JP2014075952A - Coil manufacturing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機のコイル製造システムに関する。 The present invention relates to a coil manufacturing system for a rotating electrical machine.
回転電機のコイルは、厚み方向に絶縁物を介して積層した多数の導体からなり、回転体の軸方向に沿った直線部と、この直線部の両端がつながる回転体の円弧に沿ったエンド部とからなるもの2組から、それぞれのエンド部において各導体を接合して製造される。 A coil of a rotating electrical machine is composed of a large number of conductors laminated with an insulator in the thickness direction, a linear portion along the axial direction of the rotating body, and an end portion along an arc of the rotating body connecting both ends of the linear portion. The two conductors are manufactured by joining each conductor at each end portion.
火力発電所向けの発電機は通常2極機であり、そのロータコイルは半径方向の導体の積層厚さが300mm〜600mm程度であり、積層された導体を一括して曲げ加工を行い、コイルを製造している。 A generator for a thermal power plant is usually a two-pole machine, and the rotor coil has a laminated thickness of conductors in the radial direction of about 300 mm to 600 mm. Manufacture.
このためのロータコイル一括曲げ装置の技術が知られている。このロータコイル一括曲げ装置は、積層された導体からコイルを一度に製造できるメリットがあるが、導体の幅方向に90°曲げる90度曲げ(以下、「エッジワイズ曲げ」または「EW曲げ」という)加工を行うことにより、コイルの曲り部分である角部において、導体の内側が膨らみ外側が減肉する傾向がある。このため角部からの冷却媒体の漏れを防止するために、コイルの各導体の厚みを調整する作業が発生していた。 A technology of a rotor coil batch bending apparatus for this purpose is known. This rotor coil batch bending apparatus has an advantage that a coil can be manufactured from laminated conductors at a time, but 90 ° bending (hereinafter referred to as “edgewise bending” or “EW bending”) in which 90 ° bending is performed in the width direction of the conductor. By performing the processing, the inner side of the conductor tends to swell and the outer side tends to be thinned at the corner which is a bent portion of the coil. For this reason, in order to prevent the leakage of the cooling medium from the corner, an operation of adjusting the thickness of each conductor of the coil has occurred.
また円弧曲げ(以下、「フラットワイズ曲げ」または「FW曲げ」という)においても、成形型にコイルが密着せずコイル成形精度にバラツキがあり、次工程の切断時にコイル端部に余長を付加して切断し、その後コイルを1本ずつ正規長さに測定しながら仕上げ調整する作業が発生していた。 Also in arc bending (hereinafter referred to as “flatwise bending” or “FW bending”), the coil does not adhere to the mold and there is variation in coil forming accuracy, and extra length is added to the coil end when cutting in the next process. Then, the work of adjusting the finish while measuring the coils one by one to the regular length has occurred.
一方、原子力発電所向けの発電機は通常4極機であり、そのロータコイルは、半径方向の導体の積層高さが450mm〜1000mmと高く、またコイル積層数は2極機の2倍あるため、倍の設備能力が必要である。また、積層高さが2極機よりも高いことに加え、コイルを嵌め込むロータの外形も2極機より大きいため、コイルの円弧部の長さも2極機に比べて長くなる。 On the other hand, generators for nuclear power plants are usually quadrupole machines, and the rotor coil has a high conductor stack height of 450 to 1000 mm in the radial direction, and the number of coil stacks is twice that of a two-pole machine. Double the equipment capacity is required. In addition to the higher stacking height than the two-pole machine, the outer shape of the rotor into which the coil is fitted is also larger than the two-pole machine, so the length of the arc portion of the coil is longer than that of the two-pole machine.
このため、一括曲げ装置を単純にスケールアップしたものを製作しても、円弧が長くなりコイル直線部の作業高さを高くする必要がある。作業高さを高くすると作業者のアクセス性が悪くなり、また足場やステップ等を用いてアクセスすることから墜落災害の危険も生ずる。 For this reason, even if a simple scaled-up version of the batch bending apparatus is manufactured, it is necessary to increase the working height of the coil linear portion because the arc becomes long. When the work height is increased, the accessibility of the worker is deteriorated, and the danger of a crash is caused because the work is accessed using a scaffold or a step.
火力向け発電機ロータコイル一括曲げ装置を単純にスケールアップして原子力用一括曲げ装置を製作しても、作業性が悪く、また成形精度が出ないことから、曲げ後の修正作業が増加してしまうという問題があった。 Even if the generator rotor coil batch bending device for thermal power is simply scaled up to produce a nuclear bending device, the workability is poor and the forming accuracy is not improved, so the number of correction work after bending increases. There was a problem that.
このため4極機のコイル製造は、従来、複数のフラットバーを成形したものをロウ付けで製造していた。2極機の発電機のコイルでは、ロウ付作業は、一括曲げ加工を完了した2組のコイルを両端で接合する過程で必要となる。この接続は、一方の接合部では同じ層の導体同士を、他方の接合部では一層ずらした層の導体同士を、ロウ付により接合する。 For this reason, in the manufacture of coils for a four-pole machine, conventionally, a plurality of flat bars formed by brazing have been manufactured. For a coil of a two-pole generator, a brazing operation is required in the process of joining two sets of coils that have been collectively bent at both ends. In this connection, the conductors of the same layer are joined at one joint, and the conductors of the layers shifted further at the other joint are joined by brazing.
一方、4極機では、2極機でEW曲げを行う部分においても、同様な曲げを行うことができないため、ロウ付により接合する必要があり、一周のコイルの製作のためには、2極機では接合部が2か所であるのに対して4極機では接合部が6か所と3倍となる。また、それぞれの箇所で接合すべき層数も4極機では2極機に比べて多いことから、4極機のコイル製作においては2極機に比べて多くの手間を要していた。 On the other hand, in the case of a 4-pole machine, since the same bending cannot be performed even in a part where EW bending is performed in the 2-pole machine, it is necessary to join by brazing. The machine has two joints, whereas the quadrupole machine has six joints and triples. In addition, since the number of layers to be joined at each location is larger in the 4-pole machine than in the 2-pole machine, the manufacture of the coil for the 4-pole machine requires more labor than in the 2-pole machine.
そこで、本発明は、4極機においても一括曲げを可能とする回転電機のコイル製造システムを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a coil manufacturing system for a rotating electrical machine that enables batch bending even in a quadrupole machine.
上述の目的を達成するため、本発明は、回転電機のロータシャフトの外周面に形成されたスロットに嵌め込まれるコイルをスロットごとに一体成型または複数のコイルをまとめて複数のブロックに分けて成形するコイル製造システムであって、同一スロット分の長手方向に延びた扁平な導体の全てをそれぞれ横幅方向に揃えて厚み方向に積層した積層導体の両端のそれぞれのエンド部が同一方向に曲げられるように、前記積層導体それぞれについて、前記積層導体を一括して前記積層導体の横幅方向への曲げ加工であるエッジワイズ曲げを行うエッジワイズ曲げ装置と、前記エッジワイズ曲げがなされた前記エンド部の積層導体それぞれを同一の方向に曲げられるように、前記積層の方向への曲げ加工であるフラットワイズ曲げを行うフラットワイズ曲げ装置と、前記フラットワイズ曲げがなされた前記それぞれのエンド部を所定の長さになるように切断する切断装置と、前記切断装置により切断された前記それぞれのエンド部の前記積層導体の切断面の仕上げ加工を行う切断面仕上げ装置と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, according to the present invention, a coil to be fitted into a slot formed on the outer peripheral surface of a rotor shaft of a rotating electrical machine is integrally molded for each slot or formed by dividing a plurality of coils into a plurality of blocks. In the coil manufacturing system, all the flat conductors extending in the longitudinal direction for the same slot are aligned in the width direction so that the end portions at both ends of the laminated conductor are bent in the same direction. An edgewise bending apparatus that performs edgewise bending, which is a bending process of the laminated conductors in the lateral width direction, for each of the laminated conductors, and the laminated conductor of the end portion that has been edgewise bent. A flat-wise bend, which is a bending process in the direction of the lamination, so that each can be bent in the same direction. Wise bending device, cutting device that cuts each end portion that has been flatwise bent so as to have a predetermined length, and cutting of the laminated conductor of each end portion that has been cut by the cutting device And a cut surface finishing device for finishing the surface.
本発明によれば、4極機においても一括曲げを可能とする回転電機のコイル製造システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the coil manufacturing system of the rotary electric machine which enables collective bending also in a 4-pole machine can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係るコイル製造システムおよびコイル製造方法について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。 Hereinafter, a coil manufacturing system and a coil manufacturing method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるコイルを示す斜視図である。コイル10は、導体100を厚み方向に積層した積層導体101を有し、積層導体101のそれぞれの上下に隣接する導体100の相互間には絶縁物が介在している。
FIG. 1 is a perspective view showing a coil in a coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention. The
また、コイル10は、直線部11と角部12およびエンド部16を有する。回転電機の性能を向上させるには、直線部11の長さをより長くとることが望ましく、性能という点では、角部12の曲げ半径はできるだけ小さい方が好ましい。
The
図2は、ロータシャフトにコイルを取り付けた回転子の概念的な斜視図である。ロータシャフト14の半径方向の表面には図示しないスロット部が形成されており、このスロットにコイル10が挿入され絶縁物で強固に固定され組み立てられ、回転子が製作される。コイル10は2つが一組となってコイルの機能を発揮する。
FIG. 2 is a conceptual perspective view of a rotor in which a coil is attached to a rotor shaft. A slot portion (not shown) is formed on the surface of the
このために、コイル10の端面が付き合わされるロウ付け接合部69a、69bにおいてそれぞれの導体100が互いに接合される。一方のロウ付け接合部69aでは同一層同士の導体100が接合され、他方のロウ付け接合部69bでは、一層ずれた導体100同士が接合される。このようにして、全体でコイル機能が確保される。
For this purpose, the
図3は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるコイル製造過程での導体の形状の変化を示す斜視図である。図3(a)は、多数の導体100が積層状態になった積層導体101の最初の状態を示している。
FIG. 3 is a perspective view showing a change in the shape of the conductor during the coil manufacturing process in the coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention. FIG. 3A shows an initial state of the
1枚の導体100は、厚みよりも横幅が長い横長の長方形の横断面を有し、長手方向に延びている。また、それぞれの導体100の幅広面の片面の中央には導体100の長手方向に延びる溝が形成されており、導体100を2枚溝の方向を向い合せることにより長手方向の通風穴23が形成される。
One
図3(b)は、積層導体101の両側を、同じ方向に90°の角度で曲げるEW曲げにより角部12およびエンド部16を両側に形成した結果を示す。図3(b)に示すように曲げ方向は導体100の厚み方向ではなく横幅方向である。横幅方向に曲げるため、図の角部12に示すように、導体100の内側が厚く、外側が薄くなることからこれを矯正する必要が生ずる。
FIG. 3B shows a result of forming the
図3(c)は、ロータシャフトの表面のスリットの曲面に沿う円弧状に、エンド部16を曲げるFW曲げを行った結果を示す。両方のエンド部16が同じ方向に円弧状に曲げられている。この段階で、エンド部16の各導体100が横幅方向に不揃いとなる状況が出てくるため、これを矯正する必要が生じる。
FIG. 3C shows a result of performing FW bending for bending the
図3(d)は、エンド部16の端の部分で、図2に示すように導体100間を接合する必要があるため、一括切断することを示している。ただし、切断面は接合するためには十分表面がそろっていないために、切断面の仕上げを行う必要が生ずる。
FIG. 3D shows that the
4極機の場合のように積層導体101を構成する導体100の積層数が多いために、以上のように、EW曲げ、FW曲げ、切断の各加工工程で、単に通常の曲げ、切断をしてもコイル成形上必要な加工精度とはならず、矯正あるいはさらに仕上げ加工を行う必要がある。
As in the case of a 4-pole machine, since the number of
図4は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるコイル一括曲げシステムの片側の外形を示す平面図である。また、図5は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるコイル一括曲げシステムの片側の外形を示す正面図である。 FIG. 4 is a plan view showing the outer shape of one side of the coil batch bending system in the coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a front view showing the outer shape of one side of the coil batch bending system in the coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention.
以降の説明を分かり易くするために、図中のようにX、Y、Z方向をとる。X方向、Y方向は水平面内で互いに垂直方向であり、Z方向は鉛直上向きである。 In order to make the following description easy to understand, X, Y, and Z directions are taken as shown in the figure. The X direction and the Y direction are perpendicular to each other in the horizontal plane, and the Z direction is vertically upward.
本実施形態によるコイル一括曲げシステムは、積層導体101の両側で、それぞれEW曲げ、FW曲げ、切断、切断面仕上げの各加工を行う。このため、2組のユニット化した機構が、積層導体101の両側に配されている。
The coil batch bending system according to the present embodiment performs EW bending, FW bending, cutting, and cutting surface finishing on both sides of the
具体的には、EW曲げ装置18、FW曲げ装置19、切断装置21、切断面仕上げ装置105がそれぞれ設けられている。EW曲げ装置18は、積層導体101の両側にEW曲げを行う。FW曲げ装置19は、EW曲げにより生成されたエンド部16にFW曲げを行う。切断装置21は、エンド部16の端面の切断を、切断面仕上げ装置105は、切断装置21による切断面の仕上げ加工を行う。
Specifically, an
コイル一括曲げシステムは、それぞれX方向に延びる複数のレール113を備えており、EW曲げ装置18、FW曲げ装置19、切断装置21はそれぞれレール113上を走行し移動可能な図示しない施工台座を有する。切断面仕上げ装置105は切断装置21の施工台座上に搭載されている。
The coil batch bending system includes a plurality of rails 113 each extending in the X direction, and each of the
また、コイル一括曲げシステムは、コイル搬送装置31を備えている。コイル搬送装置31は、直線部11を保持しEW曲げ装置18とFW曲げ装置19間でコイル10を搬送する。
The coil batch bending system includes a
コイル10は基本的にX方向に沿って置かれ、X方向の中心基準で位置決めを行う。EW曲げ、FW曲げ、切断装置は、基本的にX方向すなわちコイル長手方向中心を基準に移動する。ただし、コイル10の直線部11が短い場合は、2組が中心に寄ると干渉するため、片側基準に動作してもよい。すなわち、設定次第でコイル10の長手方向基準に装置が移動することも、コイル10を移動することも可能である。
The
2極機用の一括曲げ装置をそのまま4極機用に適用しても、作業中心が高くなってしまう問題を解決するために、直線部11を固定せずにコイル10のエンド部16の半径中心を基準としてコイル10を製造する。またコイル10の重心が下方となり転倒しづらい様にFW曲げを水平方向で行うように装置が構成されている。
In order to solve the problem that the work center becomes high even if the batch bending apparatus for a two-pole machine is applied to a four-pole machine as it is, the radius of the
この様にコイルが大型化しても、装置姿勢を変更することにより、作業者がアクセス可能で各工程間で成形やコイル搬送を行うことが可能となる。 In this way, even if the coil is increased in size, by changing the posture of the apparatus, an operator can access it, and molding and coil conveyance can be performed between processes.
図6は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるEW曲げ装置の外形を示す平面図である。また、図7は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるEW曲げ装置の外形を示す正面図である。 FIG. 6 is a plan view showing the outer shape of the EW bending apparatus in the coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a front view showing the outer shape of the EW bending apparatus in the coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention.
EW曲げ装置18は、中央にEW曲げ軸106を有する。また、EW曲げの際に積層導体101がずれるのを防止するために積層導体101を拘束するコイル拘束ガイド49を有する。
The
また、EW曲げ加工のための荷重を加えるための油圧シリンダ48、油圧シリンダ48を回転移動させるための旋回レール104を有する。旋回レール104は、(X−Y)平面内で環状に延びている。
In addition, a hydraulic cylinder 48 for applying a load for EW bending and a turning
また、EW曲げ装置18は、EW曲げされた後のエンド部16の角度を確認するためEW曲げ装置18のコイルクランプ部37に設けられた角度計測部38を有する。角度計測部38は、たとえば、光電センサでもよい。あるいは、機械的にエンド部に沿って動く機構により位置を計測する装置でもよい。
Further, the
図8は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるEW曲げコイル拘束機構のコイル拘束ガイド部分を示す図6の第VIII-VIII線矢視側面図である。 8 is a side view taken along line VIII-VIII in FIG. 6 showing a coil restraining guide portion of the EW bending coil restraining mechanism in the coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention.
図8に示すように、コイル拘束ガイド49は、積層導体101の上下面および一方の側面を囲むような形状を有する。また、積層導体101がEW曲げ軸106と当たる部分においては、積層導体101はコイル拘束ガイド49とEW曲げ軸106により、変形して逃げる先がないように上下左右を拘束される。
As shown in FIG. 8, the
このように構成された本実施形態のEW曲げ装置においては、まず、積層導体101が予め加工されている通風穴23を利用して装置に予め設置されているテンプレート24と図示しない位置決めピンにより所定の位置に固定される。
In the EW bending apparatus according to the present embodiment configured as described above, first, the
固定された積層導体101は、コイル拘束ガイド49により拘束される。ここで、油圧シリンダ48は、コイル拘束ガイド49に横方向から、理論寸法に対応する寸法に至るまで荷重を掛ける。
The fixed
油圧シリンダ48は、コイル拘束ガイド49に横方向から荷重を掛けた状態のままで、旋回レール104上を旋回する。この結果、コイル拘束ガイド49は、積層導体101を拘束しながらEW曲げ軸106の周囲を約90°回転する。この回転角度は、油圧シリンダ48の旋回レール104上を旋回する角度によって制御される。
The hydraulic cylinder 48 turns on the turning
その後、コイル拘束ガイド49を開放しコイル10は取外され、次工程のFW曲げ装置19までコイル搬送装置31により搬送される。
Thereafter, the
積層導体101を一括曲げする場合、多数の導体100が積層されて成形されるため、積層導体101に荷重が加わった場合に開放した方向に導体100の材料の塑性は流動し、結果的に導体100の断面を矩形に保つことができなかったり、角部12が正確な形状とならない場合がある。
When the
この事象を防止する機構としてEW曲げコイル拘束機構107は、コイル拘束ガイド49、油圧シリンダ48を有する。これによりコイル成形中にコイル拘束ガイド49よりコイル10は膨らむことができず、コイル10の塑性流動が抑制され、精密な曲げ加工が可能になる。
As a mechanism for preventing this phenomenon, the EW bending
図9は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるコイルプレス機構の外形を示す正面図である。また、図10は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるコイルプレス機構の導体との関係を示す部分的平面図である。 FIG. 9 is a front view showing the outer shape of the coil press mechanism in the coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention. FIG. 10 is a partial plan view showing the relationship with the conductor of the coil press mechanism in the coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention.
コイルプレス機構53は、下方プレス部54を有し、EW曲げ軸106と相まってEW曲げ後の角部12の各積層導体101の歪みを成形する。
The
下方プレス部54は、EW曲げ軸106と同心に設けられている。下方プレス部54は、EW曲げ軸106とは独立に上下に移動可能であり、たとえば油圧シリンダにより駆動される。
The lower press part 54 is provided concentrically with the
下方プレス部54は上下方向に延びた円柱状であって、上下に貫通する穴が形成されている。その外径はコイル10の角部12の外側を十分にカバーできる寸法であり、その内径はEW曲げ軸106の外径にほぼ等しい。
The lower press portion 54 has a cylindrical shape extending in the vertical direction, and has a hole penetrating in the vertical direction. The outer diameter is a dimension that can sufficiently cover the outside of the
積層導体101の各導体100は、EW曲げにより、横幅方向に曲げられることから、EW曲げの内側は板厚が増加し、EW曲げの外側は板厚が減少する。このため、EW曲げにより板厚方向に影響のある角部12および、直線部11およびエンド部16のうちEW曲げにより影響を受けた部分の積層導体101を、下方プレス部54により上部から下方に圧縮することによりEW曲げの内側と外側の板厚方向の不揃いが矯正される。
Since each
図11は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるEW曲げテンプレート補正機構の外形を示す平面図である。また、図12は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるEW曲げテンプレート補正機構の外形を示す正面図である。 FIG. 11 is a plan view showing the outer shape of the EW bending template correction mechanism in the coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention. FIG. 12 is a front view showing the outer shape of the EW bending template correction mechanism in the coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention.
EW曲げされた結果のエンド部16の角度は、角度計測部38により計測される。コイル拘束ガイド49が90°回転しても、荷重解放後のエンド部16の直線部11からの曲げ角度θは、スプリングバックのために90°とはならず、たとえば2度程度小さい角度となる。このため、角度計測部38による角度計測結果にもとづきさらにこの差に相当する角度程度、油圧シリンダ48を旋回レール104上に旋回させコイル拘束ガイド49を回転させ、仕上がりの角度を調整する。
The angle of the
図13は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造方法におけるEW修正曲げステップを示すフロー図である。 FIG. 13 is a flowchart showing an EW correction bending step in the method of manufacturing a coil for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention.
まず、製造対象とするコイル10の諸元、仕様を登録する(S101)。諸元、仕様としては、コイル10の横幅、厚さ、直線部などの寸法、積層導体101の層数などがある。コイル10曲げ時のスプリングバック量は、コイル10の横幅、厚さ、積層数により多少の相違があるためである。
First, the specifications and specifications of the
ステップS101の後に、データベースにアクセスして、対象とするコイル10の諸元、仕様に対してコイル製造に必要なデータを取得する(S102)。 After step S101, the database is accessed to obtain data necessary for coil manufacture for the specifications and specifications of the target coil 10 (S102).
予め構造解析によって、90°曲げた際のスプリングバック量に対する、スプリングバック後のコイルをスプリングバックの何倍オーバベンドさせれば良いかの値のオーバベンド係数を評価し、この比のデータベースを構築しておく。 By structural analysis in advance, evaluate the overbend coefficient of the value of how many times the springback coil should be overbended with respect to the amount of springback when bending 90 °, and build a database of this ratio deep.
たとえば、あるコイルを成形した際に90°成形すると2°のスプリングバックが発生した場合、この時にオーバベンドさせる角度はコイル諸元データに基づきデータベースデータから抽出する。オーバベンド係数2倍であった場合、2回目の曲げでスプリングバック量の2倍の4°のオーバベンド曲げを行うことにより、正確に90°曲げを行うことが可能となる。 For example, when 90 ° is formed when a certain coil is formed and a springback of 2 ° occurs, the angle to be overbended at this time is extracted from database data based on the coil specification data. When the overbend coefficient is twice, it is possible to accurately perform 90 ° bending by performing 4 ° overbend bending, which is twice the amount of springback in the second bending.
ステップS102の後に、取得したデータに基づきEW曲げ目標値の角度を決定する(S103)。ステップS103で決定したEW曲げ目標値を設定してEW曲げを行う(S104)。 After step S102, the angle of the EW bending target value is determined based on the acquired data (S103). EW bending is performed by setting the EW bending target value determined in step S103 (S104).
ステップS104の後に、油圧シリンダ48によるコイル拘束ガイド49への荷重を開放しコイル10への荷重がない状態にする(S105)。ステップS105の後に、再度、コイル10に近接させ電動機のトルクの変化により接触位置を確認する(S106)。
After step S104, the load on the
エンド部16の回転の角度の角度計測部38による計測結果、たとえばエンコーダ信号情報を取り込む(S107)。
A measurement result by the
ステップS107で取り込んだ回転角度計測結果が、規定の許容値の幅内であるか否かを判定する(S108)。規定された許容値内であると判定された場合は、EW曲げは終了する(S109)。また、規定された許容値内にない場合は、ステップS102以降を繰り返す。 It is determined whether or not the rotation angle measurement result acquired in step S107 is within a specified allowable value range (S108). If it is determined that the value is within the specified allowable value, the EW bending ends (S109). On the other hand, if it is not within the prescribed tolerance, step S102 and subsequent steps are repeated.
図14は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるFW曲げ装置およびコイル修正固定機構の外形を示す正面図である。また、図15は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるFW曲げ装置およびコイル修正固定機構の外形を示す側面図である。なお、コイル修正固定機構については、後に説明する。 FIG. 14 is a front view showing the outer shape of the FW bending apparatus and the coil correction fixing mechanism in the coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention. FIG. 15 is a side view showing the outer shape of the FW bending apparatus and the coil correction fixing mechanism in the coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention. The coil correction fixing mechanism will be described later.
FW曲げ装置19は、FW曲げ成形型20、成形ローラ36(図16参照)、油圧シリンダ57、面盤56を有する。FW曲げ成形型20は、図14の紙面の背後からX方向に延びた積層導体101を、図14の左側すなわち(−Y)方向にEW曲げされた積層導体101のエンド部16を、FW曲げする際に円弧状に成形するための型となる。
The
成形ローラ36は、上側から積層導体101をFW曲げ成形型20に押し付けFW曲げを行う。油圧シリンダ57は、面盤56の移動に使用する。FW曲げ成形型20とコイル10との位置関係は、調整可能となっている。
The forming
また、FW曲げに先立って、あるいはFW曲げ後に切断のためにエンド部16の積層導体101の不揃いを修正するFWクランプ補正機構95、積層導体101の乱れを修正するコイル修正固定機構103を有する。
In addition, an FW
コイル材料には導電性を向上させるために銀入り銅の引抜材が多く使用されるが、これに冷却穴等の加工を施すため加工硬化する傾向がある。このため冷却穴等の加工の後にコイル材を焼鈍して残留応力を除去し、その後、コイル表面をホーニングした後に、一括曲げコイル材として使用する。 In order to improve conductivity, the coil material is often made of silver-drawn copper, but there is a tendency to work and harden because of processing such as cooling holes. For this reason, after processing a cooling hole etc., a coil material is annealed, residual stress is removed, and after honing the coil surface, it uses as a collective bending coil material.
コイル10は焼鈍により微少変形し、またEW曲げにより微少な角度誤差を生じて曲がっている。この曲がったコイルを真っ直ぐにセットするために、FWクランプ補正機構95が設けられている。
The
FWクランプ補正機構95は、FW曲げ成形型20、面盤56および油圧シリンダ57を有する。面盤56は、Y−Z方向に広がる長方形の平板形状である。面盤56は、FWクランプ補正機構95の動作時には、図15の位置にあり、コイル10のエンド部16に密着する。面盤56の移動は油圧シリンダ57により行われる。
The FW
また、面盤56は、FWクランプ補正機構95の動作時以外は図15の2点鎖線で示す56aの位置に退避している。
Further, the
FWクランプ補正機構95により、面盤56がコイル10のエンド部16の側面に密着した状態となることから、隙間の存在を確認することができる。隙間が傾斜する傾向がある場合や、局所的に隙間が大きい場合には、コイルが真っ直ぐで無いことを目視できるため、ハンマーで面盤56に叩き込むことにより、コイルを真っ直ぐに修正することができる。
Since the
また、図示しないが、プレス機構等により、面盤56に押し付けることにより修正してもよい。FWクランプ補正機構95を使用しての修正は、FW曲げ加工を行う前でも行った後でも機能するが、特にFW曲げ加工を行う前に実施することにより、品質の高い製造が可能となる。
Moreover, although not shown in figure, you may correct | amend by pressing on the
図16は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるFW曲げ機構の成形部分の外形を示す正面図である。 FIG. 16 is a front view showing an outer shape of a molded part of the FW bending mechanism in the coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention.
FW曲げ成形型20の周囲に同心形状のシリンダ旋回用架構109が設けられている。シリンダ旋回用架構109には、シリンダ保持部108が取り付けられており、シリンダ保持部108はシリンダ旋回用架構109に沿って旋回可能である。シリンダ保持部108の旋回は、旋回軸112の回転によってなされる。
A concentric
旋回軸112は、シリンダ旋回用架構109の回転中心から放射状に延びており、回転中心において、図示しない電動機とギアにより周方向に移動する。旋回軸112は、シリンダ保持部108と結合している。
The turning shaft 112 extends radially from the rotation center of the
シリンダ保持部108には、成形シリンダ36a、第1のシリンダ61a、第2のシリンダ62a、第3のシリンダ63a、第4のシリンダ64aが周方向に相互に間隔をあけて取り付け固定されており、それぞれ電動機を有する。成形シリンダ36aの先端には成形ローラ36が取り付けられており、成形シリンダ36aによってエンド部16に押し付けられる。成形ローラ36はエンド部16の幅をカバーできるような幅となっている。
A molding cylinder 36a, a first cylinder 61a, a second cylinder 62a, a third cylinder 63a, and a fourth cylinder 64a are attached and fixed to the
第1のシリンダ61a、第2のシリンダ62a、第3のシリンダ63a、第4のシリンダ64aの先端にはそれぞれ第1のサポートローラ61、第2のサポートローラ62、第3のサポートローラ63、第4のサポートローラ64が取り付けられており、それぞれの電動機により積層導体101に荷重を伝達することができる。
The first cylinder 61a, the second cylinder 62a, the third cylinder 63a, and the fourth cylinder 64a have a
第1のサポートローラ61、第2のサポートローラ62、第3のサポートローラ63、第4のサポートローラ64はそれぞれ第1のシリンダ61a、第2のシリンダ62a、第3のシリンダ63a、第4のシリンダ64aによってエンド部16に押し付けられる。
The
第1のサポートローラ61、第2のサポートローラ62、第3のサポートローラ63、第4のサポートローラ64はエンド部16の幅をカバーできるような幅となっている。
The
図17ないし図22は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造方法におけるFW曲げ荷重調整に関する各ステップにおけるコイル端部の第1ないし第6の状態を示す正面図である。第1の状態から第6の状態まで、番号順に推移する。 FIGS. 17 to 22 are front views showing first to sixth states of the coil end portion in each step relating to FW bending load adjustment in the coil manufacturing method of the rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention. Transition from the first state to the sixth state in numerical order.
成形ローラ36はコイル10の直線部11の左右の中心位置の上部から成形シリンダ36aによってエンド部16に押し付けられ、エンド部16を加圧する(図17参照)。
The forming
この状態で旋回軸が回転し、第1のシリンダ61aがコイル10の直線部11の左右の中心位置の上部にきたときに、第1のシリンダ61aが第1のサポートローラ61を押し出す。第1のサポートローラ61は第1のシリンダ61aによってエンド部16に押し付けられ、エンド部16を加圧する(図18参照)
成形ローラ36は、旋回軸の回転とともにエンド部16を加圧し、FW曲げを行う。第1のサポートローラ61も、成形ローラ36と間隔を保ち、エンド部16を押し付けながら旋回する。
In this state, when the turning shaft rotates and the first cylinder 61a comes to the upper part of the left and right center positions of the linear portion 11 of the
The forming
同様に、第2のシリンダ62a、第3のシリンダ63a、第4のシリンダ64aがコイル10の直線部11の左右の中心位置の上部にきたときに、それぞれ、第2のサポートローラ62、第3のサポートローラ63、第4のサポートローラ64を押し出す。第2のサポートローラ62、第3のサポートローラ63、第4のサポートローラ64は、エンド部16に押し付けられ、エンド部16を加圧する(それぞれ、図19ないし図21参照)
最後に、第1のサポートローラ61、第2のサポートローラ62、第3のサポートローラ63、第4のサポートローラ64の全てがエンド部16を加圧した状態で、成形ローラ36が旋回しながら残りのエンド部16のFW曲げを行う(図22参照)。
Similarly, when the second cylinder 62a, the third cylinder 63a, and the fourth cylinder 64a come to the upper part of the left and right center positions of the linear portion 11 of the
Finally, while the
成形ローラ36および第1のサポートローラ61、第2のサポートローラ62、第3のサポートローラ63、第4のサポートローラ64の加圧は、電動機の負荷トルクを電流値で検出し、たとえば、定格の100%に対して5Aの出力が出る様に予め設定しておく。
The pressurization of the forming
図23は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造方法におけるFW曲げ荷重調整に関するステップを示すフロー図である。 FIG. 23 is a flowchart showing steps related to FW bending load adjustment in the method of manufacturing a coil for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention.
まず、コイル10の直線部11の中心線の上部に成形シリンダ36a位置を設定し、成形シリンダ36aを加圧し、成形ローラ36を押し出す(S201)。成形ローラ36が、積層導体101上に着座したことを検知する(S202)。検知手段は、たとえば、トルクの変化による方法でもよいし、または、着座する位置に対応する位置に設けたリミットスイッチによってもよい。検知手段は、サポートローラについても同様である。
First, the position of the forming cylinder 36a is set above the center line of the linear portion 11 of the
ステップS202の後に旋回軸112を回転させる(S203)。この間、旋回軸112の回転が、15°になったか否かを確認する(S204)。旋回軸112の回転角度が15°になったら、旋回軸112の回転を停止する(S205)。 After step S202, the turning shaft 112 is rotated (S203). During this time, it is confirmed whether or not the rotation of the turning shaft 112 has become 15 ° (S204). When the rotation angle of the turning shaft 112 reaches 15 °, the rotation of the turning shaft 112 is stopped (S205).
ステップS205の後に、第1のシリンダ61aを加圧する。第1のサポートローラ61が押し出される(S206)。第1のサポートローラ61が、積層導体101上に着座したことを検知する(S207)。
After step S205, the first cylinder 61a is pressurized. The
この状態から、旋回軸112を回転させる(S208)。この間、旋回軸112の回転が、30°になったか否かを確認する(S209)。旋回軸112の回転角度が30°になったら、旋回軸112の回転を停止する(S210)。 From this state, the turning shaft 112 is rotated (S208). During this time, it is confirmed whether or not the rotation of the turning shaft 112 has reached 30 ° (S209). When the rotation angle of the turning shaft 112 reaches 30 °, the rotation of the turning shaft 112 is stopped (S210).
ステップS210の後に、第2のシリンダ62aを加圧する。第2のサポートローラ62が押し出される(S211)。第2のサポートローラ62が、積層導体101上に着座したことを検知する(S212)。
After step S210, the second cylinder 62a is pressurized. The
この状態から、旋回軸112を回転させる(S213)。この間、旋回軸112の回転が、45°になったか否かを確認する(S214)。旋回軸112の回転角度が45°になったら、旋回軸112の回転を停止する(S215)。 From this state, the turning shaft 112 is rotated (S213). During this time, it is confirmed whether or not the rotation of the turning shaft 112 has become 45 ° (S214). When the rotation angle of the turning shaft 112 reaches 45 °, the rotation of the turning shaft 112 is stopped (S215).
ステップS215の後に、第3のシリンダ63aを加圧する。第3のサポートローラ63が押し出される(S216)。第3のサポートローラ63が、積層導体101上に着座したことを検知する(S217)。
After step S215, the third cylinder 63a is pressurized. The
この状態から、旋回軸112を回転させる(S218)。この間、旋回軸112の回転が、60°になったか否かを確認する(S219)。旋回軸112の回転角度が60°になったら、旋回軸112の回転を停止する(S220)。 From this state, the turning shaft 112 is rotated (S218). During this time, it is confirmed whether or not the rotation of the turning shaft 112 has reached 60 ° (S219). When the rotation angle of the turning shaft 112 reaches 60 °, the rotation of the turning shaft 112 is stopped (S220).
ステップS220の後に、第4のシリンダ64aを加圧する。第4のサポートローラ64が押し出される(S221)。第4のサポートローラ64が、積層導体101上に着座したことを検知する(S222)。
After step S220, the fourth cylinder 64a is pressurized. The
この状態から、旋回軸112を回転させる(S223)。旋回角度が、予め設定された旋回終了角に到達したら旋回を終了する(S224)。 From this state, the turning shaft 112 is rotated (S223). When the turning angle reaches a preset turning end angle, the turning is finished (S224).
従来の既設機におけるFW曲げ機構では1対のローラユニットで曲げを行っていたため、曲げローラが通過した部分のコイル材が浮き上り正確な曲げができないという問題があった。また浮き上った部分を外付け治具で密着させとしても完全に密着せず、コイル切断時に誤差が生じることがあった。 In the conventional FW bending mechanism in the existing machine, since the bending is performed by a pair of roller units, there is a problem that the coil material in the portion through which the bending roller passes rises and cannot be bent accurately. Further, even if the raised portion is brought into close contact with an external jig, it may not be brought into close contact, and an error may occur when cutting the coil.
本実施形態においては、電流値と荷重との関係が把握された上で、成形ローラ36および第1のサポートローラ61、第2のサポートローラ62、第3のサポートローラ63、第4のサポートローラ64の加圧は電動機負荷トルクを電流値で検出している。
In this embodiment, after the relationship between the current value and the load is grasped, the forming
このため、コイルの諸元、仕様に応じて適切な荷重が負荷され成形される。これにより成形が終了した部分も常時一定の間隔で積層導体101が拘束され、FW曲げ成形型20から浮き上がること無く密着させることが可能となる。
For this reason, an appropriate load is applied according to the specifications and specifications of the coil. As a result, the
FW曲げにおいては、適正荷重以上の曲げ力を加えるとコイル表層だけが押し潰され、またコイル積層がずれる傾向を示すため、最適な荷重を付加して曲げることが望ましく、またコイル表面の損傷が少なくできる。 In FW bending, if a bending force greater than the appropriate load is applied, only the coil surface layer is crushed and the coil stacking tends to shift. Therefore, it is desirable to bend with an optimum load, and damage to the coil surface may occur. Less.
FW曲げにおいては、コイル厚さ、コイル幅、コイル積層数の3条件により曲げ荷重が影響を受ける。この関係を事前に構造解析により評価し、3条件による荷重を近似式で求めておく。製品仕様、諸元データよりコイル厚さ、コイル幅、コイル積層数を入力することにより、コイル加圧力を計算する。 In FW bending, the bending load is affected by three conditions: coil thickness, coil width, and number of coil layers. This relationship is evaluated in advance by structural analysis, and a load according to three conditions is obtained by an approximate expression. Coil pressure is calculated by inputting the coil thickness, coil width, and number of coil layers from the product specifications and specification data.
この結果により、相当電流を成形シリンダ36aおよび第1のシリンダ61a、第2のシリンダ62a、第3のシリンダ63a、第4のシリンダ64aの駆動電動機に励磁することにより適正な荷重を負荷することが可能となる。 As a result, an appropriate load can be applied by exciting an equivalent current to the drive motors of the forming cylinder 36a, the first cylinder 61a, the second cylinder 62a, the third cylinder 63a, and the fourth cylinder 64a. It becomes possible.
このように、本実施形態により、積層導体101の表面に加わるダメージも少なく表面の損傷が少ないコイル10の製造が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to manufacture the
図24は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるFW曲げコイル幅拘束ガイドの外形を示す正面図である。図25は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるFW曲げコイル幅拘束ガイドの外形を示す側面図である。また、図26は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるFW曲げコイルガイド機構の外形を示す図24の第XXI-XXI線矢視平断面図である。 FIG. 24 is a front view showing the outer shape of the FW bending coil width constraint guide in the coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention. FIG. 25 is a side view showing the outer shape of the FW bending coil width constraint guide in the coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention. FIG. 26 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI in FIG. 24 showing the outer shape of the FW bending coil guide mechanism in the coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention.
FW曲げコイルガイド機構115は、2枚のコイルガイド68、ホルダー66を有する。これらのコイルガイド68は、成形ローラ36の旋回方向の前方、すなわち、第1のサポートローラ61等と反対側に、エンド部16の積層導体101の両側面を挟むように設けられている。それぞれのコイルガイド68は、上下に延びる平板状である。
The FW bending coil guide mechanism 115 includes two coil guides 68 and a holder 66. These coil guides 68 are provided in front of the forming
コイルガイド68を収納するようホルダー66が設けられている。ホルダー66は、2枚のコイルガイド68のそれぞれの隣接する2側面に接するように形成されており、上下に延びている。
A holder 66 is provided to accommodate the
コイルガイド68の上端には、コイルガイド68がホルダー66から落下しないようにストッパ67が設けられている。コイルガイド68の積層導体101側の側面には、進行方向と後退する方向に30°程度の面取りが施され、積層導体101に食い込まない様になっている。
A stopper 67 is provided at the upper end of the
多数の層からなる積層導体101は、前工程のEW曲げにおける変形やコイル曲げ加工を行う前に行われる焼鈍の影響によりコイル断面が平坦でない場合が多い。
In many cases, the
このように、コイル成形前に既に多少前工程の成形の影響やコイル曲げ加工を行う前に行われる焼鈍の影響により、不揃いなコイルに対して成形開始位置の位置決めを行った後、成形ローラ36をコイル10に接触する位置まで移動させる。
As described above, the
この時コイルガイド68がコイルに対して均等に入る位置に、成形ローラ36の位置を微調整し、コイル10の中心でガイドされる状態とする。この状態でFW曲げを行うことにより、FW曲げ方向の側面に発生する横荷重の発生を抑制し、コイルを真っ直ぐに整形することが可能となる。
At this time, the position of the forming
次に、図14および図15により、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるコイル修正固定機構について説明する。 Next, with reference to FIG. 14 and FIG. 15, a coil correction fixing mechanism in a coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention will be described.
コイル修正固定機構103は、FW曲げ成形型20、面盤56、締め板71を有する。締め板71は、エンド部16の積層導体101を挟んで面盤56と対向する位置に設けられている。
The coil
締め板71にはネジ穴70が設けられている。また、面盤56にも対応する位置に図示しないネジ穴が設けられている。締め板71は、図示しないネジにより、面盤56に固定されるように形成されている。
A
なお、締め板71は、図22のような部分的にエンド部16の積層導体101を覆う場合は、複数を使用して、全体をカバーしてもよい。あるいは、1枚で全体をカバーしてもよい。
Note that when the fastening plate 71 partially covers the
FW曲げ工程で成形された積層導体101は、成形により発生する塑性変形やスプリングバックの影響により、FW曲げ成形型20に完全に密着していない。この状態のままコイル成形を終了し次工程の切断作業を行おうとすると、コイル組立を行う際にコイル10はロータに対して完全に密着されるため、コイル長さが正確ではないためロウ付け接合部69が一致せず、ロウ付け接合不良が発生する。
The
本実施形態により、FW曲げ後、面盤56を積層導体101の側部に移動させ積層導体101に密着させる。ネジの締め付けにより面盤56と複数の締め板71で積層導体101を面盤56側に締め込み、完全に密着させることにより、エンド部16の積層導体101の横幅方向の不揃いを更生することができる。
According to the present embodiment, after the FW bending, the
図27は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるコイル切断装置・切断部仕上げ装置の外形を示す正面図である。図28は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるコイル切断装置・切断部仕上げ装置の外形を示す側面図である。 FIG. 27 is a front view showing the outer shape of the coil cutting device / cutting section finishing device in the coil manufacturing system / method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention. FIG. 28 is a side view showing the outer shape of the coil cutting device / cutting portion finishing device in the coil manufacturing system / method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention.
切断装置21は、切断ヘッド72、回転機構74、ブレーキ付電動機75、切断用電動機77、上下軸79を有する。回転機構74はブレーキ付電動機75により駆動され、切断ヘッド72を切断位置と非切断位置間で回転移動させる。
The cutting
切断ヘッド72は、円板状のチップソー78を有する。なお、チップソー78には限定されずノコ刃の付いたバンドソーなどでもよい。切断用電動機77は、切断ヘッド72のソーを回転駆動する。また、上下軸79は、切断ヘッド72を上下に駆動する。
The cutting head 72 has a disk-shaped tip saw 78. The tip saw 78 is not limited to a band saw with a saw blade. The cutting
切断部仕上げ装置110は、仕上げ加工ヘッド73、回転機構74、ブレーキ付電動機75、切り替え用電動機114を有する。仕上げ加工ヘッド73は、エンドミル76を有しており、切断ヘッド72と同軸上に設けられている。
The cutting
切断ヘッド72の回転中心と切断用電動機77の回転中心間の軸上の中間点近くに図示しない切り替え用の回転軸があり、切り替え用の回転軸は切り替え用電動機114により回転動作を行う。切り替え用の回転軸の軸方向に垂直の方向に切断ヘッド72および仕上げ加工ヘッド73がそれぞれ結合しており、切断装置21と切断部仕上げ装置110間の切り替えは切り替え用電動機114による切り替え用の回転軸の回転動作により行われる。また、仕上げ位置と非仕上げ位置間での移動は、回転機構74によりなされる。
There is a switching rotation shaft (not shown) near the intermediate point on the axis between the rotation center of the cutting head 72 and the rotation center of the cutting
回転機構74は、切断や仕上げ加工時の切削負荷の影響を受けないように十分な保持トルクを有するものを選定する。
The
切断時には、エンドミル76は積層導体101や周囲の構造物と干渉しない位置に回転して切断装置21がコイルを切断する状態となる。切断ヘッド72は切断用電動機77を回転することにより、チップソー78を回転し、上下軸79により切れ刃80が上下移動し積層導体101を削ることにより切断される。
At the time of cutting, the end mill 76 rotates to a position where it does not interfere with the
切断装置21による切断が完了した後、切断装置21は一度積層導体101と反対方向に退避する。回転機構74の電動機が回転することにより、周囲の構造物と干渉しない状態で、仕上げ加工ヘッド73が回転して積層導体101方向を向き、仕上げ加工を行うことができる。仕上げ加工ヘッド73に用いるエンドミル76は、仕上げ加工時に振動が発生しない程度に積層導体101の横幅の2倍以上の直径のエンドミル76を採用する。
After the cutting by the cutting
また、エンドミル76の刃数が多く連続切削を行える工具を選定することが望ましい。 In addition, it is desirable to select a tool that has a large number of blades of the end mill 76 and can perform continuous cutting.
切断装置21による切断は、コイル10を迅速に切削できるソーによる切断である。一般的に、ソーの厚みは薄いため剛性が低いので、コイル10の切断時に曲がって切断される場合がある。この切断による曲がりを加味して切断すると、切断後のコイル10の仕上をグラインダ等で行う必要が生じ多大な仕上げ工数が必要となる。
Cutting with the cutting
一方、このような本実施形態では、積層導体101を効率良く切断し、仕上げを行うことにより、その後の調整や手入れ等の手動作業を大幅に削減できる。
On the other hand, in this embodiment, manual work such as subsequent adjustment and care can be greatly reduced by efficiently cutting and finishing the
図29は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるコイル搬送機構の外形を示す正面図である。また、図30は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造システム・方法におけるコイル搬送機構の外形を示す側面図である。 FIG. 29 is a front view showing the outer shape of the coil transport mechanism in the coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention. FIG. 30 is a side view showing the outer shape of the coil transport mechanism in the coil manufacturing system and method for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention.
コイル搬送装置31は、ホルダー88、エアーシリンダ90、幅方向の移動軸91、長手方向の移動軸92、上下移動軸93a、93bを有する。ホルダー88は、積層導体101の上面、下面および一方の側部に対応する3面で構成され、直線部11の積層導体101を保持する。エアーシリンダ90は、ホルダー88の側面に面していない側の積層導体101の側面をクランプ固定する。
The
幅方向の移動軸91は装置幅方向、長手方向の移動軸92はコイル長手方向、上下移動軸93は上下方向に積層導体101を移動させ、各場面で積層導体101の適当な姿勢を保ったり、積層導体101の搬送を行うように形成されている。
The moving shaft 91 in the width direction moves the
積層導体101の搬送は通常クレーンで行うが、各装置間のコイルの移動もクレーンで行うと、クレーン待ちや吊り治具の着脱等に時間を要するが、本実施形態により、各装置間のコイル搬送を行うことにより、クレーン待ちや吊り治具の着脱を不要とし、各装置間のコイルの行き来を自由とすることで運搬時間を削減できる。
The transport of the
以上のように、本実施形態によれば、4極機のように積層導体の層数が多く、また、エンド部の長さが長い場合においても、一括曲げが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, even when the number of layers of the laminated conductor is large as in the case of a quadrupole machine and the length of the end portion is long, collective bending is possible.
図31は、本発明の実施形態に係る回転電機のコイル製造方法における製品仕様データによる自動製造システムの構成を示すブロック図である。 FIG. 31 is a block diagram showing a configuration of an automatic manufacturing system based on product specification data in the coil manufacturing method of the rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention.
自動製造システムは、データベース111、製品情報抽出部82、製品仕様情報展開部84、進行制御部86、EW曲げ装置18、FW曲げ装置19、切断装置21、切断部仕上げ装置110、コイル搬送装置31を備える。
The automatic manufacturing system includes a database 111, a product
データベース111は、各回転電機の仕様データとコイル製造のためのデータを収納する。製品情報抽出部82は、対象とする回転電機についての図面、仕様書などの図書情報から当該回転電機のコイル製造に必要な情報に関連した製品情報を抽出する。
The database 111 stores specification data of each rotating electrical machine and data for coil manufacture. The product
製品仕様情報展開部84は、対象とする回転電機の仕様データを入力とし、前記データベース111から各加工プロセスに必要なコイル製造に係るデータを取得する。進行制御部86は、各ステップの条件設定および進行を管理しながら各加工ステップを自動的に進行する。
The product specification
ここで、製品仕様情報データは、コイル全長、コイルスロット数、スロットピッチ角度、コイル幅、コイル厚さ、積層数、FW曲げ半径、ポール角度などである。 Here, the product specification information data includes the total coil length, the number of coil slots, the slot pitch angle, the coil width, the coil thickness, the number of layers, the FW bending radius, the pole angle, and the like.
これらの製品仕様情報に基づいて、コイル製造に必要なパラメータを製品仕様情報展開部84が演算する。
Based on the product specification information, the product specification
この製品仕様情報は、進行制御部86に集約され、進行制御部86からたとえば通信ケーブルを通じて、各装置が有する駆動制御部にデータ転送され、これにより仕様情報が装置間で共有される。
The product specification information is collected in the
また、各装置の位置をはじめとする各装置に関する情報は、進行制御部86に集約され、進行制御部86からたとえば通信ケーブルを通じて、各装置が有する駆動制御部にデータ転送され、これにより各装置に関する情報が各装置間で共有される。
Further, information about each device including the position of each device is collected in the
以上のように構成された本実施形態により、対象とする製品すなわち回転電機に関する情報を入力することにより、コイル製造のために必要なデータが、データベース111に蓄積されたデータを活用しながら自動的に生成される。 According to the present embodiment configured as described above, by inputting information on the target product, that is, the rotating electrical machine, data necessary for coil manufacture is automatically obtained while utilizing the data accumulated in the database 111. Is generated.
さらに、進行制御部86により、EW曲げ装置18、FW曲げ装置19、切断装置21、切断部仕上げ装置110における加工ステップが自動的に進められ、コイル10が製造される。
Further, the
[その他の実施形態]
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention.
また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。 Moreover, you may combine the characteristic of each embodiment.
さらに、これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。 Furthermore, these embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention.
これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10…コイル、11…直線部、12…角部、14…ロータシャフト、16…エンド部、18…EW曲げ装置、19…FW曲げ装置、20…FW曲げ成形型、21…切断装置、23…通風穴、24…テンプレート、31…コイル搬送装置、35…油圧シリンダ、36…成形ローラ、36a…成形シリンダ、37…コイルクランプ部(軸方向ロック機構)、38…角度計測部、48…油圧シリンダ、49…コイル拘束ガイド、53…コイルプレス機構、54…下方プレス部、56…面盤、57…油圧シリンダ、61…第1のサポートローラ、62…第2のサポートローラ、63…第3のサポートローラ、64…第4のサポートローラ、61a…第1のシリンダ、62a…第2のシリンダ、63a…第3のシリンダ、64a…第4のシリンダ、66…ホルダー、67…ストッパ、68…コイルガイド、69、69a、69b…ロウ付け接合部、70…ネジ穴、71…締め板、72…切断ヘッド、73…仕上げ加工ヘッド、74…回転機構、75…ブレーキ付電動機、76…エンドミル、77…切断用電動機、78…チップソー、79…上下軸、80…切れ刃、82…製品情報抽出部、83…PLC、84…製品仕様情報展開部、86…進行制御部、88…ホルダー、90…エアーシリンダ、91…幅方向の移動軸、92…長手方向の移動軸、93、93a、93b…上下移動軸、95…FWクランプ補正機構、100…導体、101…積層導体、103…コイル修正固定機構、104…旋回レール、105…切断面仕上げ装置、106…EW曲げ軸、107…EW曲げコイル拘束機構、108…シリンダ保持部、109…シリンダ旋回用架構、110…切断部仕上げ装置、111…データベース、112…旋回軸、113…レール、114…切り替え用電動機、115…FW曲げコイルガイド機構
DESCRIPTION OF
Claims (8)
同一スロット分の長手方向に延びた扁平な導体の全てをそれぞれ横幅方向に揃えて厚み方向に積層した積層導体の両端のそれぞれのエンド部が同一方向に曲げられるように、前記積層導体それぞれについて、前記積層導体を一括して前記積層導体の横幅方向への曲げ加工であるエッジワイズ曲げを行うエッジワイズ曲げ装置と、
前記エッジワイズ曲げがなされた前記エンド部の積層導体それぞれを同一の方向に曲げられるように、前記積層の方向への曲げ加工であるフラットワイズ曲げを行うフラットワイズ曲げ装置と、
前記フラットワイズ曲げがなされた前記それぞれのエンド部を所定の長さになるように切断する切断装置と、
前記切断装置により切断された前記それぞれのエンド部の前記積層導体の切断面の仕上げ加工を行う切断面仕上げ装置と、
を備えることを特徴とするコイル製造システム。 A coil manufacturing system in which a coil fitted in a slot formed on the outer peripheral surface of a rotor shaft of a rotating electrical machine is molded integrally for each slot or a plurality of coils are grouped into a plurality of blocks,
For each of the laminated conductors, the end portions of both ends of the laminated conductor in which all the flat conductors extending in the longitudinal direction for the same slot are aligned in the width direction and laminated in the thickness direction are bent in the same direction. An edgewise bending device that performs edgewise bending, which is a bending process of the laminated conductors in a transverse width direction,
A flatwise bending device that performs flatwise bending, which is a bending process in the direction of the laminated layer, so that each of the laminated conductors of the end portion subjected to the edgewise bending can be bent in the same direction;
A cutting device for cutting the respective end portions subjected to the flatwise bending so as to have a predetermined length;
A cut surface finishing device for finishing the cut surface of the laminated conductor of each of the end portions cut by the cutting device;
A coil manufacturing system comprising:
前記エンド部に沿って移動可能であり先端にローラを有して前記積層導体に曲げ荷重を加える成形シリンダと、
前記成形シリンダと間隔をあけて環状に互いに間隔をもって配されて、それぞれ先端にローラを有する複数のサポートガイドと、
前記複数のサポートガイドのうち、前記エッジワイズ曲げの角部に近いサポートガイドから順番に前記エンド部に荷重を付加して回転移動する際の荷重およびタイミングを制御する制御部と、
を有することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のコイル製造システム。 The flatwise bending apparatus is:
A molding cylinder that is movable along the end portion and has a roller at the tip to apply a bending load to the laminated conductor;
A plurality of support guides arranged annularly and spaced apart from the forming cylinder, each having a roller at the tip;
Among the plurality of support guides, a control unit for controlling the load and timing when rotating by adding a load to the end portion in order from the support guide near the corner of the edgewise bending,
The coil manufacturing system according to any one of claims 1 to 4, wherein the coil manufacturing system includes:
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