JP7035822B2 - Winding device - Google Patents
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Description
本発明は、各々平角導線の送出しと曲げ加工とを交互に行いながら螺旋状に積み上げられる2つの矩形コイルを連続して形成可能な巻線装置に関するものである。 The present invention relates to a winding device capable of continuously forming two rectangular coils that are spirally stacked while alternately sending out and bending flat conductors.
従来から、平角導線の送出しと曲げ加工とを交互に行いながら螺旋状に積み上げることにより、矩形コイルを形成する巻線装置が知られている。 Conventionally, there has been known a winding device that forms a rectangular coil by alternately sending out flat conductors and bending them while stacking them in a spiral shape.
かかる巻線装置では、矩形コイルを巻く速度を上げると、形成中の矩形コイルが慣性で大きく振動してしまい、その結果、矩形コイルの表面に傷が付いたり、出来上がった矩形コイルが変形して寸法精度が悪化したりする場合がある。 In such a winding device, when the winding speed of the rectangular coil is increased, the rectangular coil being formed vibrates greatly due to inertia, and as a result, the surface of the rectangular coil is scratched or the finished rectangular coil is deformed. Dimensional accuracy may deteriorate.
このような形成中の矩形コイルの振動を抑えるために、例えば特許文献1には、形成過程で、矩形コイルの上方に隙間を隔てて振れ止め板を配置するようにしたコイルの巻線装置が開示されている。
In order to suppress the vibration of the rectangular coil during such formation, for example, in
ところで、矩形コイルは単体で1つの巻線コイル(製品)を成すことが多いが、平角導線で繋がった2つの矩形コイルで1つの巻線コイルを成すこともあり、この場合には、第1矩形コイルを形成した後、連続して第2矩形コイルを形成する。 By the way, a rectangular coil often forms one winding coil (product) by itself, but sometimes two rectangular coils connected by a flat conductor form one winding coil. In this case, the first winding coil is formed. After forming the rectangular coil, the second rectangular coil is continuously formed.
具体的には、例えば、振れ止め板と、先端に爪が設けられた拡縮可能なチャック部を有するワークチャックと、を備える巻線装置を用意し、上方に振れ止め板を配置して第1矩形コイルを巻き上げた後、振れ止め板をどけて、形成完了後の第1矩形コイルの内側にチャック部を挿入する。次いで、例えばバネの付勢力により、第1矩形コイルの内側に挿入したチャック部を拡げて、第1矩形コイルの下端に爪を引っ掛けることで、第1矩形コイルをワークチャックで把持する。そうして、第2矩形コイルの加工動作に合わせて、第1矩形コイルを把持したワークチャックを移動および回転させることで、第1矩形コイルとの相対的な位置関係を維持しながら第2矩形コイルを巻き上げて、第1矩形コイルと第2矩形コイルとが平角導線で繋がった巻線コイルを形成する。 Specifically, for example, a winding device including a steady rest plate and a work chuck having a expandable chuck portion provided with a claw at the tip is prepared, and the steady rest plate is arranged above the first steady rest. After winding up the rectangular coil, the steady rest plate is removed, and the chuck portion is inserted inside the first rectangular coil after the formation is completed. Next, for example, the chuck portion inserted inside the first rectangular coil is expanded by the urging force of the spring, and the claw is hooked on the lower end of the first rectangular coil to grip the first rectangular coil with the work chuck. Then, by moving and rotating the work chuck holding the first rectangular coil in accordance with the machining operation of the second rectangular coil, the second rectangular coil is maintained while maintaining the relative positional relationship with the first rectangular coil. The coil is wound up to form a winding coil in which the first rectangular coil and the second rectangular coil are connected by a flat lead wire.
しかしながら、上述した、振れ止め板とワークチャックとを備える巻線装置には、以下のような問題がある。 However, the winding device provided with the steady rest plate and the work chuck described above has the following problems.
先ず、振れ止め板については、第1矩形コイルの加工(巻上げ)を高速で行うと、形成中の第1矩形コイルが慣性で大きく振動するため、第1矩形コイルの表面が振れ止め板で擦れて傷付いてしまうおそれがある。 First, regarding the steady rest plate, when the first rectangular coil is processed (wound) at high speed, the first rectangular coil being formed vibrates greatly due to inertia, so that the surface of the first rectangular coil is rubbed by the steady rest plate. There is a risk of being hurt.
そこで、第1矩形コイルの振動を抑えるべく、形成中の第1矩形コイルを振れ止め板で上から強く押さえ付けることが考えられるが、これでは設備に余分な負担をかけてしまうところ、設備強度を上げるべく材質変更等を行うと、ワークチャック等が重量化し、高速での加工動作が困難になるという問題がある。 Therefore, in order to suppress the vibration of the first rectangular coil, it is conceivable to strongly press the first rectangular coil being formed from above with a steady rest plate, but this puts an extra burden on the equipment, and the equipment strength. If the material is changed in order to increase the weight, the work chuck or the like becomes heavy, and there is a problem that high-speed machining operation becomes difficult.
次に、ワークチャックについては、第2矩形コイルの加工を高速で行うと、それに合わせて高速移動するワークチャックにより把持された第1矩形コイルが大きく揺れるため、第1矩形コイルがワークチャックから落ちてしまうおそれがある。 Next, regarding the work chuck, when the processing of the second rectangular coil is performed at high speed, the first rectangular coil gripped by the work chuck that moves at high speed shakes greatly, so that the first rectangular coil falls from the work chuck. There is a risk that it will end up.
そこで、例えばチャック部を拡げるのに用いるバネの荷重を大きくして、第1矩形コイルをより強固に把持することが考えられるが、これでは、第1矩形コイルの内側にチャック部を挿入する際に、バネの付勢力に抗してチャック部を閉じるのに用いるアクチュエータ等の容量を大きくする必要が生じ、設備コストが増大するという問題がある。 Therefore, for example, it is conceivable to increase the load of the spring used to expand the chuck portion to grip the first rectangular coil more firmly. However, in this case, when the chuck portion is inserted inside the first rectangular coil. In addition, it is necessary to increase the capacity of the actuator or the like used to close the chuck portion against the urging force of the spring, which causes a problem that the equipment cost increases.
また、チャック部の先端の爪を大きくして、第1矩形コイルの下端への掛かり代を大きくすることも考えられるが、これでは、第1矩形コイルの内周面とチャック部とのクリアランスが小さくなり、第1矩形コイルの内側にチャック部を挿入する際に、爪と干渉することで第1矩形コイルを傷付けてしまうという問題がある。 It is also conceivable to increase the claw at the tip of the chuck portion to increase the hooking allowance on the lower end of the first rectangular coil, but in this case, the clearance between the inner peripheral surface of the first rectangular coil and the chuck portion is increased. There is a problem that the size becomes small and the first rectangular coil is damaged by interfering with the claw when the chuck portion is inserted inside the first rectangular coil.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、巻線装置において、第1矩形コイルを把持しながら第2矩形コイルを形成する場合にも、簡単な構成で、第1矩形コイルが傷付いたり、落下したりするのを抑える技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to form a second rectangular coil while gripping the first rectangular coil in a winding device with a simple configuration. The purpose of the present invention is to provide a technique for preventing the first rectangular coil from being damaged or dropped.
前記目的を達成するため、本発明に係る巻線装置では、振れ止め板を排して、ワークチャックのチャック部とその外側に設けられた支柱との間に、螺旋状に積み上げられる形成中の第1矩形コイルを収容するようにしている。 In order to achieve the above object, in the winding device according to the present invention, the steady rest plate is removed and the work chuck is formed to be spirally stacked between the chuck portion and the support column provided on the outside thereof. The first rectangular coil is accommodated.
具体的には、本発明は、平角導線の送出しと曲げ加工とを交互に行いながら螺旋状に積み上げられる第1矩形コイルと、当該第1矩形コイルと繋がる平角導線の送出しと曲げ加工とを交互に行いながら螺旋状に積み上げられる第2矩形コイルと、を連続して形成可能な巻線装置を対象としている。 Specifically, the present invention comprises a first rectangular coil that is spirally stacked while alternately sending and bending flat conductors, and sending and bending a flat conductor connected to the first rectangular coil. The target is a winding device capable of continuously forming a second rectangular coil that is spirally stacked while alternately performing.
そして、この巻線装置は、拡縮可能なチャック部と、当該チャック部の周りに配置される下方に延びる複数のガイド支柱とを有し、当該チャック部を上記第1矩形コイルの内側で拡げることにより、当該チャック部と当該ガイド支柱との間で上記第1矩形コイルを把持可能なワークチャックと、上記ワークチャックの移動および鉛直軸周りの回転を制御する制御装置と、を備え、上記制御装置は、上記第1矩形コイルを形成する場合には、螺旋状に積み上げられる形成中の当該第1矩形コイルが、上記チャック部と上記ガイド支柱との間に収容されるように、平角導線の送出しおよび曲げ加工動作に応じて上記ワークチャックを制御する一方、上記第2矩形コイルを形成する場合には、上記チャック部を拡げることにより上記ワークチャックで把持される形成完了後の上記第1矩形コイルと、形成中の当該第2矩形コイルとの相対的な位置関係が維持されるように、平角導線の送出しおよび曲げ加工動作に応じて上記ワークチャックを制御することを特徴とするものである。 The winding device has a chuck portion that can be expanded and contracted, and a plurality of downwardly extending guide columns arranged around the chuck portion, and the chuck portion is expanded inside the first rectangular coil. A work chuck capable of gripping the first rectangular coil between the chuck portion and the guide strut, and a control device for controlling the movement and rotation of the work chuck around a vertical axis are provided. When forming the first rectangular coil, the flat-angle conducting wire is sent out so that the first rectangular coil being formed, which is stacked in a spiral shape, is accommodated between the chuck portion and the guide strut. While controlling the work chuck according to the bending and bending operation, when the second rectangular coil is formed, the first rectangular coil is gripped by the work chuck by expanding the chuck portion. It is characterized in that the work chuck is controlled according to the feeding and bending operation of the flat lead wire so that the relative positional relationship between the coil and the second rectangular coil being formed is maintained. be.
この構成によれば、第1矩形コイルを形成する場合には、螺旋状に積み上げられる形成中の第1矩形コイルが、チャック部とガイド支柱との間に収容されるように、平角導線の送出しおよび曲げ加工動作に応じてワークチャックを制御することから、チャック部とガイド支柱との間に形成中の第1矩形コイルを順次収容することができる。このように、チャック部とガイド支柱とに間に形成中の第1矩形コイルが収容されることから、高速で加工動作を行った場合にも、形成中の第1矩形コイルが大きく振動するのを抑えることができる。したがって、本発明によれば、チャック部の周りにガイド支柱を配置するという簡単な構成で、第1矩形コイルの表面が傷付くのを確実に抑えることができる。 According to this configuration, when forming the first rectangular coil, the flat conductor is sent out so that the first rectangular coil being formed, which is spirally stacked, is accommodated between the chuck portion and the guide support. Since the work chuck is controlled according to the bending and bending operation, the first rectangular coil being formed can be sequentially accommodated between the chuck portion and the guide column. In this way, since the first rectangular coil being formed is accommodated between the chuck portion and the guide column, the first rectangular coil being formed vibrates significantly even when the machining operation is performed at high speed. Can be suppressed. Therefore, according to the present invention, it is possible to reliably suppress the surface of the first rectangular coil from being scratched by a simple configuration in which the guide column is arranged around the chuck portion.
一方、第2矩形コイルを形成する場合には、チャック部とガイド支柱との間に形成完了後の第1矩形コイルが収容された状態でチャック部を拡げるだけで、チャック部とガイド支柱との間で第1矩形コイルを強固に把持することができる。これにより、第2矩形コイルの加工動作を高速で行う場合でも、ワークチャックで把持される第1矩形コイルが大きく揺れるのを抑えることができる。したがって、チャック部を拡げるのに用いるバネの荷重を大きくしたり、チャック部の先端の爪を大きくしたりしなくても、第1矩形コイルがワークチャックから落ちるのを抑えることができる。 On the other hand, when forming the second rectangular coil, the chuck portion and the guide strut can be connected by simply expanding the chuck portion in a state where the first rectangular coil after the formation is completed is accommodated between the chuck portion and the guide strut. The first rectangular coil can be firmly gripped between them. As a result, even when the processing operation of the second rectangular coil is performed at high speed, it is possible to suppress the large shaking of the first rectangular coil gripped by the work chuck. Therefore, it is possible to prevent the first rectangular coil from falling from the work chuck without increasing the load of the spring used to expand the chuck portion or increasing the claw at the tip of the chuck portion.
また、ワークチャックで把持される形成完了後の第1矩形コイルと、形成中の第2矩形コイルとの相対的な位置関係が維持されるように、平角導線の送出しおよび曲げ加工動作に応じてワークチャックを制御することから、第2矩形コイルの形成中に、第1および第2矩形コイルが変形して寸法精度が悪化するのを抑えることができる。 Further, in order to maintain the relative positional relationship between the first rectangular coil held by the work chuck after the formation is completed and the second rectangular coil being formed, the flat conductor is sent out and bent according to the operation. Since the work chuck is controlled, it is possible to prevent the first and second rectangular coils from being deformed and the dimensional accuracy from being deteriorated during the formation of the second rectangular coil.
以上説明したように、本発明に係る巻線装置によれば、第1矩形コイルを把持しながら第2矩形コイルを形成する場合にも、簡単な構成で、第1矩形コイルが傷付いたり、落下したりするのを抑えることができる。 As described above, according to the winding device according to the present invention, even when the second rectangular coil is formed while gripping the first rectangular coil, the first rectangular coil may be damaged or damaged by a simple configuration. It is possible to prevent it from falling.
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
-巻線コイル-
図1は、本実施形態に係る巻線コイル10を模式的に示す斜視図である。巻線コイル10は、図1に示すように、第1矩形コイル11と、当該第1矩形コイル11と平角導線13で繋がった第2矩形コイル12と、で構成されている。この巻線コイル10は、第1矩形コイル11の巻上げ完了後に、第2矩形コイル12を連続して巻き上げることによって形成されるものである。第1矩形コイル11は、2つの長辺11aと、2つの短辺11bと、4つの角部11cと、を有しており、第2矩形コイル12は、2つの長辺12aと、2つの短辺12bと、4つの角部12cと、を有している。
-Winding coil-
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a winding
-巻線装置の全体構成-
図2は、巻線装置1の一例を模式的に示す図であり、図3は、第2矩形コイル12の形成作業を模式的に説明する斜視図である。巻線装置1は、平角導線13の送出しと曲げ加工とを交互に行いながら螺旋状に積み上げられる第1矩形コイル11と、第1矩形コイル11と繋がる平角導線13の送出しと曲げ加工とを交互に行いながら螺旋状に積み上げられる第2矩形コイル12と、を連続して形成するように構成されている。この巻線装置1は、図2に示すように、平角導線13をコイル巻きユニット3に送る材料供給ユニット2と、材料供給ユニット2によって送られた平角導線13を巻き上げて第1および第2矩形コイル11,12を形成するコイル巻きユニット3と、図3に示すように、第2矩形コイル12の形成中に、第2矩形コイル12の周辺で第1矩形コイル11を把持するコイル把持ユニット4と、を備えている。
-Overall configuration of winding device-
FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of the winding
〈材料供給ユニット〉
材料供給ユニット2は、線材送り部21と、第1クランプ22と、第2クランプ23と、を備えている。線材送り部21は、モータ等の駆動源(図示せず)によって回転される回転軸21aと、回転軸21aの上端に取り付けられた回転テーブル21bと、を有している。第1クランプ22は、図2の矢印Bで示すように昇降することで、回転テーブル21bに対して平角導線13を押し付けたり、回転テーブル21bに対する平角導線13の押し付けを解除したりする。第2クランプ23は、上側クランプ部23aと、下側クランプ部23bと、を有していて、図2の矢印Cで示すように上側クランプ部23aが昇降することで、下側クランプ部23bとの間で平角導線13を固定したり、平角導線13の固定を解除したりする。
<Material supply unit>
The
このように構成された材料供給ユニット2では、「平角導線13の送出し」を行う場合には、上側クランプ部23aを上昇させた状態で、第1クランプ22を下降させて、回転テーブル21bに平角導線13を押し付ける。これにより、回転テーブル21bの回転力が直線的な推進力に変換されて、図2の矢印Aで示すように、平角導線13がコイル巻きユニット3側へ供給される。
In the
これに対し、「平角導線13の曲げ加工」を行う場合には、第1クランプ22を上昇させて、回転テーブル21bに対する平角導線13の押し付けを解除することで、コイル巻きユニット3側への平角導線13の供給を止める。このとき、上側クランプ部23aを下降させて、上側クランプ部23aと下側クランプ部23bとの間で平角導線13を固定することで、平角導線13をエッジワイズ曲げ加工する際に、余分な平角導線13がコイル巻きユニット3側へ引き込まれるのを防止する。
On the other hand, when "bending the
〈コイル巻きユニット〉
コイル巻きユニット3は、図2に示すように、コイル押え31と、曲げコマ32と、ステージ33と、第1モータ34と、第2モータ35と、を備えている。コイル押え31は、上端部に鍔部31aを有している。第1モータ34はカム(図示せず)と組み合わせることで、図2の矢印Dで示すようにコイル押え31を昇降させて、ステージ33上の平角導線13に対して鍔部31aを押し付けたり、ステージ33上の平角導線13に対する鍔部31aの押し付けを解除したりする。第2モータ35は、平角導線13に当たっている曲げコマ32を所定角度だけ回転させたり、曲げコマ32を初期位置に戻したりする。
<Coil winding unit>
As shown in FIG. 2, the
図4は、平角導線13のエッジワイズ曲げ加工を模式的に説明する平面図である。上記のように構成されたコイル巻きユニット3では、「平角導線13の曲げ加工」を行う場合には、コイル押え31を下降させて、図4(a)に示すように、ステージ33上の平角導線13に対して鍔部31aを押し付ける。このように、鍔部31aとステージ33との間に平角導線13を挟んだ状態から、図4(b)に示すように、平角導線13に当たっている曲げコマ32を回転させる。この際、第2クランプ23によって平角導線13がコイル巻きユニット3側へ引き込まれるのが防止されるので、エッジワイズ曲げ加工する際に平角導線13が外側に膨らむのが抑えられる。そうして、曲げコマ32を所定角度だけ回転させることで、図4(c)に示すように、直角の角部11c,12cが形成される。
FIG. 4 is a plan view schematically illustrating the edgewise bending process of the
これに対し、「平角導線13の送出し」を行う場合には、コイル押え31を上昇させて、ステージ33上の平角導線13に対する鍔部31aの押し付けを解除するとともに、曲げコマ32を初期位置(図4(a)の位置)に戻す。
On the other hand, when "delivery of the
〈コイル把持ユニット〉
コイル把持ユニット4は、バネ52(図11参照)の付勢力を用いて形成完了後の第1矩形コイル11を把持するワークチャック50と、ワークチャック50を移動させるZ方向移動機構41、X方向移動機構42およびY方向移動機構43と、ワークチャック50を鉛直軸周りに回転させるサーボモータ44と、これらの制御を通じてワークチャック50の移動および鉛直軸周りの回転(自転)を制御する制御装置60と、を備えている。
<Coil gripping unit>
The
Z方向移動機構41は、制御装置60の指令に従って、図2の矢印Eで示すように、X方向移動機構42、Y方向移動機構43、サーボモータ44およびワークチャック50を、上下方向(Z方向)に昇降させる。X方向移動機構42は、制御装置60の指令に従って、図2の矢印Fで示すように、Y方向移動機構43、サーボモータ44およびワークチャック50を、平角導線13の供給方向(X方向)に移動させる。Y方向移動機構43は、制御装置60の指令に従って、図2のGで示すように、サーボモータ44およびワークチャック50を、紙面に直交する方向(Y方向)に移動させる。サーボモータ44は、制御装置60の指令に従って、図2の矢印Hで示すように、ワークチャック50を鉛直軸周りに回転させる。
The Z-
このように構成されたコイル把持ユニット4では、図3に示すように、第1矩形コイル11の形成完了後に第2矩形コイル12を連続して形成する際に、ワークチャック50で把持される第1矩形コイル11と形成中の第2矩形コイル12との相対的な位置関係が維持されるように、平角導線13の送出しおよび曲げ加工動作に応じてワークチャック50の移動および回転が制御される。
In the
具体的には、「平角導線13の送出し」を行う場合には、制御装置60は、X方向移動機構42を駆動して、図3の黒塗り矢印で示すように、ワークチャック50およびこれに把持されている第1矩形コイル11を、平角導線13の送出し方向に平角導線13の送出し量だけ移動させる。
Specifically, when performing "delivery of the
これに対し、「平角導線13の曲げ加工」を行う場合には、制御装置60は、X方向移動機構42およびY方向移動機構43を駆動して、図3のハッチング矢印で示すように、ワークチャック50および第1矩形コイル11を曲線軌道で移動させる。この際、第1矩形コイル11の向きと第2矩形コイル12の向きとが変化しないように、制御装置60は、ワークチャック50および第1矩形コイル11を曲線軌道で移動させながら、サーボモータ44を駆動して、図3の白抜き矢印で示すように、ワークチャック50を自転させる。
On the other hand, when performing the "bending process of the
さらに、制御装置60は、Z方向移動機構41を駆動することで、螺旋状に積み上げられる第2矩形コイル12の高さの変化に応じて、ワークチャック50および第1矩形コイル11を上昇させる。
Further, the
-巻線コイルの形成手順-
図5および図6は、第1矩形コイル11の形成過程を模式的に説明する図である。なお、図5および図6では、図を見易くするために、曲げコマ32を図示省略している。第1矩形コイル11を形成する場合には、先ず、図5(a)の白抜き矢印で示すように、平角導線13を送出して、実線で示す平角導線13を一点鎖線で示す位置まで移動させる。次いで、図5(b)の白抜き矢印で示すように、実線で示す平角導線13をコイル押え31に沿って一点鎖線で示す向きにエッジワイズ曲げ加工し、角部11cを形成する。次いで、図5(c)の白抜き矢印で示すように、長辺11aに相当する長さだけ平角導線13を送出して、実線で示す平角導線13を一点鎖線で示す位置まで移動させる。次いで、図5(d)の白抜き矢印で示すように、実線で示す平角導線13をコイル押え31に沿って一点鎖線で示す向きにエッジワイズ曲げ加工し、角部11cを形成する。次いで、図5(e)の白抜き矢印で示すように、短辺11bに相当する長さだけ平角導線13を送出して、実線で示す平角導線13を一点鎖線で示す位置まで移動させる。
-Procedure for forming a winding coil-
5 and 6 are diagrams schematically illustrating the formation process of the first
そうして、再び図5(b)→図5(c)→図5(d)→図5(e)の手順を行うことで、2つの長辺11aと、2つの短辺11bと、4つの角部11cと、を有する第1矩形コイル11の一段分が形成される。このように、図5(b)→図5(c)→図5(d)→図5(e)という手順を2回繰り返す毎に、第1矩形コイル11が一段ずつ形成されて、螺旋状に積み上げられていく。なお、第1矩形コイル11の一段の形成は約1秒で行われる。
Then, by performing the procedure of FIG. 5 (b) → FIG. 5 (c) → FIG. 5 (d) → FIG. 5 (e) again, the two
螺旋状に積み上げられる過程でも、図5と同様に、平角導線13の送出しと曲げ加工とを交互に行う。具体的には、図6(a)の白抜き矢印で示すように、短辺11bに相当する長さだけ平角導線13を送出して、図6(b)に示すように、新たな短辺11bを確保する。次いで、図6(b)の白抜き矢印で示すように、平角導線13をコイル押え31に沿ってエッジワイズ曲げ加工して、図6(c)に示すように、新たな角部11cを形成する。次いで、図6(c)の白抜き矢印で示すように、長辺11aに相当する長さだけ平角導線13を送出して、図6(d)に示すように、新たな長辺11aを確保する。次いで、図6(d)の白抜き矢印で示すように、平角導線13をコイル押え31に沿ってエッジワイズ曲げ加工すると、図6(a)と同様の状態となるので、図6(a)→図6(b)→図6(c)→図6(d)という手順を所定回数行うことで、第1矩形コイル11の巻上げ(形成)が完了する。
Even in the process of stacking in a spiral shape, the
図7は、第1矩形コイル11の形成完了後、第2矩形コイル12の形成へ移行する過程を模式的に説明する図であり、図8は、第2矩形コイル12の形成過程を模式的に説明する図である。なお、図7および図8では、図を見易くするために、曲げコマ32およびワークチャック50を図示省略している。第1矩形コイル11の形成が完了すると、第1矩形コイル11をワークチャック50で把持する。そうして、図7(a)の白抜き矢印で示すように、長辺11aに相当する長さよりも長く平角導線13を送出した後、図7(a)の黒塗り矢印で示すように、平角導線13をコイル押え31に沿ってエッジワイズ曲げ加工し、図7(b)に示すように、角部12cを形成する。次いで、図7(b)の白抜き矢印で示すように、長辺12aに相当する長さだけ平角導線13を送出した後、図7(b)の黒塗り矢印で示すように、平角導線13をコイル押え31に沿ってエッジワイズ曲げ加工し、図7(c)に示すように、長辺12aを確保するとともに角部12cを形成する。次いで、図7(c)の白抜き矢印で示すように、短辺12bに相当する長さだけ平角導線13を送出した後、図7(c)の黒塗り矢印で示すように、平角導線13をコイル押え31に沿ってエッジワイズ曲げ加工し、図7(d)に示すように、短辺12bを確保するとともに角部12cを形成する。これらにより、平面視で第1矩形コイル11と重ならない位置に、第2矩形コイル12の一段目が形成される。
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating the process of shifting to the formation of the second
そうして、第2矩形コイル12についても、第1矩形コイル11と同様に、平角導線13の送出しと曲げ加工とを交互に行う。具体的には、図8(a)の白抜き矢印で示すように、平角導線13をコイル押え31に沿ってエッジワイズ曲げ加工するとともに、図8(a)の黒塗り矢印で示すように、第1矩形コイル11を把持したワークチャック50を曲線軌道で移動させながら自転させる。次いで、図8(b)の白抜き矢印で示すように、短辺12bに相当する長さだけ平角導線13を送出すとともに、図8(b)の黒塗り矢印で示すように、第1矩形コイル11を把持したワークチャック50を平角導線13の送出し方向に平角導線13の送出し量だけ移動させる。次いで、図8(c)の白抜き矢印で示すように、平角導線13をコイル押え31に沿ってエッジワイズ曲げ加工するとともに、図8(c)の黒塗り矢印で示すように、第1矩形コイル11を把持したワークチャック50を曲線軌道で移動させながら自転させる。次いで、図8(d)の白抜き矢印で示すように、長辺12aに相当する長さだけ平角導線13を送出すとともに、図8(d)の黒塗り矢印で示すように、第1矩形コイル11を把持したワークチャック50を平角導線13の送出し方向に平角導線13の送出し量だけ移動させる。
Then, in the second
このような、図8(a)→図8(b)→図8(c)→図8(d)という手順を2回繰り返す毎に、第2矩形コイル12が一段ずつ形成されて、螺旋状に積み上げられていく。そうして、図8(a)→図8(b)→図8(c)→図8(d)という手順を所定回数行うことで、第2矩形コイル12の巻上げが完了し、図1に示すような巻線コイル10が形成される。なお、第2矩形コイル12の一段の形成も約1秒で行われる。
Every time the procedure of FIG. 8 (a) → FIG. 8 (b) → FIG. 8 (c) → FIG. 8 (d) is repeated twice, the second
-ワークチャック-
次に、ワークチャック50について説明するが、本発明を理解し易くするために、これに先立ち、従来の巻線装置について説明する。
-Work chuck-
Next, the
上述の如く、第1および第2矩形コイル11,12の一段の形成は約1秒で行われるが、このような高速で巻上げを行うと、形成中の矩形コイルが慣性で大きく振動してしまい、その結果、矩形コイルの表面に傷が付いたり、出来上がった矩形コイルが変形して寸法精度が悪化したりする場合がある。
As described above, the formation of one stage of the first and second
そこで、従来の巻線装置では、形成過程における第1矩形コイル111の振れを抑えるために、図15に示すように、形成中の第1矩形コイル111の上方に隙間を隔てて振れ止め板170を配置することが多い。より詳しくは、従来の巻線装置では、図15(a)に示すように、形成中の第1矩形コイル111の上方に隙間を隔てて振れ止め板170を配置して、形成中の第1矩形コイル111が大きく振動するのを抑えるとともに、形成中の第1矩形コイル111が螺旋状に積み上げられていくに従って、図15(b)の白抜き矢印で示すように、振れ止め板170を上昇させて、第1矩形コイル111と振れ止め板170との隙間を維持することが多い。
Therefore, in the conventional winding device, in order to suppress the runout of the first
また、従来の巻線装置では、図16に示すように、常時拡がるようにバネ152で付勢され、且つ、先端に爪151bが設けられた拡縮可能なチャック部151を有するワークチャック150を用いて、第2矩形コイル112の形成中に第1矩形コイル111を把持することが多い。より詳しくは、従来の巻線装置では、上方に振れ止め板170を配置して第1矩形コイル111を巻き上げた後、振れ止め板170をどけて、アクチュエータ等(図示せず)によりバネ152の付勢力に抗してチャック部151を閉じ(縮め)、第1矩形コイル111の内側に閉じたチャック部151を挿入する。次いで、挿入したチャック部151をバネ152の付勢力により、第1矩形コイル111の内側で拡げて、第1矩形コイル111の下端に爪151bを引っ掛けることで、第1矩形コイル111をワークチャック150で把持し、第2矩形コイル112の加工動作に合わせて、第1矩形コイル111を把持したワークチャック150を移動および自転させる。
Further, in the conventional winding device, as shown in FIG. 16, a
しかしながら、振れ止め板170とワークチャック150とを用いる従来の巻線装置には、以下のような問題がある。
However, the conventional winding device using the
先ず、振れ止め板170については、第1矩形コイル111の加工を高速で行うと、形成中の第1矩形コイル111が慣性で大きく振動し、第1矩形コイル111の表面が振れ止め板170で擦れて傷付いてしまうおそれがある。そこで、形成中の第1矩形コイル111の振動を抑えるべく、形成中の第1矩形コイル111を振れ止め板170で上から強く押さえ付けることが考えられるが、これでは設備に余分な負担をかけてしまうところ、設備強度を上げるべく材質変更等を行うと、ワークチャック150等が重量化し、高速での加工動作が困難になる場合がある。
First, regarding the
また、ワークチャック150については、第2矩形コイル112の加工を高速で行うと、それに合わせて高速移動するワークチャック150で把持されている第1矩形コイル111が大きく揺れ、第1矩形コイル111がワークチャック150から落ちてしまうおそれがある。そこで、例えばチャック部151を拡げるのに用いるバネ152の荷重を大きくして、第1矩形コイル111をより強固に把持することが考えられるが、これでは、第1矩形コイル111の内側にチャック部151を挿入する際に、バネ152の付勢力に抗してチャック部151を閉じるのに用いるアクチュエータ等の容量を大きくする必要が生じ、設備コストが増大するという問題がある。また、チャック部151の先端の爪151bを大きくして、第1矩形コイル111の下端への掛かり代を大きくすることも考えられるが、これでは、第1矩形コイル111の内周面とチャック部151とのクリアランスが小さくなり、第1矩形コイル111の内側にチャック部151を挿入する際に、爪151bと干渉することで第1矩形コイル111を傷付けてしまうという問題がある。
Further, regarding the
そこで、本実施形態では、振れ止め板170を排して、ワークチャック50のチャック部51とその外側に設けられたガイド支柱53との間に、螺旋状に積み上げられる形成中の第1矩形コイル11を収容するようにしている。
Therefore, in the present embodiment, the
図9は、ワークチャック50を模式的に示す斜視図であり、図10は、チャック部51およびガイド支柱53と第1矩形コイル11との位置関係を模式的に示す図であり、図11は、ワークチャック50と第1矩形コイル11との関係を模式的に示す図である。ワークチャック50は、図9に示すように、サーボモータ44に接続される架台54と、架台54に支持される拡縮可能な4つのチャック部51と、架台54に取り付けられて下方に延びる4本のガイド支柱53と、エアシリンダ55(図11参照)と、を有している。
9 is a perspective view schematically showing the
各チャック部51は、図11(a)に示すように、軸部51aを介して、軸部51a周りに回動自在に架台54に支持されているとともに、下端部に外側に延びる爪51bが設けられている。チャック部51は、バネ52によって、下端が拡がる方向に常時付勢されている。チャック部51の上端部にはエアシリンダ55が取り付けられていて、エアシリンダ55によりチャック部51の上端を拡げることで、バネ52の付勢力に抗してチャック部51の下端が閉じる(縮む)ようになっている。なお、チャック部51の拡縮、換言すると、エアシリンダ55の駆動は、制御装置60によって制御される。
As shown in FIG. 11A, each
架台54に取り付けられて下方に延びる4本のガイド支柱53は、チャック部51の周りに配置されている。より詳しくは、4本のガイド支柱53は、図10に示すように、チャック部51との間に第1矩形コイル11を収容可能な空間が形成されるように、チャック部51の周りに配置されている。
The four
それ故、ワークチャック50は、図11(c)に示すように、バネ52の付勢力によってチャック部51が第1矩形コイル11の内側で拡がり、第1矩形コイル11の下端に爪51bが引っ掛かることで、チャック部51とガイド支柱53との間で第1矩形コイル11を把持することが可能に構成されている。
Therefore, as shown in FIG. 11C, in the
〈第1矩形コイルの形成時の制御〉
制御装置60は、第1矩形コイル11を形成する場合には、螺旋状に積み上げられる形成中の第1矩形コイル11が、チャック部51とガイド支柱53との間に収容されるように、平角導線13の送出しおよび曲げ加工動作に応じてワークチャック50を移動および鉛直軸周りに回転(自転)させるように構成されている。具体的には、制御装置60は、図12に示す第1動作軌跡T1を描くようにワークチャック50を移動させるとともに、第1動作軌跡T1の白抜き矢印IIおよび黒塗り矢印IVにおける移動時には、ワークチャック50を自転させるように構成されている。
<Control during formation of the first rectangular coil>
When forming the first
より詳しくは、制御装置60は、Z方向移動機構41を駆動して、ワークチャック50をコイル巻きユニット3の近傍まで下降させて、図11(a)に示すように、ワークチャック50を形成予定の第1矩形コイル11の上方に配置する。このとき、形成予定の第1矩形コイル11の平面位置および長手方向と、ワークチャック50の平面位置および長手方向(図10における上下方向)とを合せる。また、エアシリンダ55を駆動させることで、バネ52の付勢力に抗してチャック部51の下端が閉じている(縮んでいる)。
More specifically, the
そうして、図12のAの状態から短辺11bに相当する長さだけ平角導線13が送出されることで、図12のBの状態に至る際に、制御装置60は、X方向移動機構42を駆動して、第1動作軌跡T1における白抜き矢印Iのように、ワークチャック50を平角導線13の送出し方向(X方向)に移動させる。次いで、図12のBの状態からエッジワイズ曲げ加工を行うことで、図12のCの状態を経てDの状態に至る際に、制御装置60は、X方向移動機構42およびY方向移動機構43を駆動して、第1動作軌跡T1における白抜き矢印IIのように、ワークチャック50を曲線軌道で移動させながら、サーボモータ44を駆動して、ワークチャック50を図12の時計回りに90°自転させる。次いで、図12のDの状態から長辺11aに相当する長さだけ平角導線13が送出されることで、図12のEの状態に至る際に、制御装置60は、X方向移動機構42を駆動して、第1動作軌跡T1における黒塗り矢印IIIのように、ワークチャック50をX方向に移動させる。次いで、図12のEの状態からエッジワイズ曲げ加工を行うことで、図12のFの状態を経てAの状態に戻る際に、制御装置60は、X方向移動機構42およびY方向移動機構43を駆動して、第1動作軌跡T1における黒塗り矢印IVのように、ワークチャック50を曲線軌道で移動させながら、サーボモータ44を駆動して、ワークチャック50を図12の時計回りに90°自転させる。なお、第1矩形コイル11を一段形成するのに、図12に示す第1動作軌跡T1を2回描くことになる。
Then, the
このように、第1動作軌跡T1を描くように、ワークチャック50を移動および自転させる動作を、第1矩形コイル11の形成完了まで繰り返すことによって、形成中の第1矩形コイル11の上方に、形成中の第1矩形コイル11と同じ姿勢で常にワークチャック50が位置することになる。
In this way, the operation of moving and rotating the
それ故、第1矩形コイル11が一段ずつ形成されて、螺旋状に積み上げられていく過程で、図11(b)に示すように、形成中の第1矩形コイル11が、チャック部51とガイド支柱53との間に順次収容されていくことになる。そうして、制御装置60は、第1矩形コイル11の形成が完了すると、エアシリンダ55の駆動を停止し、図11(c)に示すように、第1矩形コイル11の下端に爪51bを引っ掛けることで、チャック部51とガイド支柱53との間で第1矩形コイル11を把持する。
Therefore, in the process in which the first
図14は、巻線装置の動作フローを示す図であり、同図(a)は本発明の動作フローを示し、同図(b)は従来の動作フローを示す。従来の巻線装置では、ステップSB1でサイクルが起動されると、先ずステップSB2で振れ止め板170の下降が行われるのに対し、本実施形態の巻線装置1では、ステップSA1でサイクルが起動されると、先ずステップSA2でワークチャック50の下降が行われる。
14 is a diagram showing an operation flow of a winding device, FIG. 14A shows an operation flow of the present invention, and FIG. 14B shows a conventional operation flow. In the conventional winding device, when the cycle is started in step SB1, the
次いで、従来の巻線装置では、ステップSB3で第1矩形コイル111の巻上げが開始されても、ワークチャック150を動作させないが、本実施形態の巻線装置1では、ステップSA3で第1矩形コイル11の巻上げが開始されると、ステップSA4において、第1動作軌跡T1を描くように、ワークチャック50を移動および自転させる制御が行われる。
Next, in the conventional winding device, the
次いで、従来の巻線装置では、ステップSB4で第1矩形コイル111の巻上げが完了すると、ステップSB5で振れ止め板170を上昇させた後、ステップSB6で初めてワークチャック150を下降(動作)させて、ステップSB7でワークチャック150にて第1矩形コイル111を把持し、ステップSB8で第2矩形コイル112の形成に移行する。これに対し、本実施形態の巻線装置1では、ステップSA5で第1矩形コイル11の巻上げが完了すると、ステップSA6でそのままワークチャック150にて第1矩形コイル11を把持し、ステップSA7で第2矩形コイル12の形成に移行する。
Next, in the conventional winding device, when the winding of the first
以上のように、本実施形態によれば、形成中の第1矩形コイル11が、チャック部51とガイド支柱53とに挟まれることから、高速で加工動作を行った場合にも、形成中の第1矩形コイル11が大きく振動するのを抑えることができる。しかも、ワークチャック50は平角導線13の送出しおよび曲げ加工動作に応じて移動および回転することから、換言すると、螺旋状に積み上げられる形成中の第1矩形コイル11と同じ動きをすることから、第1矩形コイル11の表面が、チャック部51やガイド支柱53と擦れて傷付くのを確実に抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, since the first
〈第2矩形コイルの形成時の制御〉
制御装置60は、第2矩形コイル12を形成する場合には、ワークチャック50で把持される形成完了後の第1矩形コイル11と、形成中の第2矩形コイル12との相対的な位置関係が維持されるように、平角導線13の送出しおよび曲げ加工動作に応じてワークチャック50を移動および鉛直軸周りに回転(自転)させるように構成されている。具体的には、制御装置60は、図13に示す第2動作軌跡T2を描くようにワークチャック50を移動させるとともに、第2動作軌跡T2のII部、IV部、VI部およびVIII部における移動時には、ワークチャック50を自転させるように構成されている。
<Control during formation of the second rectangular coil>
When forming the second
より詳しくは、制御装置60は、長辺12aに相当する長さだけ平角導線13が送出される際には、X方向移動機構42を駆動して、第2動作軌跡T2におけるI部およびV部のように、ワークチャック50およびこれに把持される第1矩形コイル11を平角導線13の送出し方向(X方向)に移動させる。また、制御装置60は、短辺12bに相当する長さだけ平角導線13が送出される際には、X方向移動機構42を駆動して、第2動作軌跡T2におけるIII部およびVII部のように、ワークチャック50および第1矩形コイル11をX方向に移動させる。さらに、制御装置60は、エッジワイズ曲げ加工を行う際には、X方向移動機構42およびY方向移動機構43を駆動して、第2動作軌跡T2におけるII部、IV部、VI部およびVIII部のように、ワークチャック50および第1矩形コイル11を曲線軌道で移動させながら、サーボモータ44を駆動して、ワークチャック50を図13の時計回りに90°自転させる。
More specifically, the
このように、第2矩形コイル12の加工動作に合わせて、第2動作軌跡T2におけるI部(長辺送り)→II部(曲げ加工)→III部(短辺送り)→IV部(曲げ加工)→V部(長辺送り)→VI部(曲げ加工)→VII部(短辺送り)→VIII部(曲げ加工)の順でワークチャック50の移動・自転を繰り返すことで、第1矩形コイル11と第2矩形コイル12との相対的な位置関係が維持しながら、第2矩形コイル12を形成することが可能となる。
In this way, according to the machining operation of the second
また、第2動作軌跡T2を1回描くと、第2矩形コイル12が一段ずつ形成されて、螺旋状に積み上げられていくことから、制御装置60は、形成中の第2矩形コイル12の高さの変化に応じて、Z方向移動機構41を駆動して、ワークチャック50および第1矩形コイル11を上昇させるように構成されている。
Further, when the second operation locus T2 is drawn once, the second
以上のように、本実施形態では、チャック部51とガイド支柱53との間で第1矩形コイル11を把持することから、チャック部51を拡げるのに用いるバネ52の荷重を大きくしたり、チャック部51の先端の爪51bを大きくしたりしなくても、チャック部51とガイド支柱53との間で形成完了後の第1矩形コイル11を強固に把持することができる。したがって、第2矩形コイル12の加工動作を高速で行っても、高速移動するワークチャック50で把持されている第1矩形コイル11が大きく揺れることはなく、それ故、第1矩形コイル11がワークチャック50から落ちるのを抑えることができる。また、爪51bを大きくしないので、チャック部51を第1矩形コイル11から抜き取る際に、爪51bと干渉することで第1矩形コイル11が傷付くのを抑えることができる。
As described above, in the present embodiment, since the first
さらに、平角導線13の送出しおよび曲げ加工動作に応じてワークチャック50を移動および回転させることによって、ワークチャック50で把持される形成完了後の第1矩形コイル11と形成中の第2矩形コイル12との相対的な位置関係が維持されるので、第1および第2矩形コイル11,12が変形して寸法精度が悪化するのを抑えることができる。
Further, by moving and rotating the
しかも、本実施形態では、ワークチャック50の制御に工夫を凝らすことにより、チャック部51の周りにガイド支柱53を配置するという簡単な構成で、第1矩形コイル11を傷付けたり、第1矩形コイル11を落下させたりすることなく、平角導線13で繋がった第1矩形コイル11と第2矩形コイル12とを連続して形成することができる。
Moreover, in the present embodiment, by devising the control of the
(その他の実施形態)
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to embodiments and can be practiced in various other forms without departing from its spirit or key features.
上記実施形態では、図11に示すようにチャック部51にバネ52およびエアシリンダ55を設けたが、チャック部51が拡縮可能に構成されるのであれば、これに限らず、例えば、バネ52およびエアシリンダ55の配地を変更してもよいし、バネ52およびエアシリンダ55に代えてアクチュエータ等を用いてもよい。
In the above embodiment, the
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 Thus, the above embodiments are merely exemplary in all respects and should not be construed in a limited way. Further, all modifications and modifications that fall within the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
本発明によると、第1矩形コイルを把持しながら第2矩形コイルを形成する場合にも、簡単な構成で、第1矩形コイルが傷付いたり、落下したりするのを抑えることができるので、巻線装置に適用して極めて有益である。 According to the present invention, even when the second rectangular coil is formed while gripping the first rectangular coil, it is possible to prevent the first rectangular coil from being damaged or dropped by a simple configuration. It is extremely useful when applied to winding devices.
1 巻線装置
11 第1矩形コイル
12 第2矩形コイル
13 平角導線
50 ワークチャック
51 チャック部
53 ガイド支柱
60 制御装置
1 Winding
Claims (1)
拡縮可能なチャック部と、当該チャック部の周りに配置される下方に延びる複数のガイド支柱とを有し、当該チャック部を上記第1矩形コイルの内側で拡げることにより、当該チャック部と当該ガイド支柱との間で上記第1矩形コイルを把持可能なワークチャックと、
上記ワークチャックの移動および鉛直軸周りの回転を制御する制御装置と、を備え、
上記制御装置は、
上記第1矩形コイルを形成する場合には、螺旋状に積み上げられる形成中の当該第1矩形コイルが、上記チャック部と上記ガイド支柱との間に収容されるように、平角導線の送出しおよび曲げ加工動作に応じて上記ワークチャックを制御する一方、
上記第2矩形コイルを形成する場合には、上記チャック部を拡げることにより上記ワークチャックで把持される形成完了後の上記第1矩形コイルと、形成中の当該第2矩形コイルとの相対的な位置関係が維持されるように、平角導線の送出しおよび曲げ加工動作に応じて上記ワークチャックを制御することを特徴とする巻線装置。 The first rectangular coil that is stacked spirally while alternately sending out and bending the flat conductor, and the first rectangular coil that is connected to the first rectangular coil are alternately sent out and bent while being stacked spirally. It is a winding device capable of continuously forming a second rectangular coil to be formed.
The chuck portion and the guide are provided by having a chuck portion that can be expanded and contracted and a plurality of downwardly extending guide columns arranged around the chuck portion, and by expanding the chuck portion inside the first rectangular coil. A work chuck capable of gripping the first rectangular coil between the columns and the support.
A control device that controls the movement and rotation of the work chuck around the vertical axis is provided.
The above control device
When forming the first rectangular coil, the flat conductor is sent out and the flat conductor is sent so that the first rectangular coil being formed spirally stacked is accommodated between the chuck portion and the guide support. While controlling the work chuck according to the bending operation,
When forming the second rectangular coil, the relative of the first rectangular coil after the formation is completed held by the work chuck by expanding the chuck portion and the second rectangular coil being formed. A winding device characterized in that the work chuck is controlled according to a feeding and bending operation of a rectangular lead wire so that a positional relationship is maintained.
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