JP2622053B2 - Manufacturing method of coil for electromagnet - Google Patents

Manufacturing method of coil for electromagnet

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JP2622053B2
JP2622053B2 JP4198551A JP19855192A JP2622053B2 JP 2622053 B2 JP2622053 B2 JP 2622053B2 JP 4198551 A JP4198551 A JP 4198551A JP 19855192 A JP19855192 A JP 19855192A JP 2622053 B2 JP2622053 B2 JP 2622053B2
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insulating
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は冷却媒体による冷却構造
を有する電磁石用コイルの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an electromagnet coil having a cooling structure using a cooling medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、導体の抵抗損が大きく、発熱量の
大きな電磁石用コイルにおいては、一般的に例えば図8
に示すように中空部2を有する導体1を用い、この導体
1の中空部2に水等の冷却媒体を流すことによって冷却
するようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an electromagnet coil having a large resistance loss and a large amount of heat generation in a conductor, generally, for example, FIG.
As shown in FIG. 1, a conductor 1 having a hollow portion 2 is used, and cooling is performed by flowing a cooling medium such as water through the hollow portion 2 of the conductor 1.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
成の電磁石用コイルは、一般に導体の径が大きくなり、
特に細い線を撚ったものを導体として用いる場合には、
この細線を中空にすることは不可能であり、仮に中空線
ができてもこれを撚ることは不可能であった。
However, an electromagnet coil having such a structure generally has a large conductor diameter.
Especially when using a thin twisted wire as a conductor,
It was impossible to make this thin wire hollow, and even if a hollow wire was made, it was impossible to twist it.

【0004】本発明は、上記のような問題を解消するた
めになされたもので、その目的は特に細い線を撚ったも
のを導体として用いることができると共に、外部から強
制冷却することが可能な磁場精度の高い電磁石用コイル
の製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a purpose of the present invention is to make it possible to use a thin twisted wire as a conductor and to perform forced cooling from the outside. Coil with high magnetic field accuracy
It is to provide a manufacturing method of.

【0005】[0005]

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】 本発明は上記の目的を達
成するため、 予め冷却媒体を流すための可撓性を有する
絶縁性パイプを型に巻回し、前記型内の空隙部にパイプ
の中空部を除いて充填入りの樹脂を注型して硬化させ
て樹脂注型物を成形し、次にこの注型物を型から取出し
て予め導体を巻回してなる電気絶縁線輪を前記絶縁性パ
イプ近傍に配置した状態で、前記とは別個の型の中に入
れて樹脂を注入し硬化させて前記電気絶縁線輪を前記樹
脂注型物に一体化するようにしたものである。
The present invention achieves the above objects.
In order to achieve this, a flexible insulating pipe for flowing a cooling medium is wound around a mold in advance , and a resin containing a filler is cast into a cavity in the mold except for the hollow portion of the pipe, and cured. To form a resin casting, and then remove the casting from the mold, and place an electrically insulated wire loop in which a conductor is wound in advance in the vicinity of the insulating pipe, and separate the mold from the mold. And the resin is injected and cured to integrate the electrically insulated wire loop into the resin casting.

【0007】[0007]

【作用】このような電磁石用コイルの製造方法にあって
は、導体の抵抗損による発熱を水、油などの冷却媒体を
絶縁性パイプに通すことによって例え非常に細い線、あ
るいは撚線を導体に使用しても容易に冷却することがで
きる。また、絶縁性パイプを用いているので、渦電流損
の発生がなく、さらに電気絶縁線輪を樹脂で固定してい
るため、磁場の変動がなく、寸法精度が高く、しかも磁
場精度の高い電磁石を得ることができる。さらに、絶縁
性パイプが損傷し難く、冷却媒体が漏れることがないの
で、信頼性の高い電磁石を得ることができる。
In such a method for manufacturing a coil for an electromagnet, heat generated by resistance loss of a conductor is passed through an insulating pipe through a cooling medium such as water or oil, so that a very thin wire or a stranded wire is converted into a conductor. Can be easily cooled. In addition, the use of an insulating pipe eliminates the occurrence of eddy current loss, and furthermore, since the electrically insulated wire is fixed with resin, there is no fluctuation in the magnetic field, high dimensional accuracy, and an electromagnet with high magnetic field accuracy. Can be obtained. Furthermore, since the insulating pipe is hardly damaged and the cooling medium does not leak, a highly reliable electromagnet can be obtained.

【0008】[0008]

【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】図1は本発明による電磁石用コイルの製造
方法を説明するための構成例を示す断面図である。本実
施例では、図1に示すように予め冷却媒体を流すための
可撓性を有する絶縁性パイプ3を図示しない型に巻回す
ると共に、この型の空隙部にパイプの中空部4を除いて
シリカ、アルミナ、ガラス等の粉末あるいは繊維からな
る充填材入りのエポキシなどの樹脂5を注型して硬化さ
せる。次にこの注型物12を型から取出し、その絶縁性
パイプ3の近傍に予め導体を巻回してなる電気絶縁線輪
6を配置した状態で、図示しない別の型に入れて樹脂7
を注型し、硬化することによって一体化する。しかる
後、この型を取外して電磁石用コイルを得る。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a structure for explaining a method of manufacturing an electromagnet coil according to the present invention. In this embodiment, as shown in FIG. 1, a flexible insulating pipe 3 for previously flowing a cooling medium is wound around a mold (not shown), and a hollow portion 4 of the pipe is removed in a gap of the mold. Then, a resin 5 such as a powder of silica, alumina, glass or the like or an epoxy or the like containing a filler made of fiber is cast and cured. Next, the casting 12 is taken out of the mold, and in a state where the electrically insulated wire loop 6 formed by winding a conductor is arranged in the vicinity of the insulating pipe 3, the casting is placed in another mold (not shown) and the resin
Are integrated by curing and curing. Thereafter, the mold is removed to obtain an electromagnet coil.

【0010】なお、絶縁性パイプ3を用いているのは、
渦電流を誘起させず、磁場の精度を保つためである。ま
た、可撓性があるパイプを用いたのはどのような形状に
も適応して巻回できるようにするためである。
The reason why the insulating pipe 3 is used is as follows.
This is to maintain the accuracy of the magnetic field without inducing an eddy current. The reason why the flexible pipe is used is that the pipe can be wound in any shape.

【0011】ここで、上記絶縁性パイプ3としては、例
えばポリテトラフルオロエチレン(四ふっ化エチレン樹
脂)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキル
ビニルエーテル共重合体(四ふっ化エチレン・パーフル
オロアルコキシエチレン共重合体)、テトラフルオロエ
チレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(四ふっ化
エチレン・六ふっ化ポリプロピレン・パーフルオロアル
コキシエチレン共重合体)、テトラフルオロエチレン−
エチレン共重合体(四ふっ化エチレン・エチレン共重合
樹脂)、テトラフルオロエチレンーエチレン共重合体
(四ふっ化エチレン・エチレン共重合樹脂)、ポリクロ
ロフルオロエチレン(三ふっ化塩化エチレン樹脂)、ク
ロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体(三ふっ
化塩化エチレン・エチレン共重合樹脂)、ポリビニリデ
ンフルオライド(ふっ化ビニリデン樹脂)、ポリビニル
フルオライド(ふっ化ビニル樹脂)などの弗素樹脂から
なるパイプが用いられ、注入する樹脂と接着しない性質
を有している。
The insulating pipe 3 is made of, for example, polytetrafluoroethylene (tetrafluoroethylene resin) or a tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer (tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene copolymer). Copolymer), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (ethylene tetrafluoride / polypropylene hexafluoride / perfluoroalkoxyethylene copolymer), tetrafluoroethylene-
Ethylene copolymer (ethylene tetrafluoride / ethylene copolymer resin), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ethylene tetrafluoride / ethylene copolymer resin), polychlorofluoroethylene (ethylene trifluoride chloride resin), chloro Pipes made of fluorine resin such as trifluoroethylene-ethylene copolymer (ethylene trifluoride / ethylene copolymer resin), polyvinylidene fluoride (vinylidene fluoride resin), polyvinyl fluoride (vinyl fluoride resin) are used. And does not adhere to the injected resin.

【0012】また、上記パイプに代えて図2に示すよう
に、例えば前記弗素樹脂、ポリエーテルエーテルケト
ン、エチレンピロピレンゴムなどの耐熱性、耐水性、耐
油性のある高分子製パイプ9の上に、例えばポリエチレ
ンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレンなどの
熱収縮性のチューブ10を被覆し、このチューブを加熱
することにより収縮させて高分子製パイプ9に密着させ
た2重パイプ8を用いてもよく、さらには図3に示すよ
うに例えば表面にガラスやポリエステルの絶縁性樹脂1
1を編組したポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテ
ルエーテルケトン、エチレンプロピレンゴムなどの耐熱
性、耐水性、耐油性のある高分子製パイプ9を用いても
よい。
As shown in FIG. 2 in place of the above-mentioned pipe, a polymer pipe 9 having heat resistance, water resistance and oil resistance such as the above-mentioned fluororesin, polyether ether ketone, ethylene propylene rubber or the like is used. For example, a double pipe 8 in which a heat-shrinkable tube 10 of polyethylene terephthalate, polytetrafluoroethylene, or the like is coated, and this tube is shrunk by heating to adhere to a polymer pipe 9 may be used. Further, as shown in FIG. 3, for example, an insulating resin
A polymer pipe 9 having heat resistance, water resistance, and oil resistance, such as polytetrafluoroethylene, polyether ether ketone, or ethylene propylene rubber, obtained by braiding 1 may be used.

【0013】このように絶縁性パイプ3として、例えば
ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン
−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等の弗
素樹脂などのように注入する樹脂と接着しないパイプ、
2重パイプあるいは表面にガラスやポリエステルの繊維
を編組したポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテル
エーテルケトン、エチレンプロピレンゴムなどの耐熱
性、耐水性、耐油性のある高分子製パイプを用いること
により、特に樹脂が硬化する際に収縮し亀裂が入って
も、パイプに亀裂が進展し、後で例えば水、油等の冷却
媒体を流したときに、この亀裂から冷却媒体が外部に流
出することを防ぐことができるためである。
As described above, the insulating pipe 3 is a pipe which does not adhere to a resin to be injected, such as a fluororesin such as polytetrafluoroethylene or a tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer.
The use of double-pipe or heat-, water- and oil-resistant polymer pipes such as polytetrafluoroethylene, polyetheretherketone, and ethylene-propylene rubber with glass or polyester fibers braided on the surface, Even if the pipe shrinks and cracks when it cures, the crack will grow in the pipe and prevent the cooling medium from flowing out of this crack to the outside when a cooling medium such as water or oil is flowed later. This is because

【0014】すなわち、絶縁性パイプ3として、例えば
ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン
−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等の弗
素樹脂のように注入する樹脂と接着しないパイプを用い
ることによって、樹脂に亀裂が生じても亀裂はパイプを
貫通せず、パイプと樹脂の界面に沿って進展させること
ができる。また、図2に示すような2重パイプ8を用い
れば、もし万一外側のパイプ例えばチューブ10に亀裂
が入っても高分子製のパイプ9に亀裂が進展するような
ことがなくなる。さらに、図3に示すような例えば表面
にガラスやポリエステルの繊維11を編組したポリテト
ラフルオロエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、エ
チレンプロピレンゴムなどの耐熱性、耐水性、耐油性の
ある高分子製パイプ9を用いれば、編組部で応力を緩和
させることにより樹脂に発生した亀裂を食い止めること
ができる。
That is, by using a pipe that does not adhere to the resin to be injected, such as a fluororesin such as polytetrafluoroethylene or tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer, as the insulating pipe 3, cracks are formed in the resin. Even if cracks occur, the crack does not penetrate the pipe, and can propagate along the interface between the pipe and the resin. Further, if a double pipe 8 as shown in FIG. 2 is used, even if an outer pipe such as the tube 10 is cracked, the crack does not develop in the polymer pipe 9. Further, as shown in FIG. 3, a polymer pipe 9 made of, for example, polytetrafluoroethylene, polyether ether ketone, ethylene propylene rubber, or the like, which is braided with glass or polyester fibers 11 on its surface, has heat resistance, water resistance, and oil resistance. By using, the cracks generated in the resin can be prevented by relaxing the stress in the braided portion.

【0015】このようにして製造された電磁石用コイル
にあっては、導体が巻回された電気絶縁線輪6を可撓性
を有する絶縁性パイプ3の近傍に配置した状態で、樹脂
を注入して硬化し、一体化しているので、絶縁性パイプ
3内に水、油等の冷却媒体を流すことにより、電気絶縁
線輪6が発生する抵抗損による熱を冷却媒体に効率よく
伝達し除去することができる。従って、電気絶縁線輪の
温度を低く抑えることができ、絶縁物の劣化が起き難く
なる。
In the electromagnet coil manufactured in this manner, resin is injected while the electrically insulated wire loop 6 around which the conductor is wound is arranged near the flexible insulating pipe 3. The cooling medium such as water and oil flows through the insulating pipe 3 to efficiently transfer and remove the heat due to the resistance loss generated by the electrically insulated wire 6 to the cooling medium. can do. Therefore, the temperature of the electrically insulated wire ring can be kept low, and deterioration of the insulator is less likely to occur.

【0016】また、絶縁性パイプ3をパイプ内4を除く
空隙部にシリカ、アルミナ、ガラスなどの粉末あるいは
繊維からなる充填材入りのエポキシなどの樹脂5を注型
して硬化した後、型から取り出しても、充填材入りの樹
脂は硬化時の収縮率が小さく、硬化した樹脂の機械的強
度が大きいので、樹脂にクラックが発生し難く、絶縁性
パイプ3が損傷して冷却媒体が漏れ出る恐れがない。し
かも、充填材入りの樹脂を用いているので、樹脂の熱伝
導率が高く、冷却効率が良くなる。次に本発明による電
磁石用コイルの製造方法について具体例を挙げて詳細に
説明する。
Further, the insulating pipe 3 is poured into a cavity other than the inside of the pipe 4 by pouring a resin 5 such as a powder of silica, alumina, glass or the like or an epoxy or the like containing a filler made of fiber, and then hardening. Even when the resin is taken out, the resin containing the filler has a small shrinkage ratio upon curing and the cured resin has a large mechanical strength, so that the resin is hardly cracked, the insulating pipe 3 is damaged and the cooling medium leaks out. There is no fear. Moreover, since the resin containing the filler is used, the thermal conductivity of the resin is high, and the cooling efficiency is improved. Next, a method for manufacturing an electromagnet coil according to the present invention will be described in detail with reference to specific examples.

【0017】まず、表面に離型材が塗布された鋼鉄製の
マンドレルに接するように、内径が5mm、外径が7mmの
テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体製の可撓性を有する絶縁性パイプをス
パイラル状(螺旋状)に巻回し、エポキシ樹脂と酸無水
物硬化剤からなる組成物100重量部にシリカ粉を10
0〜350重量部混合してなる充填材入り樹脂(例えば
東芝ケミカル社製TCG−1930)で注型して加熱硬
化し、図4に示すような内部に絶縁性パイプ3を有する
円筒状充填材入り樹脂5からなる樹脂注型物12を
First, a flexible insulating material made of a tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer having an inner diameter of 5 mm and an outer diameter of 7 mm is in contact with a steel mandrel having a release material applied to its surface. Is wound in a spiral shape (spiral shape), and silica powder is added to 100 parts by weight of a composition comprising an epoxy resin and an acid anhydride curing agent.
A cylindrical filler having an insulative pipe 3 as shown in FIG. 4, which is cast with a filler-containing resin (for example, TCG-1930 manufactured by Toshiba Chemical Co., Ltd.) mixed with 0 to 350 parts by weight and cured by heating. To obtain a resin casting 12 made of resin 5
You .

【0018】なお、絶縁性パイプをスパイラル(螺旋)
状に巻回する際、絶縁スペーサを使って位置決めするこ
とにより、巻回時や注型時に絶縁性パイプの位置がずれ
るようなことがない。
Note that the insulating pipe is spirally wound.
By positioning using an insulating spacer when winding in a shape, the position of the insulating pipe does not shift during winding or casting.

【0019】また、出来上がった円筒状充填材入り樹脂
注型物12の表面をサンドペーパなどで面荒らししてお
き、後の工程で含浸される樹脂と接着し易くなるように
しておく。この円筒状充填材入り樹脂注型物12は、内
外径寸法の異なる2種類を用意する。
Further, the surface of the completed resin injection product 12 containing a cylindrical filler is roughened with a sandpaper or the like so as to be easily adhered to a resin impregnated in a later step. Two types of resin injection products 12 having different cylindrical inner and outer diameters are prepared.

【0020】次に別個に、直径が50μm の電気銅の表
面にポリエステルイミドからなるエナメル皮膜を被覆し
た細線を撚って、断面が4mm×10mmの平角状の撚線と
なし、この上からエポキシワニスをガラステープに塗布
して半硬化状態にしたプリプレグ絶縁テープを飛ばし巻
きして図5に示す絶縁導体13を得る。この絶縁導体1
3を図5に示すように表面に溝14を有し、表面にポリ
テトラフルオロエチレンを焼付け、離型処理を施した半
円柱状の鋼鉄製巻型15に2層にして巻込む。この場
合、巻き上がった絶縁導体13の高さの方が溝14の深
さよりやや大きくしておく。
Next, a thin wire having an enamel coating made of polyesterimide coated on a surface of electrolytic copper having a diameter of 50 μm is twisted separately to form a rectangular stranded wire having a cross section of 4 mm × 10 mm. A varnish is applied to a glass tape and the prepreg insulating tape in a semi-cured state is skipped and wound to obtain an insulated conductor 13 shown in FIG. This insulated conductor 1
As shown in FIG. 5, No. 3 is wound in two layers on a semi-cylindrical steel mold 15 having a groove 14 on the surface, baking polytetrafluoroethylene on the surface, and performing a release treatment. In this case, the height of the wound insulated conductor 13 is slightly larger than the depth of the groove 14.

【0021】この上に、片面に半硬化状の接着剤が塗布
された厚さが0.5mmの柔軟性のあるエポキシガラスシ
ートからなる絶縁板16を接着剤が絶縁導体側に面する
ように配設する。さらに、この上から、表面をポリテト
ラフルオロエチレンを焼付け離型処理を施した当板17
を当て、全体を加熱しながら当板17にプレスで圧力を
加え、プリプレグ絶縁テープおよび半硬化状の接着剤を
硬化させる。次に当板17を除去し、絶縁導体13が接
着した絶縁板16を巻型15から取出すことにより、図
6に示すような絶縁板に接着した鞍形コイルを得る。
On top of this, an insulating plate 16 made of a flexible epoxy glass sheet having a thickness of 0.5 mm and having a semi-cured adhesive applied to one side is placed on the insulating plate 16 so that the adhesive faces the insulated conductor. Arrange. Further, from above, the plate 17 having its surface subjected to release treatment by baking polytetrafluoroethylene.
Then, pressure is applied to the pressing plate 17 with a press while heating the whole to cure the prepreg insulating tape and the semi-cured adhesive. Next, the contact plate 17 is removed, and the insulating plate 16 to which the insulated conductor 13 is adhered is taken out from the former 15 to obtain a saddle coil adhered to the insulating plate as shown in FIG.

【0022】また、別の形状を堀込んだ巻型を用いて同
様な方法により、別の形状を有する絶縁導体が接着され
た絶縁板を得る。このようにして絶縁板に接着した3種
類の鞍形コイル(以下A,B,Cコイルと称する)を各
2個を用意する。
Further, an insulating plate to which an insulated conductor having another shape is adhered is obtained by a similar method using a winding form engraved with another shape. Thus, two each of three types of saddle-shaped coils (hereinafter referred to as A, B, and C coils) bonded to the insulating plate are prepared.

【0023】次に表面をポリテトラフルオロエチレンを
焼付け離型処理を施した円筒状の鋼鉄製マンドレルを用
意する。この表面に厚さが0.13mmのガラスクロスシ
ートを張力を加えた状態で10回巻回する。この上に上
記で得られた絶縁板に接着した3種類の鞍形コイルを、
図7に示すように、まずAコイルの各1個ずつをマンド
レルの円周上180°位置をずらした対称の位置に配置
する。
Next, a cylindrical steel mandrel whose surface is subjected to a release treatment by baking polytetrafluoroethylene is prepared. A glass cloth sheet having a thickness of 0.13 mm is wound around the surface 10 times under tension. On top of this, three types of saddle coils bonded to the insulating plate obtained above,
As shown in FIG. 7, first, each one of the A coils is arranged at a symmetrical position shifted by 180 ° on the circumference of the mandrel.

【0024】次にこの上から先に用意した内部に絶縁性
パイプを有する円筒状充填材入り樹脂注型物12の2個
の内、内外径の小さい方を挿入し、次にその上にBコイ
ルを各1個ずつ同様にマンドレルの円周上180°位置
をずらした対称の位置に配置する。次にこの上から先に
用意した内部に絶縁性パイプを有する円筒状充填材入り
樹脂注型物12の2個の内、内外径の大きい方を挿入
し、次にその上にCコイルを各1個ずつ同様にマンドレ
ルの円周上180°位置をずらした対称の位置に配置す
る。この上から、厚さが0.13mmのガラスクロスシー
トを張力を加えた状態で10回巻回する。この外側か
ら、表面をポリテトラフルオロエチレンを焼付け、離型
処理を施した金型を取付け、密閉する。なお、前記絶縁
性パイプの両端部は密栓し、後工程の含浸時に樹脂がパ
イプ内に浸入しないようにしておく。
Next, one of the two cylindrical resin-filled resin castings 12 having an insulating pipe provided therein, which has the smaller inner and outer diameters, is inserted. The coils are similarly arranged one by one at symmetrical positions shifted by 180 ° on the circumference of the mandrel. Next, from above
Prepared cylindrical filler with insulating pipe inside
Insert the larger of the inner and outer diameters of the two resin castings 12
And then put one C coil on each
At a symmetrical position shifted by 180 ° on the circumference of the
You. From above, a glass cloth sheet having a thickness of 0.13 mm is wound 10 times under tension. From the outside, the surface is baked with polytetrafluoroethylene, a mold that has been subjected to a mold release treatment is attached and hermetically sealed. The both ends of the insulating pipe are hermetically sealed so that the resin does not enter the pipe during the impregnation in a later step.

【0025】次に減圧容器中に全体を搬入し、金型内の
空隙部を真空ポンプで減圧し、酸無水物硬化剤並びにエ
ポキシ樹脂組成物からなる樹脂7を送り込んだ後、加圧
し樹脂を含浸する。しかる後、樹脂を加熱し硬化させ
る。かくして加熱硬化が終了したら、金型を取外し、次
にマンドレルを除去すれば図7に示す断面図で示すよう
な電磁石用コイルが得られる。
Next, the whole is carried into a decompression container, the space in the mold is depressurized by a vacuum pump, and a resin 7 composed of an acid anhydride curing agent and an epoxy resin composition is fed. Impregnate. Thereafter, the resin is heated and cured. After completion of the heat curing, the mold is removed, and then the mandrel is removed, thereby obtaining an electromagnet coil as shown in the sectional view of FIG.

【0026】上記具体例のように、内部に絶縁性パイプ
を有する円筒状充填材入り樹脂注型物12を絶縁導体1
3の近傍に配置した後、樹脂を含浸硬化すれば、充填材
入り樹脂硬化物12は硬化収縮率が小さく、硬化した樹
脂の機械的強度が大きいので、樹脂にクラックが発生し
難くなり、絶縁性パイプを損傷することがなく、しかも
冷却媒体が漏れ出る恐れがなくなる。また、充填材入り
の樹脂を用いているため、樹脂の熱伝導率が高く、冷却
効率が良くなる。さらに、巻回された電気絶縁線輪6を
絶縁性パイプの近傍に配置した状態で樹脂を注型して硬
化し、一体化しているので、電気絶縁線輪6が発生する
抵抗損による熱を冷却媒体に効率良く伝達し除去するこ
とが可能となる。従って、電気絶縁線輪の温度を低く抑
えることができると共に、熱応力を低くできるので、絶
縁物の劣化が起き難くなり、信頼性の高い電磁石用コイ
ルを製造することができる。
As in the above specific example, the cylindrical resin-filled resin casting 12 having an insulating pipe therein is connected to the insulated conductor 1.
If the resin is impregnated and cured after being placed in the vicinity of 3, the cured resin-filled material 12 has a small curing shrinkage and a large mechanical strength of the cured resin, so that cracks are less likely to occur in the resin. The pipes are not damaged and there is no danger of leakage of the cooling medium. Further, since a resin containing a filler is used, the thermal conductivity of the resin is high, and the cooling efficiency is improved. Furthermore, since the wound electrically insulated wire 6 is placed in the vicinity of the insulating pipe, the resin is cast and hardened, and integrated, the heat due to the resistance loss generated by the electrically insulated wire 6 is reduced. It is possible to efficiently transmit and remove the cooling medium. Therefore, the temperature of the electrically insulated wire ring can be kept low and the thermal stress can be reduced, so that the insulator is less likely to deteriorate and a highly reliable electromagnet coil can be manufactured.

【0027】ここで、テトラフルオロエチレン−パーフ
ルオロアルキルビニルエーテル共重合体製の絶縁性パイ
プを螺旋状に巻回したのは、後でこのパイプに例えば
水、油などの冷却性媒体を流し、電磁石を冷却するため
である。また、絶縁性パイプを用いたのは、金属では渦
電流が誘起され、損失が大きくなると同時に磁場の精度
が悪くなるからである。そして、テトラフルオロエチレ
ン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体製の
絶縁性パイプは、注型した樹脂と接着しない性質を持つ
絶縁性パイプの中では最も強度が高く、損失が起き難い
上、注型した樹脂と接着しないため、もし樹脂に亀裂が
生じても、亀裂はパイプを貫通せず、パイプと樹脂の界
面に沿って進展させるようにするためである。
Here, the reason why the insulating pipe made of a tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer is spirally wound is that a cooling medium such as water or oil is passed through this pipe later, This is for cooling. The reason why the insulating pipe is used is that an eddy current is induced in a metal, so that the loss increases and the accuracy of the magnetic field deteriorates. The insulating pipe made of a tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer has the highest strength among the insulating pipes having the property of not adhering to the cast resin, is hardly lossy, and is cast. This is because if the resin does not adhere to the resin, the crack does not penetrate the pipe and propagates along the interface between the pipe and the resin even if the resin is cracked.

【0028】一方、絶縁導体13として、細線からなる
撚線を使用したのは、渦電流損を少なくするためと、断
面積の大きい平角線を巻回し易くするためである。ま
た、絶縁導体の上にプリプレグ絶縁テープを巻いている
のは、後で加熱加圧することにより樹脂が溶け出し、硬
化して絶縁導体同志間および絶縁導体とエポキシガラス
シートからなる絶縁板16の間を接着させるためであ
る。
On the other hand, the reason why the stranded wire made of a fine wire is used as the insulated conductor 13 is to reduce eddy current loss and to make it easy to wind a rectangular wire having a large sectional area. The reason why the prepreg insulating tape is wound on the insulated conductor is that the resin is melted and cured by heating and pressing later and between the insulated conductors and between the insulated conductor and the insulating plate 16 made of an epoxy glass sheet. This is for bonding.

【0029】また、プリプレグ絶縁テープを飛ばして巻
いたのは、所用の形状に巻回し易くすると同時に、後に
樹脂が撚線内に空隙に含浸する際の樹脂の浸入路を確保
するためである。
The reason why the prepreg insulating tape is skipped is to facilitate winding into a desired shape and to secure a resin infiltration path when the resin is later impregnated into the voids in the stranded wire.

【0030】さらに、マンドレルの表面にガラスクロス
シートを巻回した上に、上記で得られた絶縁板に接着し
た3種類の鞍形コイルを配置した後、この上からガラス
クロスシートを巻回しているのは、後で樹脂を含浸して
硬化することにより、絶縁導体を固定すると共に、導体
を絶縁するためである。コイルの内外はガラスクロスシ
ートとエポキシ樹脂からなるFRP18ができ、機械的
に強固な構造ができあがる。従って、マンドレルを除去
しても、電磁石として一体な構造を保持できるだけの機
械的強度を有している。
Further, after a glass cloth sheet is wound on the surface of the mandrel, three kinds of saddle coils adhered to the insulating plate obtained above are arranged, and the glass cloth sheet is wound from above. The reason for this is to fix the insulated conductor and to insulate the conductor by impregnating the resin later and curing. Inside and outside of the coil are made of FRP 18 made of glass cloth sheet and epoxy resin, and a mechanically strong structure is completed. Therefore, even if the mandrel is removed, the electromagnet has a mechanical strength enough to maintain an integral structure.

【0031】このようにして得られた電磁石用コイルに
あっては、絶縁性パイプに例えば水、油などの冷却性媒
体を流すことにより、電磁石は十分に冷却することがで
きる。また、絶縁性パイプを用いているので、渦電流が
誘起されることもなく、磁場の精度が悪くなることもな
い。さらに、テトラフルオロエチレン−パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体製の絶縁性パイプを用い
たので、含浸した樹脂と接着しないので、樹脂に亀裂が
生じても、亀裂はパイプを貫通せず、冷却媒体が外部に
流出することがない。
In the electromagnet coil thus obtained, the electromagnet can be sufficiently cooled by flowing a cooling medium such as water or oil through the insulating pipe. Further, since the insulating pipe is used, no eddy current is induced and the accuracy of the magnetic field does not deteriorate. Furthermore, since an insulating pipe made of a tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer was used, it did not adhere to the impregnated resin, so even if the resin cracked, the crack did not penetrate the pipe and the cooling medium It does not leak out.

【0032】さらに、金型に溝を掘って、その溝に絶縁
導体を巻込むため、出来上ったコイルの寸法精度が高く
磁場精度の高い電磁石を得ることができる。また、寸法
の異なる巻型と金型を各1個用意することにより、多数
のコイルが同じような精度で、かつ従来のような絶縁ス
ペーサを挿入しながら絶縁導体を巻くという煩雑な作業
を行うことなく、コイルの製造ができる。
Further, since a groove is dug in the mold and the insulated conductor is wound into the groove, an electromagnet having high dimensional accuracy of the completed coil and high magnetic field accuracy can be obtained. Also, by preparing one winding die and one die having different dimensions, a complicated work of winding the insulated conductor while inserting a large number of coils with the same accuracy and a conventional insulating spacer is performed. It is possible to manufacture a coil without any problems.

【0033】なお、上記実施例ではすべての絶縁線輪の
近傍に絶縁性パイプを有する円筒状充填材入り樹脂注型
物を配置したが、特に温度の高い絶縁線輪の近傍にの
み、絶縁性パイプを有する円筒状充填剤入り樹脂注型物
を配置してもよい。
In the above-described embodiment, the resin casting with a cylindrical filler having an insulating pipe is arranged near all the insulated wires. A cylindrical filler-filled resin casting having a pipe may be arranged.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように本発明による電磁石
用コイルの製造方法によれば、予め冷却媒体を流すため
の可撓性を有する絶縁性パイプを型に巻回し、パイプの
中空部を除いた型内の空隙部に充填剤入りの樹脂を注型
して硬化し、型から取出したものに、巻回された電気絶
縁線輪を絶縁性パイプの近傍に配置した状態で型の中に
おいて樹脂を注型して硬化することによって一体化する
ようにしたので、導体の抵抗損による発熱を水、油など
の冷却媒体をパイプに通すことによって例え非常に細い
線、あるいは撚線を導体に使用しても容易に冷却するこ
とができる。また、絶縁性パイプを用いているので、渦
電流損の発生がなく、さらに電気絶縁線輪を樹脂で固定
しているため、磁場の変動がなく、寸法精度が高く、し
かも磁場精度の高い電磁石を得ることができる。さら
に、絶縁性パイプが損傷し難く、冷却媒体が漏れること
がないので、信頼性の高い電磁石を得ることができる。
As described above, the electromagnet according to the present invention
According to the method of manufacturing a coil for use, a flexible insulating pipe for flowing a cooling medium is wound around a mold in advance, and a resin containing a filler is poured into a cavity in the mold except for a hollow portion of the pipe. The mold is hardened, and the wound electric insulated wire is placed in the vicinity of the insulating pipe, and the resin is poured into the mold and cured to be unified with the one taken out of the mold. Therefore, even if a very thin wire or a stranded wire is used for the conductor, the heat generated by the resistance loss of the conductor can be easily cooled by passing a cooling medium such as water or oil through the pipe. In addition, the use of an insulating pipe eliminates the occurrence of eddy current loss, and furthermore, since the electrically insulated wire is fixed with resin, there is no fluctuation in the magnetic field, high dimensional accuracy, and an electromagnet with high magnetic field accuracy. Can be obtained. Furthermore, since the insulating pipe is hardly damaged and the cooling medium does not leak, a highly reliable electromagnet can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による電磁石用コイルおよびその製造方
法を説明するための一実施例を示す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment for explaining an electromagnet coil and a method for manufacturing the same according to the present invention.

【図2】本発明で用いられる絶縁性パイプの一例として
2重パイプを示す断面図。
FIG. 2 is a sectional view showing a double pipe as an example of an insulating pipe used in the present invention.

【図3】本発明で用いられる絶縁性パイプの他の例とし
て繊維を編組された高分子製パイプを示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a polymer pipe in which fibers are braided as another example of the insulating pipe used in the present invention.

【図4】本発明で用いられる内部に絶縁性パイプを有す
る円筒状充填材入り樹脂注型物を示す図。
FIG. 4 is a view showing a cylindrical resin-filled resin casting having an insulating pipe inside used in the present invention.

【図5】絶縁導体を絶縁板に接着する工程を説明するた
めの説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a step of bonding an insulated conductor to an insulating plate.

【図6】絶縁板に接着された絶縁導体を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an insulated conductor bonded to an insulating plate.

【図7】本発明方法により製造された電磁石の断面図。FIG. 7 is a sectional view of an electromagnet manufactured by the method of the present invention.

【図8】従来強制冷却形コイルに用いられていた中空導
体を示す図。
FIG. 8 is a view showing a hollow conductor conventionally used in a forced cooling type coil.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……導体、2……中空部、3……絶縁性パイプ、4…
…パイプ内、5……充填材入り樹脂、6……電気絶縁線
輪、7……樹脂、8……2重パイプ、9……高分子製パ
イプ、10……熱収縮性チューブ、11……絶縁性繊
維、12……内部に絶縁性パイプを有する円筒状充填材
入り樹脂注型物、13……絶縁導体、14……溝、15
……巻型、16……絶縁板、17……当板、18……ガ
ラスクロスとエポキシ樹脂からなるFRP。
1 ... conductor, 2 ... hollow part, 3 ... insulating pipe, 4 ...
... in a pipe, 5 ... filled resin, 6 ... electrically insulated wire, 7 ... resin, 8 ... double pipe, 9 ... polymer pipe, 10 ... heat-shrinkable tube, 11 ... ... Insulating fiber, 12 ... Plastic cast resin with cylindrical filler inside having insulating pipe, 13 ... Insulated conductor, 14 ... Groove, 15
... winding form, 16 ... insulating plate, 17 ... this plate, 18 ... FRP made of glass cloth and epoxy resin.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 予め冷却媒体を流すための可撓性を有す
る絶縁パイプを型に巻回し、前記型内の空隙部にパイプ
の中空部を除いて充填剤入りの樹脂を注型して硬化させ
て樹脂注型物を成形し、次にこの注型物を型から取出し
て予め導体を巻回してなる電気絶縁線輪を前記絶縁性パ
イプ近傍に配置した状態で、前記とは別個の型の中に入
れて樹脂を注入し硬化させて前記電気絶縁線輪を前記樹
脂注型物に一体化するようにしたことを特徴とする電磁
石用コイルの製造方法。
1. A flexible insulating pipe for flowing a cooling medium is wound around a mold in advance, and a resin containing a filler is poured into a cavity in the mold except for a hollow portion of the pipe to be cured. To form a resin casting, and then remove the casting from the mold, and place an electrically insulated wire loop in which a conductor is wound in advance in the vicinity of the insulating pipe, and separate the mold from the mold. A method of manufacturing a coil for an electromagnet, wherein the electrically insulated wire is integrated with the resin casting by injecting and hardening a resin in the coil.
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