JPS58219722A - コイル製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコイル製造装置に係シ、特に、多種の曲率を有
する連続導体、たとえば、大形断面の導体を使用した大
形非円形コイルを、曲げ加工によって製造するコイル製
造装置に関するものである。

まず、従来の導体の曲げ加工法を、第１図を使用して説
明する。

第１図は、従来の、導体の曲げ加工装置の一例と、これ
によって曲げ加工される導体を併せて示す正面図である
。

この第１図において、４は回転テーブル、３は、所定曲
率を有する曲面３ａを形成し、回転テーブル４に固定さ
れた型、■は、曲げ加工すべき導体である。この導体１
を曲げ加工するためには、まずその一端を回転テーブル
４のクランプ４ａで掴み、他端を油圧シリンダ２に取付
け、この油圧シリンダ２によシ導体１に矢印方向の張力
を加えながら回転テーブル４を矢印方向へ回転させ、導
体１を型３に巻きつけて曲げ加工するものである。

しかし、上記した導体の曲げ加工法は、多種の曲率をも
つ連続導体、たとえば、前記した大形非円形コイルの曲
げ加工に適用した場合には、次のような問題点があった
。

第２図は、多種の曲率をもつ連続導体の一例として、大
形非円形コイルを示す正面図である。

この第２図において、２２は、導体１をトラック状に、
内側から外側へと連続的に巻き重ねてなる大形非円形コ
イルである。

従来行なっている曲げ加工では、■巻きのトラックの曲
げ加工に、前記した第１図に示したと回帰の型を４種類
使用するため、第２図に示すように１０巻のものでは４
０種類もの型が必要となり、それぞれの部分の加工の都
度型を交換しなければならなかった。

したがって、型費が多額になるのみならず、型交換に時
間がかかり作業能率が悪いという欠点があった。

また、曲率半径の不連続点で導体１が膨らみ、コイル層
間にギャップが生じることが多く、このギャップを修正
するためハンマでたたくなどして修正を行なわなければ
ならなかった。さらに、最近、大形非円形コイＸの超電
導材としてＮｂ、、Ｓｎが使用されるようになったが、
この材料は伸び許容値が１％未満であるので、前記した
ノ・ンマでたたいて修正することはできないという問題
点もあった。

本発明・は、上記した従来技術の欠点を除去して、大形
非円形コイルのように、多種の曲率を有する連続導体を
、型を使用することなく、高能率、高精度に曲げ加工す
ることができるコイル製造装置の提供を、その目的とす
るものである。

本発明の構成は、曲げ加工された導体を巻取るコイル巻
取り型と、すでに曲げ加工された前記導体の途中の一部
分を掴み、この部分を、コイル面外へ移動させることが
できる導体クランプと、回転力負荷装置を具備し前記導
体の曲げ加工端部近傍をクランプする曲げヘッドと、こ
のクランプ位置から予め設定し、た長さにある前記導体
の未加工部分をクランプする固定クランプと、前記曲げ
へソドを、前記コイル面と平行な面内で移動自在に支持
する移動台と、前記コイル巻取り型を載置固定し、前記
導体の曲げ加工中に、すでに曲げ加工された前記導体に
変形を生せしめないように、前記曲げヘッドの動きに同
期して移動するテーブルとを有するコイル製造装置にあ
る。

以下本発明を実施例によって説明する。

第３図は、本発明の一実施例に係るコイル製造装置と、
これによって曲げ加工されている導体を／ 併せて示す平面図、第４図は、第３図のＡ方向から見た
側面図である。

まず座標系について説明すると、ｘｙ座標は水平面内で
とった絶対座標、θは、後述するテーブル５の回転角、
Ｘ′ｙ′座標は、後述する曲げ機構１３を含む面内で、
前記ｘｙ座標と平行にとった座標、θ′は、後述する曲
げヘッド９の回転角゛である。

第３，４図において、９は、回転力負荷装置９ｂを具備
し、２本のピン、９ａによって、導体１の曲げ加工端部
近傍をクランプする曲げヘッド、１０は、そのクランプ
装置１０ｂによって作動する２個のホルダ１０ａで、前
記曲げヘッド９によるクランプ位置から予め設定した長
さにある導体１の未加工部分をクランプする固定クラン
プ、１１は　ｘ／方向移動用ガイド、２０は、とのｘ／
方向移動用ガイド１１に摺動自在に支持されたＸ′移動
台、１２は、ｙ′方向移動用ガイド、２１は、このｙ′
方向移動用ガイド１２に摺動自在に支持されたｙ′移動
台で、このｙ′移動台２１に前記した曲げヘッド９がθ
′方向に回転可能（回転力負荷装置９ｂを作動させるこ
とにより回転可能）に取付けられており、このｙ′移動
台２１は、曲げヘッド９を、　ｘ　／　ｙ　／面内で　
ｘ／方向移動用ガイド１ｉ、ｙ’方向移動用ガイド１２
によって、”ｒＹ’方向に、はとんど無抵抗に支持して
いる。壕だ　ｙ／移動台２１は、曲げ加工開始時には、
曲げヘッド９が所定の位置に位置決めされるようにする
位置制御装置（図示せず）を用いて、位置決めされるよ
、うになっている°。そして前記しだ曲げヘッド９．固
定クランプ１０．ｘ′方向移動用ガイド１１．ｙ’方向
移動用ガイド１２　、　　ｘＬ移動台２ｏ、ｙ’移動台
２１および前記位置制御装置は、一体となって曲げ機構
１３を構成している。

１４は、この曲げ機構１３を、Ｘ方向に移動させるため
のワイヤ、１５は、その上を曲げ機構１３が移動するガ
イドレールである。

５は、水平に配設され、テーブル移動装置５ａによって
Ｘ方向に移動可能で、且つテーブル回転装置５ｂによっ
てθ方向に回転可能なテーブルである。そして、導体１
の曲げ加工中に、すでに曲げ加工された導体１に変形を
生せしめないように、曲げヘッド９のθ′方向の回転　
ｘ／力方向ｙ′方向の動きに同期させてワイヤー４によ
って曲げ機構１３をＸ方向に、テーブル移動装置５ａ、
テーブル回転装置５ｂによってテーブル５を、それぞ１
１１１１、 れＸ方向、θ方向に動かすことができるようになってい
る。

６は、テーブル５上に載置固定され、すでに曲げ加工さ
れた導体１を巻取るコイル巻取り型、７は、巻取られた
コイルである。

８は、テーブル５に取付けられ、すでに曲げ加工された
導体１の途中の一部分を掴み、この部分を、上下動用油
圧シリンダ１７によってコイル７のコイル面に垂直方向
に、前後動用油圧シリンダ１８によってコイル巻取シ型
６の曲面の法線方向に移動させることができる導体クラ
ンプ、１６は、テーブル５上に固定され、次に曲げヘッ
ド９でクランプすべき位置を予めマーキングするマーキ
ング装置、１９は　ｙ　／移動台２１に取付けられ、前
記マーキングを読取り、曲げヘッド９の位置決めを行な
うことができるマーク検出装置である。

このように構成したコイル製造装置の動作を、第３〜５
図を使用して説明する。

第５図は、第３図に係るコイル製造装置によシ、スプリ
ングバックしたの、ちに所定の曲率になるように、導体
をオーバベンディングしている状態を示す模式図である
。

まず、導体クランプ８によって、すでに曲げ加工された
導体１の一部分を掴み、上下動用油圧ンリンダ１７を作
動させて、その掴んだ部分をコイル面外に持ち上げる。

このとき、導体１は、曲げヘッド９０２本のピン９ａの
間へ入る。ｙ′移動台２１を、前記位置制御装置（図示
せず）によって、導体１にそって移動させ、これに取付
けられたマーク検出装置１９によって、予めマーキング
装置１６で印した導体１のマーキングが、曲げヘッド９
の右側（第３，５図における右側）のピン９ａの位置に
来たことを検出したところで、前記ｙ′移動台２１を停
止させることにより曲げヘッド９の位置決めを行なう。

回転力負荷装置９ｂを作動させることにより、曲げヘッ
ド９を、導体１を曲げる方向（第３図において時計回り
方向）へ回転させることによって導体１を２本のピン９
ａでクランプする。つぎに、曲げヘッド９から予め設定
した長さしだけ離れた導体１の未加工部分を、クランプ
装置ｔａｂを作動させることにより、固定クランプ１０
の２本のホルダ１０ａでクランプす６る。

その後、回転力負荷装置９ｂによって曲げヘッド９に回
転力を与えて導体１の前記長さしの部分を曲げ加工する
が、まず、第５図（ａ）に示すように、曲げ加工後に導
体１かスプリングバックしたのちに所定曲率によるよう
に矢印方向（時計回り方向）ヘオーバペンディングする
。つぎに、第５図（ｂ）に示すように、曲げヘッド９を
矢印方向（反時計回シ方向）へ、前記所定曲率に戻るま
で逆回転させる。

この曲げ加工において、ｙ′移動台２１が、曲げヘッド
９を、ｘ′ｙ′面内で、Ｘ′方向移動用ガイド・１１．
ｙ’方向移動用ガイド１２によって、ｘ’　／　、　ｙ
　／方向に、はとんど無抵抗に支持しているので、曲げ
ヘッド９と固定クランプ１０間の長さしの導体１の部分
には均一な曲げモーメントのみが加わる。一方、導体１
は、長手方向に一様な断面形状と、応力、ひずみ関係を
有しているので、曲げモーメントと曲率半径とは１対１
に対応する。

したがって、曲げヘッド９．固定クランプ１０間の導体
１は、均一な曲率半径に曲げ加工される。

また、この曲げ加工においては、導体１を導体クランプ
８によって、コイル巻取り型６のコイル面外へ持ち上げ
るようにしたので、第５図（ａ）に示したようにオーバ
ベンディングしても、曲げ加工途中の導体１とコイル７
が当接して干渉するようなことはない。

さらに、この曲げ加工途中において、はとんど無抵抗に
支持されている曲げヘッド９の、反固定クランプ１０側
にある導体１、すなわち、すでに曲げ加工された導体１
には、力が負荷されないように、曲げヘッド９のθ′方
向の回転　ｘ／力方向ｙ′方向の動きに同期させて、曲
げ機構１３をワイヤ１４によりＸ方向に、またテーブル
５をテーブル移動装置５ａによりＸ方向に、テーブル回
転装置５ｂによりθ方向に移動させるようにした（詳細
後述）ので、すでに曲げ加工された導体１に変形を生ぜ
しめることはない。

前記した曲げヘッド９の回転角θ′に対応するテーブル
５の回転角θ、ｙ方向の移動量ｙおよび曲げ機構１３の
Ｘ方向の移動量Ｘは、第６図を参照して、次のように表
わされる。

第６図は、導体の曲げ加工途中における、曲げヘッドの
回転に対応するテーブル、曲げ機構の動きを説明するた
めの模式図である。

この第６図において、破線は、導体１の長さＬの部分を
曲げ加工する前のコイル７の位置を、実線は、曲げ加工
途中のコイル７の位置を、それぞれ示す。曲げ加工前、
加工途中のコイル７の中心をｏ、ｏ’、曲げ加工前、加
工途中の、すでに曲げ加工された導体１の曲げ加工端部
をｐ、ｐ′、０とｐとを結ぶ線分７下の長さをＳｌ、Ｘ
方向に平行な線分♂ｉに対するＪ下の反時計回りにとっ
た角度をθ。、コイル７０回転角（−テーブル５の回転
角）をθとすると、θ、ｘ、ｙは、次の（１）〜（３）
式で表わされる。

θ＝θ′　　　　　　　　　　　　　　　・・・・・・
・・・（１）Ｘ＝Ｉ、−（Ｌ／θ）ｓｉｎθ＋５（ｓｉ
ｎθｏ−５ｉｎ（θ。−θ）　）　・、（２）ｙ＝（Ｌ
／θ）（１−ｃｏｓθ）＋５（ｃｏｓ（θ。−θ）−ｃ
ｏｓθ０）・・・・・・・・・（３） 以上のようにして導体１を長さＬだけ曲げ加工したのち
、曲げヘッド９のピン９ａによるクランプ、固定クラン
プ１０のホルダ１０ａによるクランプを、いずれも弛め
、上下動用油圧シ＋）７ダ１７を作動させて導体１をコ
イル面まで下げ、導体クランプ８の掴みを弛める。そし
て導体１の前記長さＬの終端部（第５図におけるｍ点）
、すなわち曲げ加工端部を、マーキング装置１６によっ
てマーキングする。ワイヤ１４によって曲げ機構１３を
Ｘ方向に、テーブル移動装置５ａによってテーブル５を
Ｘ方向に、ｙ′移動台２１を前記位置制御装置（図示せ
ず）によって、ｘ　／　、　ｙ　／方向に、それぞれ移
動させることにより、曲げヘッド９を前記マーキング位
置近傍まで動かすとともに、このマーキング位置から予
め設定した長さにある導体１の未加工部まで画定クラン
プ１０を動かす。

そして、導体クランプ８によって、すでに曲げ加工され
た導体１の一部分を掴み、上下動シリンダ１７を作動さ
せて、その掴んだ部分をコイル面外に持ち上げる。以後
、前述の動作を繰返すことにより、型を用いることなく
、導体１を非円形のコイル７に曲げ加工することができ
る。

しかして、本実施例においては、曲げヘッド９でクラン
プすべき位置を、予めマーキング装置１６によってマー
キングし、この位置をマーク検出装置１９で読みとって
前記曲げヘッド９の位置決めを行なうようにしたが、ワ
イヤ１４による曲げ機構１３の移動、テーブル移動装置
５ａによるテーブル５の移町前記位置制御装置（図示せ
ず）によるｙ′移動台２１の移動が適正で、曲げヘッド
９をマーキング位置まで適正に動かすものであれば、マ
ーキング装置、マーク検出装置を使用しなくても、前記
曲げヘッド９にょシ、すでに曲げ加工された導体の加工
端部近傍をクランプすることができるものの、本実施例
のように、マーキング装置１６．マーク検出装置１９を
使用した方が、曲げヘッド９の位置決めが正確になり、
大形非円形のコイルを高精度に曲げ加工することができ
る。

また、本実施例においては、テーブル５をＸ方向、θ方
向に移動１回転可能にし、曲げ機構１３をＸ方向に移動
可能に構成したが、テーブル５をＸ、ｙ、θ方向に移動
９回転可能に、曲げ機構１３を固定するようにしても、
あるいは、曲げ機構１３をＸ、Ｘ方向に移動可能に、テ
ーブル５をθ方向に回転可能にしても、本実施例におけ
ると同様の曲げ加工を実施することができる。

さらに、本実施例においては、ｙ′移動台が曲げヘッド
９をｘ？　Ｙ　’面内でほとんど無抵抗に支持するよう
にしたが、曲げヘッド９のｘ　／　、　ｙ　／方向の移
動に対して抵抗がある場合には、曲げヘッド９の回転角
θ′に対応して、曲げヘッド９のＸ′、ｙ′方向の位置
を、次の（４）、　（５）式に示すｘ′。

ｙ′点に、前記位置制御装置（図示せず）を使用して位
置決めしながら、曲げ加工すればよいことが、本発明者
等の研究によって明らかになっている。

すなわち、 ｘ’＝Ｌ−（Ｌ／θ勺ｓｉｎθ’−１−ａ（ｃｏｓθ、
　ｔＩｓ（θ′＋θ８．））・・・・・・・・・（４） ｙ’＝（Ｌ／θ’）（１−ｃｏｓθ’）＋、ａ（ｓｉｎ
（θ′＋θ、　ｔ）−Ｊｎθｓｔ）・・・・・・・・・
（５） ただし、”ｌ　θ８ｔは、曲げヘッド９．導体１の寸法
によって定まる定数である。

また、Ｘ′−ｙ′−０の点は、曲げ加工開始時における
曲げヘッド）の位置である。

以上述べた実施例によれば、多種の曲率を有する非円形
大形コイルを製作する際に、導体１の曲率の不連続点を
曲げヘッド９で掴み、その部分にギャップを生じないよ
うに曲げ加工できるので、ハンマリング等のギャップの
修正作業が不要となる。また多種類の曲率に対しても、
それぞれについて型を作る必要がなく、型の製作費が不
要である。寸た型交換などの長時間を要する作業が不要
となシ高能率の曲げ加工が行なえるなどの効果がある。

さらに、曲げ加工時に、導体１を導体クランプ８によっ
てコイル面外へ持ち上げるようにしたので、導体１のス
プリングバックを見込んでオーバベンディングを行なっ
ても、曲げ加工すべき導体１とコイル７が干渉すること
はなく、スムーズに曲げ加工を実施することができる。

上記に加えて、曲げヘッド９を水平面内で移動させるよ
うにしたので、曲げヘッド９の移動に対する重力の影響
はなく、その動きはきわめて滑らかである。

以上詳細に説明したように本発明によれば、曲げ加工さ
れた導体を巻取るコイル巻取シ型と、すでに曲げ加工さ
れた前記導体の途中の一部分を掴み、この部分を、コイ
ル面外へ移動させることができる導体クランプと、回転
力負荷装置を具備し前記導体の曲げ加工端部近傍をクラ
ンプする曲げヘッドと、このフラング位置から予め設定
した長さにある前記導体の未加工部分をクランプする固
定クランプと、前記曲げヘッドを、前記コイル面と平行
な面内で移動自在に支持する移動台と、前記コイル巻取
り型を載置固定し、前記導体の曲げ加工中に、すでに曲
げ加工された前記導体に変形を生ぜしめないように、前
記曲げヘッドの動きに回期して移動するテーブルとを設
けるようにしたので、大形非円形コイルのように、多種
の曲率を有する連続導体を、型を使用することなく、高
能率、高精度に曲げ加工することができるコイル製造装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の、導体の曲げ加工装置の一例と、これ
によって曲げ加工される導体を併せて示す正面図、第２
図は、多種の曲率をもつ連続導体の一例として、大形非
円形コイルを示す正面図、第３図は、本発明の一実施例
に係るコイル製造装置と、これによって加工されている
導体を併せて示す平面図、第４図は、第３図の入方向か
ら見た側面図、第５図は、第３図に係るコイル製造装置
によシ、スプリングバックしたのちに所定の曲率になる
ように、導体をオーバベンディングしている状態を示す
模式図、第６図は、導体の曲げ加工途中における、曲げ
ヘッドの回転に対応するテーブル、曲げ機構の動きを説
明するための模式図である。 １・・・導体、５・・・テーブル、６・・・コイル巻取
シ型、７・・・コイル、８・・・導体クランプ、９・・
・曲げヘッド、９ａ・・・ビン、９ｂ−・・回転力負荷
装置、１０・・・固一定クランプ、１３・・・曲げ機構
、１４・・・ワイヤ、１６・・・マーキング装置、１９
・・・マーク検出装置、２０・・・Ｘ′移動台、２１・
・・ｙ′移動台。 １．Ａオオ＋７８゜１．１じ。 （ほか１名）゛ 茅　ｌ　固 第　４　の ｑｅ 茅、５′　目 （ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　曲げ加工された導体を巻取るコイル巻取ｐ型と、
   すでに曲げ加工された前記導体の途中の一部分を掴み、
   この部分を、コイル面外へ移動させることができる導体
   クランプと、回転力負荷装置を具備し前記導体の曲げ加
   工端部近傍をクランプする曲げヘッドと、このクランプ
   位置から予め設定した長さにある前記導体の未加工部分
   をクランプする固定クランプと、前記曲げヘッドを、前
   記コイル面と平行な面内で移動自在に支持する移動台と
   、前記コイル巻取り型を載置固定し、前記導体の曲げ加
   工中に、すでに曲げ加工された前記４体に変形を生ぜし
   めないように、前記曲げヘッドの動きに同期して移動す
   るテーブルとを有することを特徴とするコイル製造装置
   。 乞　曲げヘッドでクランプすべき位置を予めマーキング
   するマーキング装置と、このマーキングを読取り、前記
   曲げヘッドの位置決めを行なうことができるマーク検出
   装置とを設けたものである特許請求の範囲第１項記載の
   コイル製造装置。