(57)【要約】【課題】導体供給装置の移動機構や移動用軌道が必要で、巻線装置が大型かつ高価であった。【解決手段】導体１ｂを連続的に供給する導体供給装置２、湾曲形状に成形された前記導体１ｃをコイル状に巻き取るコイル巻芯４、及び前記導体供給装置２と前記コイル巻芯４との間に設けられ前記導体供給装置２から供給された前記導体１ｂをその入り口３ｃｉから出口３ｃｏの間で直線状にガイドする導体直線化機構３ｃとこの導体直線化機構３ｃの出口側に配設され前記導体直線化機構により直線状にガイドされた導体を該導体の長手方向と所定の角度をなして押圧して該導体を湾曲させる導体押圧機構３ｄとを有した導体成形装置３を備え、前記導体成形装置３により湾曲形状に成形された前記導体１ｃを前記コイル巻芯４にコイル状に巻き取るようにした。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体を連続的に供給する導体供給装置、湾曲形状に成形された前記導体をコイル状に巻き取るコイル巻芯、及び前記導体供給装置と前記コイル巻芯との間に設けられ前記導体供給装置から供給された前記導体をその入り口から出口の間で直線状にガイドする導体直線化機構とこの導体直線化機構の出口側に配設され前記導体直線化機構により直線状にガイドされた導体を該導体の長手方向と所定の角度をなして押圧して該導体を湾曲させる導体押圧機構とを有した導体成形装置を備え、前記導体成形装置により湾曲形状に成形された前記導体を前記コイル巻芯にコイル状に巻き取る電磁石コイル巻線装置。
【請求項２】
導体を連続的に供給する導体供給装置、湾曲形状に成形された前記導体をコイル状に巻き取るコイル巻芯、及び前記導体供給装置と前記コイル巻芯との間に配設されそれぞれ対をなすロールで前記導体供給装置から供給された導体を挟持する少なくとも３対のロ−ルが前記導体の長手方向に配設され入り口側の少なくとも２対のロ−ルより出口側のロ−ルにより前記導体を該導体の長手方向と所定の角度をなして押圧して湾曲させる導体成形装置を備え、前記導体成形装置により湾曲形状に成形された前記導体を前記コイル巻芯にコイル状に巻き取る電磁石コイル巻線装置。
【請求項３】
請求項１及び請求項２の何れか一に記載の電磁石コイル巻線装置において、前記押圧により前記導体に生じる反力以上の荷重をかける押し付け機構を設け、この押し付け機構により前記導体が所望の形状に湾曲される電磁石コイル巻線装置。
【請求項４】
請求項１及び請求項２の何れか一に記載の電磁石コイル巻線装置において、前記導体を押圧して湾曲させる対を成すロ−ルの中心線を結ぶ方向と前記導体の湾曲形状の法線とのずれを検出する検出装置を設け、この検出装置によって、前記導体を押圧して湾曲させる対を成すロ−ルの中心線を結ぶ方向が前記導体の湾曲形状の法線と一致する方向に、前記導体を押圧して湾曲させる対を成すロ−ルの姿勢を制御することを特徴とする電磁石コイル巻線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、導体供給装置から連続的に供給される導体を導体成形装置により押圧して湾曲形状に形成し、湾曲形状の導体をコイル巻芯に巻き取ることにより電磁石コイルを形成する電磁石コイル巻線装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は例えば特開２００１−３３２４３５号に示された従来の電磁石コイル巻線装置を示す図であり、図において、１はコイル導体、１ｂは後述の導体供給装置２から供給される導体で、前記電磁石コイル１に形成されるものである。１ｃは前記導体１ｂが後述の導体成形装置３により湾曲形状に成形された導体、２は巻き取りドラム等の導体供給装置で、床上の軌道２１上を台（図示せず）を介して前記軌道２１に沿って矢印２ａの方向に走行する。
【０００３】
３は前記導体１ｂを湾曲形状に曲げ成形する導体成形装置で、３組のロール対３１，３２，３３からなり、中央のロール対３２は前記導体１ｂと直角方向（矢印３４ａで示す方向）の位置が駆動機構３４により制御される位置可動ロールであり、前記導体１ｂの曲げ半径を制御して前記導体１ｂを所定の曲げ半径の湾曲形状に曲げ成形する。また前記中央ロール対３２は回転駆動装置（図示せず）により回転駆動される。４はコイル巻芯で、前記湾曲形状に曲げ成形された導体１ｂを巻き取って前記電磁石コイル１を形成する。
【０００４】
次に動作について説明する。導体１ｂは供給ドラム等の導体供給装置２に巻かれていて、導体成形装置３へと送られる。導体成形装置３の中央のロール対３２は導体１ｂと略直角方向の位置が駆動機構３４により駆動されることにより、導体１ｂを湾曲形状に曲げ成形する。また中央ロール３２が回転駆動され（駆動機構は図示せず）導体１ｂを導体長手方向に駆動して送り出す。導体成形装置３によって曲げ成形された導体１ｃは矢印４ａの方向に回転する回転台（図示せず）上のコイル巻芯４に巻き取られて連続巻線成形され、巻線導体、即ち電磁石コイル１となる。導体成形装置３の中央ロール３２の位置駆動と回転駆動は曲げ成型装置制御盤（図示せず）により制御される。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電磁石コイル巻線方法及び装置は、コイル巻線が進行するにつれ、コイル巻芯４に巻き取られた巻線導体、即ち電磁石コイル１の巻半径が次第に大きくなるとともに、導体１ｂの必要曲げ半径は次第に大きくする必要があり、導体成形装置３の中央曲げロール３２の位置を次第に変更するために中央曲げロール３２の位置を変えるのみでなく、コイル巻線が進行するに伴って、導体供給装置２上の導体１ｂの巻半径は次第に小さくなっていくので、導体供給装置２の位置は導体１ｂの長手方向に対し略直角方向（矢印２ａの方向）に移動させる必要があり、その為、導体供給装置２を導体１ｂを矢印２ａの方向に移動させるように、導体供給装置２を設置する台（図示せず）には移動駆動機構（図示せず）が備わっており、当該移動駆動機構（図示せず）によって、台（図示せず）上の導体供給装置２を、床上の軌道２１上で走行させる。従って、導体供給装置２まわりの構造が複雑で、占有面積も広大であり、高価であるという問題がある。電磁石コイル１が大型でコイル導体量も多い場合、導体供給装置２の供給ドラムは寸法がｍ単位、質量が数１０ｔｏｎ単位の大型で、数億円の設備となるなど、前記問題は特に大型巻線装置で著しい。
【０００６】
この発明は、前述のような従来の実情に鑑みてなされたもので、小型かつ安価な装置で巻線できる電磁石コイル巻線装置を実現することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明に係る電磁石コイル巻線装置は、導体を連続的に供給する導体供給装置、湾曲形状に成形された前記導体をコイル状に巻き取るコイル巻芯、及び前記導体供給装置と前記コイル巻芯との間に設けられ前記導体供給装置から供給された前記導体をその入り口から出口の間で直線状にガイドする導体直線化機構とこの導体直線化機構の出口側に配設され前記導体直線化機構により直線状にガイドされた導体を該導体の長手方向と所定の角度をなして押圧して該導体を湾曲させる導体押圧機構とを有した導体成形装置を備え、前記導体成形装置により湾曲形状に成形された前記導体を前記コイル巻芯にコイル状に巻き取るものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明に係る電磁石コイル巻線装置は、導体を連続的に供給する導体供給装置、湾曲形状に成形された前記導体をコイル状に巻き取るコイル巻芯、及び前記導体供給装置と前記コイル巻芯との間に配設されそれぞれ対をなすロールで前記導体供給装置から供給された導体を挟持する少なくとも３対のロ−ルが前記導体の長手方向に配設され入り口側の少なくとも２対のロ−ルより出口側のロ−ルにより前記導体を該導体の長手方向と所定の角度をなして押圧して湾曲させる導体成形装置を備え、前記導体成形装置により湾曲形状に成形された前記導体を前記コイル巻芯にコイル状に巻き取るものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明に係る電磁石コイル巻線装置は、請求項１及び請求項２の何れか一に記載の電磁石コイル巻線装置において、前記押圧により前記導体に生じる反力以上の荷重をかける押し付け機構を設け、この押し付け機構により前記導体が所望の形状に湾曲されるものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明に係る電磁石コイル巻線装置は、請求項１及び請求項２の何れか一に記載の電磁石コイル巻線装置において、前記導体を押圧して湾曲させる対を成すロ−ルの中心線を結ぶ方向と前記導体の湾曲形状の法線とのずれを検出する検出装置を設け、この検出装置によって、前記導体を押圧して湾曲させる対を成すロ−ルの中心線を結ぶ方向が前記導体の湾曲形状の法線と一致する方向に、前記導体を押圧して湾曲させる対を成すロ−ルの姿勢を制御するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１及び図２に基づいて説明する。図１は電磁石コイル巻線装置の一例を示す平面図、図２は図１における要部を拡大して示す拡大平面図である。
【００１２】
図１及び図２において、１はコイル導体、１ｂは後述の導体供給装置２から供給される導体で、前記電磁石コイル１に形成されるものである。１ｃは前記導体１ｂが後述の導体成形装置３により湾曲形状に成形された導体、２は巻き取りドラム等の導体供給装置で、その位置は固定で導体１ｂを供給するための回転をする。即ち、
前述の図５に示される従来装置のような床上の軌道２１、及び導体供給装置２の位置を導体１ｂの長手方向に対し略直角方向（矢印２ａの方向）に移動させる移動駆動機構（図示せず）は設けられてない。
【００１３】
３は前記導体１ｂを湾曲形状に曲げ成形する導体成形装置で、前記導体供給装置２と後述のコイル巻芯４との間に配設されそれぞれ対をなすロールで前記導体供給装置から供給された導体を挟持する３対のロ−ル３１，３２，３３が前記導体１ｂの長手方向に配設され入り口側の２対のロ−ル３１，３２より出口側のロ−ル３３により前記導体１ｂを該導体１ｂの長手方向と所定の角度をなして押圧して湾曲させる。
【００１４】
３ａは前記導体成形装置の固定台で、電磁石コイル巻線装置或いは電磁石コイル巻線装置を設置する建物の固定部に固定されている。３ｂは前記対をなすロ−ル３１（以下、ロ−ル対３１と記す）及び前記対をなすロ−ル３２（以下、ロ−ル対３２と記す）が取り付けられた取付台で、前記固定台３ａに固定されている。３ｃは前記ロ−ル対３１，３２と前記取付台３ｂとで構成された直線化機構で、前記導体供給装置２から供給された前記導体１ｂをその入り口３ｃｉから出口３ｃｏの間で直線状にガイドする。
【００１５】
３１ａ，３１ｂは前記ロ−ル対３１を構成するロ−ルで、これらロ−ル３１ａ，３１ｂで前記導体１ｂを挟持する。３２ａ，３２ｂは前記ロ−ル対３２を構成するロ−ルで、これらロ−ル３２ａ，３２ｂで前記導体１ｂを挟持する。３３ａ，３３ｂは前記対を成す（以下、ロ−ル対３３と記す）を構成するロ−ルで、これらロ−ル３３ａ，３３ｂで前記導体１ｂを挟持する。
【００１６】
３３ａｓは前記ロ−ル３３ａの軸、３３ｃはこの軸３３ａｓの中心を中心に矢印３３ｃａで示すように揺動可能に前記固定台３ａに取り付けられた揺動台で、前記ロ−ル対３３が設置されている。３３ｄは前記固定台３ａに取り付けられた位置駆動機構で、前記ロール３３ａを前記導体１ｂの方向に駆動し、当該ロール３３ａの前記導体１ｂの方向の位置を制御する。３ｄは前記導体押圧機構で、前記ロ−ル対３３と前記揺動台３３ｃと前記駆動機構３３ｄとで構成され、前記導体直線化機構３ｃにより直線状にガイドされた導体１ｂを、図示のように該導体１ｂの長手方向と所定の角度をなして押圧し、該導体１ｂを湾曲させる。４はコイル巻芯で、前記湾曲形状に曲げ成形された導体１ｃを巻き取って前記電磁石コイル１を形成する。
【００１７】
次に動作について説明する。導体１ｂは導体供給装置２に巻かれていて、導体成形装置３へと送られる。導体１ｂは例えば入口のロール対３１の回転駆動により送られ、２対のロール対３１と３２で曲げモーメントが支持されつつ、出口側のロール対３３が導体１ｂ走行方向と略直角方向に移動することにより導体１ｂが曲げられる。湾曲形状に曲げ成形された導体１ｃが、矢印４ａの方向に回転する回転台（図示せず）上のコイル巻芯４に巻き取られて連続巻線成形され、巻線導体、即ち電磁石コイル１となる。
【００１８】
出口側のロール対３３を構成するロール３３ａ，３３ｂのうちの一方のロール３３ａは、位置駆動装置３３ｄにより導体１ｂと略直角をなす方向（矢印３３ａａの方向）に移動しこの移動により導体１ｂは湾曲形状に曲げられる。このロール３３ａの移動による導体１ｂの曲げによりロール３３ｂが従動的に位置決めされるとともに、遥動台３３ｃはロール３３ａの軸３３ａｓの中心を中心にした円弧を描くように矢印３３ｃａで示す方向の遥動回動をする。このように導体１ｂの曲げは直線化機構３ｃの出口側のロール３３ａの位置の移動によるため、曲げ成形により導体１ｂの導体成形装置３への進入角度が変ることはなく、又、導体供給装置２の導体巻径が小さくなることによる導体１ｂの導体成形装置３への進入角度の変化が前記導体押圧機構３ｄによる導体１ｂの曲げに直接影響することもない。従って、導体供給装置２の位置を変更する必要は無く、従って導体供給装置２の位置駆動機構や移動用の軌道も不用である。
【００１９】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２の一例を要部のみ拡大平面図で示す図で、この図３に示すように、ロール３１，３２，３３の一方の側のロ−ル３１ｂ，３２ｂ，３３ｂを、押付け機構３１ｄ，３２ｄ，３３ｄにより押圧して他方の側の相手ロール３１ａ，３２ａ，３３ａに導体１ｂを押付ける構造としたものである。
【００２０】
導体成形装置３に供給される導体１ｂの断面寸法は規定範囲内の変動があり、ロール対のそれぞれの相手ロールとの間のロール間距離が固定されていると、導体１ｂが太い部分ではロール対が導体１ｂを過剰に強く挟み、導体走行抵抗が異常に増加し導体１ｂを送ることができなくなる。逆に導体１ｂが細い部分ではロールと導体１ｂ間に隙間が発生し、曲げ半径を精度よく制御できないという問題があった。この発明の実施の形態２ではこの問題点も解決しようとするものである。
【００２１】
以下、この発明の実施の形態２の動作について図３を用いて説明する。導体成形装置３内のロール対３１，３２，３３は、それぞれの一方の側のロール３１ｂ，３２ｂ，３３ｂが押付け機構３１ｄ，３２ｄ，３３ｄにより導体１ｂに押付けられ、対の相手ロール３１ａ，３２ａ，３３ａとともに太い矢印で示すように導体１ｂを積極的に挟み込む。押付け機構３１ｄ，３２ｄ，３３ｄは例えば油圧機構であり，変位でなく力を制御する機構である。導体１ｂは断面寸法の変動があっても常に一定の力でロール対３１，３２，３３により挟み込まれ、過剰な力で挟まれることも、隙間が発生することもない。図３の構成では、ロール対３２に曲げの支点反力が作用し、導体１ｂがロールから離れる方向に力が作用するので、押付け機構の発生する押付け力はこの反力以上の十分余裕のある値である必要がある。なお、反力は設計的に求められてもよく、反力測定手段で測定されてもよい。
【００２２】
このようにこの発明の実施の形態２では曲げ加工している導体１ｂの断面寸法の変動に対応して、ロール対内のロールが互いに押付けあうことにより隙間無く導体１ｂを挟み込むので、導体１ｂの断面寸法変動により導体送りが停止することもなく、精度よく曲げ加工できる。
【００２３】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３の一例を要部のみ拡大平面図で示す図で、この図４に示すように、出口側のロール対３３の導体１ｂに対する角度（姿勢）を制御する機構を設けたものである。即ち、出口側のロール対３３の揺動台３３ｃには腕機構４１と４２を設け、各腕機構４１，４２の先端には出口側ロール対３３の各ロ−ル３３ａ，３３ｂの中心間を結ぶ方向５０の導体１ｂとの距離を測定する測長機構等の検出装置４３と４４を設けてある。これら検出装置４３と４４は、導体を押圧して湾曲させる対を成すロ−ルの中心線を結ぶ方向と導体の法線とのずれを検出するものである。４０は出口側ロール対３３を導体１ｂの曲げ半径の存在する面内に遥動回転する回転駆動機構である。
【００２４】
実施の形態３に示すロール対３３を押付ける機構３３ｄにより、出口側のロール対３３の方向は導体１ｂと略直角方向に保持されるが、導体１ｂの曲げ半径が大きい場合には、導体１ｂの表面の僅かな凹凸等の外乱による導体１ｂの接線方向力の影響、ロール対３３を押付ける機構３３ｄによりロール対３３を直角に保持する導体接線方向力より相対的に大きくなり、完全導体１ｂと直角に制御することはできない。出口側のロール対３３の向きが導体１ｂと完全に直角でないと、例えば非円形コイルの曲げ成型で、曲げの曲率半径が小さい部分から大きい部分に移行する場合の様にコイル導体の曲げにおいて曲げを浅くする方向に出口ロール位置を移動する場合に、図２の出口ロール対３３の曲げ半径の内径側ロール３３ｂに曲げの反力が作用するが，このロール３３ｂと出口ロール位置駆動機構３３ｄとの間隙間が発生するので，正確な曲げ半径制御に不都合であるという問題点があった。この発明の実施の形態３ではこの問題点も解決しようとするものである。
【００２５】
以下この発明の実施の形態３の動作について図４を用いて説明する。出口側ロール台の腕４１，４２と導体１ｂとの間の距離Ｌ１，Ｌ２は検出装置４３と４４によって測定され、測定された距離の差を無くすように出口ロール台遥動回転駆動機構４０が回転駆動する。遥動回転駆動機構４０は例えばサーボモータであり、曲げ成型制御盤（図示せず）から制御される。このようにこの発明の実施の形態３では、出口側ロール対の方向をコイル導体１ｂと直角になるように能動的に制御するので，出口側ロールとコイル導体の間に隙間ができることはない。従って非円形コイルの曲げ成形の場合も、正確な曲げを制御することが可能となる。
【００２６】
実施の形態４．
尚、前述の本発明の実施の形態１〜３では、導体成形装置３のロールが３対３１，３２，３３である場合について説明したが、４対以上でもよく、この場合は少なくとも入口側２対またはそれ以上のロールの位置が固定され、残りの出口側のロール対の位置を移動することにより導体１ｂを曲げることができる。
【００２７】
実施の形態５．
又、前述の本発明の実施の形態１〜３では、導体１ｂの曲げによる導体１ｂの反力を直線化機構３ｃのロ−ル対３２で受けるようにした場合を例示したが、直線化機構３ｃと導体押圧機構３ｄとの間に、導体１ｂの曲げによる導体１ｂの反力を受けるロ−ル等の機構を設け、直線化機構３ｃでは受けない構造にしてもよく、その場合も前述の本発明の実施の形態１〜３の効果を奏する。
【００２８】
実施の形態６．
又、前述の本発明の実施の形態１〜３では、直線化機構３ｃに２対のロ−ル３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂを設けた場合を例示したが、ロ−ル３１ａ，３２ａ側、即ち導体１ｂの一方の側、に配置がランダムなロ−ルを複数個設け、ロ−ル３１ｂ，３２ｂ側、即ち導体１ｂの他方の側、に配置がランダムなロ−ルを複数個設け、導体１ｂの一方の側と他方の側のロ−ルが必ずしも対をなさないようにしても、また、導体１ｂの一方の側と他方の側の夫々に導体１ｂを挟持し導体１ｂを長手方向に送るベルトコンベアやキャタピラ等を配設しても、導体１ｂを直線状にガイドする直線化機能が生じるようにすればよく、その場合も前述の本発明の実施の形態１〜３の効果を奏する。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１に記載の電磁石コイル巻線装置のは、導体を連続的に供給する導体供給装置、湾曲形状に成形された前記導体をコイル状に巻き取るコイル巻芯、及び前記導体供給装置と前記コイル巻芯との間に設けられ前記導体供給装置から供給された前記導体をその入り口から出口の間で直線状にガイドする導体直線化機構とこの導体直線化機構の出口側に配設され前記導体直線化機構により直線状にガイドされた導体を該導体の長手方向と所定の角度をなして押圧して該導体を湾曲させる導体押圧機構とを有した導体成形装置を備え、前記導体成形装置により湾曲形状に成形された前記導体を前記コイル巻芯にコイル状に巻き取るようにしたので、導体供給装置の移動機構や移動用軌道が不用となり、巻線装置が小型かつ安価なものになる効果がある。
【００３０】
請求項２に記載の電磁石コイル巻線装置のは、導体を連続的に供給する導体供給装置、湾曲形状に成形された前記導体をコイル状に巻き取るコイル巻芯、及び前記導体供給装置と前記コイル巻芯との間に配設されそれぞれ対をなすロールで前記導体供給装置から供給された導体を挟持する少なくとも３対のロ−ルが前記導体の長手方向に配設され入り口側の少なくとも２対のロ−ルより出口側のロ−ルにより前記導体を該導体の長手方向と所定の角度をなして押圧して湾曲させる導体成形装置を備え、前記導体成形装置により湾曲形状に成形された前記導体を前記コイル巻芯にコイル状に巻き取るようにしたので、導体供給装置の移動機構や移動用軌道が不用となる具体的な巻線装置を実現できる効果がある。
【００３１】
請求項３に記載の電磁石コイル巻線装置のは、請求項１及び請求項２の何れか一に記載の電磁石コイル巻線装置において、前記押圧により前記導体に生じる反力以上の荷重をかける押し付け機構を設け、この押し付け機構により前記導体が所望の形状に湾曲されるようにしたので、導体の断面寸法変動により導体送りが停止することもなく、曲げ加工を高精度にできる効果がある。
【００３２】
請求項４に記載の発明に係る電磁石コイル巻線装置は、請求項１及び請求項２の何れか一に記載の電磁石コイル巻線装置において、前記導体を押圧して湾曲させる対を成すロ−ルの中心線を結ぶ方向と前記導体の湾曲形状の法線とのずれを検出する検出装置を設け、この検出装置によって、前記導体を押圧して湾曲させる対を成すロ−ルの中心線を結ぶ方向が前記導体の湾曲形状の法線と一致する方向に、前記導体を押圧して湾曲させる対を成すロ−ルの姿勢を制御するようにしたので、非円形コイルのコイル導体曲げ精度が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す平面図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す図で、図１の要部を拡大して示す平面図である。
【図３】この発明の実施の形態２を示す要部拡大平面図である。
【図４】この発明の実施の形態３を示す要部拡大平面図である。
【図５】従来の電磁石コイル巻線装置を示す平面図である。
【符号の説明】
１　電磁石コイル、　　　　　　　　１ｂ，１ｃ　コイル導体、
２　導体供給装置、　　　　　　　　　３　導体成形装置、
３ｃ　導体直線化機構、　　　　　　　　３ｃｉ　　入り口、
３ｃｏ　　出口、　　　　　　　　　　　　　３ｄ　　導体押圧機構、
３１，３２，３３　ロ−ル対、　　　　　　　　３１ｄ，３２ｄ，３３ｄ　　押し付け機構、
４　コイル巻芯、　　　　　　　　　　４３，４４　　検出装置。
【図１】
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【図２】
2004079786.tif 000004
【図３】
2004079786.tif 000005
【図４】
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【図５】
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