JP2018098407A - Winding, manufacturing apparatus thereof and manufacturing method of winding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、巻線及びその製造装置、並びに巻線の製造方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a winding, a manufacturing apparatus thereof, and a manufacturing method of the winding.
従来より、導体に絶縁被覆が施された線材を巻回してなる巻線について、種々の巻回方式が提案されている。例えば、長円形をなす内周側を巻き始め、外周側を巻き終りとして重ね巻した1層分を2つ一組とし、夫々の巻き始め端部を接続したものを基本コイルとして、係る基本コイルを複数個重ね合わせることで、全体として長円筒形をなす巻線を構成したものがある(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, various winding methods have been proposed for a winding formed by winding a wire having an insulating coating on a conductor. For example, the basic coil is formed by combining two layers of one layer, each of which is wound on the inner circumference side of an oval shape and overwound on the outer circumference side, and connecting the respective winding start ends. There is one in which a plurality of windings are formed to form a long cylindrical winding as a whole (see, for example, Patent Document 1).
ところが、このような巻線は、線材の重ね巻きによるスプリングバックに起因して巻き膨れが生じ、占積率を低下させる。また、2つの層について、夫々の端部を接続して被覆するための半田付け作業や絶縁処理作業に多くの工数を要し、更には、端部の接続部分での巻線抵抗が大きくなる等、品質に劣る問題がある。 However, in such a winding, winding bulge occurs due to the spring back due to the lap winding of the wire, and the space factor is reduced. In addition, for the two layers, many man-hours are required for soldering work and insulation processing work for connecting and covering the respective end portions, and further, winding resistance at the connecting portion of the end portions is increased. There is a problem of poor quality.
そこで、所期の占積率を得ることができると共に、製造効率性と品質に優れた巻線及びその製造装置、並びに巻線の製造方法を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a winding, a manufacturing apparatus therefor, and a winding manufacturing method that can obtain a desired space factor and are excellent in manufacturing efficiency and quality.
本実施形態の巻線の製造装置は、導体に絶縁被覆が施された線材を巻回してなる巻線の製造装置であって、前記線材の供給源として当該線材を繰り出す繰出手段と、前記繰出手段と、前記巻線として巻回中の線材を載置又は保持可能な保持部と、の間に設けられ、前記繰出手段により繰り出された線材を前記保持部側へ送るフィーダと、前記フィーダにより送られる1本の前記線材を対象として、内周側から外周側へと当該線材の外周に重ねて巻回した第1巻線部と、外周側から内周側へと当該線材の内周に重ねて巻回した第2巻線部と、を軸方向に交互に積層した複数段の前記巻線を形成するために、前記保持部での巻回前に、前記第1巻線部及び前記第2巻線部について当該線材の外周或いは内周に重ねて巻回する形状に曲げ加工する第1曲げ手段、並びに前記積層する方向にずらす形状に曲げ加工する第2曲げ手段と、前記フィーダによる前記1本の線材の送り量に基づいて、前記第1巻線部を形成するための当該線材の外周に重ねて巻回する形状への曲げ加工と、前記第2巻線部を形成するための当該線材の内周に重ねて巻回する形状への曲げ加工とを順次行うように前記第1曲げ手段を制御すると共に、前記第1巻線部と前記第2巻線部との間に相応する部分で前記積層する方向にずらす形状への曲げ加工を行うように前記第2曲げ手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段により前記第1曲げ手段と前記第2曲げ手段とを制御することで、前記保持部での前記線材の巻回量に応じた当該線材の外周或いは内周に重ねて巻回する形状の曲げ癖と、前記積層する方向にずらす形状の曲げ癖とを予め付与する構成としたことを特徴とする。 The winding manufacturing apparatus according to the present embodiment is a winding manufacturing apparatus in which a wire having an insulating coating applied to a conductor is wound, the feeding unit feeding the wire as a supply source of the wire, and the feeding A feeder provided between the means and a holding portion capable of placing or holding the wire being wound as the winding, and a feeder for feeding the wire drawn by the feeding means to the holding portion side, and the feeder For the one wire to be sent, the first winding part wound around the outer periphery of the wire from the inner peripheral side to the outer peripheral side, and the inner periphery of the wire from the outer peripheral side to the inner peripheral side In order to form a plurality of stages of the windings alternately stacked in the axial direction with the second winding part wound in an overlapping manner, before the winding in the holding part, the first winding part and the The second winding part is bent into a shape that is wound on the outer circumference or inner circumference of the wire. Based on the bending means, the second bending means for bending into the shape shifted in the laminating direction, and the feed amount of the one wire by the feeder, the wire for forming the first winding portion The first processing is performed so as to sequentially perform bending to a shape that is wound on the outer periphery and bending to a shape to be wound on the inner periphery of the wire for forming the second winding portion. The bending means is controlled, and the second bending means is controlled so as to bend into a shape shifted in the stacking direction at a corresponding portion between the first winding portion and the second winding portion. Control means for controlling the first bending means and the second bending means by the control means, so that the outer circumference or the inner circumference of the wire according to the winding amount of the wire in the holding portion is controlled. Bending scissors with a shape that winds around the circumference and the way to stack And characterized in that a previously granted constitutes a residual bend of the shape shifting to.
以下、静止型誘導機器として変圧器の巻線に適用した実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図7に示すように、製造される変圧器の巻線100は、導体に絶縁被覆が施された平角線材3を巻回してなり、全体として角部R1〜R4に丸みを有する四角筒の形状をなす。巻線100は、その四角筒の中心O(図1参照)の軸線方向に、後述する第1巻線部1と第2巻線部2とを交互に複数段積層したものであり、1本の平角線材3により、各層間に隙間が生じないように形成されている。
Hereinafter, an embodiment applied to a winding of a transformer as a stationary induction device will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 7, the winding 100 of the transformer to be manufactured is formed by winding a
平角線材3は例えば、平角導体線にエナメル被覆が施された、断面形状が長方形の平角エナメル線である。本実施形態では、図3〜図5に示すように、平角線材3の板厚を符号「t」で表し、平角線材3の板幅を符号「w」で表す。なお、線材3は、平角エナメル線に限らず、導体線の外周を絶縁テープで被覆してもよいし、他の断面形状つまり多角形、長円形、楕円形等の導体線を用いてもよい。
The
図1に示す巻線100の製造装置において、符号11は平角線材3が予め巻き付けられたドラム、符号12は当該線材3を繰出す供給源としての供給装置、符号13は当該線材3の巻き癖を矯正するレベラー、符号14は当該線材3を間欠送りするフィーダ、符号15,16は当該線材3に対する第1曲げ手段及び第2曲げ手段として対をなす曲げ装置である。
In the manufacturing apparatus for the
即ち、ドラム11は、その軸部11aの周りに予め1本の平角線材3を巻き付けている。詳しい図示は省略するが、供給装置12は、ドラム11を回転可能に支持しており、ドラム11に巻き付けられた平角線材3の巻き付け方向とは反対方向の回転によって、平角線材3を繰り出す繰出手段として構成されている。また、供給装置12は、例えば平角線材3を所定位置から繰り出すための図示しないガイド機構を備えている。このガイド機構は、軸部11aの軸線方向つまり図1の紙面で上下方向にドラム11をガイドし、或いは平角線材3そのものをガイドすることで、所定位置からずらさずに供給する。
That is, the
前記レベラー13は、供給装置12からの繰り出し方向の側に設けられ、図1に示すように平角線材3を挟む千鳥状に配置された複数のワークロール13a,13b,13cを備える。繰り出された平角線材3における巻き癖は、これらワークロール群13a〜13c間に通されることで矯正される。
The
前記フィーダ14は、レベラー13で巻き癖が除去された平角線材3を、曲げ装置15,16に向けて連続的に送る連続送り動作の他、送りと停止とを繰り返す間欠送り動作を行う。詳細には、フィーダ14は例えば、平角線材3を挟み付ける一対のロール(図1で1つのロール14aのみ図示)、及び当該一対のロール14aを駆動するためのモータ14b(図2参照)を備える。モータ14bは、例えばサーボモータで構成されると共に、その回転量を検出するエンコーダ14c(図2参照)が付設され、フィードバック制御される。フィーダ14による平角線材3の送り量は、エンコーダ14cの検出信号等に基づき、後述する制御装置30により算出される。また、フィーダ14のロール14aは、曲げ装置15,16との間で曲げ癖の成形誤差が生じないよう、曲げ装置15,16に対する搬送方向前側、つまり曲げ装置15,16の入側近傍位置に近接配置されている。詳しい説明及び図示は省略するが、フィーダ14は、そのロール14a表面の材質が、当該ロール14aと平角線材3との間の摩擦抵抗が大きい材料或いは表面形状で構成されると共に、所定の加圧力(挟持力)に設定されることで搬送精度が高められている。
The
前記第1曲げ装置15及び第2曲げ装置16は、フィーダ14と載置テーブル17との間に相互に近接した位置に配置され、平角線材3に対して、載置テーブル17での巻回前に折り曲げ加工を行う。ここで、図3は第1曲げ装置15の平面図、図4は第2曲げ装置16の側面図を、夫々模式的に示している。
The
図3の第1曲げ装置15は、例えば水平方向に対向配置された押圧部材としての3つのロール151〜153を備える。各ロール151,152,153は、夫々垂直軸15a,15b,15cの周りに転動自在とされ、同図の矢印方向に夫々進退して平角線材3を押えることにより、その平角線材3を塑性変形させる曲げ癖を付与する。具体的には、中央ロール152に対して、搬送方向前側の押えロール151と後側の押えロール153とが相対的な進退動作を行うことにより、平角線材3を板厚方向へ押える。これにより、平角線材3に対する90度の角度での曲げ加工が行われ、丸みを帯びた角部が形成される。また、後述する制御装置30によって、各ロール151〜153の平角線材3を押える時の位置を、送り量に連動して変更することで、平角線材3に所定の曲率半径の湾曲癖が形成される。
The
第1曲げ装置15は、上記ロール151〜153に限らず、製造する巻線形状等に応じて変更される。例えば図10の巻線101を製造する場合、第1曲げ装置15は、図9の曲げ型152´と、この曲げ型152´に沿って平角線材3を所定角度αに塑性変形するように折り曲げる押え機構151´とが用いられる。この曲げ型152´と押え機構151´との間での相対的な進退動作により、平角線材3に例えば90度の折り曲げ癖を形成する。また、詳しくは後述するように、図11、図12の巻線102〜105を製造する場合、135度の折り曲げ癖を形成する曲げ角αの曲げ型及び押え機構(何れも図示略)が用いられる。
The
こうして、第1曲げ装置15では、上記湾曲癖又は折り曲げ癖を平角線材3が周回する向きに形成することで、その内周側から外周側へと当該線材3の外周に重ねて巻回する形状への曲げ加工と、外周側から内周側へと当該線材3の内周に重ねて巻回する形状への曲げ加工とを行う。本実施形態では、平角線材3を周回させて、その内周側から外周側へと重ねて巻回した部分を第1巻線部1と称し、外周側から内周側へと重ねて巻回した部分を第2巻線部2と称する。
In this way, in the
図4の第2曲げ装置16は、上記ロール151〜153の押圧方向と直交する方向へ押圧する押圧部材として、2つのロール161,162を備える。各ロール161,162は、夫々水平軸16a,16bの周りに転動自在とされ、同図4の上下の矢印方向に夫々進退して平角線材3を押えることにより、曲げ癖を付与する。具体的には、一方のロール161と他方のロール162とは、搬送方向にずれた位置で垂直方向の進退動作を行い、平角線材3を板幅方向へ押えて、その板幅w分の段差(図6参照)を付ける形状に曲げ加工する。これにより、図5に示すように、第1巻線部1と第2巻線部2との間における、外周側及び内周側の夫々の端部3a,3bに、巻線部1,2の積層方向にずらした段付形状乃至クランク形状の曲げ癖を付与する。
The
ここで、第2曲げ装置16は、上記した外周側端部3a及び内周側端部3bにおいて、巻線部1,2間に積層方向の隙間が生じないような曲げ癖を付与するため(図6、図8参照)、それらの端部3a,3bは、言わば折返し部として平角線材3が内周側へ或いは外周側へと精度よく折返えされることとなる。他方、第1曲げ装置15も、上記した湾曲癖又は折り曲げ癖を、平角線材3間に板厚方向の隙間が生じないように形成することができる。従って、載置テーブル17では、供給される平角線材3がそのまま落とし込まれるようにして自動的な巻回が行われる。
Here, the
載置テーブル17は、巻線として巻回中の平角線材3を載置又は保持可能な保持部である。図1、図5に示すように、載置テーブル17は、例えば水平な平坦面と、その中心Oの軸部17aと有する。載置テーブル17の軸部17aは、駆動手段としてのモータ17b(図2参照)により回転駆動される。
The mounting table 17 is a holding unit capable of mounting or holding the
載置テーブル17の平坦面上には、巻線部1,2の隅部を内周側で受ける丸棒状の受部18a〜18cが、上方へ突出するように設けられている。受部18a〜18cは、説明の便宜上、図5で三つ表しているが、巻線部1,2の各隅部を受ける四つの受部で構成することができ、夫々の上方への突出長は、積層する巻線部1,2の高さに応じて設定される。載置テーブル17では、図5に示す巻線100用の受部18a〜18cの他、図10〜図12に示す各種の巻線101、102〜105の形状やサイズに対応した受部(図示略)が用いられるようになっている。
On the flat surface of the mounting table 17, round bar-shaped
また、載置テーブル17には、巻線部1,2を上側から押圧する押えロール19が付設されている。押えロール19は、水平軸19aの周りに転動自在とされ、平角線材3が落とし込まれる位置にて巻回される巻線部1,2の高さに応じた上下動も可能とされている。こうして、載置テーブル17は、モータ17bの駆動に伴い、受部18a〜18cと共に平角線材3ごと軸部17aの周りに回転しつつ、押えロール19で巻回中の巻線部1,2を層毎に上端側から揃えるようにして押えながら、当該線材3を巻回する。
The mounting table 17 is provided with a
ここで、図10〜図12は、各種の巻線101、102〜105を前記軸線方向から見た模式図として、夫々最上層の第1巻線部1で表している。このうち、図10の巻線101は、第1曲げ装置15において90度の折り曲げ癖を形成する曲げ角αの曲げ型152´と押え機構151´で曲げ加工され、平角線材3の外周形状及び内周形状が何れも四角形の四角筒状をなす。
Here, FIGS. 10 to 12 show the
図11、図12に示す巻線102〜105は、第1曲げ装置15において例えば135度の鈍角の折り曲げ癖を形成する曲げ角αの曲げ型と押え機構(何れも図示略)で曲げ加工され、平角線材3の外周形状及び内周形状が何れも八角形の八角筒状をなす。この場合、巻線102〜105において、四つの辺部S1〜S4の隅部で135度に傾斜した部分は、斜角部とされている。
The
具体的には、図11(a)の巻線102は、他の巻線103〜105との対比から明らかなように、斜角部C1〜C4において平角線材3間に板厚方向の若干の間隙が生じる遊びをもたせる曲げ加工が行われることで、平角線材3の斜角部C1〜C4での占積率を四つの辺部S1〜S4の占積率に比して低くしている。これにより、巻線102は、載置テーブル17上に平角線材3が落とし込まれる際に折り曲げ部分で引っ掛かり難く、スムーズな巻回を可能とする一方、主たる辺部S1〜S4で平角線材3を相互に密接させるようにして占積率を極力高める構成としている。なお、図11(a)では、巻線102の斜角部C1〜C4における平角線材3間の間隙を誇張して示している。
Specifically, the winding 102 in FIG. 11A has a slight thickness in the plate thickness direction between the
図11(b)の巻線103は、説明の便宜上、斜角部C1´〜C4´における平角線材3間の間隙を小さく表しており、その余の構成は巻線102と同じである。また、図12(a)(b)の巻線104,105の斜角部C1´〜C4´も、平角線材3間の間隙を小さく表しているが、巻線102の斜角部C1〜C4と同様の占積率とする曲げ加工を行うようにしてもよい。
For the convenience of explanation, the winding 103 in FIG. 11B represents a small gap between the
図12(a)の巻線104は、絶縁材料からなるダクトピース21aと、取付部材としての台紙21bとを含む冷却用のダクト21を備えている。ダクトピース21aは、台紙21bに対し所定間隔で複数並べて固定配置され、一体化した構成にある。ダクト21は、載置テーブル17側にて平角線材3が巻回される途中で、巻線104毎に予め設定されたダクト挿入位置Iに、台紙21bにおける接着剤や粘着剤などの固定手段により固定される。同図12(a)に例示するように、巻線104の場合、主たる辺部S1〜S4における板厚方向の略中間の位置をダクト挿入位置Iとして、ダクト21用の配設スペースが形成される。
The winding 104 in FIG. 12A includes a cooling
ダクト21用の配設スペースは、ダクト21の形状寸法に応じて、平角線材3とダクト21が密接するように形成されるため、平角線材3の放熱効果が高められる。また、周回する平角線材3においてダクト挿入位置Iにダクト21を設けない部分C1´〜C4´は、隙間が生じないよう第1曲げ装置15によりにより折り曲げ癖をつけてある。このため、ダクト21用の配設スペースを設けても、当該スペース(特に角部分)がウィークポイントとなるのを防止することができ、巻線104全体として、短絡機械力つまり短絡電流が流れたときに作用する機械力等に優れたものとなる。
The space for the
図12(b)に示す巻線105のダクト22は、例えば波形に形成された波形ダクトである。巻線105の場合、ダクト22の挿入位置Iには、周回する平角線材3の全周にわたってダクト22用の配設スペースが形成される。ダクト22用の配設スペースも、ダクト22の形状寸法に応じて形成されるため、上記のように放熱効果が高く且つ機械的特性に優れたものとなる。
A
図示は省略するが、上記した各巻線100〜105について、第1巻線部1と第2巻線部2との間に、冷却用のダクトの配設スペースを設けるようにしてもよい。即ち、第2曲げ装置16により、巻線部1,2間をダクト挿入位置としてダクトの厚みを見越した段付形状の曲げ癖を付与することで、配設するダクトと平角線材3とが密接するスペースを形成することができる。このように、巻線100〜105に、必要に応じて巻線部1,2間に水平方向に延びるダクト、及び/又は垂直方向たる軸線方向に延びるダクトを設けるようにしてもよい。また、ダクトの形状や配置形態は適宜変更してもよい。
Although illustration is omitted, a space for arranging a cooling duct may be provided between the first winding
図2は、巻線100〜105の製造に係る制御系の構成を示すブロック図である。制御装置30は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、内部にCPU、並びにROM、RAMを含む記憶部31を有する制御手段である。制御装置30には、前記エンコーダ14cや、操作パネルのキースイッチ(何れも図示略)からの各種操作信号を入力するための操作入力部32が接続されている。また、制御装置30には、載置テーブル17の近傍に位置させて平角線材3の巻回状態を検出するように設けた検出センサを含む、各種検出センサ33が接続されている。例えば、検出センサ33として、載置テーブル17上で平角線材3の外周側端部3aや内周側端部3bを検出する線材検出手段や、平角線材3の板厚tや板幅wの寸法を検出する寸法検出手段を設けるようにしてもよい。更に、制御装置30には、フィーダ14用のモータ14b、各曲げ装置15,16のアクチュエータ、載置テーブル17用のモータ17bを夫々駆動する駆動回路34,35,36,37が接続されている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a control system according to the manufacturing of the
前記記憶部31には、巻線100〜105に関する巻線情報、ダクト21、22に関するダクト情報などが予め記憶されている。巻線情報は、巻線100〜105における各辺部の寸法、線材3の板厚tや板幅wの寸法、巻線部1,2の巻回数や積層数、曲げ角、曲率半径等の情報を含み、各種の巻線毎に規定されている。ダクト情報は、ダクト21、22の各寸法の他、各巻線100〜105における前記配設スペースの位置情報を含み、巻線情報に関連付けて規定されている。これら巻線情報及びダクト情報は、以下の作用説明で述べるように作業者による操作入力部32の操作に基づき設定するようにしてもよいし、検出センサ33から板厚tや板幅wの寸法を取得するようにしてもよい。そして、制御装置30は、上記した情報に基づいて、モータ14b,17b、各曲げ装置15,16のアクチュエータ等を制御し、載置テーブル17での平角線材3の巻き取り動作を自動で実行させるようになっている。
The
次に上記構成の作用について説明する。
前記ドラム11は予め供給装置12にセットされ、ドラム11から平角線材3の巻き終わり端側が繰り出されて、レベラー13、フィーダ14及び各曲げ装置15,16を経由し、載置テーブル17側へ送るようにセットされるものとする。なお、ドラム11での巻き終わり端部は、載置テーブル17で巻回を開始する端部となる。この巻回開始端部は、説明の便宜上、図5において符号「3s」の位置に表すものとする。
Next, the operation of the above configuration will be described.
The
作業者は、操作入力部32を操作して、製造する巻線100〜105の種別を選定し、或いは、巻線情報及びダクト情報を設定する。そして、操作入力部32のスタートスイッチが操作されると、ドラム11から平角線材3が繰り出されると共に、フィーダ14による間欠的な送り動作が行われる。この場合、ドラム11から繰り出される平角線材3は、レベラー13にて上下のワークロール群13a〜13c間に通されることで、内部ひずみが除去され、巻き癖が矯正されて平坦となる。またこの場合、制御装置30は、フィーダ14用のモータ14bについて、エンコーダ14cの検出信号に基づき平角線材3の送り量を算出し、前記巻線情報に基づいて、各巻線部1,2の角に対応した曲げ癖と、その外周側及び内周側の夫々の端部3a,3bに対応した段付形状の曲げ癖とを形成するように間欠的に駆動させる。
The operator operates the
この送り工程における送り量について、具体的な例を仮定して詳述する。巻線100を製造する場合、図7に示す四つの辺部S1〜S4のうち、短辺部S1,S3の寸法M1は受部18a,18bに対応し、長辺部S2,S4の寸法M2は受部18b,18cに対応する巻線情報として予め規定されている。それ故、制御装置30は、巻線情報M1に基づいて、巻回開始端部3sからの送り量L1が受部18a,18bに対応する長さとなるようにフィーダ14用のモータ14bへ駆動信号を出力する。その後、制御装置30は、モータ14bが停止した状態で、第1曲げ装置15のロール151〜153を図3の矢印方向に進退動作させる(第1曲げ工程)。これにより、平角線材3には、巻回開始端部3sからM1分、離間したP1の位置に丸みを有する90度の折曲部が形成される。係る折曲部は、その曲率半径に応じてフィーダ14による連続送りとして、モータ14b駆動中の形成が可能であることは勿論である。
The feed amount in this feed process will be described in detail assuming a specific example. When manufacturing the winding 100, the dimension M1 of the short side parts S1 and S3 among the four side parts S1 to S4 shown in FIG. 7 corresponds to the receiving
また、制御装置30は、2回目の送り量L2について受部18b,18cに対応する長辺寸法と同じM2となるようモータ14bを駆動して、ロール151〜153を進退動作させる。これにより、平角線材3には、折曲部P1からM2分、離間したP2の位置に90度の折曲部が形成される。こうして、載置テーブル17において、平角線材3の巻き初めは、フィーダ14による送り量L1,L2,L3が、受部18a〜18cに対し平角線材3が内周側で接するピッチM1,M2,M1に設定され、そのモータ14bの駆動と曲げ加工とが行われることで、塑性変形した折曲部P1,P2,P3が形成される。
Further, the
例えば、載置テーブル17用のモータ17bは、フィーダ14用のモータ14bと同期(同調)するように駆動される。このため、載置テーブル17において、平角線材3は、押えロール19により落とし込まれることに伴い、当該線材3の折曲部を受部18a〜18cに合わせるようにして巻回される。なお、制御装置30は、折曲部P3形成後の送り量L4について、前記巻線情報に基づき、平角線材3の板厚の分を加算した位置(L4=M2+板厚t)に折曲部が形成されるようにモータ14bを駆動する。
For example, the
以後、制御装置30は、載置テーブル17上の平角線材3の外周の形状に合わせて当該外周に重なる形状となるよう、フィーダ14による平角線材3の送り量L5,L6,…,LN,LN+1,…(図1参照)を設定すると共に、その設定に応じて第1曲げ装置15でのロール151〜153の進退動作を制御する。即ち、制御装置30は、上記した寸法M1,M2や平角線材3の板厚等の巻線情報に基づいて、既に巻回された平角線材3の板厚を見越した送り量L5〜を演算すると共に、その巻回量に応じた曲率半径を演算し或いは補正する。そして、送り量L5〜に応じて順次第1曲げ装置15による曲げ加工が行われることで、平角線材3は、載置テーブル17上での巻回量に応じた折曲部が、当該載置テーブル17での巻回前に付与される。この結果、載置テーブル17上で多重に巻回された第1巻線部1は、四つの辺部S1〜S4及びコーナー部R1〜R4において内周側から外周側に至るまで平角線材3の隙間を無くすことができ、寸法精度が高く且つ短絡機械力に優れたものとなる。
Thereafter, the
また、制御装置30は、フィーダ14による平角線材3の送り量が第1巻線部1の外周側端部3aに相応する位置に達すると、第2曲げ装置16のロール161,162を図4の板幅方向に進退動作させる(第2曲げ工程)。これにより、平角線材3には、図6に示すように、第1巻線部1の外周側端部3aに板幅wの分、積層方向上側にずらした曲げ癖(折返し部)が形成される。
Further, when the feed amount of the
次いで、制御装置30は、載置テーブル17上の第1巻線部1に積層される第2巻線部2について、外周側端部3aから内周側端部3bへと当該線材3の内周に重なる形状とするようにロール161,162の進退動作を制御する。この場合、第2巻線部2については、第1巻線部1の送り量の順(…,LN,LN+1,…)とは逆の順で送り量(…,LN+1,LN,…)が設定されると共に、その巻回量に応じた曲率半径が設定されるため、第1巻線部1と同様に寸法精度を高めることができる。この結果、載置テーブル17において、第1巻線部1上に同心状に重なる第2巻線部2を巻回することができる。
Next, the
更に、制御装置30は、フィーダ14による平角線材3の送り量が第2巻線部2の内周側端部3bに相応する位置に達すると、第2曲げ装置16のロール161,162を進退動作させる。これにより、平角線材3には、第2巻線部2の内周側端部3bに板幅wの分、積層方向上側にずらした曲げ癖(折返し部)が形成される(図5参照)。
Further, when the feed amount of the
こうして、1本の平角線材3に対し、折返し部の曲げ加工を挟んで、第1巻線部1用の曲げ加工と第2巻線部2用の曲げ加工とが繰り返し行われることにより、載置テーブル17上に複数の巻線部1,2を軸方向に連ねた巻線100を製造することができる。
In this manner, the bending process for the first winding
上記の例では、載置テーブル17において、第1巻線部1、第2巻線部2、第1巻線部1、…の順に積層したが、第2巻線部2、第1巻線部1、第2巻線部2、…の順に積層してよいことは勿論である。ここで、図8は、図7のVIII−VIII線に沿う模式的な断面図であり、同図8の符号「1,2,3,…」は、後者の積層順での平角線材3の巻回順序を表している。即ち、図8中、最も下側のブロックは、載置テーブル17上で最初に巻回される第2巻線部2に相当する。平角線材3は、図8に矢印で示すように、巻回方向を、外周側(同図で右側)から内周側(同図で左側)、内周側から外周側へと前記の折返し部3a,3bを介して層毎に反転させながら所定のターン数、巻回されることとなる。
In the above example, in the mounting table 17, the first winding
なお、図11(a)(b)に示す巻線102,103を製造する場合、上記したように第1曲げ装置15において135度の折り曲げ癖が形成される。このうち、巻線102については、平角線材3の斜角部C1〜C4での占積率を主たる辺部S1〜S4の占積率に比して低くする若干の遊びをもたせるように、フィーダ14による平角線材3の送り量が設定されることとなる。
When manufacturing the
更に、冷却用のダクト21,22を有する巻線104,105の製造方法について、上記巻線100〜103と異なる点を、図12(a)の巻線104を例に説明する。
制御装置30は、前記巻線情報及びダクト情報と、送り量の積算値とに基づいて、平角線材3における前記ダクト挿入位置Iの被取付部Ia,Ib,Ic,Id(図12(a)参照)の夫々が重ね巻きされる前にフィーダ14の駆動を一旦停止する。この場合、予め用意した各ダクト21を、夫々の被取付部Ia〜Idに手作業により取付け固定する(自動化してもよい)。このとき、平角線材3における被取付部Ia〜Idは、フィーダ14及び曲げ装置15,16よりも載置テーブル17側に位置し、135度の折曲部を指標として識別することができ、各ダクト21を正確に取付けることができる。
Further, the manufacturing method of the
Based on the winding information and duct information, and the integrated value of the feed amount, the
また、この場合、制御装置30によって、四つの辺部S1〜S4にダクト21用の配設スペースが形成されるように平角線材3の送り量が設定される。これにより、当該折曲部は、ダクト21の形状寸法に応じて、平角線材3とダクト21が密接するように形成されるため、平角線材3の放熱効果が高められる。この結果、図12(a)に示すように、多重に巻回された巻線104は、ダクト21用の配設スペースを除いて平角線材3を板厚方向に密接させることができ、寸法精度が高く且つ短絡機械力に優れたものとなる。
In this case, the feed amount of the
更には、ダクト21を有する巻線104であっても、平角線材3の板厚を含む巻線情報及びダクト情報並びに載置テーブル17上での巻回量(送り量の積算値等から得られる巻回数)に基づき、制御装置30によりフィーダ14の送り量を演算した上で前記曲げ加工が行われるため、巻線104について、高精度の寸法出しを行うことができると共に、載置テーブル17での巻回中における、ダクト21と平角線材3との干渉を抑制でき、平角線材3の巻回をスムーズに行うことが可能となる。なお、ダクト21における図12の紙面に直交する方向の寸法は、平角線材3の板幅wと同じ寸法に設定しており、ダクト21が平角線材3の巻回の邪魔になることはない。
Furthermore, even the winding 104 having the
以上のように本実施形態の巻線100〜105の製造装置は、フィーダ14による1本の平角線材3の送り量に基づいて、第1巻線部1を形成するための当該線材3の外周に重ねて巻回する形状への曲げ加工と、第2巻線部2を形成するための当該線材3の内周に重ねて巻回する形状への曲げ加工とを順次行うように第1曲げ装置15を制御すると共に、第1巻線部1と第2巻線部2との間に相応する折返し部分3a,3bで積層する方向にずらす形状への曲げ加工を行うように第2曲げ手段16を制御する制御装置30を備え、その制御装置30により第1曲げ装置15と第2曲げ手段16とを制御することで、載置テーブル17での平角線材3の巻回量に応じた当該線材3の外周或いは内周に重ねて巻回する形状の曲げ癖と、折返し部分3a,3bで積層する方向にずらす形状の曲げ癖とを予め付与する構成とした。
As described above, the apparatus for manufacturing the
この構成によれば、平角線材3に対し、載置テーブル17上での平角線材3の巻回量に応じた巻回する形状の曲げ癖と、折返し部分3a,3bで積層する方向にずらす形状の曲げ癖とを、当該載置テーブル17での巻回前に付与することができる。このため、巻回後の巻線100〜105について、スプリングバックによる巻き膨れを確実に無くすことができると共に、寸法精度を高めることができ、所期の占積率を得ることができる。また、巻線100〜105は、1本の平角線材3で形成することができ、巻線部間での半田付け作業や絶縁処理作業等を要せず、製造効率性と品質に優れたものとすることができる。
According to this structure, the bending rod having a winding shape corresponding to the winding amount of the
第1曲げ装置15は、平角線材3に対して、当該線材3の内周形状或いは外周形状が多角形をなす折り曲げ癖であって、その線材3の外周或いは内周に重ねて巻回する線材の角に対応した折り曲げ癖を形成する。これによれば、多角形をなす巻線101〜105であっても、第1曲げ装置15によって予め角部を塑性域まで確実に折り曲げることができる。従って、当該角部における線材3間の隙間を確実に無くすことができ、高精度の寸法出しを行うことができる。
The
第1曲げ装置15は、平角線材3を135度に折り曲げる折り曲げ癖を形成する。このように135度或いは略135度の折り曲げ癖により、平角線材3の内周形状或いは外周形状が、四つの辺部S1〜S4と、その四隅部の斜角部C1〜C4,C1´〜C4´とで八角形をなす巻線102〜105を形成することができる。
The
このうち、巻線102について、第1曲げ装置15では、平角線材3の斜角部C1〜C4における占積率を四つの辺部S1〜S4の占積率に比して低くする若干の遊びをもたせる折り曲げ癖を形成する。これにより、載置テーブル17上に平角線材3が落とし込まれる際に折り曲げ部分で引っ掛かり難く、スムーズな巻回を可能とする一方、主たる辺部S1〜S4で平角線材3を相互に密接させるようにして占積率を極力高めることができる。
Among these, with respect to the winding 102, the
上記したように、制御装置30は、平角線材3の板厚等に応じて曲率半径を演算し或いは補正するため、当該線材3の内周形状或いは外周形状が円環形をなす湾曲癖を付与するように第1曲げ装置15を制御することで、全体として円筒状をなす巻線(図示略)を製造することが可能である。
As described above, since the
このように、第1曲げ装置15は、平角線材3に対して、当該線材3の内周形状或いは外周形状が角部に丸みを有する多角形または円環形をなす湾曲癖であって、その線材3の外周或いは内周に重ねて巻回される線材3の曲率に対応した湾曲癖を形成する。これによれば、平角線材3に対し、載置テーブル17での巻回量に応じた湾曲癖を、当該載置テーブル17での巻回前に付与することができ、角部に丸みを有する角筒状の巻線100や、円筒状の巻線について、スプリングバックによる巻き膨れを確実に無くすことができると共に、寸法精度を高めることができる。
Thus, the
フィーダ14及び曲げ装置15,16は、製造装置において相互に近接する配置とした。これによれば、フィーダ14及び曲げ装置15,16間における平角線材3の撓み等に起因する成形誤差を極力無くすことができ、寸法精度を一層向上させることができる。
The
前記繰出手段とフィーダ14との間に設けられ、繰出手段から繰り出された平角線材3の巻き癖を矯正するレベラー13を備える。これによれば、レベラー13によって、内部ひずみが除去され、巻き癖が矯正されて平坦とすることができ、より高精度の巻線100〜105を安定して成形することができる。
A
上記した線材3は、平角線材3に限定するものではないことはもとより、巻回中の線材3を保持可能な保持部は、載置テーブル17に限定するものではない。具体的な図示は省略するが例えば、載置テーブル17に代えて、巻回中に周回する線材3を内径側から支持する棒状の水平軸部を保持部とすることができる。この場合、水平軸部は、縦向きの前記受部18a〜18cを横向きにした複数の水平軸部(受部)で構成してもよいし、単数の水平軸部(受部)で構成してもよい。また、この場合の水平軸部は、巻回中の線材3と共に回転するように駆動してもよいし、図示しない機枠に対し当該水平軸部を固定して巻回中の線材3の回転を許容してもよい。
The
このように、保持部は、フィーダ14による1本の線材3の送り量に応じて、当該線材3の外周或いは内周に沿って落とし込まれる巻回中の線材3が載置されるテーブルとして巻回中の線材3と共に巻回する方向に回転する載置テーブル17、或いは巻回中の線材3を巻回する方向への回転が可能に保持する受部を備える。これによれば、予め線材3に曲げ癖を付与する構成と相俟って、巻回中の線材3を載置テーブル17や受部といった簡単な構成で保持することができ、製造装置全体としての簡素化を図ることができる。
In this way, the holding unit is a table on which the
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。これら新規な実施形態は、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。 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. These novel 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.
例えば上記した変圧器の巻線100〜105に限らず、他の静止誘導機器(例えばリアクトル)や、回転電機を含む電気機器一般の巻線について適用することもできる。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ともに、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。
For example, the present invention can be applied not only to the above-described
図面中、100〜105は巻線、1は第1巻線部、2は第2巻線部、3は線材、12は繰出手段、14はフィーダ、15は第1曲げ手段,16は第2曲げ手段、17は載置テーブル(保持部)、18a〜18cは受部、30は制御手段を示す。 In the drawings, 100 to 105 are windings, 1 is a first winding part, 2 is a second winding part, 3 is a wire, 12 is feeding means, 14 is a feeder, 15 is first bending means, and 16 is second. Bending means, 17 is a mounting table (holding part), 18a to 18c are receiving parts, and 30 is a control means.
Claims (9)
前記線材の供給源として当該線材を繰り出す繰出手段と、
前記繰出手段と、前記巻線として巻回中の線材を載置又は保持可能な保持部と、の間に設けられ、前記繰出手段により繰り出された線材を前記保持部側へ送るフィーダと、
前記フィーダにより送られる1本の前記線材を対象として、内周側から外周側へと当該線材の外周に重ねて巻回した第1巻線部と、外周側から内周側へと当該線材の内周に重ねて巻回した第2巻線部と、を軸方向に交互に積層した複数段の前記巻線を形成するために、前記保持部での巻回前に、前記第1巻線部及び前記第2巻線部について当該線材の外周或いは内周に重ねて巻回する形状に曲げ加工する第1曲げ手段、並びに前記積層する方向にずらす形状に曲げ加工する第2曲げ手段と、
前記フィーダによる前記1本の線材の送り量に基づいて、前記第1巻線部を形成するための当該線材の外周に重ねて巻回する形状への曲げ加工と、前記第2巻線部を形成するための当該線材の内周に重ねて巻回する形状への曲げ加工とを順次行うように前記第1曲げ手段を制御すると共に、前記第1巻線部と前記第2巻線部との間に相応する部分で前記積層する方向にずらす形状への曲げ加工を行うように前記第2曲げ手段を制御する制御手段と、
を備え、前記制御手段により前記第1曲げ手段と前記第2曲げ手段とを制御することで、前記保持部での前記線材の巻回量に応じた当該線材の外周或いは内周に重ねて巻回する形状の曲げ癖と、前記積層する方向にずらす形状の曲げ癖とを予め付与する構成としたことを特徴とする巻線の製造装置。 An apparatus for manufacturing a winding formed by winding a wire having an insulating coating on a conductor,
A feeding means for feeding out the wire as a supply source of the wire;
A feeder that is provided between the feeding unit and a holding unit capable of mounting or holding the wire being wound as the winding; and a feeder that feeds the wire fed by the feeding unit to the holding unit side;
For the one wire rod fed by the feeder, a first winding portion wound around the outer circumference of the wire rod from the inner circumference side to the outer circumference side, and the wire rod from the outer circumference side to the inner circumference side. In order to form a plurality of stages of windings alternately stacked in the axial direction with the second winding part wound on the inner circumference, the first winding is wound before the winding in the holding part. A first bending means for bending the part and the second winding part into a shape to be wound on the outer periphery or the inner periphery of the wire, and a second bending means for bending to a shape shifted in the laminating direction;
Based on the feed amount of the one wire by the feeder, bending to a shape that is wound around the outer periphery of the wire to form the first winding, and the second winding The first bending means and the second winding part are controlled so as to sequentially perform bending processing into a shape that is wound on the inner circumference of the wire to be formed. Control means for controlling the second bending means so as to bend into a shape shifted in the laminating direction at a corresponding portion during
And the control means controls the first bending means and the second bending means so as to overlap the outer circumference or inner circumference of the wire according to the winding amount of the wire at the holding portion. An apparatus for manufacturing a winding, characterized in that a bending rod having a shape to be rotated and a bending rod having a shape shifted in the stacking direction are provided in advance.
前記第1曲げ手段は、前記線材の斜角部における占積率を前記四つの辺部の占積率に比して低くする若干の遊びをもたせる折り曲げ癖を形成することを特徴とする請求項1から3の何れか一項記載の巻線の製造装置。 When the inner peripheral shape or the outer peripheral shape of the wire forms an octagon with four sides, and the beveled portion inclined by bending approximately 135 degrees or an obtuse angle of the wire at the four corners,
The first bending means is characterized in that a folding rod is formed which has a slight play that lowers the space factor at the beveled portion of the wire as compared with the space factor at the four sides. The winding manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記線材の供給源としての繰出手段から当該線材を繰り出す工程と、
前記繰出手段から繰り出された線材を、前記巻線として巻回中の線材を載置又は保持可能な保持部の側へとフィーダにより送る工程と、
前記フィーダにより送られる1本の前記線材を対象として、内周側から外周側へと当該線材の外周に重ねて巻回した第1巻線部と、外周側から内周側へと当該線材の内周に重ねて巻回した第2巻線部と、を軸方向に交互に積層した複数段の前記巻線を形成するために、前記保持部での巻回前に、前記第1巻線部及び前記第2巻線部について当該線材の外周或いは内周に重ねて巻回する形状に曲げ加工する第1曲げ工程、並びに前記積層する方向にずらす形状に曲げ加工する第2曲げ工程と、を備え、
前記第1曲げ工程では、前記フィーダによる前記1本の線材の送り量に基づいて、前記第1巻線部を形成するための当該線材の外周に重ねて巻回する形状への曲げ加工と、前記第2巻線部を形成するための当該線材の内周に重ねて巻回する形状への曲げ加工とが行われ、
前記第2曲げ工程では、前記フィーダによる前記1本の線材の送り量に基づいて、前記第1巻線部と前記第2巻線部との間に相応する部分で前記積層する方向にずらす形状への曲げ加工が行われ、
前記第1曲げ工程での曲げ加工と前記第2曲げ工程での曲げ加工とによって、前記保持部での前記線材の巻回量に応じた当該線材の外周或いは内周に重ねて巻回する形状の曲げ癖と、前記積層する方向にずらす形状の曲げ癖とを予め付与することを特徴とする巻線の製造方法。 A method of manufacturing a winding formed by winding a wire having an insulating coating on a conductor,
A step of feeding out the wire from a feeding means as a supply source of the wire;
Sending the wire fed from the feeding means by the feeder to the side of the holding unit that can place or hold the wire being wound as the winding; and
For the one wire rod fed by the feeder, a first winding portion wound around the outer circumference of the wire rod from the inner circumference side to the outer circumference side, and the wire rod from the outer circumference side to the inner circumference side. In order to form a plurality of stages of windings alternately stacked in the axial direction with the second winding part wound on the inner circumference, the first winding is wound before the winding in the holding part. A first bending step of bending the wire portion and the second winding portion into a shape to be wound around the outer periphery or the inner periphery of the wire, and a second bending step of bending the shape to be shifted in the laminating direction; With
In the first bending step, based on the feeding amount of the one wire by the feeder, bending to a shape that is wound around the outer periphery of the wire to form the first winding portion; Bending to a shape to be wound on the inner circumference of the wire to form the second winding portion is performed,
In the second bending step, the shape is shifted in the stacking direction at a corresponding portion between the first winding portion and the second winding portion based on the feed amount of the one wire rod by the feeder. Bending is performed,
A shape that is wound on the outer periphery or the inner periphery of the wire according to the winding amount of the wire in the holding portion by bending in the first bending step and bending in the second bending step. And a bending rod having a shape shifted in the laminating direction is applied in advance.
1本の前記線材は、前記巻線として巻回する前に曲げ加工する曲げ手段によって、
内周側から外周側へと当該線材の外周に重ねて巻回した第1巻線部と、外周側から内周側へと当該線材の内周に重ねて巻回した第2巻線部と、を軸方向に交互に積層した複数段の前記巻線を形成するよう、前記線材の巻回量に応じた当該線材の外周或いは内周に重ねて巻回する形状の曲げ癖と、前記積層する方向にずらす形状の曲げ癖とを、その巻回前に形成した構成にあることを特徴とする巻線。 A winding formed by winding a wire with an insulating coating on a conductor,
One of the wires is bent by bending means before being wound as the winding,
A first winding portion wound on the outer periphery of the wire from the inner peripheral side to the outer peripheral side, a second winding portion wound on the inner periphery of the wire from the outer peripheral side to the inner peripheral side, and Are bent in a shape that is wound on the outer periphery or the inner periphery of the wire according to the winding amount of the wire so as to form a plurality of stages of the windings laminated alternately in the axial direction, and the laminated A winding having a configuration in which a bending rod having a shape shifted in a direction to be formed is formed before the winding.
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