(57)【特許請求の範囲】
【請求項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下曲げ方向に曲げる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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項５】
請求項４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。
【発明の詳細な説明】
【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下曲げ方向に曲げる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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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