(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直軸を中心に正逆両方向に回転可能にされ線材が巻かれたサプライドラムが載置されるターンテーブルと上記サプライドラムから引き出される上記線材に所定の巻き取り張力を与えるように上記サプライドラムの回転を制動する制動装置と上記サプライドラムを逆方向に回転させて一旦送り出された上記線材を所定の巻き戻し張力を与えながら上記サプライドラムに巻き戻す巻き戻し装置とを有するサプライ装置、鉛直軸を中心に回転しながら上記サプライドラムから上記線材を巻き取って巻線を形成する巻型を有する巻線機、及び上記サプライドラムから上記巻型に巻き取られる上記線材が上記サプライドラムと上記巻型との間においてほぼ水平となるように上記サプライドラムを昇降するドラム昇降装置と上記巻型を昇降する巻型昇降装置との少なくとも一方を備えた静止電磁誘導電器の巻線装置。
【請求項２】
巻型は線材を巻型の径方向に重ねて巻回して形成される円板状の一のコイルセクションと上記一のコイルセクションから線材が渡るようにしてかつ上記一のコイルセクションに隣接して巻型の径方向に重ねて巻回して形成された円板状の別のコイルセクションを形成するように巻き取って巻線を形成するものであり、サプライ装置と巻線機との間に線材が上記一のコイルセクションから隣接する別のコイルセクションに渡りうるように渡り用曲げ加工を行う前加工装置を設けるとともに、ドラム昇降装置と巻型昇降装置との両者を設けるか、ドラム昇降装置と巻型昇降装置との少なくとも一方及び上記前加工装置を昇降する前加工装置昇降手段を設け、サプライドラムから上記前加工装置を通過して巻型に巻き取られる線材をサプライドラムと巻型との間においてほぼ水平にしうるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の静止電磁誘導電器の巻線装置。
【請求項３】
前加工装置は、一旦円板状のコイルセクションを形成して渡り用曲げ加工部を設けるべき線材上の位置を決定した後、巻き戻し装置により所定長さ巻き戻し上記線材上の位置に渡り用曲げ加工をしうるものであることを特徴とする請求項２に記載の静止電磁誘導電器の巻線装置。
【請求項４】
制動装置は、サプライドラムから巻型に巻き取るときに線材に与えるべき所定の巻き取り張力とサプライドラムに巻回されている線材の巻き径とから求めた制動トルクをターンテーブルに与えることにより巻き取り張力を所定値に制御するものであることを特徴とする請求項２に記載の静止電磁誘導電器の巻線装置。
【請求項５】
巻き戻し装置は、サプライドラムに線材を巻き戻すとき線材に与えるべき所定の巻き戻し張力とサプライドラムに巻回されている線材の巻き径とから求めた巻き戻しトルクをターンテーブルに与えることにより巻き戻し張力を所定値に制御するものであることを特徴とする請求項２に記載の静止電磁誘導電器の巻線装置。
【請求項６】
サプライ装置は、ターンテーブルが複数個もうけられたものであり、前加工装置に上記各ターンテーブルに載置されたサプライドラムからの各線材を巻型に巻き取るときの巻型に対する径方向の相互の位置を入れ替える転位を行うために上記線材の巻き取りの方向と直角な方向に位置を入れ換えて案内する案内装置を設けたことを特徴とする請求項２に記載の静止電磁誘導電器の巻線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、変圧器などの静止電磁誘導電器の製造に使用する巻線装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、例えば特開昭５５−１０２２１８号公報に示された従来の変圧器の巻線装置を示す側面図である。図において、工場の床面Ｆに基台１１が設置され、この基台１１上には円形のターンテーブル１２が鉛直軸を中心にして回転可能に支持されている。ターンテーブル１２の上面には円筒状の巻型１３が同心的に固定されている。ターンテーブル１２の下面にはギヤ１４が同心的に設けられ、基台１１に設置されたモータ１５により駆動されるピニオン１６が噛合されている。
【０００３】
そして、巻型１３を取り囲むようにして床面Ｆに昇降装置１８が設置されている。昇降装置１８には、水平位を維持しながらパンタグラフ機構により鉛直方向である図の矢印Ａ方向に昇降される昇降台１９上に鉛直軸を中心に回転可能にサプライドラム２０が支持されている。また、サプライドラム２０と巻型１３との間に巻型１３に巻き取られる線材Ｗにテンションを与えるブレーキ２１が設けられている。
【０００４】
モータ１５によりターンテーブル１２を介して巻型１３を回転駆動して、サプライドラム２０に巻回された線材Ｗを巻き取り円筒状の巻線２５を形成する。このとき、巻型１３の回転と同期させて図示しない制御装置により昇降台１９を昇降制御してブレーキ２１を通過して巻型１３に巻き取られる線材Ｗがほぼ水平な姿勢を保つようにする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の巻線装置は以上のように構成されているので、次のような問題点があった。
（１）サプライドラム２０、ブレーキ２１がともに昇降台１９上の高さが一定に固定されているので、サプライドラム２０から線材Ｗが巻き取られるときにサプライドラム２０とブレーキ２１間で線材Ｗのパスラインが折曲する。例えば、図１２に一点鎖線で示すＷＢの如くなり、巻型１３に巻いたときに曲げ癖がついて変形したままになる場合があった。これを防止するには、サプライドラム２０とブレーキ２１との間隔を大きく空けなければならないが、この場合巻線装置の設置スペースが大きくなる。
（２）ブレーキ２１により線材Ｗに摩擦力を与えるので、線材特に紙テープ巻き絶縁処理された線材に損傷を与えるおそれがあった。
【０００６】
（３）サプライドラム２０に線材を巻き戻す時に線材に張力を与える装置がなかったので巻型１３に巻き取られた線材Ｗをサプライドラム２０へ巻き戻すときに線材が緩み、線材が変形したり絡まったりするおそれがあった。
（４）線材Ｗを巻型１３の径方向に重なるようにして複数回巻回して円板状のセクションコイルを順次に形成していく巻線においては、一のセクションコイルから次のセクションコイルへ渡るときにその渡り代だけ線材Ｗを段違いに加工する渡り用曲げ加工（以下、Ｓ曲げ加工という）を行うが、これを行う適切な装置がなく、手作業により行っていたので作業能率が悪かった。
（５）複数のサプライドラム２０から引き出される線材を転位して巻型１３に供給する適切な転位装置がなかった。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解決して、設置スペースを小さくでき、線材に損傷を与えるおそれがなく、信頼性を向上できる静止電磁誘導電器の巻線装置を得ることを目的とする。さらに、一のセクションコイルから別のセクションコイルへ渡るときにその渡り代だけ線材を段違いに加工する渡り用曲げ加工を行うことができ、あるいは複数のサプライドラムにから引き出される線材を転位するためにその相互位置を入れ換えて巻型に供給でき、作業能率が向上するとともに品質の安定した巻線を製作することができる静止電磁誘導電器の巻線装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の静止電磁誘導電器の巻線装置は、鉛直軸を中心に正逆両方向に回転可能にされ線材が巻かれたサプライドラムが載置されるターンテーブルとサプライドラムから引き出される線材に所定の巻き取り張力を与えるようにサプライドラムの回転を制動する制動装置とサプライドラムを逆方向に回転させて一旦送り出された線材を所定の巻き戻し張力を与えながらサプライドラムに巻き戻す巻き戻し装置とを有するサプライ装置、鉛直軸を中心に回転しながらサプライドラムから線材を巻き取って巻線を形成する巻型を有する巻線機、及びサプライドラムから巻型に巻き取られる線材がサプライドラムと巻型との間においてほぼ水平となるようにサプライドラムを昇降するドラム昇降装置と巻型を昇降する巻型昇降装置との少なくとも一方を備えたものである。
サプライドラムから巻型に巻き取られる線材がサプライドラムと巻型との間においてほぼ水平となるので、サプライドラムと巻型との距離を短くしても曲げ癖が生じることがなく、装置の設置スペースを小さくできる。また、制動装置によりサプライドラムから引き出される線材に所定の巻き取り張力を与えるので、線材、特に紙テープ巻き絶縁された線材を損傷するおそれもない。さらに、一旦送り出された線材を所定の巻き戻し張力を与えながら巻き戻すので、巻き戻し中にたるんで変形したりすることがなく、再び巻き取ったときの線材の狂いを防止できる。
【０００９】
そして、巻型は線材を巻型の径方向に重ねて巻回して形成される円板状の一のコイルセクションと一のコイルセクションから線材が渡るようにしてかつ一のコイルセクションに隣接して巻型の径方向に重ねて巻回して形成された円板状の別のコイルセクションを形成するように巻き取って巻線を形成するものであり、サプライ装置と巻線機との間に線材が一のコイルセクションから隣接する別のコイルセクションに渡りうるように渡り用曲げ加工を行う前加工装置を設けるとともに、ドラム昇降装置と巻型昇降装置との両者を設けるか、ドラム昇降装置と巻型昇降装置との少なくとも一方及び前加工装置を昇降する前加工装置昇降手段を設け、サプライドラムから前加工装置を通過して巻型に巻き取られる線材をサプライドラムと巻型との間においてほぼ水平にしうるようにしたことを特徴とする。前加工装置により一のコイルセクションから隣接する別のコイルセクションに渡る渡り用曲げ加工を機械で行うことができる。
【００１０】
さらに、前加工装置は一旦円板状のコイルセクションを形成して渡り用曲げ加工部を設けるべき線材上の位置を決定した後、巻き戻し装置により所定長さ巻き戻し線材上の位置に渡り用曲げ加工をしうるものであることを特徴とする。
所定の巻き戻し張力で巻き戻すので、巻き戻し時に線材がたるんだりして変形することもなく、渡り用曲げ加工をして再び巻き取ったとき渡り用曲げ加工部の位置がずれるおそれもない。
【００１１】
また、制動装置は、サプライドラムから巻型に巻き取るときに線材に与えるべき所定の巻き取り張力とサプライドラムに巻回されている線材の巻き径とから求めた制動トルクをターンテーブルに与えることにより巻き取り張力を所定値に制御するものであることを特徴とする。
ターンテーブルに制動トルクを与えて巻き取り張力を所定の値にするので、線材を損傷するおそれがない。
【００１２】
そして、巻き戻し装置は、サプライドラムに線材を巻き戻すとき線材に与えるべき所定の巻き戻し張力とサプライドラムに巻回されている線材の巻き径とから求めた巻き戻しトルクをターンテーブルに与えることにより巻き戻し張力を所定値に制御するものであることを特徴とする。
所定の巻き戻し張力で巻き戻すので、巻き戻し時に線材がたるんだりして変形することもなく、渡り用曲げ加工をして再び巻き取ったとき渡り用曲げ加工部の位置がずれるおそれもない。
【００１３】
さらに、サプライ装置は、ターンテーブルが複数個もうけられたものであり、前加工装置に各ターンテーブルに載置されたサプライドラムからの各線材を巻型に巻き取るときの巻型に対する径方向の相互の位置を入れ替える転位を行うために線材の巻き取りの方向と直角な方向に位置を入れ換えて案内する案内装置を設けたことを特徴とする。
複数個のサプライドラムからの線材を線材の巻き取りの方向と直角な方向に相互の位置を入れ換えて転位できるようにしている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１〜図１２は、この発明の実施の一形態を示すものであり、図１は巻線装置の構成を示す側面図、図２は平面図である。図３は巻線の前加工装置部の詳細を示す平面図、図４は図３の断面ＩＶ−ＩＶにおける断面図、図５は図３の断面Ｖ−Ｖにおける断面図である。
図６はサプライ装置の動作説明のための説明図、図７は同じくサプライ装置の動作説明のための説明図である。図８は前加工装置の部分拡大図である。
【００１５】
図９は、線材を転位した状態の前加工装置及び巻線機部の平面図、図１０は図９の巻型部の一部断面図、図１１は図９の断面ＸＩ−ＸＩにおける巻線機部の拡大断面図、図１２は図９における断面ＸＩＩ−ＸＩＩにおける断面図である。
【００１６】
巻線装置は、図１、図２に示すように作業台３０とサプライ装置４０と巻線機７０と前加工装置１００とに大別される。
作業台３０は、図１のようにサプライ装置４０と巻線機７０との間に床面Ｆから所定の高さ、例えば０．８ｍの高さに設けられており、作業者がこの作業台３０上にて作業を行う。
【００１７】
サプライ装置４０は、昇降装置４１，ドラム駆動装置５１，水平位検知装置６１にて構成されている。まず、昇降装置４１について説明する。図のように型鋼にて形成された枠４２の内側に昇降ガイド４３に案内される昇降台４４が設けられている。昇降台４４は、昇降台モータ４５にて回転駆動される昇降台ねじ４６により鉛直方向である図１の上下方向に昇降される。
【００１８】
昇降台４４上には、ドラム駆動装置５１が設けられている。ドラム駆動装置５１は、軸受５３を介して昇降台４４に回転可能に支持された主軸５２が設けられている。主軸５２の上方端部には、サプライドラム２０を載せるターンテーブル５４が固着され、主軸５２とともに回転する。主軸５２にはブレーキ付きの正逆回転可能な回転駆動モータ５６がパウダクラッチ５５を介して結合され、主軸５２を回転駆動する。
【００１９】
なお、この実施の形態では、サプライドラム２０を回転可能に支持するターンテーブル５４及びこのターンテーブル５４を昇降する昇降する昇降装置４１はおのおの２組設けられている。各ターンテーブル５４には、サプライドラム２０が固定、すなわち載置され、サプライドラム２０から線材Ｗ１，Ｗ２（以下、これら複数の線材Ｗ１，Ｗ２を適宜線材Ｗと呼ぶことがある）が引き出されるとき図２の矢印Ｂ，Ｃの如く回転する。
この実施の形態においては、線材Ｗは紙テープが巻回された紙巻平角銅線である。
【００２０】
また、昇降台４４上にはアクチュエータ５７にて回動駆動されるローラ支え軸５８に支持されたローラ５９が設けられ、ローラ５９はサプライドラム２０に巻かれた線材Ｗを図２の矢印Ｄ，Ｅの如く回動するようにして押さえており、線材Ｗの張力がなくなったときに線材Ｗが下方へずり落ちて絡むのを防止する。
【００２１】
サプライドラム２０に巻かれている線材Ｗにローラ５９を当接させ、ローラ支え軸５８の回動角度をローラ支え軸５８に取り付けられた回転変位検出器６０により検出して、プライドラム２０に巻かれている線材Ｗの巻径を検出する。そして、パウダクラッチ５５の結合力を変化させて線材Ｗにかかる張力を制御する。
【００２２】
水平位検知装置６１は、軸６２に回動自在に支持された回転アーム６３に２個の回転ローラ６４が設けられている（図も参照）。そして、回転ローラ６４は線材Ｗ１，Ｗ２の上下の面に当接し、線材Ｗ１，Ｗ２の高さの変化に追随して上下する。また、回転アーム６３の回動位置に対応して線材Ｗ１，Ｗ２の水平位、上向き位、下向き位をそれぞれ検出する３個のセンサ６５，６６，６７が設けられている。
【００２３】
巻線機７０は、巻型昇降装置７１と巻型駆動装置７８を有する。巻型昇降装置７１は、図２のように上方から見てコ状で側面の形状がＬ形のＬ形フレーム７２が床面Ｆに固定されている。Ｌ形フレーム７２にはガイド７３が鉛直に固定され、その後方（図１の右方）に配設され昇降モータ７６にて図１の矢印Ｐの如く正逆回転駆動される昇降ねじ７４が設けられ、その上部のエンコーダ７５により昇降ねじ７４の回転数を検出して後述の昇降台７７の鉛直方向の位置を決める上下方向の位置の数値制御を行っている。
【００２４】
巻型昇降装置７１には、巻型駆動装置７８が搭載されている。昇降台７７は、ガイド７３に片持ちにて上下方向に摺動可能に支持されている。そして、昇降台７７は昇降ねじ７４に螺合され昇降モータ７６により図１の矢印Ｑのように鉛直方向に昇降される。昇降台７７上には、回転テーブル７９とこの回転テーブル７９を正逆両方向に回転駆動するサーボモータ８０を有する巻線駆動装置７８が設けられている。回転テーブル７９上に巻型８１が載置される。
【００２５】
次に、前加工装置１００の構成を、主として図３、図４を参照しながら説明する。作業台３０上に架台１０１が固着され（図１を参照）、シリンダ１０２により個別に上下可能に支持された２つの水平ローラ１０３が設けられており、その上をサプライドラム２０から引き出される線材Ｗ１，Ｗ２がそれぞれ移動する（図３、図４）。また、架台１０１には、線材ＷがＳ曲げ装置１１１（後述）へ入る入り口側に縦ローラ１０４が、出口側に縦ローラ１０５が設けられ、線材Ｗ１及び線材Ｗ２をそれぞれ間に挟んでその水平面上の位置を規制する。
【００２６】
Ｓ曲げ装置１１１は、線材Ｗ１，Ｗ２に対応して２台設けられている。Ｓ曲げ装置１１１は、横行ガイド１１２に案内され駆動シリンダ１１３により水平方向でかつ線材Ｗ１，Ｗ２の引き出し方向と直交する方向、すなわち図３の上下方向に進退し加工位置と退避位置との２つの位置に停止するフレーム１１４を有する。
【００２７】
フレーム１１４には１対の固定側ローラ１１５が鉛直方向に所定の間隔を設けて固定されており、この固定側ローラ１１５の間に曲げ用軸１１６が水平軸を中心に回動可能に設けられている（図４）。曲げ用軸１１６には図４に示すようにその回動中心から所定の半径の円周上に１対の回動側ローラ１１７が設けられている。曲げ用軸１１６は揺動アクチュエータ１１８により水平軸を中心に回動駆動される。
【００２８】
線材レベル調整装置１２１は、Ｓ曲げ装置１１１よりも巻型８１側に設けられ、架台１０１に固着された支持台１２２上に水平ガイドローラ１２３が作業台３０から所定の高さとなるようにして固定されている。また、水平ガイドローラ１２３の側方、すなわち図３における上方に設けられた昇降シリンダ１２４に水平アーム１２５を介して鉛直方向に昇降可能に支持されたアーム端ローラ１２６が設けられており、このアーム端ローラ１２６が線材Ｗ１，Ｗ２が通過するときの上限位置を規制する。この上限位置は、昇降シリンダ１２４によりアーム端ローラ１２６を上下することにより変更可能である。
【００２９】
以上のように構成された巻線装置は、図１、図２のように２個のサプライドラム２０がサプライ装置４０のターンテーブル５４上に装着され、サプライドラム２０に巻かれている線材Ｗ１，Ｗ２がそれぞれ引き出されて水平位検知装置６１を通過し、さらに前加工装置１００を通り、その縦ガイドローラ１２７により２本が一緒にされて巻線機７０の巻型８１に巻き取られながら、所定の形状の巻線２５が製作される。
【００３０】
次に、動作について説明する。
まず、図６、図７によりサプライ装置４０の動作を説明する。サプライドラム２０をターンテーブル５４に装着固定し、昇降台モータ４５により昇降台ねじ４６を回転駆動して昇降台４４の高さを調節してサプライドラム２０から引き出される線材Ｗが水平位検知装置６１、前加工装置１００をほぼ水平に通過して、巻型８１に図９の矢印Ｒの方向に巻き取られるようにする。
【００３１】
サプライドラム２０から線材Ｗを引き出すのにともない、サプライドラム２０上の線材Ｗの引き出し位置は図６または図７のように上下方向に変動する。つまり、線材Ｗのパスラインは上下方向に変動するが、上下１対のセンサ６４が線材Ｗに追随して上下する。
【００３２】
引き出される線材Ｗの位置が軸６２より下方になるとセンサ６４が引っ張られて下方へ下がり回転アーム６３が軸６２を中心にして図６における反時計方向に回動し、これと対向するセンサ６６が入になる。センサ６６が動作すると昇降台モータ４５にて昇降台４４が図６の矢印Ｊの如く上昇方向に駆動され、線材Ｗがほぼ水平位となる。その結果、センサ６６が切、センサ６５が入となり、昇降台４４の上昇が停止する。
【００３３】
逆に、図７のように線材Ｗの引き出し位置が軸６２よりも上方になると回転アーム６３が時計方向に回動してこれと対向するセンサ６７が入となり、昇降台モータ４５が動作して昇降台４４が矢印Ｋ方向に下降する。そして、線材Ｗの姿勢がほぼ水平に戻るとセンサ６７が切、センサ６５が入となって、昇降台４４の下降が停止する。
以上のようにして、昇降装置４１はサプライドラム２０から引き出される線材Ｗの位置の変化に追随して昇降台４４を昇降させ、線材Ｗのパスラインをほぼ水平に維持する。
【００３４】
また、ターンテーブル５４はパウダクラッチ５５を介して回転駆動モータ５６に連結されており、回転駆動モータ５６はサプライドラム２０から線材Ｗが引き出されるのと逆方向のトルク、つまり巻き戻し方向のトルクをサプライドラム２０に与え、引き出される線材Ｗに所定の巻き取り張力であるバックテンションを与える。従って、従来の装置のように図１３におけるブレーキ２１は不要である。
【００３５】
このとき与えるべきバックテンションの大きさは、次のようにして制御する。まず、サプライドラム２０に巻かれている線材Ｗの外周にローラ５９を当接させ、アクチュエータ５７の回動変位を回転変位検知器６０により検出して、サプライドラム２０に巻かれた線材Ｗの外径を求める。この外径と与えるべきバックテンションとに基づきサプライドラム２０に与えるべき巻き取りトルクを決定し、その巻き取りトルクを与えるようにパウダクラッチ５５の伝達トルクを制御する。
【００３６】
サプライドラム２０から一旦送り出された線材Ｗを、何らかの理由により、サプライドラム２０に巻き戻す必要が生じたときは、次のようにして線材Ｗに所定の巻き戻し張力を与えながらターンテーブル５４を逆回転させる。すなわち、回転変位検出器６０にて検出したサプライドラム２０の線材Ｗの巻径と予め定められた巻き戻し張力からサプライドラム２０に与えるべき巻き戻しトルクを算出してこのトルクを与えるようにパウダクラッチ５５を制御する。このとき巻型駆動装置７８により巻型８１の逆回転速度を制御する。
【００３７】
サプライドラム２０から引き出された線材Ｗ１，Ｗ２は、前加工装置１００をほぼ水平に通って２本一括されて巻型８１に巻き取られる。
これを、さらに図９〜図１１により説明する。図９は巻型８１に線材Ｗを巻き取りながら巻線２５を形成している状態を示し、図１０はこの巻型８１部のセンタラインＳの右半分を切断して示した一部断面図であり、図１１は図９の断面ＸＩ−ＸＩにおける拡大断面図である。
【００３８】
この巻線２５は、複数の円板状のセクションコイル２５ａを次々と連続して形成するもので、例えば一番下の段のセクションコイル２５ａは線材Ｗ１が外側に、線材Ｗ２が内側に位置するように（図１参照）２本をひとまとめにした線材Ｗ１，Ｗ２を巻型８１の上に巻型の径方向に重なるように複数回巻回して円板状のセクションコイル２５ａを形成する。
【００３９】
続いて２段目のセクションコイル２５ａを形成するが、線材Ｗを切断することなく線材Ｗ１，Ｗ２を外側から内側に向かって巻回しなければならない。このためよく知られているように、下から２段目のセクションコイル２５ａは、巻型８１上に内側から外側に向かって円板状にセクションコイルを仮に巻回し、それをばらして内外逆にして巻きつけて外側から内側へ向かって重ねて巻回された形のセクションコイル２５ａを形成する。以下、同様にして内側から外側、外側から内側へ巻き重ねた形のセクションコイル２５ａを所定個数形成する。
【００４０】
セクションコイル２５ａの巻回は、サプライドラム２０から引き出した線材Ｗ１，Ｗ２を前加工装置１００の縦ガイドローラ１２７にて一緒にしてから巻型８１に巻回していく。巻型８１は、回転テーブル７９に載置されており、サーボモータ８０により回転テーブル７９を回転駆動することにより円板状のセクションコイル２５ａを形成していく。このとき、巻型８１に巻かれていく線材Ｗの張力が一定となるようにパウダクラッチ５５によりターンテーブル５４を介してサプライドラム２０に与えるトルクを制御する。
【００４１】
また、セクションコイル２５ａを１セクション巻き上げ終わると、昇降モータ７６にて昇降ねじ７４を介して昇降台７７を階段状に所定寸法下降させ、次のセクションを巻く。この下降の位置決めはエンコーダ７５にて回転テーブル７９の高さを検出して行う。これによりサプライドラム２０から引き出され巻型８１に巻回される線材Ｗのパスラインがほぼ水平に維持される。従って、巻型８１上にてセクションコイル２５ａを形成する作業位置の高さは、作業が容易なように設定された作業台の高と同じになるように制御される。
【００４２】
このとき、一のセクションコイル２５ａから隣接するセクションコイル２５ａへ線材Ｗが渡るためにセクションコイル２５ａの一番外径側及び一番内径側において、セクション外渡り部２５ｂ及びセクション内渡り部２５ｃが形成される。これは、前加工装置１００により加工されるが詳細は後述する。なお、図９のように各セクションコイル２５ａ間にはその円周上の所定箇所に短柵状のスペーサ２５ｄが複数個放射状に挿入されている。
【００４３】
また、巻線２５は循環電流を抑制するために、セクション外渡り部２５ｂやセクション内渡り部２５ｃにおいて２本の線材を内径側と外径側とを相互に入れかえる、いわゆる転位を行っている。従来は、転位は各セクションコイルごとに型紙等を使用して、巻線の円周上で加工位置をＳ曲げ加工とあわせてマーキングしてから手工具により行っていたが、この転位を前加工装置１００により行うことができる。これも詳細は後述する。
【００４４】
この実施の形態では、次のようにして前加工されたＳ曲げ加工点が、巻線上の所定の角度位置α（図９）に来るように制御している。すなわち、サプライドラム２０から巻型８１に巻き取られる線材Ｗの巻き取り張力をパウダクラッチ５５により所定の値に制御する。また、巻線機７０と前加工装置１００との位置関係は一定であるので、回転テーブル７９についてサーボモータ８１によって角度割り出し制御を行う。すなわち、指定の角度α、回転テーブル７９の回転数Ｎが所定の値になるように制御を行い、Ｓ曲げ加工点が正確に巻線上の所定の位置に来るように誘導することができる。
【００４５】
図３、図４に戻って前加工装置による線材Ｗの前加工であるＳ曲げ加工について説明する。サプライドラム２０から引き出された線材Ｗ１，Ｗ２は、軸６２（図１）と同じ高さに調整された水平ローラ１０３によってほぼ水平の姿勢に保たれる。また、線材Ｗ１，Ｗ２の水平面上における位置はＳ曲げ装置１１１の前後に設けられた縦ローラ１０４，１０５によって、それぞれ規制されている。
【００４６】
縦ローラ１０５を出た各線材Ｗ１，Ｗ２は水平ガイドローラ１２３にて鉛直方向の下限が制限され、縦ガイドローラ１２７にて上限が制限されるようになっている。また、水平面内においては縦ガイドローラ１２７にて絞られる形で一緒にまとめられ、巻型８１へ巻き取られる。なお、線材Ｗ１，Ｗ２は通常は水平ガイドローラ１２３に支えられ、サプライドラム２０から引き出された線材Ｗ１，Ｗ２は、水平ローラ１０３、水平ガイドローラ１２３に支えられ、ほぼ水平位を保って巻型８１に巻き取られる。
【００４７】
一のセクションコイル２５ａを形成すると隣接のセクションコイル２５ａを巻回するために、線材Ｗが巻き取られたとき巻線上の円周上の所定角度位置にセクション外渡り部２５ｂやセクション内渡り部２５ｃが来るように（図１０，図１１参照）、Ｓ曲げ加工を行う。回転テーブル７９の現在の回転位置を基準にして前広にＳ曲げ点を設けるべき位置を決定する。
【００４８】
線材Ｗ１，Ｗ２は、鉛直方向の位置を回転変位検知器６０、水平ローラ１０３、水平ガイドローラ１２３で規制され、水平方向の位置を縦ローラ１０４，１０５、縦ガイドローラ１２７にて規制されるパスライン上にある。Ｓ曲げ加工時は、フレーム１１４が横行ガイド１１２上を駆動シリンダ１１３にて図３の上下方向、つまり図５の左右方向に駆動されて退避位置から加工位置まで、すなわち線材Ｗ１，Ｗ２のパスライン上まで移動する。図５は、右方のフレーム１１４は線材Ｗ１のＳ曲げ加工位置に、左方のフレーム１１４は退避位置にある状態を示している。
【００４９】
このとき、曲げ用軸１１６に取り付けられた２個の回動側ローラ１１７は図８のように鉛直方向に重なる位置にあり、線材Ｗ１，Ｗ２とは十分な間隔を有している。フレーム１１４を所定の位置、すなわちパスラインまで動かし線材Ｗ１，Ｗ２をそれぞれの曲げ用軸１１６に設けられた回動側ローラ１１７の間にて挟み、揺動アクチュエータ１１８により曲げ用軸１１６を図４における反時計方向に回動させる。
【００５０】
すると、線材Ｗ１あるいは線材Ｗ２は、図４に示すように左方の固定側ローラ１１５と左方の回動側ローラ１１７の間及び右方の回動側ローラ１１７と右方の固定側ローラ１１５との間に挟まれて塑性変形し、上下方向に所定寸法段違いになったセクション外渡り部２５ｂあるいはセクション内渡り部２５ｃが形成される。その後、揺動アクチュエータ１１８により曲げ用軸１１６を反時計方向に戻し回動側ローラ１１７が図８のように線材Ｗから離れるようにしてから、駆動シリンダ１１３にてフレーム１１４を退避位置まで後退させる。このような動作を行いＳ曲げ加工は終了する。
【００５１】
次に、線材レベル調整装置１２１の動作について説明する。図９のように線材Ｗ１，Ｗ２は縦ガイドローラ１２７により合わせられて一本化され、巻型８１に巻かれる。縦ガイドローラ１２７により線材Ｗ１，Ｗ２を合わせて一本化した方が水平方向の高さを規制する水平ガイドローラ１２３の利きが良いためである。
【００５２】
なお、Ｓ曲げ装置１１１を通過する線材Ｗ１，Ｗ２は、転位していない状態では、水平ローラ１０３と水平ガイドローラ１２３とアーム端ローラ１２６とによりその高さが規制されて、水平に通過する。また、Ｓ曲げ加工されたセクション外渡り部２５ｂやセクション内渡り部２５ｃが通過するときは、図４のように昇降シリンダ１２４にてアーム端ローラ１２６を上方へ移動して通過させる。
【００５３】
先にも述べたように、一つのセクションコイルから次のセクションコイルへ渡るときに、すなわちセクションコイルの巻き始めあるいは巻き終わりの箇所でＳ曲げ加工を行った後、線材Ｗ１，Ｗ２を巻型に対する内径側と外径側とを入れかえる転位を行うときは、図９のように線材Ｗ１と線材Ｗ２との水平面上における位置入れ換えなければならないので、シリンダ１０２により線材Ｗ２側（図１２では左方側）の水平ローラ１０３の高さを高くし、線材Ｗ２が線材Ｗ１の上方で交差するようにする。
【００５４】
なお、本発明においては、このような転位により線材Ｗ１と線材Ｗ２とが鉛直方向に交差してパスラインが少し傾いている状態も含めて、サプライドラムから前加工装置を通過して巻型に巻き取られる線材がサプライドラムと巻型との間においてほぼ水平となる、と表現している。
【００５５】
線材Ｗ１と線材Ｗ２とを入れかえるには線材Ｗ１，Ｗ２を縦ローラ１０４，１０５、縦ガイドローラ１２７から外して線材Ｗ１，Ｗ２の図３における上下の位置を入れかえてから、縦ローラ１０４，１０５、縦ガイドローラ１２７に入れて図９の状態とする。なお、シリンダ１０２、水平ローラ１０３、縦ローラ１０４，１０５及び線材レベル調整装置１２１が本発明における案内装置を構成している。
【００５６】
以上のようなサプライ装置４０と巻線機７０との組み合わせにより、線材Ｗ１，Ｗ２のパスラインをほぼ一定に保ち、所定の張力を与えながら、線材Ｗの巻き取りあるいはサプライドラム２０への巻き戻しを行うことができる。また、回転駆動モータ５６をブレーキをかけた状態で停止させておいて、パウダクラッチ５５の結合力を制御してサプライドラム２０にブレーキ力を与えて線材Ｗが巻型８１に巻き取られるときのバックテンションを調整することもできる。
【００５７】
また、パウダクラッチ５５で制動力を与える代わりに、例えば主軸５２を直接制動するブレーキを設けてもよいし、ターンテーブル５４に載置されたサプライドラム２０の鍔部等を直接制動するものであってもよい。巻き戻し張力を与える方法についても同様にサプライドラム２０の鍔部等を直接駆動してもよい。
なお、ターンテーブル５４上にドラム昇降装置を設けてサプライドラムを昇降するようにすることもできる。
【００５８】
以上のように線材Ｗのパスラインをほぼ水平に保ちながら巻型８１に巻き取って巻線を形成するようにしたので、線材Ｗ１，Ｗ２に作業者が手を加えることなくセクションコイル２５ａが形成可能となった。
なお、従来は線材レベル調整装置１２１に相当する場所において自分の手をガイドとして線材Ｗ１，Ｗ２が同心円上に重なるように微妙に調整しながらセクションコイル２５ａを巻いていた。
【００５９】
サプライドラム２０と巻型８１との距離を小さくしても曲げ癖がつくことがないので、設置スペースを小さくできる。さらに、サプライドラム２０に制動トルクを加えて巻き取り張力を発生させるので、線材、特に紙絶縁テープが巻回された紙巻線材を損傷するおそれもない。また、所定の巻き戻し張力を与えながら巻き戻しを行うので、巻き戻し時に線材が曲がって変形するおそれがなく、再び巻き取ったときに線材の位置がずれることもない。
【００６０】
Ｓ曲げ装置１１１により、一のセクションコイルから次のセクションコイルへ渡るときにその渡り代だけ線材を段違いに加工する渡り用曲げ加工を行うことができる。また、Ｓ曲げ装置１１１の水平ローラ１０３の高さを変えることにより、複数のサプライドラムにから引き出される線材を転位のためにその相互の位置を入れ換えて巻型８１に供給できる。
【００６１】
さらに、Ｓ曲げ装置１１１において、曲げ用軸１１６を二重の軸にして内側の軸に回動側ローラ１１７を、外側の軸に上記固定側ローラ１１５に相当するローラを取り付けて、これら二重の軸の回動角度を調整することにより、Ｓ曲げ加工の段違いにする寸法を任意に選定できるようにすることも可能である。
【００６２】
なお、Ｓ曲げ加工点の位置の決定は、線材Ｗ１，Ｗ２に常時バックテンションを掛けることを可能にしているので、予め巻線の円周上のＳ曲げ加工点まで線材Ｗを巻いて行き、線材Ｗにマーキングを行う。その後、サプライ装置４０にて所定の張力で巻き戻して、当該マーキング点がＳ曲げ装置１１１の所定の位置にきたら停止させてＳ曲げ加工を行うこともできる。
【００６３】
その停止点は、回転テーブル７９の角度位置としても読み取ることができるので、ティーチング機能のある制御装置を設けて位置データを記憶させた後、ティーチング位置データを各セクションコイル２５ａを巻回するときに取り出して使用することもできる。特にこの場合、所定の巻き戻し張力を与えながら巻き戻しを行うので、線材が曲がって変形したり伸び率が変化したりして、再び巻き取ったときに線材の位置、特にＳ曲げ加工点がずれてしまうおそれがない。
【００６４】
以上のように、この巻線装置によれば巻線作業の機械化により作業能率が向上する。巻線作業時に線材に手を触れる機会が減少するので、作業の安全性も向上する。また、熟練作業者でなくても巻線作業ができるし、巻線の品質も安定する。
【００６５】
実施の形態２．
上記図１の実施の形態では、作業台３０の高さを床面Ｆから一定の高さに固定したものとし、ターンテーブル５４及び回転テーブル７９を共に昇降させるものを示した。しかし、例えば次のようにすることもできる。巻線機７０の巻型昇降装置７１を省き、巻型８１を床面Ｆから所定の高さのところにおいて回動可能に支持する。そして、サプライドラム２０及び作業台３０は巻型８１上に巻線２５が形成され巻き取り位置が変化するのに合わせて昇降させ、サプライドラム２０と巻型８１間の線材Ｗがほぼ水平位を保つようにする。
【００６６】
なお、前加工装置１００を設ける必要がない場合は、サプライドラム２０と巻型８１のうちいずれか一方を昇降させても、サプライドラム２０と巻型８１間の線材Ｗの水平姿勢を保つことができるので、昇降装置４１あるいは巻型昇降装置７１の一方だけを設けてもよい。
【００６７】
ドラム駆動装置５１のパウダクラッチ５５にてサプライドラム２０に巻き戻し時の張力及び制動力を与えるものを示したが、パウダクラッチ５５の代わりに渦電流カップリング付モータを用いることもできる。
また、線材は２個のサプライドラム２０から供給される二本並列のものを示したが、線材の並列本数が変わっても同様にできることはいうまでもない。
【００６８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。
鉛直軸を中心に正逆両方向に回転可能にされ線材が巻かれたサプライドラムが載置されるターンテーブルとサプライドラムから引き出される線材に所定の巻き取り張力を与えるようにサプライドラムの回転を制動する制動装置とサプライドラムを逆方向に回転させて一旦送り出された線材を所定の巻き戻し張力を与えながらサプライドラムに巻き戻す巻き戻し装置とを有するサプライ装置、鉛直軸を中心に回転しながらサプライドラムから線材を巻き取って巻線を形成する巻型を有する巻線機、及びサプライドラムから巻型に巻き取られる線材がサプライドラムと巻型との間においてほぼ水平となるようにサプライドラムを昇降するドラム昇降装置と巻型を昇降する巻型昇降装置との少なくとも一方を備えたものとしたので、サプライドラムから巻型に巻き取られる線材がサプライドラムと巻型との間においてほぼ水平となり、曲げ癖が生じることがなく、サプライドラムと芯型との距離を短くして設置スペースを小さくできる。また、制動装置によりサプライドラムを制動しサプライドラムから引き出される線材に所定の巻き取り張力を与えるので、線材、特に紙テープ巻き絶縁された線材を損傷するおそれがない。さらに、一旦送り出された線材を所定の巻き戻し張力を与えながら巻き戻すので、巻き戻し中にたるんで変形したりすることがなく、再び巻き取ったときの線材の狂いを防止できる。
【００６９】
そして、巻型は線材を巻型の径方向に重ねて巻回して形成される円板状の一のコイルセクションと一のコイルセクションから線材が渡るようにしてかつ一のコイルセクションに隣接して巻型の径方向に重ねて巻回して形成された円板状の別のコイルセクションを形成するように巻き取って巻線を形成するものであり、サプライ装置と巻線機との間に線材が一のコイルセクションから隣接する別のコイルセクションに渡りうるように渡り用曲げ加工を行う前加工装置を設けるとともに、ドラム昇降装置と巻型昇降装置との両者を設けるか、ドラム昇降装置と巻型昇降装置との少なくとも一方及び前加工装置を昇降する前加工装置昇降手段を設け、サプライドラムから前加工装置を通過して巻型に巻き取られる線材をサプライドラムと巻型との間においてほぼ水平にしうるようにしたことを特徴とするので、前加工装置により一のコイルセクションから隣接する別のコイルセクションに渡る渡り加工の機械化ができ、作業能率を向上させることができる。
【００７０】
さらに、前加工装置は一旦円板状のコイルセクションを形成して渡り用曲げ加工部を設けるべき線材上の位置を決定した後、巻き戻し装置により所定長さ巻き戻し線材上の位置に渡り用曲げ加工をしうるものであることを特徴とするので、所定の張力で巻き戻すので、巻き戻し時に線材がたるんだりして変形することもなく、渡り用曲げ加工をして再び巻き取ったとき渡り用曲げ加工部の位置がずれるおそれもなく、巻線の品質を向上できる。
【００７１】
また、制動装置は、サプライドラムから巻型に巻き取るときに線材に与えるべき所定の巻き取り張力とサプライドラムに巻回されている線材の巻き径とから求めた制動トルクをターンテーブルに与えることにより巻き取り張力を所定値に制御するものであることを特徴とするので、ターンテーブルに制動トルクを与えて巻き取り張力を所定の値にするので、線材を損傷するおそれがなく、巻線の絶縁の信頼性を向上できる。
【００７２】
そして、巻き戻し装置は、サプライドラムに線材を巻き戻すとき線材に与えるべき所定の巻き戻し張力とサプライドラムに巻回されている線材の巻き径とから求めた巻き戻しトルクをターンテーブルに与えることにより巻き戻し張力を所定値に制御するものであることを特徴とするので、所定の巻き戻し張力で巻き戻すことにより、巻き戻し時に線材がたるんだりして変形することもなく、渡り用曲げ加工をして再び巻き取ったとき渡り用曲げ加工部の位置がずれるおそれもなく、巻線の品質が向上する。
【００７３】
さらに、サプライ装置は、ターンテーブルが複数個もうけられたものであり、前加工装置に各ターンテーブルに載置されたサプライドラムからの各線材を巻型に巻き取るときの巻型に対する径方向の相互の位置を入れ替える転位を行うために線材の巻き取りの方向と直角な方向に位置を入れ換えて案内する案内装置を設けたことを特徴とするので、複数個のサプライドラムからの線材を線材の巻き取りの方向と直角な方向に相互の位置を入れ換えて転位できるようにして巻線作業の能率向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態の巻線装置を示す側面図である。
【図２】図１の巻線装置の平面図である。
【図３】図１の前加工装置部の詳細図である。
【図４】図３の断面ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。
【図５】図３の断面Ｖ−Ｖにおける断面図である。
【図６】図１のサプライ装置の動作説明図である。
【図７】図１のサプライ装置の動作説明図である。
【図８】図１の前加工装置の部分拡大図である。
【図９】線材を転位した状態の前加工装置及び巻線機部の平面図である。
【図１０】図９の巻型部の一部断面図である。
【図１１】図９の断面ＸＩ−ＸＩにおける拡大断面図である。
【図１２】図９の断面ＸＩＩ−ＸＩＩにおける断面図である。
【図１３】従来の巻線装置の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
２０  サプライドラム、２５  巻線、２５ａ  セクションコイル、
２５ｂ  セクション外渡り部、２５ｃ  セクション内渡り部、
４０  サプライ装置、４１  昇降装置、４４  昇降台、５１  ドラム駆動装置、
５４  ターンテーブル、５５  パウダクラッチ、６１  水平位検知装置、
７０  巻線機、７１  巻型昇降装置、７７  昇降台、７９  回転テーブル、
８１  巻型、１００  前加工装置、１１１  Ｓ曲げ装置、
１２１  線材レベル調整装置。
【図１】
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【図２】
0003617772.tif 000003
【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】
0003617772.tif 000008
【図８】
0003617772.tif 000009
【図９】
0003617772.tif 000010
【図１０】
0003617772.tif 000011
【図１１】
0003617772.tif 000012
【図１２】
0003617772.tif 000013
【図１３】
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