線圈及其制造裝置以及線圈的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明的實施方式涉及線圈及其制造裝置以及線圈的制造方法。
【背景技術】
[0002]以往，在電力用、產業用的靜止型感應設備、例如變壓器的線圈中，提供將作為導體構成為帶狀的金屬片卷裝在線圈架周圍的結構。對于這種線圈，根據其規格使用方筒狀、圓筒狀的線圈架。另外，金屬片與例如由絕緣材料構成的絕緣片一起相對于線圈架卷繞多層，在該層中的任意的層中配置冷卻用管道。
[0003]關于所述線圈，優選以使金屬片緊貼于線圈架的方式進行纏繞等來提高尺寸精度。但是，由于金屬片的剛性，即使提高線圈架的卷取扭矩，也不可避免地發生由回彈引起的各層間的間隙。因此，不僅產生卷取后的線圈中的卷起膨脹(尺寸精度的降低)，而且在卷取中，也在金屬片中產生寬度方向的偏移。此時，為了對該偏移進行修正，不得不暫時停止卷取而在開卷側(材料供給側)進行所謂蛇行調整，成為作業負擔。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2000-21669號公報

【發明內容】

[0007]發明所要解決的課題
[0008]因此，本發明提供能夠極大地提高尺寸精度并且制造效率性和質量優秀的線圈及其制造裝置以及線圈的制造方法。
[0009]用于解決課題的手段
[0010]本實施方式的線圈的制造裝置具有:抽出單元，從卷繞有帶狀的金屬片的卷繞體抽出該金屬片；以及線圈架，在旋轉的同時卷取通過所述抽出單元抽出的金屬片，所述線圈的制造裝置的特征在于，具有:給料機，設置在所述抽出單元與所述線圈架之間，將通過所述抽出單元抽出的金屬片向所述線圈架側進給；彎曲單元，對通過所述給料機進給的金屬片在向所述線圈架卷取之前進行彎曲加工；以及控制單元，對于所述金屬片，根據所述給料機進給所述金屬片的進給量對所述彎曲單元的彎曲加工進行控制，以使針對所述線圈架的卷繞起始部成為與該線圈架的外周形狀一致的形狀，之后成為與疊繞在該線圈架的金屬片的外周形狀一致的形狀，通過所述控制單元對所述彎曲加工進行控制，從而在向所述線圈架卷取之前施加與所述線圈架中的金屬片的卷取量對應的折痕。
【附圖說明】
[0011]圖1示出第I實施方式，是用于說明線圈的制造裝置的整體結構的概念圖
[0012]圖2是示出電氣結構的框圖
[0013]圖3是示意地示出線圈的構造的立體圖
[0014]圖4示意地示出其他線圈的構造，(a)是從線圈架的軸線方向觀察時呈八角形的線圈的側面圖，(b)?⑷是示出具有各種形態的冷卻用管道的線圈的與(a)相當的圖
[0015]圖5是示出第2實施方式的與圖1相當的圖
[0016]標號說明
[0017]附圖中，UlOl?104表示線圈，2表示金屬片，11表示卷繞體，12表示抽出單元，13表示矯平機，14表示給料機，16、30表示線圈架，15、31表示彎曲單元，20表示控制單元。
【具體實施方式】
[0018]〈第I實施方式〉
[0019]以下，參照圖1至圖4對應用于在變壓器中使用的線圈的第I實施方式進行說明。
[0020]如圖3所示，所制造的線圈I是將形成為帶狀的金屬片2和同樣形成為帶狀的絕緣片3相對于線圈架(參照圖1的標號16)卷繞多層而構成，作為整體例如形成為四方筒狀。金屬片2為例如由鋁構成的金屬制的薄板材料，絕緣片3為例如具有絕緣性的間隔紙。線圈I形成為在圖3中用標號W所示的金屬片2的寬度方向上不產生偏移，在以多層卷繞的該層間中不產生間隙。另外，金屬片2也可以由銅等其他金屬材料形成。
[0021]在圖1所示的線圈I的制造裝置中，標號11為將金屬片2預先卷繞成圈狀的卷繞體，標號12為抽出金屬片2的開卷機，標號13為對金屬片2的卷痕進行矯正的矯平機，標號14為間歇進給金屬片2的給料機，標號15為作為針對金屬片2的彎曲單元的彎曲裝置。
[0022]S卩，卷繞體11為作為預先卷繞成圈狀的圈形材料的金屬片2，安裝在開卷機12的安裝部12a上。雖省略詳細的圖示，開卷機12構成為如下的抽出單元:通過安裝部12a以能夠旋轉的方式支撐卷繞體11，通過與卷繞體11的卷繞方向相反方向的旋轉而抽出金屬片2。
[0023]所述矯平機13設置在從開卷機12的抽出方向側，具有如圖1所示地配置成鋸齒狀的多個工作輥13a、13b、13c。所抽出的金屬片2中的卷痕通過穿過這些上下的工作輥組13a?13c之間而被矯正。
[0024]所述給料機14進行向彎曲裝置15重復進給和停止通過矯平機13去除了卷痕的金屬片2的間歇進給動作。詳細地講，給料機14例如具有夾持金屬片2的一對輥14a、14b和用于驅動該輥14a、14b的電機14c(參照圖2)。電機14c例如由伺服電機構成，并且附設有對其旋轉量進行檢測的編碼器14d(參照圖2)，進行反饋控制。根據編碼器14d的檢測信號等而通過后述的控制裝置20計算基于給料機14的金屬片2的進給量。另外，給料機14的輥14a、14b以不在與彎曲裝置15之間產生折痕的成型誤差的方式，靠近配置在針對彎曲裝置15的進給方向前側(彎曲裝置15的入口側附近位置)。雖然省略詳細的說明和圖示，但是關于輥14a、14b，例如其表面的材質(和形狀)由輥14a、14b與金屬片2之間的摩擦阻力大的材料(表面形狀)構成，并且設定為預定的加壓力(夾持力)，從而提高進給精度。
[0025]所述彎曲裝置15配置在給料機14與線圈架16之間，對于金屬片2在卷取到線圈架16之前進行彎折加工。彎曲裝置15具有彎曲模具17a和以沿著該彎曲模具17a將金屬片2塑性變形為預定角度的方式彎折的按壓機構17b。關于彎曲模具17a，根據線圈架16的外周形狀或所制造的線圈I的形狀而準備各種彎曲模具，按壓機構17b具有從金屬片2的板厚方向抵接的結構。通過這些彎曲模具17a與按壓機構17b之間的相對的進退動作，線圈I的金屬片2從其寬度方向(圖1的相對于紙面的垂直方向)觀察時例如以90度彎曲形成。由此，彎曲裝置15形成與線圈架16的角(角度)或疊繞在該線圈架16上的金屬片2的角對應的、在寬度方向上延伸的折皺(彎折痕)。另外，在圖4的線圈101?104的情況下，彎曲裝置15對金屬片2形成45度的彎折痕，并且根據線圈103、104中的管道18的形狀尺寸，以不在金屬片2的層間產生間隙的方式形成彎折痕。
[0026]所述線圈架16 —邊繞其旋轉軸16a的周圍旋轉一邊卷取金屬片2和絕緣片3。關于線圈架16，根據線圈I的形狀、尺寸(在圖3中縱向和橫向的尺寸、金屬片2的寬度尺寸W等)，準備各種線圈架。例如，圖1所示的線圈架16具有其外周形狀從旋轉軸16a的軸線方向(該圖的相對于紙面的垂直方向)觀察時呈四方形狀的四方筒狀。除此以外，雖然省略圖示，但是圖4所示的各線圈101?104的線圈架具有其外周形狀從旋轉軸16a的軸線方向觀察時呈八邊形狀的八邊筒狀。線圈架16的旋轉軸16a通過作為驅動單元的電機16c (參照圖2)而被旋轉驅動。伴隨該電機16c的驅動，金屬片2和絕緣片3同時纏繞到線圈架16，從而卷繞為多層。
[0027]例如在制造八邊筒狀的線圈102?104時，所述冷卻用的管道配置在以多層卷繞的金屬片2(絕緣片3)中的預定層。具體地講，例如圖4(c)、圖4(d)所示的線圈103、104的管道18具有由絕緣材料構成的棒狀的管件18a和作為安裝部件的襯紙18b。管件18a具有相對于襯紙18b以預定間隔排列多個而固定配置并一體化的結構。在金屬片2和絕緣片3卷繞到線圈架16的過程中，該管道18通過襯紙18b中的粘接劑、粘合劑等固定單元而固定于在線圈103、104的每個預先設定的管道插入層I上。在形成為八邊筒狀的線圈103的情況下，在圖4(c)中，在上邊部、下邊部以及兩側邊部形成有管道插入層I中的管道18用的配置空間。另一方面，在線圈104的情況下，在圖4(d)中，在上邊部和下邊部形成有管道插入層I中的管道18用的配置空間。
[0028]如上所述，管道18用的配置空間根據管道18的形狀尺寸而形成為使金屬片2與管道18緊貼，因此金屬片2的散熱效果提高。另外，在管道插入層I中未設置管道18的部分通過彎曲裝置15而施加所述彎折痕以不產生間隙。因此，即使設置管道18用的配置空間，也能夠防止該空間(特別是角部分)成為薄弱點，作為線圈103、104整體，短路機械力、即流過短路電流時作用的機械力等優秀。
[0029]圖4(b)所示的線圈102的管道19例如為形成為波形的波形管道。在該線圈102的情況下，在其整周上形成有管道插入層I中的管道19用的配置空間。管道19用的配置空間也根據管道19的形狀尺寸而形成