光利用の構造のものとしたが、これに限らない。超音波式の変位測定器を使用すれば、低価格ですむという効果が得られる。また、光ファイバー変位計を使用すれば、同じく低価格で、有害な環境下や高温域でも高精度な測定が可能となる。

また、前記実施形態では、変位測定器５０を平角線Ｗと略同一平面上に配置し、平角線Ｗの幅方向他方側端面を測定するようにしたが、これに限らない。
例えば、変位測定器５０を平角線Ｗの厚みに相当する高さの範囲を上下させながら平角線Ｗまでの距離を連続測定し、測定器のメモリ上に蓄積される測定値の中から最小値を選ぶようにしてもよい。
また、平角線Ｗをその上下方向から挟む形で、上下に投光側を下方に受光側を配置した透過型のレーザー測長器で、スプリングバック後の平角線Ｗの位置を測定するようにしてもよい。
このようにすれば、平角線Ｗの断面において、その側端面が丸みをおびて形成されている場合に、丸みのトップを計測しにくい、という課題点を解決することができる。

また、前記実施形態では、平角線Ｗが常温の雰囲気下で線材ガイド５を経由して折り曲げ装置１０に送られているが、平角線Ｗを予熱した状態で送るようにしてもよい。
すなわち、線材ガイド５の特に上面を、図略の加熱手段により所定温度に加熱しておくことで、平角線Ｗが折り曲げ装置１０に順次送出される間、予熱されることになる。その結果、巻治具１１と成形治具２０とで平角線Ｗを折り曲げるとき、折り曲げ加工が容易となる。

本発明は、断面矩形形状の平角線を、その幅方向一方側端面を内側とするとともに、他方側端面を外側として順次折り曲げて積層し、例えば角筒状の成形コイルを形成する際に利用できる。

本発明の平角線折り曲げ機の実施形態を示す正面図である。 図1のII矢視図である。 線材ガイドの上面部の側面拡大図である。 前記実施形態の平角線を折り曲げる際の巻芯のフランジと成形治具と平角線相互の位置関係を示し、図３のIV−IV線に沿った断面拡大図である。 前記実施形態の平角線を折り曲げる前の巻芯のフランジと成形治具と平角線相互の位置関係を示す断面拡大図である。 前記実施形態の平角線を折り曲げる際に成形治具が回動した位置にある状態を示す縦断面図である。 図３のVII−VII線に沿った部分の断面拡大図である。 前記実施形態の平角線折り曲げ装置の成形治具が回動した位置にある状態を示す縦断面図である。 前記実施形態の平角線折り曲げ装置の成形治具が初期位置にある状態を示す縦断面図である。 変位測定器による平角線の折り曲げ部の変位測定方法を示す図である。 前記実施形態の平角線折り曲げ装置による平角線の１回目の折り曲げ状態を示す概略平面図である。 平角線の次の折り曲げに向けて送り出す状態を示す概略平面図である。 平角線の２回目の折り曲げ状態を示す概略平面図である。 平角線の次の折り曲げに向けて送り出す状態を示す概略平面図である。 平角線の３回目の折り曲げ状態を示す概略平面図である。 平角線の折り曲げ手順を示す図である。 従来の平角線折り曲げ装置を示す縦断面図である。

符号の説明

１…平角線折り曲げ機
５…平角線ガイドユニットを構成する線材ガイド部材
５Ａ…補強部材を兼用する突出部
５Ｃ…傾斜ガイド面
１０…平角線折り曲げ装置
１１…巻治具
１２…巻芯
１３…フランジ
１４…巻芯ガイド部材
２０…成形治具
３０…回転部材
３１…軸受
３２…軸受箱であるハウジング
３６…成形治具ホルダ
４０…巻治具開閉シリンダー
５０…変位測定器
α°…折り曲げ補正角度
Ｍ１…第１折り曲げ位置
Ｍ２…スプリングバック位置
Ｍ３…補正角度での折り曲げ位置
Ｎ…測定部位

Claims (12)

1. 上流側から連続して送り出される断面矩形形状の平角線を、当該平角線の幅方向一方側端面を内側とするとともに他方側端面を外側として所定角度折り曲げる平角線折り曲げ装置であって、
   前記平角線の幅方向一方側端面と当接しかつ折り曲げの中心となる巻治具と、
   この巻治具と対向配置されるとともに前記平角線の他方側端面を前記巻治具側に押圧して前記巻治具とで挟持し、かつ前記平角線を折り曲げ成形する成形治具と、
   この成形治具を支持するとともに前記平角線を前記巻治具と前記成形治具とで挟持した状態で前記巻治具の周囲を回動する回動手段と、
   前記巻治具の近傍に設けられ、前記平角線を所定角度折り曲げた後その位置からスプリングバックにより戻った位置の測定部位までの距離を測定する変位測定器と、を備えて構成し、
   この変位測定器により測定した前記スプリングバック後の測定値と、定数として制御装置に予め入力可能な適正スプリングバック位置での測定値との変位差を演算し、その変位差を角度に換算するとともに前記平角線の所望の折り曲げ角度に加算して折り曲げ補正角度を決定し、この折り曲げ補正角度で前記回動手段を回動制御することを特徴とする平角線折り曲げ装置。
2. 請求項１に記載の平角線折り曲げ装置において、
   前記平角線の送出方向先端側を下流としたとき、上流側が下流側より高くなるように傾斜させた状態で送出することを特徴とする平角線折り曲げ装置。
3. 請求項１または２に記載の平角線折り曲げ装置において、
   前記巻治具を、前記平角線の幅方向一方側端部が当接する巻芯とこの巻芯の上端に設けた、前記平角線の幅の略半分弱を押さえるフランジとを含み構成し、このフランジを、前記平角線を折り曲げるときその平角線が略水平となるように押し当て可能とし、前記成形治具の上部に、前記平角線の幅方向他方側端部の略半分弱をガイドする凹溝を形成したことを特徴とする平角線折り曲げ装置。
4. 請求項３に記載の平角線折り曲げ装置において、
   前記平角線の折り曲げ時の荷重がかかる前記巻芯の上部を補強部材で補強するとともに、前記巻芯の下部を固定の巻芯ガイド部材で支持したことを特徴とする平角線折り曲げ装置。
5. 請求項４に記載の平角線折り曲げ装置において、
   前記回動手段を、前記巻芯ガイド部材の外周に装着した軸受とこの軸受を保持する軸受箱とを備えた構成とし、前記回動手段を回動駆動手段により前記折り曲げ補正角度の範囲内で一方向または反対方向に回動させることを特徴とする平角線折り曲げ装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか一つに記載の平角線折り曲げ装置において、
   前記変位測定器を、レーザー変位測定器で構成したことを特徴とする平角線折り曲げ装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか一つに記載の平角線折り曲げ装置を備えた平角線折り曲げ機であって、
   前記平角線折り曲げ装置の前記平角線の送出方向上流側に配置されるとともに、前記平角線を前記平角線折り曲げ装置にガイドする線材ガイドユニットを備え、この線材ガイドユニットの線材ガイド部材の前記平角線折り曲げ装置側先端に挿通孔を形成するとともに、この挿通孔に前記巻芯の上部を挿通可能とし、前記線材ガイド部材で前記巻芯の上部を補強する前記補強部材を兼用させたことを特徴とする平角線折り曲げ機。
8. 請求項７に記載の平角線折り曲げ機において、
   前記線材ガイド部材の上面に、前記平角線の送出方向上流側が下流側より高くなった傾斜の傾斜ガイド面を形成したことを特徴とする平角線折り曲げ機。
9. 請求項７または８に記載の平角線折り曲げ機において、
   前記線材ガイド部材の前記巻治具および成形治具側端部に、前記傾斜ガイド面に沿って送られた前記平角線を覆い当該平角線を前記線折り曲げ装置の巻治具と成形治具とにガイドする最終ガイド部材を設けたことを特徴とする平角線折り曲げ機。
10. 請求項９に記載の平角線折り曲げ機において、
    前記最終ガイド部材の上面の一部に、前記線材ガイドの一方側側面から送出方向に沿った前記平角線側に向かって高くなる傾斜の傾斜面を形成し、この傾斜面の上端に折り曲げられた前記平角線の先端部が乗り上げる構成としたことを特徴とする平角線折り曲げ機。
11. 上流側から連続して送り出される断面矩形形状の平角線を、当該平角線の幅方向一方側端面を内側とするとともに他方側端面を外側として折り曲げる平角線折り曲げ方法であって、
    前記送出方向の上流に配置された複数のユニットから前記平角線を送り出す第１の工程と、
    この第１の工程で送り出された平角線を、平角線折り曲げ装置により送出方向と略直交する方向に折り曲げる第２の工程と、
    この第２の工程で折り曲げられた平角線のスプリングバック後の位置を変位測定器により測定する第３の工程と、
    この第３の工程で測定された測定値と、予め定数として制御装置に入力可能な適正スプリングバック位置での測定値との変位差を制御装置により演算し、その変位量を角度に換算するとともに前記平角線の所望の折り曲げ角度に加算して折り曲げ補正角度を決定する第４の工程と、
    この第４の工程で決定された折り曲げ補正角度により、前記平角線折り曲げ装置の回動機構を回動制御し、前記平角線を所望の折り曲げ回数に達するまで順次折り曲げる第５の工程と、を有することを特徴とする平角線折り曲げ方法。
12. 請求項１１に記載の平角線折り曲げ方法において、
    前記第２の工程で前記平角線を折り曲げる際、送り出される平角線が、平角線折り曲げ装置の折り曲げ中心となる巻治具と、平角線を折り曲げる成形治具の初期位置と結ぶ線を所定距離越えたとき成形治具を回動させて折り曲げ、この折り曲げ時には、前記巻治具を構成する巻芯を前記平角線側に移動させて、当該平角線を略水平となるように押し当てることを特徴とする平角線折り曲げ方法。
    
    

Images