JP4565781B2 - Winding core winding device and clamping device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻線の脚部に珪素鋼板等の電磁鋼板を巻き込んで変成器、変圧器用の巻鉄心を形成するための巻鉄心の巻き込み装置に関するものである。特に、本発明は、巻線の脚部に対して巻き込んだ巻鉄心をその脚部に対して締め付ける機能を有する巻き込み装置に関する。また、本発明は、巻線の脚部に対して巻き込んだ巻鉄心をその脚部に対して締め付けるための巻鉄心の締め付け装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、巻線の脚部に珪素鋼板等の電磁鋼板を巻き込んで、巻鉄心を形成するための装置が提供されている(例えば、特許第129551号公報、特開昭55−125617号公報、及び特開平8−17669号公報参照)。図16(A)〜(D)は、この種の装置において巻鉄心を巻き込む際の原理を示している。
【0003】
図16(A)において、1は電磁鋼板2を圧延方向と巻回方向が一致するように巻回した後に焼鈍した巻鉄心であり、巻き込みを行う巻線5の寸法に応じた内径及び外径を有する。巻鉄心1は、巻き込み装置の内側ローラ3と外側ローラ4の間に配置され、矢印Aで示すように、内側ローラ3と外側ローラ4により、巻厚方向に押圧される。また、巻鉄心1の最も外側の電磁鋼板2を一枚ほぐして、図において左右方向に移動自在に保持した巻線5の一対の脚部5a,5aの間の空間(窓部5b)に挿通する。さらに、図16(B)に示すように、この窓部5bに挿通した電磁鋼板2の先端2aを巻鉄心1まで戻して、テープ、スポット溶接等の手段により仮止めして巻鉄心1よりも径の大きい電磁鋼板2の円(大円6)を形成する。
【0004】
次に、内側ローラ3を駆動して、図中矢印Bで示すように、巻鉄心1を巻回方向と反対の方向に回転させる。巻鉄心1をこのように回転させると、巻鉄心1を形成する電磁鋼板2は外側の層から順次大円6へ供給され、大円6は、矢印Cで示すように巻鉄心1と同方向に回転しつつ、巻厚が増大する。内側ローラ3を駆動し続けると、図16(C)に示すように巻鉄心1の電磁鋼板2はすべて大円6に送り込まれる。電磁鋼板2は弾性を有するため、図16(C)において矢印Dで示すように、大円6には縮径しようとする力が作用している。そのため、図16(D)に示すように、内側ローラ3を取り除いて上記巻厚方向の押圧力を除去すると共に仮止めを解除すると、大円6は弾性的に縮径して巻線5の脚部5aに巻き付き、脚部5aに巻鉄心1が形成される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
変成器ないしは変圧器が所期の性能を発揮するためには、巻線5の脚部5aに巻き込まれた巻鉄心1は、焼鈍後であって巻き込み前と同じ状態(図16(A)参照)となっていることが理想的である。すなわち、巻鉄心1を構成する電磁鋼板2が隙間無く密に積層され、巻鉄心1が図16(D)において二点鎖線で示すように巻線5への巻き込み前とほぼ同一の外径を有することが好ましい。しかし、単に巻線5の脚部5aに巻鉄心1を巻き付けただけでは、上記のように電磁鋼板1が密に積層された理想的な状態とするのは困難である。すなわち、巻鉄心1を構成する電磁鋼板2は互いに隣接する層間に隙間が生じた比較的疎な状態で積層され、図16(D)におい実線で示すように、巻鉄心1は巻線5への巻き込み前よりも外径が大きくなる。
【0006】
上記巻鉄心1を構成する電磁鋼板2が比較的疎に積層された状態(実線)を、密に積層された状態(二点鎖線)に修正するには、巻鉄心1を巻線5の脚部5aに対して締め付ける必要がある。この締め付け作業では、例えば、脚部5aに巻き込み済みの巻鉄心5を作業者が手で回転させる。具体的には、図16(D)において矢印Eで示すように、脚部5aに対する巻き込み時の巻鉄心2の回転方向(図16(B)の矢印B)と同方向に巻鉄心1を回転させる。巻鉄心1を回転させるには、巻鉄心1の端面と巻鉄心1が載置されているテーブルとの間に作用する摩擦力を上回る力を加える必要があるため比較的大きな力を要し、作業効率低下の原因となる。特に、巻鉄心1が大型で重量が重い場合には、手作業による巻鉄心1の締め付けは作業者にとって大きな負担であり、作業効率も大幅に低下する。
【0007】
一方、特開昭56−165312号公報には、巻鉄心及び大円を外周から締め付け付ける巻き込みベルトを設け、この巻き込みベルトにより巻鉄心を鉄心に対して締め付ける巻鉄心の巻き込み装置が開示されている。しかし、この装置では、巻き込みベルトによる締め付け力の調節等が極めて困難であり、現実的には巻線の脚部に対して巻鉄心を巻き込むことはできない。
【0008】
また、特許第129551号公報には、図17に示すように、巻線5の脚部5aの巻き込み済みの巻鉄心1に対して、回転駆動される締め付けローラ7A,7Bを押し付け、それによって脚部5aに対して巻鉄心5を締め付けるようにした巻鉄心の巻き込み装置が開示されている。しかし、この装置では、巻鉄心1を巻き込むための内側ローラ及び外側ローラとは別に、それぞれ回転駆動される締め付け専用の2個のローラ7A,7Bを設けることになるため、巻き込み装置の機構及び制御が大幅に複雑化し、かつコスト高となる。また、締め付けローラ7A,7B及びこれを駆動するための機構が巻鉄心1の周囲に配置されているため、巻線5の脚部5aへの巻鉄心1の巻き付け状態を作業者が観察することが困難であり、巻鉄心1の巻き込みや締め付けに支障が生じた場合であっても微調整を行うことができない。
【0009】
そこで、本発明は、簡易で安価な機構を使用する簡単な作業によって巻鉄心を巻線の脚部に対して締め付けることができ、巻鉄心の巻き込み装置及び締め付け装置を提供することを課題としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は、巻鉄心を構成する電磁鋼板を巻線の窓部に挿通させて大円を形成し、上記巻鉄心を回転させて電磁鋼板を上記大円に送り込み、それによって巻鉄心を巻線の脚部に巻き込む、巻鉄心の巻き込み装置であって、上記巻線の軸線と平行な方向に延びるそれ自体の軸線回りに回転する内側ローラと、上記巻線の軸線と平行な方向に延びるそれ自体の軸線回りに回転する外側ローラと、上記巻線を着脱可能に支持する支持機構と、この支持機構を上記外側ローラ及び内側ローラに対して接近及び離反する方向に移動可能に支持するガイド機構とを備え、上記内側ローラと上記外側ローラをそれぞれ上記巻鉄心の内周側と外周側に当接させ、上記内側ローラと外側ローラのうち一方により巻鉄心を回転させ、他方を巻鉄心に従動回転させ、それによって巻鉄心を巻線の脚部に巻き込むと共に、内側ローラと外側ローラのいずれか一方のみを回転駆動し、上記ガイド機構に沿って上記支持機構を移動させて上記巻鉄心の外周を回転する内側ローラ又は外側ローラに当接させ、それによって上記巻線の脚部に対して巻鉄心を締め付けるようにしている、巻鉄心の巻き込み装置を提供する。
【0011】
本発明の巻き込み装置では、ガイド機構に沿って支持機構を移動させ、回転駆動される内側ローラ又は外側ローラに対して巻鉄心の外周を当接させるだけで、巻鉄心を巻線の脚部に対して締め付けることができる。よって、巻鉄心の締め付けのために手作業で巻鉄心を巻線の脚部に対して回転させる必要がなく、巻鉄心の巻き込み作業の作業効率を大幅に向上することができる。また、巻鉄心を巻線の脚部に巻き込むために使用される内側ローラと外側ローラのうちの一方を巻鉄心の締め付けに併用する。従って、第1の発明の巻き込み装置は、簡易かつ安価な機構により巻鉄心を巻線の脚部に対して締め付けることができる。
【0012】
巻鉄心の締め付けを内側ローラにより行う場合には、締め付け時の内側ローラの回転方向は、巻鉄心の巻き込み時の内側ローラの回転方向と反対方向である。
一方、巻鉄心の巻き付けを外側ローラにより行う場合には、締め付け時の外側ローラの回転方向は、巻鉄心の巻き込み時の外側ローラの回転方向と同方向である。
【0013】
上記ガイド機構に沿って上記支持機構を前進及び後退させ、上記巻鉄心の締め付けの際に巻鉄心を内側ローラ又は外側ローラに当接させるためのアクチュエータを備えることが好ましい。
【0014】
このアクチュエータを設けることにより、巻鉄心の締め付けを自動的に実行することができる。ただし、このアクチュエータを設けずに、巻鉄心の締め付けの際に、手作業で支持機構をガイド機構に沿って前進させ、それによって内側ローラ又は外側ローラに巻鉄心を当接させてもよい。
【0015】
上記巻鉄心の締め付け時に巻鉄心の上端面に当接する回転自在の締め付け用押えローラを備えることが好ましい。
【0016】
この締め付け用押えローラを設けることにより、巻鉄心の締め付け中に巻鉄心を構成する電子鋼板の逸出(せり上がり)を防止し、巻鉄心をその上端面及び下端面が平面となった状態で巻線の脚部に対して締め付けることができる。
【0017】
具体的には、巻鉄心の外径が比較的小さい場合には、巻線が備える一対の脚部が対向する方向と平行に延びる1個の締め付け用押えローラを設ければ、巻鉄心をその上端面及び下端面が平面となっている状態で巻線の脚部に対して締め付けることができる。
【0018】
一方、巻鉄心の外径が比較的大きい場合には、巻線が備える一対の脚部の対向する方向と平行に延びる1個の第1の締め付け用押えローラと、一対の脚部の対向方向と所定角度をなして延びる1個又は複数個の第2の締め付け用押えローラとを設ければ、巻鉄心をその上端面及び下端面が平面となっている状態で巻線の脚部に対して締め付けることができる。
【0019】
平面視で放射状に配置され、上記巻鉄心の下端面を支持する複数の回転自在な支持ローラを備えることが好ましい。
【0020】
この支持ローラを設ければ、巻き込み時及び締め付け時に巻鉄心の端面に作用する摩擦抵抗が大幅に低減され、より確実に電磁鋼板が密に積層された状態で巻線の脚部に巻鉄心を形成することができる。
【0021】
上記巻線の種類は特に限定されない。具体的には、上記巻線は絶縁材料からなるコイルボビンに導線を巻回してなるものであってもよく、導線を巻回してその外周を絶縁テープで被覆したものであってもよい。
【0036】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す実施形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1及び図2は、本発明の第1実施形態に係る巻鉄心の巻き込み装置を示している。これらの図のうち、図1は巻線5の脚部5aへの巻鉄心1の巻き込み作業中の状態を示し、図2は巻鉄心1の脚部5aへの締め付け作業中の状態を示している。
【0037】
図において11で示す内側ローラは、その外径を巻鉄心1の内径よりも小さく設定しており、巻鉄心1の内周側に挿入配置できる。また、内側ローラ11の外周は摩擦係数の大きいゴムで外周を被覆している。内側ローラ11は鉛直方向に延びるシャフト13の先端に固定されており、このシャフト13の基端側はギア機構15を介して回転駆動用のモータ17に連結されている。従って、内側ローラ11はこのモータ17により鉛直方向に延びる軸線L1回りに回転駆動される。内側ローラ11、シャフト13、モータ17、及びギア機構15はスライダ19上に搭載されている。このスライダ19はフレーム21に固定された鉛直方向に延びる直線のガイドレール23上を移動自在である。また、スライダ19にはフレーム21に取り付けられたエアシリンダ25のロッド25aが連結されている。従って、エアシリンダ25のロッド25aが進退すると、スライダ19上に搭載された内側ローラ11が鉛直方向に移動する。具体的には、内側ローラ11は、フレーム21のテーブル部21aから上方に突出した上昇位置と、テーブル部21aの下側に位置する降下位置とに移動可能である。
【0038】
図において31は、外側ローラである。この外側ローラ31が固定された鉛直方向に延びるシャフト33は、カップリング35を介してモータ37に連結されている。従って、外側ローラ31はモータ37により鉛直方向に延びる軸線L2回りに回転駆動される。カップリング35とモータ37はブラケット39に搭載されている。このブラケット39を固定したスライダ41はフレーム21に固定された水平方向に延びる直線のガイドレール43上を移動自在である。また、スライダ41にはフレーム21に取り付けられたエアシリンダ45のロッド45aが連結されている。従って、エアシリンダ45のロッド45aが進退すると、外側ローラ31が水平方向に移動する。
【0039】
図において47は、支持機構である。この支持機構47は巻鉄心1を巻き込む対象である巻線5を着脱可能に支持する。この支持機構47の具体的な構造は特に限定されず、例えば周知のチャック機構を支持機構47として採用することができる。
【0040】
本実施形態における巻線5は、図14で示す絶縁樹脂材料からなる矩形枠状のコイルボビン49の外周に設けられた溝49b内に、導線を複数回巻回することにより構成されている。このコイルボビン49は、巻線5の脚部5aに対応する部分(鉄心巻き込み部49a)の外周面の側部の断面形状が巻鉄心1との密接度を高めるために円弧状となっている。ただし、この巻き込み装置は、導線を複数回巻回して外周を絶縁テープ等で被覆してなる巻線にも使用することができる。
【0041】
コイルボビン49は鉄心巻き込み部49aが鉛直方向を向く姿勢で支持機構47に保持される。すなわち、鉄心巻き込み部49aに巻き込まれた巻鉄心1の軸線L3が内側ローラ11及び外側ローラ31の軸線L1,L2と平行となるように、コイルボビン49が支持機構47に保持される。
【0042】
上記支持機構47はスライダ51上に搭載されており、このスライダ51はフレーム21に固定された水平方向に延びるガイドレール53上を移動自在である。上記スライダ51及びガイドレール53が本発明におけるガイド機構を構成している。スライダ51は、フレーム21に固定されたエアシリンダ60の水平方向に延びるロッド60aの先端に連結されている。従って、ロッド60aが進退すると、スライダ51がガイドレール53上を移動し、支持機構47に保持されたコイルボビン49が巻鉄心1と共に内側ローラ11及び外側ローラ31に対して接近及び離反する。
【0043】
図において55は、巻き込み作業中に巻鉄心1の端面からの電磁鋼板2の逸出(せり上がり)を防止するための巻き込み用押えローラである。この巻き込み用押えローラ55は水平方向に延びる軸線回りに回転自在である。図7に概略的に示すように、巻き込み用押さえローラ55は、内側ローラ11の径方向に延びており、平面視で巻線5の一対の脚部5a,5aの対向方向(二点鎖線L’で示す。)に対して所定角度をなしている。また、巻き込み用押えローラ55は、図示しないエアシリンダ等のアクチュエータにより、図1に示すように巻鉄心1の端面に当接する降下位置と、図2に示す巻鉄心1から離反する上昇位置との間で昇降可能である。
【0044】
図において61は、締め付け作業中に巻鉄心1の端面から電磁鋼板2の逸出を防止するための締め付け用押えローラである。この締め付け用押えローラ61は水平方向に延びる軸線回りに回転可能である。図3に概略的に示すように、締め付け用押えローラ61は、平面視で巻線5の一対の脚部5a,5aの対向方向L’に対して平行である。また、締め付け用押えローラ61は、スライダ62に固定されたエアシリンダ63の鉛直方向に延びるロッド63aに取り付けられている。スライダ62はフレーム21に固定された水平方向に延びるガイドレール64上を移動可能であり、かつフレーム21に固定されたエアシリンダ65の水平方向に延びるロッド65aの先端に連結されている。従って、締め付け用押えローラ61は、ロッド63aの進退により昇降し、ロッド65aの進退により内側ローラ11及び外側ローラ31に対して接近及び離反する方向に水平移動する。
【0045】
巻鉄心1の下端面を支持するための3個の支持ローラ68A,68B,68Cが設けられている。これらの支持ローラ68A〜68Cは、フレーム21のテーブル部21aに回転自在に取り付けられており、水平方向に延びるそれら自体の軸線回りに回転自在である。また、各支持ローラ68A〜68Cはテーブル部21aの上面から僅かに突出している。さらに、図3に示すように、これらの支持ローラ68A〜68Cは、平面視で放射状に配設されている。
【0046】
図において57で示すコントローラは、上記モータ17,37、エアシリンダ25,45,60,65等の動作を制御する。
【0047】
次に、この巻き込み装置により巻鉄心1を巻線5の脚部5aに対して巻き込み、その後に締め付ける方法について説明する。
まず、所望の内径及び外径を有するように巻回後に焼鈍した巻鉄心1を、上昇位置(図1参照)にある内側ローラ11がその内周側に差し込まれるようにテーブル部21a上に載せる。また、支持機構47にコイルボビン49を取り付ける。支持機構47の連結されたエアシリンダ60はロッド60aが進退自在な状態にあり、スライダ51はガイドレール53上で移動自在である。さらに、エアシリンダ63により、締め付け用押えローラ61をコイルボビン49と干渉しない位置まで上昇させる。
【0048】
次に、上記エアシリンダ45を駆動して、スライダ41を矢印F方向で示すように内側ローラ11に接近する方向に移動させる。図3に示すように、スライダ41の移動により、外側ローラ31を内側ローラ11に差し込んだ巻鉄心1の外周に当接させ、矢印Gで示すように、巻鉄心1を内側ローラ13と外側ローラ31により巻厚方向に押圧する。この押圧力はエアシリンダ45に対して図示しない空気源から供給するエア圧を調節することにより、任意の強さに設定することができる。
【0049】
また、巻鉄心1の最も外側の電磁鋼板2を一枚ほぐして、コイルボビン49の鉄心巻き込み部49a間の空間(巻線5の窓部5b)に挿通し、この窓部5bに挿通した電磁鋼板2の先端2aを巻鉄心1まで戻し、最も外側の電磁鋼板2に仮止めして大円6を形成する。さらに、巻き込み用押えローラ55を降下させ、巻鉄心1の上端面に当接させる。
【0050】
次に、モータ17を駆動して、図4において矢印Hで示すように、巻鉄心1の巻回方向と反対方向に内側ローラ11を回転させる。この内側ローラ11の回転により巻鉄心1が矢印I方向に回転すると、巻鉄心1を構成する電磁鋼板2は外周側から順次大円6に供給され、大円6は矢印J方向に回転しつつ巻厚が増大していく。このときモータ37を駆動し、外側ローラ31を大円6と接触状態を維持して従動回転させる。内側ローラ11を駆動し続けると、図5に示すように巻鉄心1の電磁鋼板2はすべて大円6に送り込まれる。このとき、電磁鋼板2自体の有する弾性により、矢印Kで示すように大円6を縮径する力が作用している。
【0051】
次に、巻き込み用押えローラ55を上昇させて巻鉄心1から離反させた後、大円6の仮固定を外す。また、エアシリンダ25によりスライダ19を降下させ、内側ローラ11を大円6から引き抜く。その結果、図6に示すように、大円6が上記矢印Kで示す弾性的な力により縮径し、コイルボビン49の鉄心巻き込み部49aに巻き込まれる。この巻き込み終了時点で、巻鉄心1を構成する電磁鋼板2が隙間なく密に積層され、図6において二点鎖線で示すように巻き込み前とほぼ同一の外径を有することが理想的である。しかし、実際には、巻鉄心1を構成する電磁鋼板2は互いに隣接する層間に隙間が生じた比較的疎な状態で積層される。このとき巻鉄心1の外径は、図6において実線で示すように巻き込み前よりも大きい。そこで、以下のように鉄心巻き込み部49a(脚部5a)に対して巻鉄心1を締め付ける。
【0052】
まず、エアシリンダ45を駆動してスライダ43を図1において矢印F’で示す方向に後退させ、それによって外側ローラ31を巻鉄心1から離反させる。また、エアシリンダ60によりスライダ51を後退させ、支持機構47に保持されたコイルボビン49を内側ローラ11及び外側ローラ31から離反させる。次に、エアシリンダ25によりスライダ19を上昇させ、再度、内側ローラ11をテーブル部21aから突出させる。次に、エアシリンダ65によりスライダ62を水平移動させて巻鉄心1に対して締め付け用押えローラ61を位置決めした後、エアシリンダ63により締め付け用えローラ61を巻鉄心1の上端面に当接するまで降下させる。この時点の状態は図7に示している。
【0053】
図7に示すように、締め付け用押えローラ61の巻鉄心1に対する位置は、平面視において、実線で示す電磁鋼板が疎に積層された状態の巻鉄心1の外周と、二点鎖線で示す電磁鋼板が密に積層された状態の巻鉄心1の外周の両方が含まれる位置であることが好ましい。
【0054】
次に、モータ17を駆動して内側ローラ11を回転させる。この際、内側ローラ11の回転方向は図7において矢印Mで示すように平面視で右回りであり、図4において矢印Hで示す巻鉄心1の巻き付け時の回転方向とは反対方向である。
【0055】
次に、エアシリンダ60を駆動して、ガイドプレート51を回転中の内側ローラ11へ向けて移動させる。このガイドプレート51の移動により、図7において矢印Rで示すように巻鉄心1が内側ローラ11に向けて移動し、図2及び図8に示すように巻鉄心1の外周が内側ローラ11に当接する。回転中の内側ローラ11に巻鉄心1が当接すると、図8において矢印Nで示すように巻鉄心1を構成する電磁鋼板2は、巻鉄心1の巻き込み時に大円6に対して電磁鋼板6が送り込まれる方向(図4の矢印J参照)と同方向に送り込まれる。
【0056】
図8において矢印R’で示す巻鉄心1を外側ローラ31に対して押圧する力をエアシリンダ60によって調節しつつ、回転する内側ローラ11に巻鉄心1が接触した状態を維持すると、矢印N方向の電磁鋼板2の送り込みにより、図9に示すように巻鉄心1が鉄心巻き込み部49a(脚部5a)に対して締め付けられる。すなちわ、巻鉄心1を構成する電磁鋼板2が互いに隙間無く密に積層した状態となり、巻鉄心1の外径は巻き込み前とほぼ同一となる。
【0057】
以上のように第1実施形態に係る巻鉄心の巻き込み装置では、エアシリンダ60によってガイドレール53に沿って支持機構47を移動させ、モータ17により回転駆動される内側ローラ11に対して巻鉄心1の外周を当接させるだけで、巻鉄心1をコイルボビン49の鉄心巻き込み部49a(巻線5の脚部5a)に対して締め付けることができる。よって、巻鉄心1の締め付けのために手作業で巻鉄心1を鉄心巻き込み部49aに対して回転させる必要がなく、巻鉄心1の巻き込み作業の作業能率を大幅に向上することができる。
【0058】
また、巻鉄心1の締め付けに使用する内側ローラ11は、巻鉄心1を鉄心巻き込み部49aに巻き込む際に巻鉄心1を回転駆動するためのものを併用しているので、簡易かつ安価な機構により巻鉄心を巻線の脚部に対して締め付けることができる。
【0059】
さらに、巻鉄心1の締め付け中は、巻鉄心1の上端面に締め付け用押えローラ61を当接させているため、巻鉄心1を構成する電磁鋼板2の逸出を防止し、上下端面が水平面である状態に巻鉄心1を締め付けることができる。
【0060】
本実施形態では、巻鉄心1の外径が比較的小さいため、脚部5a,5aの対向方向L’と平行な方向に延びる1個の締め付け用押えローラ61を備えているが、巻鉄心1の外径か゛比較的大きい場合には、図7から図9において点線で示すように、上記対向方向L’に対して所定角度をなして延びる締め付け用押えローラ61’をさらに設けても良い。この追加の締め付け用押えローラ61’を設けることにより、巻鉄心1の外径が比較的大きい場合でも、電磁鋼板2の逸出を確実に防止することができる。さらに、追加の締め付け用押えローラ61’は1個である必要はなく、2個以上設けても良い。
【0061】
巻鉄心1はテーブル部21aの上面に載置されるのではなく、回転自在な支持ローラ68A〜68C上に載置されているため、巻き込み時及び締め付け時i巻鉄心1を構成する電磁鋼板2の端面に作用する摩擦抵抗が大幅に低減され、より確実に電磁鋼板2が密に積層された状態で巻線5の脚部5aに巻鉄心1を形成することができる。
【0062】
(第2実施形態)
図10に示す本発明の第2実施形態に係る巻鉄心の巻き込み装置は、外側ローラ31を、巻鉄心1の巻き込み時に巻鉄心1を回転駆動と、巻鉄心1の締め付けとに使用する点が第1実施形態と異なる。すなわち、外側ローラ31は駆動用のモータ37と減速機構35’を介して接続され(速度制御)、内側ローラ31は駆動用のモータ17とカップリング17’を介して接続されている(トルク制御)。
【0063】
巻鉄心1の巻き込み時の動作は、外側ローラ31が回転駆動用のローラとなり、内側ローラ11が従動回転のローラとなる点を除いて、第1実施形態と同様である(図3から図6参照)。
【0064】
巻鉄心1の締め付け時の動作について説明すると、図11に示すように、内側ローラ11は降下位置を維持している。一方、外側ローラ31はエアシリンダ45により駆動されて、図11において矢印Tで示すように巻鉄心1に向けて前進する。このとき、降下位置にある内側ローラ11はテーブル21aよりも下側に位置しているため、前進する外側ローラ31と干渉しない。また、締め付け用押えローラ61が降下して巻鉄心1の上端面に当接する。
【0065】
次に、モータ37により外側ローラ31が回転駆動される。この締め付け時の外側ローラ31の回転方向は図11において矢印M’で示すように平面視で右回りであり、図4において矢印H’で示す巻鉄心1の巻き付け時の回転方向と同方向である。
【0066】
次に、図11において矢印Rで示すように、エアシリンダ60により駆動された巻鉄心1が回転中の外側ローラ31に向けて移動し、図10及び図12に示すように巻鉄心1の外周が外側ローラ31に当接する。その結果、図12において矢印Nで示すように巻鉄心1を構成する電子鋼板2は、巻鉄心1の巻き込み時に大円6に対して電磁鋼板6が送り込まれる方向(図4の矢印J参照)と同方向に送り込まれ、図13に示すように、鉄心巻き込み部49a(脚部5a)に対して巻鉄心1が締め付けられる。
【0067】
第2実施形態の巻鉄心の巻き込み装置のその他の構成及び作用は上記第1実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【0068】
(第3実施形態)
図15は本発明の第3実施形態に係る巻鉄心の締め付け装置を示している。
この締め付け装置は上記図12を参照して説明した方法によりコイルボビン49の鉄心巻き込み部49a(巻線5の脚部5a)に対して既に巻き込んである巻鉄心1を、巻き込み作業終了後に締め付けるための装置である。
【0069】
図15において、131は締め付けローラである。この締め付けローラ131が固定された鉛直方向に延びるシャフト133はモータ137に連結されている。従って、締め付けローラ131はモータ137により鉛直方向に延びる軸線L11回りに回転駆動される。モータ137はブラケット139に搭載されている。このブラケット139を固定したスライダ141はフレーム121に固定された水平方向に延びるガイドレール143上を移動自在である。また、スライダ141にはフレーム121に取り付けられたエアシリンダ145のロッド145aが連結されている。従って、エアシリンダ145のロッド145aが進退すると、外側ローラ131が水平方向に移動する。
【0070】
図において147は、支持機構である。この支持機構147は巻鉄心1を巻き込み済みのコイルボビン49を鉄心巻き込み部49aが鉛直方向を向く姿勢で着脱可能に保持する。すなわち、鉄心巻き込み部49aに巻き込まれた巻鉄心1の軸線L12が外側ローラ31の軸線L11と平行となるように、コイルボビン49が支持機構147に保持される。
【0071】
上記支持機構147は回転機構(切換機構)148を介してスライダ151上に搭載されている。回転機構148は、鉛直方向に延びる軸線L13回りに回転可能である。従って、支持機構147に保持されたコイルボビン49を軸線L13回りに回転させることにより、コイルボビン49の一対の鉄心巻き込み部49aにそれぞれ巻き込まれた2個の巻鉄心1のうち締め付けローラ131と対向して配置する巻鉄心1、すなわち締め付けを行う巻鉄心1を選択することができる。スライダ151はフレーム121に固定された水平方向に延びるガイドレール153上を移動自在である。さらに、スライダ151はフレーム121に取り付けられたエアシリンダ160の水平方向に延びるロッド160aに連結されている。
【0072】
締め付け用押えローラ161は、水平方向に延びるガイドレール164上を移動するスライダ162に固定されたエアシリンダ163の鉛直方向に延びるロッド163aの下端に取り付けられている。また、スライダ162は、フレーム121に固定されたエアシリンダ165の水平方向に延びるロッド165aの先端に連結されている。従って、締め付け用押えローラ161は、ロッド163aの進退により昇降し、ロッド165aの進退により締め付けローラ131に対して接近及び離反する方向に水平移動する。
【0073】
また、巻鉄心1を支持するための回転自在の3個の支持ローラ支持ローラ168が放射状に配設されている。
【0074】
この締め付け装置による巻鉄心1の締め付け作業は、上記第2実施形態と同様である(図11から図13参照)。すなわち、この締め付け装置では、エアシリンダ160によりガイドレール153に沿って支持機構147を移動させ、モータ137により回転駆動される締め付けローラ131に対して巻鉄心1の外周を当接させるだけで、巻鉄心1を鉄心巻き込み部49aに対して締め付けることができる。よって、巻鉄心1の締め付けのために手作業で巻鉄心1を回転させる必要がなく、作業能率を大幅に向上することができる。第3実施形態のその他の構成及び作用は、上記第1及び第2実施形態と同様である。
【0075】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る巻鉄心の巻き込み装置では、ガイド機構に沿って支持機構を移動させ、回転駆動される内側ローラ又は外側ローラに対して巻鉄心の外周を当接させるだけで、巻鉄心を巻線の脚部に対して締め付けることができる。よって、巻鉄心の締め付けのために手作業で巻鉄心を巻線の脚部に対して回転させる必要がなく、巻鉄心の巻き込み作業の作業能率を大幅に向上することができる。また、巻鉄心を巻線の脚部に巻き込むために使用される内側ローラと外側ローラのうちの一方を巻鉄心の締め付けに併用するので、簡易かつ安価な機構により巻鉄心を巻線の脚部に対して締め付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態の巻鉄心の巻き込み装置(巻き込み作業時)を示す概略正面図である。
【図2】 本発明の第1実施形態の巻鉄心の巻き込み装置(締め付け作業時)を示す概略正面図である。
【図3】 本発明の第1実施形態の巻鉄心の巻き込み装置の動作(巻き込み作業)を説明するための概略平面図である。
【図4】 本発明の第1実施形態の巻鉄心の巻き込み装置の動作(巻き込み作業)を説明するための概略平面図である。
【図5】 本発明の第1実施形態の巻鉄心の巻き込み装置の動作(巻き込み作業)を説明するための概略平面図である。
【図6】 本発明の第1実施形態の巻鉄心の巻き込み装置の動作(巻き込み作業)を説明するための概略平面図である。
【図7】 本発明の第1実施形態の巻鉄心の巻き込み装置の動作(締め付け作業)を説明するための概略平面図である。
【図8】 本発明の第1実施形態の巻鉄心の巻き込み装置の動作(締め付け作業)を説明するための概略平面図である。
【図9】 本発明の第1実施形態の巻鉄心の巻き込み装置の動作(締め付け作業)を説明するための概略平面図である。
【図10】 本発明の第2実施形態の巻鉄心の巻き込み装置(締め付け作業時)を示す概略正面図である。
【図11】 本発明の第2実施形態の巻鉄心の巻き込み装置の動作(締め付け作業)を説明するための概略平面図である。
【図12】 本発明の第2実施形態の巻鉄心の巻き込み装置の動作(締め付け作業)を説明するための概略平面図である。
【図13】 本発明の第2実施形態の巻鉄心の巻き込み装置の動作(締め付け作業)を説明するための概略平面図である。
【図14】 コイルボビンの一例を示す斜視図である。
【図15】 本発明の第3実施形態の巻鉄心の締め付け装置を示す概略正面図である。
【図16】 (A)、(B)、(C)、及び(D)は、巻線の脚部への巻鉄心の巻き込み方法の原理を示す概略平面図である。
【図17】 従来の巻鉄心の締め付け機構の一例を示す概略平面図である。
【符号の説明】
1 巻鉄心
2 電磁鋼板
5 巻線
5a 脚部
5b 窓部
11 内側ローラ
17 モータ
19 スライダ
23 ガイドレール
25 エアシリンダ
31 外側ローラ
37 モータ
41 スライダ
43 ガイドレール
45 エアシリンダ
47 支持機構
51 スライダ
53 ガイドレール
49 コイルボビン
49a 鉄心巻き込み部
49b 溝
55 巻き込み用押えローラ
57 コントローラ
60 エアシリンダ
61 締め付け用押えローラ
68A,68B,68C 支持ローラ
131 締め付けローラ
137 モータ
141 スライダ
143 ガイドレール
145 エアシリンダ
147 支持機構
148 回転機構
151 スライダ
153 ガイドレール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a winding core winding device for forming a winding core for a transformer or a transformer by winding an electromagnetic steel plate such as a silicon steel plate around a leg of a winding. In particular, the present invention relates to a winding device having a function of fastening a wound iron core wound around a leg portion of a winding to the leg portion. The present invention also relates to a wound iron core fastening device for fastening a wound iron core wound around a leg portion of a winding to the leg portion.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an apparatus for forming a wound iron core by winding an electromagnetic steel sheet such as a silicon steel sheet around a leg of a winding has been provided (for example, Japanese Patent No. 129551, Japanese Patent Laid-Open No. 55-125617, And JP-A-8-17669). FIGS. 16A to 16D show the principle of winding a wound iron core in this type of apparatus.
[0003]
In FIG. 16 (A), 1 is a wound iron core which is annealed after winding the
[0004]
Next, the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In order for the transformer or transformer to exhibit the desired performance, the
[0006]
In order to correct the state in which the
[0007]
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-165312 discloses a winding device for a wound iron core that is provided with a winding belt for tightening a wound iron core and a great circle from the outer periphery, and for tightening the wound iron core with respect to the iron core by this winding belt. . However, in this device, it is extremely difficult to adjust the tightening force by the winding belt, and practically, the wound iron core cannot be wound around the legs of the winding.
[0008]
Further, in Japanese Patent No. 129551, as shown in FIG. 17, tightening rollers 7A and 7B to be rotationally driven are pressed against the
[0009]
Therefore, the present invention has an object to provide a winding iron core winding device and a tightening device that can tighten the winding iron core with respect to the legs of the winding by a simple operation using a simple and inexpensive mechanism. .
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, Book The invention forms a great circle by inserting the magnetic steel sheet constituting the wound iron core through the window portion of the winding, and rotates the wound iron core to feed the electromagnetic steel sheet into the great circle, thereby causing the wound iron core to pass through the winding. A winding core winding device that winds around a leg, an inner roller rotating about its own axis extending in a direction parallel to the axis of the winding, and itself extending in a direction parallel to the axis of the winding An outer roller that rotates about the axis of the motor, a support mechanism that removably supports the winding, and a guide mechanism that supports the support mechanism so as to be movable toward and away from the outer roller and the inner roller. The inner roller and the outer roller are brought into contact with the inner peripheral side and the outer peripheral side of the wound core, respectively, the wound core is rotated by one of the inner roller and the outer roller, and the other is driven and rotated by the wound core. Let it Therefore, while winding the wound core around the winding leg, only one of the inner roller and the outer roller is driven to rotate, and the support mechanism is moved along the guide mechanism to rotate the outer periphery of the wound core. A winding core winding device is provided which is brought into contact with a roller or an outer roller and thereby tightens the winding core against the legs of the winding.
[0011]
Book In the winding device of the invention, the supporting mechanism is moved along the guide mechanism, and the outer periphery of the winding core is brought into contact with the inner roller or the outer roller that is driven to rotate. Can be tightened. Therefore, it is not necessary to manually rotate the wound iron core with respect to the winding leg for tightening the wound iron core, and the work efficiency of the winding iron core winding operation can be greatly improved. Further, one of the inner roller and the outer roller used for winding the wound iron core around the winding leg is used for tightening the wound iron core. Therefore, the winding device of the first invention can tighten the wound iron core with respect to the legs of the winding by a simple and inexpensive mechanism.
[0012]
When the winding iron core is tightened by the inner roller, the rotation direction of the inner roller at the time of tightening is opposite to the rotation direction of the inner roller at the time of winding the winding iron core.
On the other hand, when the wound iron core is wound by the outer roller, the rotation direction of the outer roller at the time of tightening is the same as the rotation direction of the outer roller at the time of winding the wound core.
[0013]
It is preferable to provide an actuator for advancing and retreating the support mechanism along the guide mechanism and bringing the wound iron core into contact with the inner roller or the outer roller when tightening the wound iron core.
[0014]
By providing this actuator, the winding core can be automatically tightened. However, without providing this actuator, when tightening the wound iron core, the support mechanism may be manually advanced along the guide mechanism so that the wound iron core is brought into contact with the inner roller or the outer roller.
[0015]
It is preferable to provide a rotatable presser roller for tightening which comes into contact with the upper end surface of the wound core when the wound core is tightened.
[0016]
By providing this clamping roller, it is possible to prevent the electronic steel sheet constituting the wound core from escaping (climbing) during tightening of the wound core, and the upper and lower end surfaces of the wound iron core are flat. It can be tightened against the legs of the winding.
[0017]
Specifically, when the outer diameter of the wound iron core is relatively small, if one clamping presser roller extending in parallel with the direction in which the pair of legs provided in the winding is opposed is provided, the wound iron core is The upper end surface and the lower end surface can be tightened with respect to the legs of the winding in a state where the upper end surface and the lower end surface are flat.
[0018]
On the other hand, when the outer diameter of the wound iron core is relatively large, one first clamping presser roller extending in parallel with the opposing direction of the pair of legs included in the winding, and the opposing direction of the pair of legs And one or a plurality of second tightening press rollers extending at a predetermined angle, the wound iron core is placed against the leg of the winding with its upper end surface and lower end surface being flat. Can be tightened.
[0019]
It is preferable to include a plurality of rotatable support rollers that are arranged radially in plan view and support the lower end surface of the wound core.
[0020]
If this support roller is provided, the frictional resistance acting on the end face of the wound core during winding and tightening is greatly reduced, and the winding core is attached to the legs of the winding in a state where the magnetic steel sheets are densely stacked. Can be formed.
[0021]
The type of the winding is not particularly limited. Specifically, the winding may be formed by winding a conducting wire around a coil bobbin made of an insulating material, or may be one in which a conducting wire is wound and the outer periphery thereof is covered with an insulating tape.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
(First embodiment)
FIG.1 and FIG.2 has shown the winding apparatus of the wound iron core which concerns on 1st Embodiment of this invention. Among these drawings, FIG. 1 shows a state during the winding operation of the
[0037]
The inner roller indicated by 11 in the figure has an outer diameter set smaller than the inner diameter of the
[0038]
In the figure, 31 is an outer roller. A
[0039]
In the figure, 47 is a support mechanism. The
[0040]
The winding 5 in this embodiment is configured by winding a conducting wire a plurality of times in a groove 49b provided on the outer periphery of a rectangular frame-shaped
[0041]
The
[0042]
The
[0043]
In the figure,
[0044]
In the figure, 61 is a presser roller for tightening for preventing the
[0045]
Three
[0046]
In the figure, a controller denoted by 57 controls the operations of the
[0047]
Next, a method of winding the
First, the
[0048]
Next, the
[0049]
Further, the outermost
[0050]
Next, the
[0051]
Next, after the winding
[0052]
First, the
[0053]
As shown in FIG. 7, the position of the tightening
[0054]
Next, the
[0055]
Next, the
[0056]
When the force that presses the
[0057]
As described above, in the winding apparatus of the wound core according to the first embodiment, the winding
[0058]
Further, since the
[0059]
Further, during tightening of the
[0060]
In the present embodiment, since the outer diameter of the
[0061]
Since the
[0062]
(Second Embodiment)
In the winding apparatus for the wound core according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 10, the
[0063]
The operation at the time of winding of the
[0064]
The operation at the time of tightening the
[0065]
Next, the
[0066]
Next, as shown by an arrow R in FIG. 11, the
[0067]
Since the other configuration and operation of the winding core winding device of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0068]
(Third embodiment)
FIG. 15 shows a winding core tightening device according to a third embodiment of the present invention.
This fastening device is for fastening the
[0069]
In FIG. 15,
[0070]
In the figure,
[0071]
The
[0072]
The clamping presser roller 161 is attached to the lower end of a rod 163a extending in the vertical direction of the
[0073]
Further, three
[0074]
The tightening operation of the
[0075]
【The invention's effect】
As is clear from the above explanation, Book In the winding apparatus of the wound core according to the invention, the supporting mechanism is moved along the guide mechanism, and the outer periphery of the wound core is merely brought into contact with the inner roller or the outer roller that is driven to rotate. Can be tightened against the leg. Therefore, it is not necessary to manually rotate the wound core relative to the legs of the winding for tightening the wound core, and the work efficiency of the winding core can be greatly improved. In addition, one of the inner and outer rollers used to wind the wound iron core around the winding leg is used together for tightening the wound iron core. Can be tightened against.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front view showing a winding iron core winding device (during a winding operation) according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic front view showing the winding iron core winding device (during tightening operation) according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic plan view for explaining the operation (winding operation) of the winding iron core winding device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic plan view for explaining the operation (winding operation) of the winding core winding device of the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic plan view for explaining the operation (winding work) of the winding iron core winding device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic plan view for explaining the operation (winding operation) of the winding iron core winding device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic plan view for explaining an operation (clamping operation) of the winding iron core winding device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic plan view for explaining the operation (clamping operation) of the winding core winding device of the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic plan view for explaining an operation (clamping operation) of the winding iron core winding device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic front view showing a winding iron core winding device (during tightening operation) according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic plan view for explaining the operation (clamping operation) of the winding core winding device of the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic plan view for explaining the operation (clamping operation) of the winding core winding device of the second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic plan view for explaining the operation (clamping operation) of the winding core winding device of the second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a perspective view showing an example of a coil bobbin.
FIG. 15 is a schematic front view showing a wound iron core clamping device according to a third embodiment of the present invention.
16 (A), (B), (C), and (D) are schematic plan views showing the principle of a method of winding a wound core around a leg of a winding.
FIG. 17 is a schematic plan view showing an example of a conventional wound iron core tightening mechanism.
[Explanation of symbols]
1 Roll iron core
2 Electrical steel sheet
5 windings
5a Leg
5b Window
11 Inner roller
17 Motor
19 Slider
23 Guide rail
25 Air cylinder
31 Outer roller
37 motor
41 Slider
43 Guide rail
45 Air cylinder
47 Support mechanism
51 Slider
53 Guide rail
49 Coil bobbin
49a Iron core entrainment part
49b groove
55 Presser roller for entrainment
57 controller
60 Air cylinder
61 Presser roller for tightening
68A, 68B, 68C Support roller
131 Tightening roller
137 motor
141 slider
143 Guide rail
145 Air cylinder
147 Support mechanism
148 Rotating mechanism
151 slider
153 Guide rail
Claims (9)
上記巻線の軸線と平行な方向に延びるそれ自体の軸線回りに回転する内側ローラと、
上記巻線の軸線と平行な方向に延びるそれ自体の軸線回りに回転する外側ローラと、
上記巻線を着脱可能に支持する支持機構と、
この支持機構を上記外側ローラ及び内側ローラに対して接近及び離反する方向に移動可能に支持するガイド機構とを備え、
上記内側ローラと上記外側ローラをそれぞれ上記巻鉄心の内周側と外周側に当接させ、上記内側ローラと外側ローラのうち一方により巻鉄心を回転させ、他方を巻鉄心に従動回転させ、それによって巻鉄心を巻線の脚部に巻き込むと共に、内側ローラと外側ローラのいずれか一方のみを回転駆動し、上記ガイド機構に沿って上記支持機構を移動させて上記巻鉄心の外周を回転する内側ローラ又は外側ローラに当接させ、それによって上記巻線の脚部に対して巻鉄心を締め付けるようにしている、巻鉄心の巻き込み装置。The magnetic steel sheet constituting the wound iron core is inserted through the window portion of the winding to form a great circle, and the wound iron core is rotated to feed the electromagnetic steel sheet into the great circle, whereby the wound iron core is moved to the leg of the winding. A winding iron core winding device,
An inner roller that rotates about its own axis extending in a direction parallel to the axis of the winding;
An outer roller rotating about its own axis extending in a direction parallel to the axis of the winding;
A support mechanism for removably supporting the winding;
A guide mechanism that supports the support mechanism so as to be movable toward and away from the outer roller and the inner roller;
The inner roller and the outer roller are brought into contact with the inner peripheral side and the outer peripheral side of the wound core, respectively, and the wound core is rotated by one of the inner roller and the outer roller, and the other is driven and rotated by the wound core. The winding iron core is wound around the leg portion of the winding by rotating only one of the inner roller and the outer roller, and the support mechanism is moved along the guide mechanism to rotate the outer periphery of the winding core. A winding core winding device that abuts against a roller or an outer roller, thereby tightening the winding core against the leg of the winding.
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