JP2014093847A - Coil manufacturing method and manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動機及び発電機等の回転機器、変圧器といった電気機器に用いる巻線を製造するための製造方法及び製造装置に関する。 The present invention relates to a manufacturing method and a manufacturing apparatus for manufacturing windings used in electric devices such as rotating devices such as electric motors and generators, and transformers.
電動機、発電機等の回転機器では回転子又は固定子に巻線が巻装されて用いられており、変圧器等の電気機器では第一次及び第二次コイルとして巻線が用いられている。こうした巻線は、ボビンや鉄芯の軸体の周囲に電線等の線材を巻き付けて製造される。軸体への線材の巻き付け方法としては、軸体を回転させながら軸体の周囲に線材を巻き付ける軸回り方式及び軸体を固定して線材を軸体の周囲に繰り出しながら巻き付けるフライヤ方式が実用化されている。 In a rotating device such as an electric motor or a generator, a winding is wound around a rotor or a stator, and in an electric device such as a transformer, a winding is used as a primary and secondary coil. . Such a winding is manufactured by winding a wire such as an electric wire around a bobbin or an iron core shaft. As a method of winding the wire around the shaft body, the shaft rotation method that winds the wire around the shaft body while rotating the shaft body and the flyer method that winds the wire rod around the shaft body while fixing the shaft body are put into practical use. Has been.
軸回り方式及びフライヤ方式では、線材を重ね巻していく場合巻線の内周側から巻き始めて順次外周に重ね巻しながら外周側で巻き終わるように作成される。作成された巻線は、巻き始めの線材を内周側から外方に引き出すためのスペースが必要となるため、こうした無駄なスペースをなくして巻線の占積率を向上させるために、様々な巻き付け方式が提案されている。例えば、特許文献1では、平角状断面を持つ絶縁被覆電線を、内側を巻き始めとして一層重ね巻したものを二つ一組として、それぞれの巻き始め部を接続したものを基本コイルとし、基本コイルを複数個重ね合せた巻線が記載されている。また、特許文献2では、平型導線の長手方向の中間部をティース部鉄芯に交差させた後、平型導線の両端部までを互いに逆方向に巻回して巻き付けた巻線が記載されている。また、特許文献3では、導線を所定長突出させて根元を固定し、押圧具で導線の突出部を直角方向に折り曲げて、中央に空間部ができるように渦巻状にアルファ巻きで巻いてなる渦巻体を複数個横方向に並べて配置されたコイルを製造する点が記載されている。 In the shaft-around method and the flyer method, when the wire is lap-wound, it is created so as to start winding from the inner peripheral side of the winding and to finish winding on the outer peripheral side while sequentially winding on the outer periphery. The created winding requires a space for drawing the wire material at the beginning of winding outward from the inner circumference side. Therefore, in order to eliminate this wasted space and improve the space factor of the winding, A winding method has been proposed. For example, in Patent Document 1, the insulation-coated electric wire having a rectangular cross section is formed as a set of two one-layered windings starting from the inside and the windings connected to each other are used as the basic coil. A winding in which a plurality of wires are stacked is described. Moreover, in patent document 2, after making the intermediate part of the longitudinal direction of a flat conducting wire cross | intersect a teeth part iron core, the coil | winding by winding up to the both ends to the opposite direction to a flat conducting wire was described. Yes. Moreover, in patent document 3, a conducting wire is made to project for a predetermined length, a root is fixed, the projecting part of a conducting wire is bent in a right angle direction with a pressing tool, and it is wound with an alpha winding in a spiral shape so that a space part is formed in the center. It describes the point of manufacturing a coil in which a plurality of spiral bodies are arranged in the horizontal direction.
上述した特許文献1及び2では、重ね巻した二層を単位として複数配列することで巻線を構成するようにしているが、線材の巻き付けにより重ね巻を行っているため、巻き付けた線材のスプリングバックの作用により線材の間に隙間が生じるようになって占積率を低下させる。また、単位となる二層を複数配列した場合に隣接する二層の間では、外周側に引き出された線材の終端部をハンダ付け等により接続する必要がある。そのため、巻線の外周側に接続部分のためのスペースが必要となる。また、接続部分があることにより絶縁処理が必要になり、接続部分での巻線抵抗が大きくなる、といったデメリットがある。 In Patent Documents 1 and 2 described above, the winding is configured by arranging a plurality of two layers that are overlapped as a unit. However, since the winding is performed by winding the wire, the spring of the wound wire is performed. A gap is generated between the wires by the action of the back, and the space factor is reduced. Further, when a plurality of unit two layers are arranged, it is necessary to connect the terminal portions of the wire drawn to the outer peripheral side by soldering or the like between adjacent two layers. Therefore, a space for the connection portion is required on the outer peripheral side of the winding. Further, there is a demerit that an insulation process is required due to the presence of the connection portion, and the winding resistance at the connection portion is increased.
特許文献3では、導線を折り曲げて渦巻体を構成しているため、渦巻体のコーナーに形成されたアール部において隣接するターンとの間に隙間が生じるようになっており、こうした巻線を固定子や回転子に用いた場合固定子や回転子のサイズが大きくなって小型化の点で難点がある。また、導線を折り曲げる際に、折り曲げ部分や押圧部分において導線の表面に形成された絶縁被膜が破損して絶縁性が確保できなくなるおそれがある。 In Patent Document 3, since a spiral body is formed by bending a conducting wire, a gap is formed between adjacent turns in the rounded portion formed at the corner of the spiral body, and such a winding is fixed. When used for a child or a rotor, the size of the stator or the rotor is increased, and there is a difficulty in miniaturization. Further, when the conductor is bent, the insulating coating formed on the surface of the conductor at the bent portion or the pressed portion may be damaged, and insulation may not be ensured.
本発明は、こうした従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、1本の連続した線材により占積率の高い巻線を製造する方法及び装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object thereof is to provide a method and an apparatus for manufacturing a winding with a high space factor by using a single continuous wire.
本発明に係る巻線の製造方法は、1本の線材を搬送しながら搬送方向と交差する方向に押圧する押込み動作により当該線材を外側から内側に向かって螺旋状に周回するように変形させるとともに内側の変形部分の曲率が隣合う外側の変形部分の曲率よりも大きくなるように変形させる第一変形工程と、前記押込み動作により内側から外側に向かって螺旋状に周回するように変形させるとともに外側の変形部分の曲率が隣合う内側の変形部分の曲率よりも小さくなるように変形させる第二変形工程とを備え、前記第一変形工程及び前記第二変形工程を交互に行うことで螺旋状に変形された前記線材に対して前記第一変形工程及び前記第二変形工程によるそれぞれの変形領域を渦巻き状に重ね合せて前記線材同士を密着させた複数の巻層部を形成する。さらに、前記線材は、平角状断面を有している。さらに、前記第一変形工程及び前記第二変形工程は、直線状の前記線材を部分的に曲線状に変形することで前記線材を螺旋状に周回するように変形させる。 In the winding manufacturing method according to the present invention, the wire is deformed so as to circulate spirally from the outside to the inside by a pushing operation of pressing one wire in the direction intersecting the conveyance direction. A first deformation step in which the curvature of the inner deformation portion is larger than the curvature of the adjacent outer deformation portion, and the outer portion is deformed so as to circulate spirally from the inner side to the outer side by the pushing operation. And a second deformation step of deforming so that the curvature of the deformation portion is smaller than the curvature of the adjacent inner deformation portion, and spirally by alternately performing the first deformation step and the second deformation step. A plurality of wound layers are formed in which the deformed regions of the first deforming step and the second deforming step are spirally overlapped with the deformed wire to bring the wires into close contact with each other. That. Furthermore, the wire has a rectangular cross section. Further, in the first deformation step and the second deformation step, the linear wire is partially deformed into a curved shape to deform the wire so as to circulate spirally.
本発明に係る巻線の製造装置は、1本の線材を長手方向に搬送する搬送部と、前記線材の搬送経路の一方の側に配置された支点ローラ及び他方の側に配置された押込みローラを有するとともに当該押込みローラを前記線材の搬送経路と交差する方向に移動させて当該支点ローラの前記線材の搬送方向下流側に近接させることで前記線材を所望の曲率で湾曲変形させる押込み動作を行う変形部と、前記線材を搬送しながら前記押込み動作を行うことで前記線材を外側又は内側に向かって螺旋状に周回するように変形させるとともに湾曲変形させた変形部分の曲率を外側に隣り合う変形部分よりも大きく内側に隣り合う変形部分よりも小さくなるように前記線材の搬送制御及び前記押込みローラの移動制御を行う制御部とを備えている。さらに、前記変形部は、湾曲変形されながら搬送される前記線材の搬送経路に沿うように配置されたガイド部材を備えている。さらに、前記線材を螺旋状に周回するように変形させて繰り出される成形体を支持する支持部を備えている。 The winding manufacturing apparatus according to the present invention includes a transport unit that transports one wire in the longitudinal direction, a fulcrum roller disposed on one side of the transport path of the wire, and a push roller disposed on the other side. And moving the push roller in a direction intersecting the conveyance path of the wire and bringing the support roller closer to the downstream side in the conveyance direction of the wire, thereby performing a push-in operation for bending the wire with a desired curvature. Deformation of the deformed part and the deformed part that is curved and deformed by performing the pushing operation while transporting the wire, so that the wire turns around outwardly or inwardly is deformed adjacent to the outside. And a control unit that performs conveyance control of the wire and movement control of the push roller so as to be larger than the portion and smaller than the deformation portion adjacent to the inside. Furthermore, the said deformation | transformation part is provided with the guide member arrange | positioned so that the conveyance path | route of the said wire conveyed while curving and deforming. In addition, a support portion is provided that supports the molded body that is deformed so as to circulate around the wire and is fed out.
本発明は、上記のような構成を有することで、1本の連続した線材により占積率の高い巻線を製造することができる。 According to the present invention, a winding with a high space factor can be manufactured with one continuous wire by having the above-described configuration.
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail. The embodiments described below are preferable specific examples for carrying out the present invention, and thus various technical limitations are made. However, the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise specified, the present invention is not limited to these forms.
図1は、本発明に係る巻線の製造装置に関する概略構成図である。製造装置1は、線材2を長手方向に搬送する搬送部3、線材2を湾曲変形させる変形部4及び線材2を螺旋状に変形させた成形体20を支持する支持部5を備えている。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram relating to a winding manufacturing apparatus according to the present invention. The manufacturing apparatus 1 includes a transport unit 3 that transports the wire 2 in the longitudinal direction, a deforming unit 4 that curves and deforms the wire 2, and a support unit 5 that supports a molded body 20 that deforms the wire 2 in a spiral shape.
搬送部3は、駆動ローラ10及び駆動ローラ10に対向配置された従動ローラ11を有し、線材2を駆動ローラ10及び従動ローラ11の間に挟持して駆動ローラ10を回転駆動することで、線材2を図示せぬ供給部から繰り出していき、長手方向に直線状になるように整形しながら搬送する。 The conveyance unit 3 includes a driving roller 10 and a driven roller 11 disposed so as to face the driving roller 10, and rotates the driving roller 10 by sandwiching the wire 2 between the driving roller 10 and the driven roller 11. The wire 2 is fed out from a supply unit (not shown) and conveyed while being shaped so as to be linear in the longitudinal direction.
変形部4は、押込みローラ12、押込みローラ12に対向配置された支点ローラ13及び支点ローラ13の搬送方向上流側に配置された押えローラ14を有する。支点ローラ13は線材2の搬送経路の一方の側に配置され、押込みローラ12は線材2の搬送経路の他方の側に配置されて搬送経路に交差する方向に移動して支点ローラ13に近接・離間するようになっている。そして、支点ローラ13の搬送方向下流側に押込みローラ12を近接させるように移動させて線材2を押圧する押込み動作により線材2を支点ローラ13に沿って所望の曲率に湾曲変形させる。線材2を湾曲変形する際に押えローラ14により線材2が撓まないように押えておくことで、線材2を精度よく変形することができる。線材2が湾曲変形されながら搬送される経路に沿ってガイド部材15が配置されており、線材2はガイド部材15に案内されながら搬送されて螺旋状に周回するように変形し、図1の紙面の垂直方向に時計回りに繰り出されて成形体20が形成される。 The deformation unit 4 includes a pressing roller 12, a fulcrum roller 13 disposed opposite to the pressing roller 12, and a pressing roller 14 disposed on the upstream side in the transport direction of the fulcrum roller 13. The fulcrum roller 13 is arranged on one side of the conveyance path of the wire 2, and the pushing roller 12 is arranged on the other side of the conveyance path of the wire 2 and moves in a direction crossing the conveyance path to approach the fulcrum roller 13. It is designed to be separated. Then, the wire 2 is bent and deformed to a desired curvature along the fulcrum roller 13 by a pushing operation in which the pushing roller 12 is moved closer to the downstream side in the transport direction of the fulcrum roller 13 to press the wire 2. When the wire 2 is bent and deformed, the wire 2 can be accurately deformed by holding the wire 2 so that the wire 2 is not bent by the presser roller 14. A guide member 15 is disposed along a path along which the wire 2 is conveyed while being bent and deformed so that the wire 2 is conveyed while being guided by the guide member 15 and circulates in a spiral shape. The molded body 20 is formed by being fed clockwise in the vertical direction.
支持部5は、図1の紙面の垂直方向に延設された支持体16を備えており、支持体16は延設方向に沿う回動軸を中心に回動するようになっている。そして、図1の紙面の垂直方向に繰り出されて螺旋状に周回するように展開される成形体20の内側に支持体16を挿入した状態にセットし、線材2が変形されて繰り出されるタイミングに合わせて支持体16を回動させることで、成形体20を安定した状態に支持することができる。所望の周回数だけ螺旋状に展開した後、後述するように成形体20を展開方向に圧縮するように線材2を渦巻き状に重ね合せることで巻線を製造する。 The support portion 5 includes a support body 16 that extends in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1, and the support body 16 rotates about a rotation axis that extends in the extending direction. And it sets in the state which inserted the support body 16 inside the molded object 20 extended | stretched so that it may draw | feed out to the orthogonal | vertical direction of the paper surface of FIG. The molded body 20 can be supported in a stable state by rotating the support body 16 together. After the spirally unfolded for a desired number of turns, the winding is manufactured by overlapping the wire 2 in a spiral shape so as to compress the molded body 20 in the unfolding direction as will be described later.
成形体20を圧縮する場合には、支持体16の端部に基台を配置し、支持体16の両側に配置した一対の作動体を支持体16に沿って基台に向かって移動可能に設け、作動体と基台との間に成形体20を支持した状態で作動体を基台に向かって移動させて成形体20を圧縮し巻線を形成することができる。また、支持体16から取り出した成形体20を別の圧縮装置にセットして圧縮させるようにすることもできる。 When compressing the molded body 20, a base is disposed at the end of the support 16, and a pair of operating bodies disposed on both sides of the support 16 can be moved along the support 16 toward the base. The winding body can be formed by compressing the molded body 20 by moving the operating body toward the base while the molded body 20 is supported between the operating body and the base. Further, the molded body 20 taken out from the support 16 can be set in another compression device and compressed.
線材2から成形体20を形成する場合、図示せぬ制御部が搬送部3における駆動ローラ10の駆動制御を行って線材2の搬送制御を行い、変形部4における押込みローラ12の移動制御を行い、支持部5の支持体16の回動制御を行うことで各部を連動させる。そして、制御部は、後述するように、線材2を搬送しながら押込みローラ12の押込み動作を行うことで外側又は内側に向かって螺旋状に周回するように変形させ、湾曲変形させた変形部分の曲率を外側に隣り合う変形部分よりも大きく内側に隣り合う変形部分よりも小さくなるように線材2を変形させて成形体20を形成する。 When forming the molded body 20 from the wire 2, a control unit (not shown) performs drive control of the driving roller 10 in the transport unit 3 to control the transport of the wire 2, and performs movement control of the push roller 12 in the deformation unit 4. By rotating the support 16 of the support part 5, the parts are interlocked. Then, as will be described later, the control unit performs a pushing operation of the pushing roller 12 while conveying the wire 2, thereby deforming it so as to spiral around the outside or the inside, and bending the deformed portion of the deformed portion. The shaped body 20 is formed by deforming the wire 2 so that the curvature is larger than the deformed portion adjacent to the outside and smaller than the deformed portion adjacent to the inside.
線材2は、従来巻線に使用されている銅等の導電性材料を線材化し、周囲にエナメル等の絶縁性材料からなる被膜が形成されている。なお、絶縁性被膜の代わりに線材2の周囲に絶縁性テープを巻き付けて絶縁化することもできる。線材2の形状としては、断面形状が
円形となる丸線、矩形状となる平角線といったものが挙げられるが、これ以外の形状のものを用いることもでき、特に限定されない。なお、本実施形態では、平角状の断面形状を有する線材を使用している。平角状の線材では、断面形状が長方形となるため、線材の変形方向を示す場合に長方形の短辺に沿う方向を短辺方向といい、長方形の長辺に沿う方向を長辺方向として説明する。また、線材2の太さについても様々な太さのものを使用することが可能で、押圧により変形可能な太さであれば、線材として使用することができる。
The wire 2 is made of a conductive material such as copper, which has been used in conventional windings, as a wire, and a coating made of an insulating material such as enamel is formed around it. Note that an insulating tape may be wound around the wire 2 in place of the insulating coating to insulate it. Examples of the shape of the wire 2 include a round wire having a circular cross section and a rectangular wire having a rectangular shape, but other shapes can be used and are not particularly limited. In the present embodiment, a wire having a flat cross-sectional shape is used. Since the cross-sectional shape of a rectangular wire is rectangular, the direction along the short side of the rectangle is referred to as the short side direction when the deformation direction of the wire is indicated, and the direction along the long side of the rectangle is described as the long side direction. . Moreover, the thing of various thickness can also be used about the thickness of the wire 2, and if it is the thickness which can be deform | transformed by press, it can be used as a wire.
搬送部3により搬送された線材2は、変形部4の押えローラ14に接触しながら押込みローラ12と支点ローラ13との間を通過するように搬送される。押込みローラ12、支点ローラ13及び押えローラ14はいずれも回転自在に軸支されており、押込みローラ12は、図示せぬ移動部により支点ローラ13に近接・離間するように移動制御されて押込み動作を行う。押込みローラ12が支点ローラ13の線材2の搬送方向下流側に近接して、線材2の搬送経路と交差する位置に移動すると、線材2は、押込みローラ12と支点ローラ13との間を通過する際に押込み方向に強制的に押し込まれて湾曲変形しながら搬送されるようになる。線材2を湾曲変形する際に、押えローラ14により線材2が撓まないように押えられるので、線材2を精度よく変形させることができる。 The wire 2 conveyed by the conveyance unit 3 is conveyed so as to pass between the pressing roller 12 and the fulcrum roller 13 while being in contact with the pressing roller 14 of the deformation unit 4. The pushing roller 12, the fulcrum roller 13 and the pressing roller 14 are all rotatably supported by a shaft, and the pushing roller 12 is controlled to move toward and away from the fulcrum roller 13 by a moving unit (not shown) and pushed in. I do. When the pushing roller 12 moves close to the downstream side of the fulcrum roller 13 in the conveyance direction of the wire 2 and moves to a position intersecting the conveyance path of the wire 2, the wire 2 passes between the pushing roller 12 and the fulcrum roller 13. At this time, the sheet is forcibly pushed in the pushing direction, and is conveyed while being bent. When the wire 2 is bent and deformed, the wire 2 is pressed by the pressing roller 14 so as not to bend, so that the wire 2 can be accurately deformed.
なお、押込みローラ12は、回転自在に軸支されているので、搬送される線材2に常時接触した状態に設定しても線材2の搬送に従って回転するようになり、線材2の表面が傷つくことはない。そのため、押込み動作以外でも押込みローラ12を線材2から離間させずに直線状に搬送される線材2に軽く接触した状態にしておき、押込み動作の際に線材2を押圧するように移動制御することで、押込み動作の応答時間を短縮して効率よく変形処理を行うことができる。 In addition, since the pushing roller 12 is rotatably supported by the shaft, even if the pushing roller 12 is always in contact with the conveyed wire 2, the pushing roller 12 rotates as the wire 2 is conveyed, and the surface of the wire 2 is damaged. There is no. For this reason, the pressing roller 12 is kept lightly in contact with the linearly transported wire 2 without being separated from the wire 2 even during the pressing operation, and movement control is performed so as to press the wire 2 during the pressing operation. Thus, the response time of the pushing operation can be shortened and the deformation process can be performed efficiently.
湾曲変形する場合の線材2の曲率は、搬送部3における線材2の搬送制御及び変形部4における押込みローラ12の移動制御により設定される。押込みローラ12の移動量を大きくするほど線材2は支点ローラ13の周面に沿うように変形されてその曲率を大きくすることができる。そのため、支点ローラ13の径を小さく設定して周面の曲率を大きくしておけば、広範囲の曲率に対応することが可能となる。また、湾曲変形する変形長さは、押込みローラ12の移動量及び移動時間並びに線材2の搬送量を調整して設定することができる。例えば、押込みローラ12の押込み動作を間欠して行うように移動制御することで曲線部分及び直線部分を交互に形成することができる。また、押込みローラ12を所定の押込み位置に維持すれば、線材2は円状に湾曲変形するようになる。 The curvature of the wire 2 in the case of bending deformation is set by the conveyance control of the wire 2 in the conveyance unit 3 and the movement control of the push roller 12 in the deformation unit 4. As the moving amount of the pushing roller 12 is increased, the wire 2 is deformed along the peripheral surface of the fulcrum roller 13 to increase its curvature. Therefore, if the diameter of the fulcrum roller 13 is set small to increase the curvature of the peripheral surface, it is possible to deal with a wide range of curvature. Further, the deformation length to be curved and deformed can be set by adjusting the moving amount and moving time of the pressing roller 12 and the conveying amount of the wire 2. For example, curved portions and straight portions can be alternately formed by controlling movement so that the pushing operation of the pushing roller 12 is intermittently performed. Further, if the pushing roller 12 is maintained at a predetermined pushing position, the wire 2 is curved and deformed in a circular shape.
図1では、線材2を断面の短辺方向に湾曲変形するようにしているが、線材2に対して断面の長辺方向から押込みローラ12及び支点ローラ13を接触させて長辺方向に湾曲変形させることもできる。また、押込みローラ12の回転軸を線材2の搬送方向に対して傾斜させたり、押込みローラ12の周面を円錐面状に傾斜させることで、線材2の断面の短辺方向及び長辺方向のいずれからも傾斜した斜行方向に湾曲変形することもでき、線材2を任意の方向に湾曲変形させることが可能である。また、支点ローラ13の回転軸を線材2の搬送方向に対して傾斜させたり、支点ローラ13の周面を円錐面状に傾斜させることで、線材2を任意の方向に湾曲変形させることもできる。そのため、ガイド部材15に代えて、押込みローラ12又は支点ローラ13の回転軸や周面を適宜設定して線材2を螺旋状に周回するように変形させることも可能である。 In FIG. 1, the wire 2 is bent and deformed in the short side direction of the cross section, but the pushing roller 12 and the fulcrum roller 13 are brought into contact with the wire 2 from the long side direction of the cross section to bend and deform in the long side direction. It can also be made. Further, the rotation axis of the pressing roller 12 is inclined with respect to the conveying direction of the wire 2, or the circumferential surface of the pressing roller 12 is inclined in a conical shape, so that the short side direction and the long side direction of the cross section of the wire 2 are increased. It is also possible to bend and deform in an oblique direction inclined from either, and the wire 2 can be bent and deformed in an arbitrary direction. Further, the wire 2 can be curved and deformed in an arbitrary direction by inclining the rotation axis of the fulcrum roller 13 with respect to the conveying direction of the wire 2 or by inclining the peripheral surface of the fulcrum roller 13 in a conical surface. . Therefore, instead of the guide member 15, it is also possible to set the rotation shaft and the peripheral surface of the pushing roller 12 or the fulcrum roller 13 as appropriate, and to deform the wire rod 2 so as to spiral around.
また、上述したように、押込みローラ12、支点ローラ13及び押えローラ14は、回転自在に軸支されているので、線材2に接触する際に線材2の表面に摺動することはなく、線材2の表面を傷つけずに湾曲変形することができる。特に、線材2の周面に絶縁被膜が形成されている場合には、絶縁被膜が成形する際に破損すると、巻線に形成した後に再度線材の絶縁処理を行う必要があるが、上述した製造装置では絶縁被膜の破損を抑止して巻線の絶縁性を確実に確保することができる。 Further, as described above, the pressing roller 12, the fulcrum roller 13, and the pressing roller 14 are rotatably supported by the shaft, and therefore do not slide on the surface of the wire 2 when contacting the wire 2. 2 can be curved and deformed without damaging the surface. In particular, in the case where an insulating coating is formed on the peripheral surface of the wire 2, if the insulating coating breaks when it is formed, it is necessary to insulate the wire again after forming the winding. In the apparatus, the insulation of the winding can be reliably ensured by preventing damage to the insulating film.
図2は、図1に示す製造装置の変形例に関する概略構成図である。この例では、線材2を二方向に変形させる製造装置を示している。搬送部3は図1と同様であるので、説明を省略する。変形部4は、線材2の搬送経路の一方の側に押込みローラ12b、支点ローラ13a及び押えローラ14bが配置され、他方の側に押込みローラ12a、支点ローラ13b及び押えローラ14aが配置されている。ガイド部材15については、図示を省略しているが、二方向に螺旋状に変形させる場合に共通に使用したり、各方向に螺旋状に変形させる際にそれぞれの設定位置にスライドさせるようにしてもよく、二方向に対応してそれぞれ設置することもできる。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram relating to a modification of the manufacturing apparatus shown in FIG. In this example, a manufacturing apparatus that deforms the wire 2 in two directions is shown. Since the transport unit 3 is the same as that shown in FIG. In the deforming portion 4, the pressing roller 12b, the fulcrum roller 13a, and the pressing roller 14b are arranged on one side of the conveying path of the wire 2, and the pressing roller 12a, the fulcrum roller 13b, and the pressing roller 14a are arranged on the other side. . The guide member 15 is not shown in the figure, but it is commonly used when the guide member 15 is spirally deformed in two directions, or is slid to the respective setting positions when being deformed spirally in each direction. It can also be installed in two directions.
押込みローラ12a、支点ローラ13a及び押えローラ14aは、図1と同様に、線材2を一方向(図では下方向)に湾曲変形させ、線材2を螺旋状に時計回りに繰り出すように成形する。一方、押込みローラ12b、支点ローラ13b及び押えローラ14bは、線材2を反対方向(図では上方向)に湾曲変形させ、線材2を螺旋状に反時計回りに繰り出すように成形する。 The pressing roller 12a, the fulcrum roller 13a, and the pressing roller 14a are formed so that the wire 2 is curved and deformed in one direction (downward in the figure) and the wire 2 is drawn out in a clockwise direction like FIG. On the other hand, the pressing roller 12b, the fulcrum roller 13b, and the pressing roller 14b are formed so that the wire 2 is curved and deformed in the opposite direction (upward in the drawing), and the wire 2 is spirally fed out counterclockwise.
このように線材2の螺旋状に変形する周回方向を適宜変更することができるので、後述するように、複数のコイルを1本の連続する線材で成形する場合に、コイルの両端部のいずれからでも成形することが可能となり、コイルの配置に合わせて渡り線が短くなるように成形することができる。 As described above, since the winding direction in which the wire 2 is deformed in a spiral shape can be changed as appropriate, when forming a plurality of coils with a single continuous wire as described later, from either of both ends of the coil. However, it becomes possible to form, and it can be formed so that the connecting wire is shortened according to the arrangement of the coils.
図3は、成形体20に関する斜視図である。成形体20は、螺旋状に周回するように展開方向T−Tに延びるように形成されており、この例では、1本の連続する線材2を、各周回部分を構成する、直角方向に湾曲した変形部分である曲線部分20a、長辺部分に対応する直線部分20b、直角方向に湾曲した曲線部分20a、短辺部分に対応する直線部分20c、・・・を繰り返して成形することで、螺旋状に周回するように形成することができる。そして、変形部分である曲線部分20aについては、内側の周回部分に対応する曲線部分の曲率が隣合う外側の周回部分に対応する曲線部分の曲率よりも大きくなるように湾曲形成されている。 FIG. 3 is a perspective view of the molded body 20. The formed body 20 is formed so as to extend in the development direction TT so as to circulate in a spiral shape, and in this example, one continuous wire 2 is curved in a right-angle direction that constitutes each circulatory part. By repeatedly forming the curved portion 20a which is the deformed portion, the straight portion 20b corresponding to the long side portion, the curved portion 20a curved in the right-angle direction, the straight portion 20c corresponding to the short side portion, and the like, It can form so that it may wrap around. The curved portion 20a, which is a deformed portion, is curved so that the curvature of the curved portion corresponding to the inner circumferential portion is larger than the curvature of the curved portion corresponding to the adjacent outer circumferential portion.
図4は、図3に示す成形体20を側面からみた模式図である。直線部分20bが成形体20の展開方向T−Tにジグザグ状の折れ線状に描かれており、両側の折れ曲った箇所が曲線部分20a及び直線部分20cに対応している。成形体20は、連続する2つの変形領域F1及びF2を繰り返して螺旋状に変形されている。変形領域F1は、外側から内側に向かって螺旋状に周回するように変形しており、後述する巻線の巻層部30に対応している。そして、変形領域F1では、変形部分である曲線部分20aの曲率を内側に行くに従い大きくなるように湾曲形成している。また、変形領域F1に続く変形領域F2は、内側から外側に向かって螺旋状に周回するように変形しており、後述する巻線の巻層部31に対応している。そして、変形領域F2では、変形部分である曲線部分20aの曲率を外側に行くに従い小さくなるように湾曲形成している。 FIG. 4 is a schematic view of the molded body 20 shown in FIG. 3 as viewed from the side. The straight portion 20b is drawn in a zigzag broken line shape in the development direction TT of the molded body 20, and the bent portions on both sides correspond to the curved portion 20a and the straight portion 20c. The molded body 20 is helically deformed by repeating two continuous deformation regions F1 and F2. The deformation region F1 is deformed so as to circulate spirally from the outside toward the inside, and corresponds to a winding layer portion 30 of a winding described later. And in the deformation | transformation area | region F1, it curves and forms so that the curvature of the curve part 20a which is a deformation | transformation part may become large as it goes inside. Further, the deformation area F2 following the deformation area F1 is deformed so as to spiral around from the inside to the outside, and corresponds to a winding layer portion 31 of a winding described later. And in the deformation | transformation area | region F2, it curves and forms so that the curvature of the curve part 20a which is a deformation | transformation part may become small as it goes outside.
そして、変形領域F1から変形領域F2に移行する部分では、変形領域F1側の変形箇所f2は直線部分及び曲線部分が内側に重なり合うように形成されているが、変形領域F2側の変形箇所f3は変形領域F1の変形箇所f1と突き当るように同一の形状に形成されているため、巻層部30に隣接して巻層部31を形成することができる。また、変形領域F2から変形領域F1に移行する部分では、変形領域F2側の変形箇所f5は外側に重なり合うように形成されているが、変形領域F1側の変形箇所f6は変形領域F2の変形箇所f4と突き当る形状に形成されているため、巻層部31に隣接して巻層部30を形成することができる。 And in the part which transfers to the deformation | transformation area | region F2 from the deformation | transformation area | region F1, the deformation | transformation location f2 on the deformation | transformation area | region F1 side is formed so that a linear part and a curve part may overlap inside, but the deformation | transformation location f3 on the deformation | transformation area | region F2 side Since it is formed in the same shape so as to abut against the deformed portion f <b> 1 of the deformation region F <b> 1, the wound layer portion 31 can be formed adjacent to the wound layer portion 30. Moreover, in the part which transfers to the deformation | transformation area | region F1 from the deformation | transformation area | region F2, the deformation | transformation location f5 by the side of the deformation | transformation area F2 is formed so that it may overlap outside, but the deformation | transformation location f6 by the side of the deformation | transformation area | region F1 is a deformation | transformation location of the deformation | transformation area F2. Since it is formed in a shape that abuts against f4, the wound layer portion 30 can be formed adjacent to the wound layer portion 31.
また、変形領域F1及びF2は、それぞれ独立して周回数を増減させることができるため、各巻層部の周回数を適宜設定することが可能となる。例えば、巻層部の周回数を順次増加させたり、一部の巻層部のみ周回数を増加させることができる。また、すべての巻層部の内周側の連結部分を除いた周長を同一に設定すれば、巻線をティース等の支持体に容易に挿着することができ、安定した状態で支持されるようになる。 In addition, the deformation regions F1 and F2 can independently increase or decrease the number of turns, so that the number of turns of each wound layer portion can be set as appropriate. For example, the number of turns of the wound layer portion can be increased sequentially, or the number of turns can be increased only for some of the wound layer portions. In addition, if the circumferential length of all the winding layer portions is set to be the same except for the connecting portion on the inner circumferential side, the winding can be easily inserted into a support body such as a tooth and is supported in a stable state. Become so.
本実施形態では、直角方向に湾曲変形した曲線部分を形成するため、押込みローラ12の移動量及び線材2の搬送量を調整して曲線部分の曲率を調整することで、図3に示すような螺旋状に周回するように展開された成形体20に成形することができる。まず、変形領域F1に対応する第一変形工程を行う。最外周側に対応する長辺部分の長さ分だけ線材2を搬送した後、線材2を搬送しながら搬送方向と交差する方向に押込みローラ12の押込み動作により押圧して線材2を断面の短辺方向に湾曲変形して所定の曲率の曲線部分を形成する。続いて短辺部分の長さ分だけ線材2を搬送した後、押込みローラ12の押込み動作により所定の曲率の曲線部分を形成する。こうして線材2を連続搬送しながら、長辺部分−曲線部分−短辺部分−曲線部分を形成する変形処理を繰り返し行って、線材2を外側から内側に向かって螺旋状に周回するように変形させるとともに内側の曲線部分の曲率が隣合う外側の曲線部分の曲率よりも大きくなるように変形させて変形領域F1を形成する。 In this embodiment, in order to form a curved portion that is curved and deformed in a perpendicular direction, the curvature of the curved portion is adjusted by adjusting the amount of movement of the push roller 12 and the conveyance amount of the wire 2 as shown in FIG. It can shape | mold into the molded object 20 expand | deployed so that it may wrap around spirally. First, the first deformation process corresponding to the deformation area F1 is performed. After conveying the wire 2 by the length of the long side portion corresponding to the outermost peripheral side, the wire 2 is pressed by the pushing operation of the pushing roller 12 in the direction intersecting the conveying direction while conveying the wire 2 to shorten the cross section. A curved portion having a predetermined curvature is formed by bending in the side direction. Subsequently, after the wire 2 is conveyed by the length of the short side portion, a curved portion having a predetermined curvature is formed by the pushing operation of the pushing roller 12. In this way, while continuously transporting the wire 2, the deformation process for forming the long side portion-curved portion-short side portion-curved portion is repeatedly performed to deform the wire 2 so as to circulate spirally from the outside to the inside. At the same time, the deformation is performed such that the curvature of the inner curved portion is larger than the curvature of the adjacent outer curved portion, thereby forming the deformation region F1.
変形領域F1を形成した後引き続いて連結部分に対応する長さ分だけ搬送した後、押込みローラ12による押込み動作により曲線部分を形成し、変形領域F2に対応する第二変形工程を行う。最内周側に対応する長辺部分の長さ分だけ線材2を搬送した後、押込みローラ12の押込み動作により所定の曲率の曲線部分を形成する。続いて短辺部分の長さ分だけ線材2を搬送した後、押込みローラ12の押込み動作により所定の曲率の曲線部分を形成する。こうして線材2を搬送しながら、長辺部分−曲線部分−短辺部分−曲線部分を形成する変形処理を繰り返し行って、線材2を内側から外側に向かって螺旋状に周回するように変形させるとともに外側の曲線部分の曲率が隣合う内側の曲線部分の曲率よりも小さくなるように変形させて変形領域F2を形成する。変形領域F1を形成した後引き続いて連結部分に対応する長さ分だけ搬送した後、押込みローラ12の押込み動作により曲線部分を形成する。 After the deformation region F1 is formed, the sheet is subsequently conveyed by a length corresponding to the connecting portion, and then a curved portion is formed by the pressing operation by the pressing roller 12, and the second deformation process corresponding to the deformation region F2 is performed. After the wire 2 is conveyed by the length of the long side portion corresponding to the innermost peripheral side, a curved portion having a predetermined curvature is formed by the pushing operation of the pushing roller 12. Subsequently, after the wire 2 is conveyed by the length of the short side portion, a curved portion having a predetermined curvature is formed by the pushing operation of the pushing roller 12. While carrying the wire 2 in this manner, the deformation process of forming the long side portion-curved portion-short side portion-curved portion is repeated to deform the wire 2 so as to circulate spirally from the inside to the outside. The deformed region F2 is formed by deforming so that the curvature of the outer curved portion is smaller than the curvature of the adjacent inner curved portion. After the deformation region F1 is formed, the sheet is subsequently conveyed by a length corresponding to the connecting portion, and then the curved portion is formed by the pushing operation of the pushing roller 12.
こうして、線材2を連続搬送しながら、上述した第一変形工程及び第二変形工程を交互に行うことで線材を螺旋状に変形させていくことができ、効率よく成形を行うことができる。そして、成形された線材2に対して第一変形工程及び第二変形工程によるそれぞれの変形領域を渦巻き状に重ね合せて線材同士を密着させて複数の巻層部を形成するとともに巻層部同士を密着配置させて巻線を製造する。 In this way, the wire 1 can be deformed in a helical shape by alternately performing the first deformation process and the second deformation process described above while continuously conveying the wire 2, and the molding can be performed efficiently. And each deformation | transformation area | region by a 1st deformation | transformation process and a 2nd deformation | transformation process is piled up spirally with respect to the shape | molded wire 2, and wires are closely_contact | adhered and a some winding layer part is formed, and between winding layer parts The windings are manufactured by arranging them closely.
図5は、製造された巻線に関する外観斜視図であり、図6は、巻線の正面図(図6(a))、側面図(図6(b))及び底面図(図6(c))である。また、図6(d)は、巻線のうち巻層部31に関する正面図である。巻線Cは、螺旋状に周回するように変形された1本の連続する線材2を部分的に渦巻き状に重ね合せた巻層部30及び31を交互に厚さ方向に密着して配列して構成されている。この例では、巻線Cは、内部に空間が形成されており、回転機器の場合にはティース等の支持体に挿着されるようになっている。また、変圧器の場合には鉄芯に挿着されるようになっている。巻層部30及び31は、線材2を渦巻き状に重ね合せて密着させて構成されており、隣接する巻層部同士とは、内周側又は外周側で線材2により連続して連結されている。そして、両端部の巻層部の外周側又は内周側に線材2の端部が配置されている。ここで、巻層部の厚さ方向とは、渦巻き状に重ね合せた線材2の両側に接する積層面に直交する方向で、この例では平角状断面の線材2の断面の長辺方向であり、図3に示す成形体20の展開方向T−Tで
ある。
FIG. 5 is an external perspective view of the manufactured winding. FIG. 6 is a front view (FIG. 6A), a side view (FIG. 6B), and a bottom view (FIG. 6C) of the winding. )). Moreover, FIG.6 (d) is a front view regarding the winding layer part 31 among windings. The winding C is formed by alternately arranging winding layers 30 and 31 in which a single continuous wire 2 deformed so as to circulate in a spiral shape is partially spirally adhered in the thickness direction. Configured. In this example, a space is formed in the winding C, and in the case of a rotating device, the winding C is inserted into a support such as a tooth. In the case of a transformer, it is inserted into an iron core. The winding layer portions 30 and 31 are formed by superimposing and sticking the wire 2 in a spiral shape, and adjacent winding layer portions are continuously connected by the wire 2 on the inner peripheral side or the outer peripheral side. Yes. And the edge part of the wire 2 is arrange | positioned at the outer peripheral side or inner peripheral side of the winding layer part of both ends. Here, the thickness direction of the wound layer portion is a direction perpendicular to the laminated surface in contact with both sides of the wire 2 stacked in a spiral shape, and in this example, is the long side direction of the cross section of the wire 2 having a rectangular cross section. 3 is a development direction TT of the molded body 20 shown in FIG.
巻層部30及び31は、図6(a)及び図6(d)に示すように、平角状断面の線材2を断面の短辺方向に直角に湾曲するように変形させて渦巻き状に重ね合せて構成されている。ここで、「渦巻き状」とは、1本の線材2が周回しながら重なり合うように積層した状態をいう。これに対して、「螺旋状」とは、図3に示す成形体20のように、1本の線材2が周回しながら積層せずに展開方向にずれている状態をいう。なお、この例では、線材2を断面の短辺方向に湾曲させているが、線材2を断面の長辺方向に湾曲させて渦巻き状に重ね合せることで巻層部を構成することもできる。 As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (d), the wound layers 30 and 31 are deformed so that the wire 2 having a rectangular cross section is bent at right angles to the short side direction of the cross section and overlapped in a spiral shape. It is configured together. Here, the “spiral shape” means a state in which a single wire 2 is laminated so as to overlap while rotating. On the other hand, the term “spiral” refers to a state in which one wire 2 is displaced in the developing direction without being laminated while rotating, as in the molded body 20 shown in FIG. 3. In this example, the wire 2 is curved in the short-side direction of the cross section, but the wound layer portion can also be configured by curving the wire 2 in the long-side direction of the cross-section and superimposing them in a spiral shape.
この例では、巻層部30及び31は4周の周回部分からなり、各周回部分は線材2を4箇所で直角方向に湾曲変形させ、巻層部30及び31の厚さ方向からみて角部が丸められた矩形状に形成されている。巻層部30については、各周回部分の4つの角部は所定の曲率の曲線部分30aに形成されており、4つの辺部は直線状に形成されて、対向する辺部の一方の対が長さの長い長辺部分30b、他方の対が長さの短い短辺部分30cとなっている。曲線部分30aは、図3に示す曲線部分20aが重ね合わされており、長辺部分30b及び短辺部分30cはそれぞれ図3に示す直線部分20b及び20cを重ね合せている。巻層部31についても、巻層部30と同様に、曲線部分31a、長辺部分31b及び短辺部分31cから構成されており、それぞれ曲線部分20a、直線部分20b及び20cを重ね合わさせている。 そして、角部となっている曲線部分30aは、内周側の周回部分から外周側の周回部分に向かって順次曲率が小さくなるように形成されて線材2が全周にわたって密着するように重ね合わされている。隣接する周回部分の線材2を互いに密着させるには、外周側に隣接する周回部分の曲線部分の曲率に対応する曲率半径を、内周側に隣接する周回部分の曲線部分の曲率に対応する曲率半径に線材2の断面の短辺方向の長さを加算した値に設定すれば、互いの曲線部分が密着するように形成することができる。曲線部分31aについても、曲線部分30aと同様に線材2の曲率を設定して、外周側の周回部分から内周側の周回部分に向かって順次曲率が大きくなるように形成されて線材2が全周にわたって密着するように重ね合わされている。 In this example, the winding layer portions 30 and 31 are composed of four rounded portions, and each rounded portion bends and deforms the wire 2 in a right angle direction at four locations, and is a corner portion when viewed from the thickness direction of the winding layer portions 30 and 31. Is formed in a rounded rectangular shape. As for the wound layer portion 30, four corners of each of the surrounding portions are formed in a curved portion 30a having a predetermined curvature, the four sides are formed in a straight line, and one pair of opposing sides is formed. The long side portion 30b having a long length and the other pair are a short side portion 30c having a short length. The curved portion 30a is overlapped with the curved portion 20a shown in FIG. 3, and the long side portion 30b and the short side portion 30c are overlapped with the straight portions 20b and 20c shown in FIG. 3, respectively. Similarly to the wound layer portion 30, the wound layer portion 31 is composed of a curved portion 31a, a long side portion 31b, and a short side portion 31c, and the curved portion 20a and the straight portions 20b and 20c are overlapped with each other. Then, the curved portion 30a that is a corner is formed so that the curvature decreases sequentially from the inner circumferential side to the outer circumferential side, and the wire 2 is overlapped so as to be in close contact with the entire circumference. ing. In order to bring the adjacent wire portions 2 of the surrounding portions into close contact with each other, the curvature radius corresponding to the curvature of the curved portion of the surrounding portion adjacent to the outer peripheral side is set to the curvature corresponding to the curvature of the curved portion of the peripheral portion adjacent to the inner peripheral side. If the radius is set to a value obtained by adding the length of the cross section of the wire 2 in the short side direction, the curved portions can be formed in close contact with each other. The curved portion 31a is also formed so that the curvature of the wire 2 is set in the same manner as the curved portion 30a, and the curvature gradually increases from the outer peripheral portion toward the inner peripheral portion. It is piled up so that it may closely adhere to the circumference.
巻線Cは、図6(b)に示すように、巻層部30及び31を交互に配列して構成されている。巻層部30は、外周側から内周側に線材2を渦巻き状に重ね合せて内周側から連結部分30dにおいて線材2を連続させて巻層部31に移行し、巻層部31は内周側から外周側に線材2を渦巻き状に重ね合せて外周側から連結部分31eにおいて線材2を連続させて次の巻層部30に移行するようになっている。 As shown in FIG. 6B, the winding C is configured by alternately arranging the winding layer portions 30 and 31. The winding layer portion 30 spirally overlaps the wire 2 from the outer peripheral side to the inner peripheral side, and the wire 2 is continuously transferred from the inner peripheral side to the winding layer portion 31 at the connecting portion 30d. The wire 2 is spirally overlapped from the peripheral side to the outer peripheral side, and the wire 2 is continued from the outer peripheral side at the connecting portion 31e to move to the next wound layer portion 30.
巻層部30及び巻層部31は、それぞれの長辺部分30b及び短辺部分30cが側端で互いに突き当るように当接しており、互いの線材2が入り込むことがなく、安定した状態で密接配置される。また、巻層部30及び巻層部31は、連結部分が配置されない短辺部分30c(図6(a)及び図6(d)では上側)の両端部の曲線部分30aがそれぞれ同一形状に形成されて互いに突き当るように当接して密接配置されている。一方、連結部分が配置されている短辺部分30c(図6(a)及び図6(d)では下側)の両端部の曲線部分30aは、巻層部30では内周側に連結部分30dが配置されているため、巻層部31と曲線部分がずれて配置されるようになっているが、短辺部分30cは互いに突き当るように当接されているので、互いの線材が入り込むことなく安定した状態で密着配置されている。 The wound layer portion 30 and the wound layer portion 31 are in contact with each other so that the long side portion 30b and the short side portion 30c abut each other at the side ends, and the mutual wire 2 does not enter and is in a stable state. Closely arranged. Further, in the wound layer portion 30 and the wound layer portion 31, the curved portions 30a at both ends of the short side portion 30c (upper side in FIGS. 6A and 6D) where the connecting portions are not arranged are formed in the same shape. In close contact with each other, they are in close contact with each other. On the other hand, the curvilinear portion 30a at both ends of the short side portion 30c (the lower side in FIGS. 6A and 6D) where the connecting portion is disposed is connected to the inner peripheral side of the wound layer portion 30d. Is arranged so that the winding layer portion 31 and the curved portion are shifted from each other, but the short side portions 30c are in contact with each other so that the mutual wire enters. It is closely arranged in a stable state.
なお、この例では、巻層部30及び31は、同じ周回数に設定されているが、それぞれ周回数を設定することができるため、隣接する巻層部に対して周回数を増減させることも可能となる。そして、周回数を増減させる場合に周回数の増減分を外周側に配置したり内周側に配置すれば、隣接する巻層部同士が中間部分において線材2を互いに突き当るように当接して密着した状態に維持することができ、巻層部を安定した状態で密着配置させた巻線を得ることができる。 In this example, the winding layers 30 and 31 are set to the same number of turns. However, since the number of turns can be set for each, the number of turns can be increased or decreased with respect to the adjacent winding layers. It becomes possible. And when increasing / decreasing the number of turns, if the increase / decrease amount of the number of turns is arranged on the outer peripheral side or the inner peripheral side, the adjacent wound layer parts come into contact with each other so as to abut against each other at the intermediate part It is possible to maintain the closely contacted state, and it is possible to obtain a winding in which the wound layer portion is closely contacted and disposed.
このように各巻層部の線材を渦巻き状に密着配置するとともに巻層部間においても密着配置することができるので、巻線の占積率を向上させることができる。また、一方の短辺部分に連結部分を内周側及び外周側に配置することで、長辺部分及び短辺部分の密着配置に影響を与えることなく連続する1本の線材により各巻層部を連結することができる。 In this way, the wire rods of the respective winding layer portions can be disposed in close contact with each other in a spiral shape, and can also be disposed in close contact between the winding layer portions, so that the space factor of the winding can be improved. In addition, by arranging the connecting portions on one short side portion on the inner peripheral side and the outer peripheral side, each winding layer portion is formed by one continuous wire without affecting the close contact arrangement of the long side portion and the short side portion. Can be linked.
図7は、巻線に関する形状を示す説明図である。上述した例では、矩形状の巻線について説明したが、図7(a)に示すように円筒状に形成することもでき、楕円形の筒状に形成することも可能である。図7(a)に示す例では、線材が全周にわたって曲線状に変形されており、全体が変形部分となっている。そして、変形部分の曲率を外側に隣り合う変形部分よりも大きく内側に隣り合う変形部分よりも小さく設定して変形部分が密着して重なり合うように形成されている。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing a shape related to the winding. In the above-described example, the rectangular winding has been described. However, it may be formed in a cylindrical shape as shown in FIG. 7A, or may be formed in an elliptical cylindrical shape. In the example shown in FIG. 7A, the wire is deformed in a curved shape over the entire circumference, and the whole is a deformed portion. And the curvature of a deformation | transformation part is set larger than the deformation part adjacent to an outer side and smaller than the deformation part adjacent to an inner side, and it forms so that a deformation | transformation part closely_contact | adheres.
また、図7(b)に示すように、三角形の筒状に形成することもでき、様々な多角形の筒状に形成することも可能である。また、図7(c)に示すように、取付位置に対応して曲線部分及び直線部分を組み合せた形状に形成することも容易に行える。図7(b)及び(c)に示す例では、曲線部分が変形部分となっており、変形部分が部分的に配置されている。この例においても、変形部分の曲率を外側に隣り合う変形部分よりも大きく内側に隣り合う変形部分よりも小さく設定して変形部分が密着して重なり合うように形成されている。 Moreover, as shown in FIG.7 (b), it can also form in the cylinder shape of a triangle, and can also form in the shape of various polygonal cylinders. Moreover, as shown in FIG.7 (c), it can also be easily formed in the shape which combined the curve part and the linear part corresponding to the attachment position. In the example shown in FIGS. 7B and 7C, the curved portion is a deformed portion, and the deformed portion is partially arranged. Also in this example, the curvature of the deformed portion is set larger than the deformed portion adjacent to the outside and smaller than the deformed portion adjacent to the inside, and the deformed portions are formed in close contact with each other.
図7に示す例以外に線材2を湾曲変形して様々な形状の変形部分を形成することができ、変形部分の曲率を外側又は内側に隣り合う変形部分と密着して重なり合うように設定すれば、取付場所に応じて適宜成形した占積率の高い巻線を得ることができる。 In addition to the example shown in FIG. 7, the wire 2 can be curved and deformed to form deformed portions of various shapes, and the curvature of the deformed portion is set so as to be in close contact with and overlap with the deformed portion adjacent to the outside or inside. A winding with a high space factor that is appropriately formed according to the mounting location can be obtained.
図8は、回転機器に巻線を用いた概略構成図である。この例では、回転機器の固定子に製造された巻線からなるコイル200を複数個取り付けている。固定子のヨーク201の内周側に設けられた複数個のティース202にそれぞれコイル200が挿着されて周方向に配置されている。図8では、コイル200は断面図で示されており、コイル200を構成する線材は平角状の断面で描かれている。コイル200は、三相用コイルを構成しており、同相のコイル200が2つ置きに配置されて互いに接続されている。 FIG. 8 is a schematic configuration diagram in which a winding is used in a rotating device. In this example, a plurality of coils 200 made of windings are attached to the stator of the rotating device. The coils 200 are respectively inserted into a plurality of teeth 202 provided on the inner peripheral side of the stator yoke 201 and are arranged in the circumferential direction. In FIG. 8, the coil 200 is shown in a sectional view, and the wire constituting the coil 200 is drawn in a rectangular section. The coil 200 constitutes a three-phase coil, and every two in-phase coils 200 are arranged and connected to each other.
コイル200を構成する巻層部は、固定子の径方向に複数個配列されており、ティース202の間のスロットの形状に対応して内径側から外径側に向かって巻層部の周回数が増加するように設定されている。製造される巻線は、巻層部毎に周回数を変更することができるので、スロットの形状に合わせて巻層部の周回数を設定すれば、スロットにできるだけ隙間のない状態で線材を配置して占積率を向上させることが可能となる。この例では、隣接するコイル200の対向配置された巻層部同士の周回数を異ならせることでスロットにできるだけ隙間のない状態に線材を配置するようにしている。なお、コイル200を構成する巻層部の数についても固定子の設計に応じて適宜設定することができ、一部のコイル200の巻層部の数を異ならせることも可能である。 A plurality of winding layer portions constituting the coil 200 are arranged in the radial direction of the stator, and the number of turns of the winding layer portion from the inner diameter side toward the outer diameter side corresponding to the shape of the slot between the teeth 202. Is set to increase. Since the number of turns can be changed for each winding layer part of the manufactured winding, if the number of turns of the winding layer part is set according to the shape of the slot, the wire is arranged with as little gap as possible in the slot Thus, the space factor can be improved. In this example, the wire rods are arranged in such a manner that there is as little gap as possible in the slot by making the number of turns of the adjacent winding layers of the coil 200 different. It should be noted that the number of winding layers constituting the coil 200 can be appropriately set according to the design of the stator, and the number of winding layers of some of the coils 200 can be varied.
この例では、コイル200は、図6に示す巻線が用いられており、巻線の長辺部分がスロット内に配置され、巻線の短辺部分がティースの上下に突出するように配置される。巻線の短辺部分の両側の曲線部分は曲率が小さく設定されているため、隣接するコイル20との間では、対向配置された曲線部分の間にスペースが生じるようになり、渡り線や引き出し線の配置スペースとして使用することができる。そのため、従来のコイルのように短辺部分の上面に渡り線等を配置する場合に比べて固定子全体のコンパクト化を図ることが可能となる。 In this example, the coil 200 uses the winding shown in FIG. 6, and the long side portion of the winding is disposed in the slot and the short side portion of the winding is disposed so as to protrude above and below the teeth. The Since the curved portions on both sides of the short side portion of the winding are set to have a small curvature, a space is created between the adjacent curved portions between the adjacent coils 20, and the connecting wire and the lead-out It can be used as a space for arranging lines. Therefore, it is possible to make the entire stator more compact than in the case where a crossover or the like is arranged on the upper surface of the short side portion as in the conventional coil.
また、上述したように、巻線の巻層部の連結部分を一方の短辺部分の内周側及び外周側に密着させて配置しているので、スロットにコイルの長辺部分を挿着するように取り付ければ、スロット内の線材の密度を向上させることができ、ティースの上下に突出する短辺部分の厚みを薄くしてコンパクト化を図ることが可能となる。 Further, as described above, since the connecting portion of the winding layer portion of the winding is disposed in close contact with the inner peripheral side and the outer peripheral side of one short side portion, the long side portion of the coil is inserted into the slot. If it attaches in this way, the density of the wire in a slot can be improved, and it becomes possible to achieve compactness by reducing the thickness of the short side part which protrudes up and down of teeth.
また、上述したように、1本の線材によりコイルの周回方向を変更して製造することができるので、1つのコイルについて内径側から外径側に向かって一方の周回方向に線材を変形させた場合に、次のコイルについて同一又は反対の周回方向に線材を変形させて、次のコイルを外径側から内径側に向かって形成することができる。そのため、隣り合うコイルを同一又は反対の周回方向となるように設定するとともに外径側において渡り線として連続する線材により互いに接続することが可能となる。したがって、線材とは別に渡り線を取り付けて接続することが不要となり、複数のコイルを渡り線で接続した状態で一括して製造することができる。また、隣り合うコイルの外径側で接続することで、一方のコイルの内径側から他方のコイルの外径側に接続する場合に比べて渡り線となる線材の長さを短くすることが可能となる。 Further, as described above, the coil can be manufactured by changing the winding direction with one wire, so that the wire is deformed in one winding direction from the inner diameter side to the outer diameter side for one coil. In this case, the next coil can be formed from the outer diameter side toward the inner diameter side by deforming the wire in the same or opposite circulation direction with respect to the next coil. Therefore, it is possible to set adjacent coils so as to be in the same or opposite winding directions and to connect each other with a continuous wire as a jumper on the outer diameter side. Therefore, it is not necessary to attach and connect a crossover wire separately from the wire, and a plurality of coils can be manufactured collectively in a state where they are connected by the crossover wire. In addition, by connecting on the outer diameter side of adjacent coils, it is possible to shorten the length of the wire used as a jumper wire compared to the case of connecting from the inner diameter side of one coil to the outer diameter side of the other coil. It becomes.
以上説明した例では、製造された巻線を固定子の内側にコイルとして挿着しコイルの内側に回転子を取り付けて回転機器が構成されるが、製造された巻線を固定子の外側にコイルとして挿着しコイルの外側に回転子を取り付けるように回転機器を構成することもできる。また、製造された巻線を回転子に挿着して回転機器を構成することもできる。 In the example described above, the manufactured winding is inserted as a coil inside the stator and the rotor is attached to the inside of the coil to configure the rotating device. However, the manufactured winding is outside the stator. The rotating device can be configured to be inserted as a coil and have a rotor attached to the outside of the coil. In addition, the rotating device can be configured by inserting the manufactured winding into the rotor.
また、上述した固定子を有する回転機器以外にも、製造された巻線を用いることは可能で、特に限定されることはない。例えば、複数のコイルを直線状に配列したリニアモータ等の駆動装置にも適用することができる。変圧器においても入力側コイル及び出力側コイルに適用することが可能で、その場合に入力側コイル及び出力側コイルの巻層部を異なる数に設定したり、巻層部の周回数を異なる数に設定することができる。さらに、出力側コイルとして複数の巻線を取り付けることも容易に対応することが可能で、変圧器の様々な設計に対応することができる。 Moreover, it is possible to use the manufactured coil | winding besides the rotary apparatus which has a stator mentioned above, It does not specifically limit. For example, the present invention can also be applied to a driving device such as a linear motor in which a plurality of coils are linearly arranged. The transformer can be applied to the input side coil and the output side coil. In that case, the number of winding layers of the input side coil and the output side coil is set to different numbers, or the number of turns of the winding layer portions is different. Can be set to Further, it is possible to easily attach a plurality of windings as the output side coil, and it is possible to cope with various designs of the transformer.
C・・・巻線、1・・・製造装置、2・・・線材、3・・・搬送部、4・・・変形部、5・・・支持部、10・・・駆動ローラ、11・・・従動ローラ、12・・・押込みローラ、13・・・支点ローラ、14・・・押えローラ、15・・・ガイド部材、16・・・支持体、20・・・成形体、30・・・巻層部、31・・・巻層部、200・・・コイル、201・・・ヨーク、202・・・ティース C: Winding, 1 ... Manufacturing device, 2 ... Wire rod, 3 ... Conveying unit, 4 ... Deformation unit, 5 ... Supporting unit, 10 ... Drive roller, 11. ..Drive roller, 12 ... Push roller, 13 ... Supporting roller, 14 ... Presser roller, 15 ... Guide member, 16 ... Support, 20 ... Molded body, 30 ... -Winding layer part, 31 ... Winding layer part, 200 ... Coil, 201 ... Yoke, 202 ... Teeth
Claims (6)
の前記線材の搬送方向下流側に近接させることで前記線材を所望の曲率で湾曲変形させる押込み動作を行う変形部と、前記線材を搬送しながら前記押込み動作を行うことで前記線材を外側又は内側に向かって螺旋状に周回するように変形させるとともに湾曲変形させた変形部分の曲率を外側に隣り合う変形部分よりも大きく内側に隣り合う変形部分よりも小さくなるように前記線材の搬送制御及び前記押込みローラの移動制御を行う制御部とを備えている巻線の製造装置。 A conveyance unit that conveys one wire in the longitudinal direction; a fulcrum roller that is disposed on one side of the conveyance path of the wire; and a pressing roller that is disposed on the other side; Moving in a direction crossing the path and bringing the fulcrum roller closer to the downstream side in the conveyance direction of the wire, and performing a pushing operation for bending and deforming the wire with a desired curvature, while conveying the wire By performing the pushing operation, the wire rod is deformed so as to circulate spirally toward the outside or the inside, and the curvature of the deformed portion curved and deformed is larger than the deformed portion adjacent to the outside than the deformed portion adjacent to the inside. And a control unit that controls the conveyance of the wire and the movement of the push roller so that the length of the wire is reduced.
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