JP3609021B2 - コイル成形装置 - Google Patents

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英介 丸山
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイル成形装置及び静止機器であり、特にコイル製作に有効なコイル成形装置及びこのコイル成形装置で成形したコイルを使用した静止機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
コイルを使用した静止機器として、変圧器等が知られており、コイルを成形するためにコイル成形装置が提案されている。従来のコイル成形方法は、コイル内寸法に対応した巻型にコイル電線を沿わせ、巻型を回転させる事で巻型にコイル電線を巻きつけて、コイルを製作していた。
【0003】
従来のコイル成形装置においては、コイル寸法を設計寸法とおりに製作するには巻型に密着させる必要があり、巻き付けられる電線の張力を上げたり、逆カ−ル癖をつけた後に巻型に巻き付けている。また、巻型は、コイル形状と一品一葉であり、機種変更時には、巻型の変更という段取りが必要となり、コストアップとなる問題が生じていた。また、線材クランプや巻枠を使用してコイルを成形することが提案されている(特開平6−96979号公報、特開平10−92681号公報参照)が、成形されるコイルの軸方向が水平方向であり、重力の影響等で変形しやすいという問題が有った。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術の問題を解決するものであり、多機種寸法のコイルの成形に対して巻型を一品一葉とせず、段取りをせずに連続して異機種のコイルを成形でき、また、所定のコイル寸法を得るため、巻型にコイルを密着巻きさせるべく、電線の張力を上げたり、逆カ−ル癖をつけた後に巻型に巻き付ける方法を不要とするコイル成形装置及び静止機器を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、コイル電線が巻き付けられている電線ボビンを保持し、かつ、該電線ボビンが回転しコイル電線が繰り出していく電線ボビン保持部と、修正ローラを千鳥状に配置し前記コイル電線の巻き湾曲癖を修正するレベラー部と、前記コイル電線を曲げ成形するために曲げ位置まで送り出す線材送り部と、前記コイル成形後のコイル電線端部を所定長さに切断する切断部と、前記コイル端部の口出し線を成形するため電線の送り進行方向に対して上曲げ方向に曲げるL曲げ部と、前記コイル端部の口出し線を曲げ方向に曲げるI曲げ部と、前記コイル電線の送り進行方向に対して横方向に曲げるR曲げ部と、細長い形状のコイル電線及び腰の弱いコイル電線に対して横曲げ成形時での既成形コイル部分のねじれ又は倒れを防止する追従部と、前記コイル電線の絶縁紙に水分を吸収させるため囲った箱内に霧状の水分を噴霧させて加湿する加湿部と、を備えたことを特徴とするコイル成形装置である。
【0006】
また、本発明は、上記R曲げ成形部で成形されるコイル電線の内側部または外側部に隙間を有して配置され、かつ、変形したコイル電線のそれ以上の変形を防止する過大変形防止部材を有し、該過大変形防止部材は、コイル電線の成形動作による動きと同期して回転及び移動の動作を行うコイル成形装置である。
【0007】
そして、本発明は、上記過大変形防止部材は、成形コイル寸法に応じて、変形防止部分の大きさを変更することができるコイル成形装置である。
【0009】
また、本発明は、コイル電線が巻き付けられている電線ボビンを保持し、かつ、該電線ボビンが回転しコイル電線が繰り出していく電線ボビン保持部と、コイル電線の巻き湾曲癖を修正するレベラー部と、コイル電線を送り出す線材送り部と、コイル電線を切断する切断部と、コイル電線の送り進行方向に対して上方向に曲げるL曲げ成形部と、下方向に曲げるI曲げ成形部と、水平方向に曲げるR曲げ成形部と、を備えるコイル成形装置において、上記R曲げ成形部は、コイル電線の供給側のクランプと、成形側のクランプと、該成形側のクランプの曲げ動作と同時に成形コイル電線を載せて回転動作するテーブルと、該テーブルと一体で動く成形済みコイル電線部分を供給側コイル電線部分上に乗り上げさせる突き上げ機構部を有しており、そして、コイル電線の供給側のクランプを少し開き状態で固定とし、成形側のクランプを閉クランプし、横曲げ動作回転するコイル成形装置である。
【0010】
そして、本発明は、コイル電線の供給側のクランプは、成形側のクランプの曲げ動作方向側のクランプ駒の成形側のクランプ側の供給側クランプのコーナーのR部分で成形コイルの内側コーナーRが成形されるコイル成形装置である。
【0013】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を説明する。
本発明のコイル成形装置及び静止機器の実施例について、図1〜図8を用いて説明する。図1は、実施例の変圧器用コイルの説明図である。図2は、実施例の変圧器用コイルのコイル断面説明図である。図3は、実施例のコイル成形装置のレイアウトおよびユニット構成図曲げ動作の説明図である。図4は、実施例における曲げ成形工程の説明図である。図5は、実施例における曲げ動作の説明図である。図6は、実施例における曲げ動作の手順の説明図である。図7は、コイル成形時の倒れ、ねじれの不具合現象の説明図である。図8は、追従ユニット動作の他の例の説明図である。
【0014】
実施例を説明する。本実施例の静止機器について、図1及び図2を用いて説明する。本実施例の静止機器におけるコイル鉄心組立体は、図1に示すように、成形コイル1、変圧器用コイル2、鉄心3、口出し線4等を有しており、そして、コイル断面図を図2(a)、(b)に示すように、成形コイル1は、平角線コイルであり、変圧器用コイル2の低圧側に設けられる。
【0015】
実施例1の静止機器のコイルを成形するコイル成形装置について、図3〜図5を用いて説明する。コイル成形装置は、図3(a)、(b)に示すように、コイル電線ボビン7、線材供給ユニット8、レベラ−ユニット9、線材送りユニット10、切断ユニット11、線材押えユニット12、L曲げユニット13、i曲げユニット14、R曲げユニット15、排出ユニット16、追従ユニット17、加湿ユニット18、制御ユニット19、制御盤20を備えている。
【0016】
線材供給ユニット8は、コイル電線ボビン7を水平方向に4ヶ乗せて回転でき、更に、コイル電線5が引き出される構造である。レベラーユニット9は、コイル電線5のカ−ル癖を修正する。線材送りユニット10は、コイル電線5を曲げ成形するために曲げ位置まで送り込む。切断ユニット11は、コイル成形後のコイル電線端部を所定長さに分断する。L曲げユニット13は、コイル端部の口出し線4を成形するための電線の送り進行方向に対して上曲げ方向に曲げる。i曲げユニット14は、下曲げ方向に曲げる。R曲げユニット15は、電線の送り進行方向に対して横方向に曲げる。排出ユニット16は、完成品である成形コイル1を横に倒して装置外へ排出する。追従ユニット17は、細長い形状のコイルや、腰の弱いコイル電線使用して横曲げ成形時での既成形コイル部分のねじれ、倒れを防止する。加湿ユニット18は、コイル電線5に巻かれた、例えばクラフト紙からなる絶縁紙6が曲げ成形時に破れることを防止する為の水分を噴霧する。制御ユニット19及び制御盤20は、各部分の動作を制御する。
【0017】
実施例のコイル成形装置における曲げ成形工程について、図4を用いて説明する。レベラ−ユニット9では、修正ロ−ラ21を千鳥状に配置している。線材送りユニット10では、基準となる側の固定クランプ22に可動クランプ23でコイル電線5を挟み込むよう押し付け、その状態で、電線の送り進行方向へ所定の送り寸法分、移動する。加湿ユニット18では、コイル電線5に巻かれた絶縁紙6に水分を吸収させるため、ある程度囲った箱内に霧状の水分24を噴霧させて加湿している。L曲げユニット13では、コイル電線5の送り進行方向に対して上曲げ方向にコイル電線5を曲げ、その後、コイル電線5をクランプして90度曲げを順次進める。詳しくは、後述する。そして、所定のコイル寸法になったら、切断ユニット11で所定の長さに分断し、その後、i曲げユニット14で、コイル電線5の送り進行方向に対して下曲げ方向にコイル電線5を曲げる。最後に、プレス成形して、一連の成形工程は終了する。
【0018】
実施例のコイル成形装置における90度曲げ成形について、詳しく説明する。図5に示すように、クランプ駒25でクランプされたコイル電線5の先端側は、曲げられ、そして、供給側のコイル電線5の上に乗りあがることから、突上げ駒26でコイル電線高さ分、コイル電線5を持ち上げている。R曲げ順序は、図6に示すように、▲1▼から▲2▼、▲3▼、▲4▼と行われ、▲5▼で▲1▼に戻る。この動作の繰り返しでコイルが成形されていく。
【0019】
コイル成形時の倒れ、ねじれの不具合について、図7及び図8を用いて説明する。図7(a)は、成形されたコイルの倒れの一例であり、図7(b)は、コイルのねじれであり、いずれもコイルを正しく成形しない、又は、中子を使用しないと生じやすい。図8は、図3に示す追従ユニット17の動作図である。中子27の動作は、図4の曲げ動作の成形コイル1の移動と同期した動作を行なう。中子27の形状は、四角柱の固定形状でもよいが、成形コイル1の変形を防止する機能を有した部分的な機構である過大変形防止部材を有していれば良い。本実施例以外の例の一つとして、コイル内側コ−ナの4点に配した棒状の部材を自動で位置変更できる中子75を使用することも可能である。
【0020】
以上、実施例で説明したように、コイル形状を多角形形状とし、各コ−ナ部は、適宜な曲げR半径を有させ、その曲げR部分をコイル電線の供給側のクランプと成形側のクランプとの曲げ動作により、塑性変形させ、順次、コイル電線を所定長さを送り後、曲げ動作を繰り返す事で巻型無しのコイル形状を成形することができる。コイル電線の送り量の数値制御による変更、曲げ角度の数値制御による変更により、巻型の段取りをせずに連続して異機種のコイルを成形することができる。
【0021】
また、巻き回数の多く、コイル形状が細長い形状のコイルや、腰の弱いコイル電線で上記方式により成形しようとすると成形によるコイルタ−ン数が進むにつれ、既成形コイルが、ねじれたり、倒れたりする不具合が発生してしまう。この課題に対する解決策として、横曲げ成形部での成形されていくコイルの内側部あるいは外側部に接触し、変形を矯正する機構部材を有し、その機構部材が、成形コイルの成形動作による動きと同期して回転、移動の動作を行なう事で、成形によるコイルタ−ン数が進むにつれて発生しやすくなる、既成形コイルのねじれ、倒れを防止する事ができる。
【0022】
そして、この変形を矯正する機構部材において、成形コイル寸法に応じて、可変できる構造にする事で、巻き回数の多く、コイル形状が細長い形状のコイルや、腰の弱いコイル電線のコイル製作においても、連続して異機種のコイルを成形できる。また、成形されたコイルは、軸が鉛直であり、自重による変形が生じ難い。
【0023】
更に、コイル形状を直線部分とコ−ナ−R部分との組み合わせた多角形形状にし、コイル電線の電線ボビンの巻癖をレベラ−により修正することで、成形コイルの直線部分を形成するので、所定のコイル寸法と形状を得る事ができる。
【0024】
【発明の効果】
本発明によれば、多機種寸法のコイルの成形に対して巻型を一品一葉とせず、段取りをせずに連続して異機種のコイルを成形でき、また、所定のコイル寸法を得るため、巻型にコイルを密着巻きさせるべく、電線の張力を上げたり、逆カ−ル癖をつけた後に巻型に巻き付ける方法を不要とするコイル成形装置及び静止機器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の変圧器用コイルの説明図。
【図2】実施例の変圧器用コイルのコイル断面説明図。
【図3】実施例のコイル成形装置のレイアウトおよびユニット構成図曲げ動作の説明図。
【図4】実施例における曲げ成形工程の説明図。
【図5】実施例における曲げ動作の説明図。
【図6】実施例における曲げ動作の手順の説明図。
【図7】コイル成形時の倒れ、ねじれの不具合現象の説明図。
【図8】追従ユニット動作の他の例の説明図。
【符号の説明】
1 成形コイル
2 変圧器用コイル
3 鉄心
4 口出し線
5 コイル電線
6 絶縁紙
7 コイル電線ボビン
8 線材供給ユニット
9 レベラ−ユニット
10 線材送りユニット
11 切断ユニット
12 線材押えユニット
13 L曲げユニット
14 i曲げユニット
15 R曲げユニット
16 排出ユニット
17 追従ユニット
18 加湿ユニット
19 制御ユニット
20 制御盤
21 修正ローラ
22 固定クランプ
23 可動クランプ
24 水分
25 クランプ駒
26 突上げ駒
27 中子

Claims (5)

  1. コイル電線が巻き付けられている電線ボビンを保持し、かつ、該電線ボビンが回転しコイル電線が繰り出していく電線ボビン保持部と、
    修正ローラを千鳥状に配置し前記コイル電線の巻き湾曲癖を修正するレベラー部と、
    前記コイル電線を曲げ成形するために曲げ位置まで送り出す線材送り部と、
    前記コイル成形後のコイル電線端部を所定長さに切断する切断部と、
    前記コイル端部の口出し線を成形するため電線の送り進行方向に対して上曲げ方向に曲げるL曲げ部と、
    前記コイル端部の口出し線を曲げ方向に曲げるI曲げ部と、
    前記コイル電線の送り進行方向に対して横方向に曲げるR曲げ部と、
    細長い形状のコイル電線及び腰の弱いコイル電線に対して横曲げ成形時での既成形コイル部分のねじれ又は倒れを防止する追従部と、
    前記コイル電線の絶縁紙に水分を吸収させるため囲った箱内に霧状の水分を噴霧させて加湿する加湿部と、
    を備えたことを特徴とするコイル成形装置。
  2. 請求項1記載のコイル成形装置において、
    上記R曲げ成形部で成形されるコイル電線の内側部または外側部に隙間を有して配置され、かつ、変形したコイル電線のそれ以上の変形を防止する過大変形防止部材を有し、該過大変形防止部材は、コイル電線の成形動作による動きと同期して回転及び移動の動作を行うことを特徴とするコイル成形装置。
  3. 請求項2記載のコイル成形装置において、
    上記過大変形防止部材は、成形コイル寸法に応じて、変形防止部分の大きさを変更することができることを特徴とするコイル成形装置。
  4. コイル電線が巻き付けられている電線ボビンを保持し、かつ、該電線ボビンが回転しコイル電線が繰り出していく電線ボビン保持部と、コイル電線の巻き湾曲癖を修正するレベラー部と、コイル電線を送り出す線材送り部と、コイル電線を切断する切断部と、コイル電線の送り進行方向に対して上方向に曲げるL曲げ成形部と、下方向に曲げるI曲げ成形部と、水平方向に曲げるR曲げ成形部と、を備えるコイル成形装置において、
    上記R曲げ成形部は、コイル電線の供給側のクランプと、成形側のクランプと、該成形側のクランプの曲げ動作と同時に成形コイル電線を載せて回転動作するテーブルと、該テーブルと一体で動く成形済みコイル電線部分を供給側コイル電線部分上に乗り上げさせる突き上げ機構部を有しており、そして、コイル電線の供給側のクランプを少し開き状態で固定とし、成形側のクランプを閉クランプし、横曲げ動作回転することを特徴とするコイル成形装置。
  5. 請求項記載のコイル成形装置において、
    上記コイル電線の供給側のクランプは、成形側のクランプの曲げ動作方向側のクランプ駒の成形側のクランプ側の供給側クランプのコーナーのR部分で成形コイルの内側コーナーRが成形されることを特徴としたコイル成形装置。
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