(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
角線を曲げ加工する角線曲げ加工装置であって、
角線を繰り出す線材繰出部と、線材繰出部から繰り出された角線を所望の形状に曲げ加工するための曲げ加工部とを備え、
曲げ加工部は、曲げ加工軸となる軸部材と、軸部材を支点に回動して角線を押圧する押圧部材と、角線を軸方向両面から規制して曲げ加工時の角線の変形を抑制する第１規制部材及び第２規制部材とを備え、
軸部材と第１規制部材又は第２規制部材とは軸部材の軸方向に離間可能とし、その離間した隙間を通して角線の未曲げ加工部分が曲げ加工軸の反対側に移動できるよう、線材繰出部を移動可能に構成したことを特徴とする角線曲げ加工装置。
【請求項２】
線材繰出部を、角線の繰出方向を含む直交３軸方向に移動可能としたことを特徴とする請求項１に記載の角線曲げ加工装置。
【請求項３】
複数種の曲げ半径に対応できるように軸部材、押圧部材、第１規制部材及び第２規制部材を階段構造としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の角線曲げ加工装置。
【請求項４】
複数の曲げ加工部を備え、複数の曲げ加工部による曲げ加工ができるように線材繰出部が複数の曲げ加工部間を移動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の角線曲げ加工装置。
【請求項５】
線材繰出部を角線の繰出方向を軸として回動可能な構成としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の角線曲げ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角線の線材を曲げ加工する角線曲げ加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、断面が矩形又は正方形の角線を曲げ加工したコイルが、占積率が向上できるという理由で多用されるようになってきている。しかし、角線は丸線と比較して巻きにくく、特にテープ状の平角線を幅方向が曲げ径方向と一致するように曲げ加工する際は、線材の曲げ部分の内側に圧縮力が作用し外側に引張力が作用するため、線材が曲げ部分で変形、損傷しやすい。
【０００３】
従来、線材の曲げ部分の変形、損傷を防止することを指向した曲げ加工技術としては、たとえば、特許文献１又は２に示すものがあり、本出願人も特許文献３又は４に示すものを発明した。これらの発明は単一方向のみの曲げ加工技術である。しかし、角線により形成されたコイルは、占積率向上のため、様々な電気・電子機器等に使用されるようになり、また、より一層使用される範囲が期待されていることから、コイル形状の多様化が進んできている。そのため、曲げ加工の自由度を向上させることが望まれている。
【０００４】
曲げ加工の自由度を向上させた技術として、特許文献５に示すものがある。この装置によると、中央折り曲げ機は、中央移動台を介して３軸に移動可能であり、ローラシャフト及びローラフランジ（規制部材）を制御してワイヤをセットできるので、両方向への曲げ加工に対応可能である。しかし、折り曲げる角度が９０度を超えてくると、ローラフランジはワイヤの折り曲げ変形を防ぐという目的から広角度のものが望まれ、ワイヤをはずすという目的から狭角度のものが望まれるというジレンマに陥ってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１８１５７９号公報
【特許文献２】特開２００５−９３８５２号公報
【特許文献３】特開２００６−１５５４６７号公報
【特許文献４】特開２００７−５０３５５号公報
【特許文献５】特開２０１１−１３０５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、角線の曲げ加工の自由度を向上させた角線曲げ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、鋭意検討の結果、線材繰出部を曲げ加工中の角線ごと移動させ、曲げ加工の軸の反対側にも角線の未だ曲げ加工されていない部分を配置可能とすることにより、曲げ加工方向を反転させることを見出し、本発明に至った。
【０００８】
すなわち、本発明の角線曲げ加工装置は、角線を曲げ加工する角線曲げ加工装置であって、角線を繰り出す線材繰出部と、線材繰出部から繰り出された角線を所望の形状に曲げ加工するための曲げ加工部とを備え、曲げ加工部は、曲げ加工軸となる軸部材と、軸部材を支点に回動して角線を押圧する押圧部材と、角線を軸方向両面から規制して曲げ加工時の角線の変形を抑制する第１規制部材及び第２規制部材とを備え、軸部材と第１規制部材又は第２規制部材とは軸部材の軸方向に離間可能とし、その離間した隙間を通して角線の未曲げ加工部分が曲げ加工軸の反対側に移動できるよう、線材繰出部を移動可能に構成したことを特徴とする。
【０００９】
曲げ加工方向を反転させるため、線材繰出部を曲げ加工中の角線ごと、曲げ加工軸の反対側に短距離で移動させようとすると、角線の未曲げ加工部分が軸部材に引っかかってしまう。そこで本発明では、軸部材が線材繰出部の移動の障害にならないよう、軸部材を曲げ加工軸方向のいずれかに移動させ、軸部材と第１規制部材との間に、又は軸部材と第２規制部材との間に、曲げ加工軸方向の隙間を生じさせ、その隙間から角線の未曲げ加工部分を通し、曲げ加工軸の反対側に配置できるようにする。このような構成をとることで、規制部材の形状が広角度のものであっても、角線の反対側への配置に支障となることはない。軸部材と第１規制部材又は第２規制部材とが一体化された部材を移動して隙間を生じさせる構成であっても良いし、軸部材のみを移動して隙間を生じさせる構成であっても良い。また、軸部材ではなく、第１規制部材又は第２規制部材を移動して隙間を生じさせる構成としても良い。
【００１０】
線材繰出部は、角線繰出方向を含む直交３軸方向に移動可能とすることが好ましい。３軸方向に移動可能とすることにより、曲げ加工途中で、軸部材や押圧部材を交換する際に、線材繰出部や曲げ加工中の角線が邪魔にならないように退避させることが可能となり、さらなる曲げ加工の自由度に貢献する。
【００１１】
また、軸部材、押圧部材、第１規制部材及び第２規制部材を階段構造とすることができる。階段構造にすることで、これらの部材を交換すること無しに、複数の曲げ半径に対応した曲げ加工が可能となる。
【００１２】
また、曲げ加工部を複数備え、線材繰出部が複数の曲げ加工部間を移動する構造とすることができる。異なる曲げ半径に対応する複数の曲げ加工部の間を線材繰出部が曲げ加工中の角線ごと往来することにより、軸部材や押圧部材を取り替えることなく、様々な曲げ半径に対応した曲げ加工が可能となる。また、曲げ加工軸を９０度傾けた曲げ加工部を配置することで、角線の曲げ加工面を９０度変更する曲げ加工も可能となる。
【００１３】
また、線材繰出部を角線の繰出方向を軸として回動可能な構成とすることができる。線材繰出部を回動させることで、角線の曲げ加工面を９０度変更させることが可能となる。断面が矩形の平角線であれば、その幅と厚みにそれぞれ対応する複数の曲げ加工部を備えておけば、曲げ加工軸を９０度傾けた曲げ加工部を配置しなくても、線材繰出部を回動させつつ、線材繰出部がそれぞれの曲げ加工部に移動することで、エッジワイズベンド及びフラットワイズベンドの両方の曲げ加工が可能となる。また、断面が正方形の正四角線においては、幅と厚みが同じなので、曲げ加工部が１つの場合でも角線の曲げ加工面を９０度変更することが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の角線曲げ加工装置によれば、角線の曲げ加工の自由度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態の角線曲げ加工装置の全体を示す斜視図である。
【図２】図１の角線曲げ加工装置の線材繰出部及び矯正部周辺を拡大した斜視図である。
【図３】図１の角線曲げ加工装置の線材繰出部周辺を拡大した斜視図である。
【図４】図１の角線曲げ加工装置の積載板の設置構造を示す斜視図である。
【図５】図１の角線曲げ加工装置の曲げ加工部周辺を拡大した斜視図である。
【図６】図１の角線曲げ加工装置のエッジワイズベンドを行う曲げ加工部周辺を拡大した斜視図である。
【図７】図１の角線曲げ加工装置のフラットワイズベンドを行う曲げ加工部周辺を拡大した斜視図である。
【図８】本発明の実施形態の角線曲げ加工の工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る角線曲げ加工装置の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
【００１７】
図１に示すように、この実施形態の角線曲げ加工装置１は、矯正部２、線材繰出部３、曲げ加工部４、線材供給部５から構成されている。曲げ加工が施される角線は、断面が矩形の銅線で、表面が絶縁被覆され、リール８に巻かれている。リール８は、線材供給部５の２本のローラ５１，５２の上に設置され、ローラ５１，５２の回転抵抗によりリール８の回転が制御されている。線材供給部５は更に別の２本のローラ５３，５４を有しており、リール８から供給された角線９をローラ５３，５４に接触させ、ローラ５３，５４の回転抵抗によって角線９の過度な送り出し、弛みを防止している。
【００１８】
矯正部２は、図２に良く示されている。矯正部２は、線材供給部５からテンションが制御されて供給された角線９の癖を取り除く役目を果たす。矯正部２は、水平方向に交互に配置された複数のローラからなる水平方向矯正部２ａと、上下方向に交互に配置された複数のローラからなる上下方向矯正部２ｂとから構成され、積載板６に固定されて取り付けられている。水平方向矯正部２ａ及び上下方向矯正部２ｂのローラは、線材供給部５から供給された角線９がその間を直線状態で通過するように配置されている。角線９はこれらのローラ間を通過することにより、リール８に巻かれていたときについた癖が取り除かれ、直線状態に矯正される。
【００１９】
線材繰出部３は、図２及び図３に良く示されている。線材繰出部３は、矯正部２により直線状態に矯正された角線９を規定量ずつ曲げ加工部４に繰り出す役割を果たすものである。線材繰出部３は、線材運搬部３１と線材拘束部３２とから構成されている。線材運搬部３１は、角線９を動かないよう挟持して規定量運搬する役割を果たす部分で、運搬用電動シリンダ３４の出力部材に連結されて構成されている。運搬用電動シリンダ３４は、積載板６に固定されて取り付けられ、曲げ加工に応じて必要な長さのストロークを作動するよう設定されている。線材運搬部３１は、挟持用エアーシリンダ３５を制御することで、角線９を挟持し、そしてその挟持状態から解放することができるようになっている。線材運搬部３１が角線９を挟持したまま、運搬用電動シリンダ３４を作動させることで、角線９が規定量だけ曲げ加工部４に繰り出されることになる。挟持用エアーシリンダ３５により角線９の挟持状態を解放すると、角線９に影響を及ぼすことなく運搬用エアーシリンダ３４の作動により線材運搬部３１は移動可能となる。すなわち、規定量だけ角線９を繰り出した後、線材運搬部３１を元の作動位置に戻すときにはこの状態で行われる。
【００２０】
線材拘束部３２は、図３に良く示されている。線材拘束部３２は、曲げ加工部４に繰り出された角線９が、繰り出された後の位置がずれることが無いよう、角線９を拘束する役割を果たす部分である。線材拘束部３２は、積載板６に固定されて取り付けられ、上述した線材運搬部３１と同様、挟持用エアーシリンダ３６を制御することで、角線９を挟持し、そしてその挟持状態から解放することができるようになっている。線材運搬部３１によって角線９が曲げ加工部４に繰り出されるときには、線材拘束部３２は角線９を挟持状態から解放して自由に繰り出されるようにする。そして、規定量だけ繰り出された状態で線材拘束部３２は角線９を挟持し、動かないよう確実に拘束する。これにより、曲げ加工部４による曲げ加工中に角線９がずれたり戻ったりすることが防止される。
【００２１】
線材繰出部３は、さらに線材ガイド３７を備えている。線材ガイド３７は、線材繰出部３の最も下流側（繰出方向側）に配置され、積載板６に固定されて取り付けられている。線材ガイド３７は、曲げ加工部４に正確に角線９の供給を行う他、曲げ加工時に伴う線材の反発力を受け止める役割を果たし、曲げ部分の周囲の変形を防ぐ。線材ガイドは、図３に示されたようなローラを組み合わせた装置の他、図８の実施例で示されたようなレール状の部材であっても良い。
【００２２】
ここで、矯正部２及び線材繰出部３が取付、固定される積載板６について説明する。積載板６は、線材繰出部３を取り付けて３軸方向に移動可能とし、かつ、角線の繰出方向を軸として回動可能とするための板状の部材である。積載板６は、図４に良く示されている。基台１１には、角線９の繰出方向を含む直交３軸方向に伸縮するアクチュエータ６１ａ、６１ｂ、６１ｃが組み合わされて設置されている。これらのアクチュエータ６１ａ、６１ｂ、６１ｃは、サーボモータによって回動駆動されるボールネジと、ボールネジに螺合して平行移動する従動子等によって構成される。積載板６は、これらアクチュエータ６１ａ、６１ｂ、６１ｃを組み合わせたものに、更に旋回シリンダ６２を介して取り付けられている。積載板６は、旋回シリンダ６２を制御することで、図４中の矢印に示される方向に９０度回動可能な構成となっている。従って、この積載板６に取り付けられている線材繰出部３は、アクチュエータ６１ａ、６１ｂ、６１ｃと、旋回シリンダ６２とを制御することで、３軸方向に移動可能で、かつ、９０度回動することが可能となっている。
【００２３】
最後に、曲げ加工部４について説明する。曲げ加工部４は図５〜図７に良く示されている。本実施形態においては、２つの曲げ加工部４を有する。エッジワイズベンドの曲げ加工を行うエッジワイズベンド加工部４ａと、フラットワイズベンドの曲げ加工を行うフラットワイズベンド加工部４ｂである。エッジワイズベンド加工部４ａは図６に、フラットワイズベンド加工部４ｂは図７に良く示されている。
【００２４】
エッジワイズベンド加工部４ａにおいては、角線９を曲げ加工する際の軸となる軸部材４１ａと、曲げ加工時の角線９の変形を抑制するために上方向から規制する第１規制部材４３ａとが一体的に上方加工部材４６ａを構成している。上方加工部材４６ａは、上下動用エアーシリンダ４５ａの作動により、図６中の上下方向（曲げ加工軸方向）に移動可能に設置されている。そして上方加工部材４６ａの下方には、軸部材４１ａを支点に回動して角線９を押圧する押圧部材４２ａと、曲げ加工時の角線９の変形を抑制するために下方向から規制する第２規制部材４４ａとが一体的に下方加工部材４７ａを構成し、曲げ加工軸を中心に回動可能な構成となっている。曲げ加工の際には、上下動用エアーシリンダ４５ａの作動により上方加工部材４６ａを下方位置とし、下方加工部材４７ａが回動することで、繰り出された角線が曲げ加工されることになる。そして、曲げ加工方向を反転させる際には、上下動エアーシリンダ４５ａにより上方加工部材４６ａを上方位置とすることで、軸部材４１ａと第２規制部材４４ａとの間に曲げ加工軸方向の隙間ｐを生じさせ、角線９をこの隙間ｐから通して曲げ加工軸の反対側に移動させる。その後、再び上方加工部材４６ａを下方位置とし、下方加工部材４７ａを逆方向に回動させることで、曲げ加工方向を反転させることができる。本実施形態においては、下方加工部材４７ａに、水平方向に２つの押圧部材４２ａを備えているので、押圧部材の交換無しに回動方向の反転のみで曲げ加工方向を反転することが可能である。
【００２５】
フラットワイズベンド加工部４ｂにおいては、角線９を曲げ加工する際の軸となる軸部材４１ｂと、曲げ加工時の角線９の変形を抑制するために下方向から規制する第２規制部材４４ｂとが一体的に円形階段形状の下方加工部材４７ｂを構成している。円形階段形状の各々の鉛直面が軸部材４１ｂとして、各々の水平面が第２規制部材４４ｂとしての役割を有する。そして下方加工部材４７ｂが設置された上方には、軸部材４１ｂを支点に回動して角線９を押圧する押圧部材４２ｂと、曲げ加工時の角線９の変形を抑制するために上方向から規制する第１規制部材４３ｂとが一体的に円形階段形状の上方加工部材４６ｂを構成している。円形階段形状の各々の鉛直面が押圧部材４２ｂとして、各々の水平面が第１規制部材４３ｂとしての役割を有する。上方加工部材４６ｂは、下方加工部材４７ｂの周囲を周回可能で、かつ上下動用エアーシリンダ４５ｂの作動により、図７中の上下方向に移動可能に設置されている。フラットワイズベンドにおいては、エッジワイズベンドと比較して曲げ加工による変形が少なく、加工し易いので、このような円形階段形状の組み合わせの曲げ加工部とすることができる。これにより、曲げ加工をする段を変えて様々な半径の曲げ加工に対応することが可能になる。曲げ加工の際には、上下動用エアーシリンダ４５ｂの作動により上方加工部材４６ｂを下方位置とし、更に下方加工部材４７ｂの周囲を周回させることで、繰り出された角線が曲げ加工されることになる。そして、曲げ加工方向を反転させる際には、上下動用エアーシリンダ４５ｂにより上方加工部材４６ｂを上方位置とすることで、曲げ加工を行った段における軸部材４１ｂと第１規制部材４３ｂとの間に曲げ加工軸方向の隙間を生じさせ、角線９をこの隙間から通して曲げ加工軸の反対側の希望する半径の段に移動させる。その後、再び上方加工部材４６ｂを下方位置とし、下方加工部材４７ｂを逆方向に周回させることで、曲げ加工方向を反転させることができる。
【００２６】
線材繰出部３は、３軸方向に移動可能で、かつ角線の繰出方向を軸として９０度回動可能であるので、エッジワイズベンド加工部４ａと、フラットワイズベンド加工部４ｂとの間を、自由に往来することができる。エッジワイズベンドの後にフラットワイズベンド、又はフラットワイズベンドの後にエッジワイズベンドといった曲げ加工が可能となるので、曲げ加工の自由度が高まる。
【００２７】
角線の曲げ加工の工程を、図８に示したように、エッジワイズベンド加工部４ａの別の実施形態にて説明する。この実施形態では、下方加工部材４７ａに、上下方向に２つの階段状押圧部材４２ａを備えていて、下方加工部材４７ａの上下を反転することで、曲げ加工の反転に対応できるようになっている。曲げ加工の反転時には、下方加工部材４７ａの反転の作業を必要とするが、水平方向に２つの押圧部材を設けると、曲げ加工時に使用していない方の押圧部材が線材ガイド３７や角線の未曲げ加工部分に干渉してしまい、曲げ加工の角度を大きく設定できない場合もある。本実施形態は、これに対応したもので、更に階段形状をとっていて２段階の曲げ半径の曲げ加工に対応可能である。
【００２８】
まず、運搬用電動シリンダ３４、挟持用エアーシリンダ３５、及び挟持用エアーシリンダ３６を制御して、角線９を規定量繰り出し、固定しておく（図８（ａ））。次に、アクチュエータ６１ａ、６１ｂ、６１ｃを制御して、角線９の未曲げ加工部分を所定の位置に配置するよう、線材繰出部３を移動させる。その後、上下動エアーシリンダ４５ａを制御し、上方加工部材４６ａを下方位置とする（図８（ｂ））。この状態で下方加工部材４７ａを回動させ、押圧部材４２ａに角線９を押圧させて、曲げ加工を行わせる。この際、角線９を第１規制部材４３ａが上方向から、第２規制部材４４ａが下方向から、変形しないように規制している（図８（ｃ））。次に、上下動エアーシリンダ４５ａを制御して上方加工部材４６ａを上方位置とし、軸部材４１ａと第２規制部材４４ａとの間に曲げ加工軸方向の隙間を生じさせる。その後、運搬用電動シリンダ３４、挟持用エアーシリンダ３５、及び挟持用エアーシリンダ３６を制御して、角線９を再び規定量繰り出す（図８（ｄ））。下方加工部材４７ａを上下反転させた後、アクチュエータ６１ａ、６１ｂ、６１ｃを制御して、角線９の未曲げ加工部分を、前述の隙間を通して曲げ加工軸の反対側に配置する。この際、階段形状の上段の方の押圧部材４２ａに配置する（図８（ｅ）及び図８（ｆ））。上下動エアーシリンダ４５ａを制御して上方加工部材４６ａを下方位置とし、下方加工部材４７ａを逆方向に回動させて曲げ加工を行わせる。（図８（ｇ））。再度、上下動エアーシリンダ４５ａを制御して上方加工部材４６ａを上方位置とし、次の曲げ加工の工程に入る（図８（ｈ））。このように、曲げ加工方向を反転させ、かつ、曲げ加工半径も異なった曲げ加工が行える。
【符号の説明】
【００２９】
１  角線曲げ加工装置
２  矯正部
３  線材繰出部
４  曲げ加工部
４ａ  エッジワイズベンド加工部
４ｂ  フラットワイズベンド加工部
５  線材供給部
６  積載板
８  リール
９  角線
１１  基台
３１  線材運搬部
３２  線材拘束部
３４  運搬用電動シリンダ
３５  挟持用エアーシリンダ
３６  挟持用エアーシリンダ
３７  線材ガイド
４１ａ，４１ｂ  軸部材
４２ａ，４２ｂ  押圧部材
４３ａ，４３ｂ  第１規制部材
４４ａ，４４ｂ  第２規制部材
４５ａ，４５ｂ  上下動エアーシリンダ
４６ａ，４６ｂ  上方加工部材
４７ａ，４７ｂ  下方加工部材
６１ａ，６１ｂ，６１ｃ  アクチュエータ
【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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