JP3419818B2 - 内巻きコイルの巻線方法および巻線装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内巻きコイルの巻線方法
および巻線装置に係り、特に超電導円筒形内巻きコイル
のように、コイル断面が矩形で径方向に長い内巻きコイ
ルの巻線方法および巻線装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の超電導円筒形内巻きコイルの巻
線方法および巻線装置として、従来、特公昭６４−４６
５６号公報に開示されたものが知られている。

【０００３】超電導円筒形内巻きコイルに用いられる円
筒は、コイルをサポートするコイル保持機能とともにコ
イルで発生した熱を取り除く熱伝導の機能も備えてお
り、上記円筒でコイル発熱の大部分を吸収するようにな
っている。

【０００４】しかし、コイルと円筒との間には、コイル
を固定する接着剤が介装されており、コイルと円筒の間
に入り込む接着剤は薄い方が熱伝導性が損われず、冷却
期間が短かくできるので、冷却用液体ヘリウムの消費も
少なくできる。

【０００５】接着剤は円筒の内側巻線部にコイルを巻く
とき直接塗布するか、あるいはコイルに巻くテープに塗
布したものが使用される。接着剤の厚さを薄くするには
コイルを円筒の内周面に強く押し付け、巻線部に巻回さ
れたコイルの外周面がより滑かに円筒に接することが必
要である。

【０００６】また、超電導円筒形内巻きコイルにおいて
は、コイル通電時にコイル間に強い反発力が作用する。
このため、円筒の巻線部に巻回されたコイル間に隙間が
存在するとコイル反発力によりコイルが動いたり、振動
したり、内巻きコイルの信頼性が失われ、使用に供し得
ない。

【０００７】したがって、超電導円筒形内巻きコイルを
巻き込むには、円筒の内側巻線部に案内されるコイルを
円筒の内周面に強く押し付け、かつ巻回されたコイルを
軸方向に強く押し付けることが必要である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】特公昭６４−４６５６
号公報に開示された従来の超電導円筒形内巻きコイルの
巻線方法および巻線装置においては、予めコイルを仮巻
きする仮巻きコイルの外径が円筒の内径よりかなり小さ
いので、仮巻きコイルからコイルを繰り出して円筒の内
側巻線部に内巻きする際、巻回されるコイルに内側に収
縮する方向の応力が残留する問題があり、この残留応力
の作用によりコイルが内側に収縮すると、コイルと円筒
との間隙が大きくなり、熱伝導機能が損われるおそれも
ある。

【０００９】また、仮巻きコイルの外径と円筒の内径と
の差が大きいので、仮巻き時に大変形させたコイルを本
巻き時にもう一度大変形させる必要があり、コイルを周
方向に２回大変形させている。コイルを２回も周方向に
大変形させると、コイル外周面の真円度が損われ、コイ
ルを円筒の内周面に安定的かつスムーズに密着させるこ
とが困難であった。

【００１０】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、コイルの周方向の大変形を１回だけで済ませて
コイル外周面の真円度を維持し、コイルを円筒の内周面
に安定的かつスムーズに密着させ、コイル保持機能や熱
伝導の機能を損ねないで信頼性を向上させた内巻きコイ
ルの巻線方法および巻線装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】本発明の他の目的は、コイルを円筒の内側
巻線部に周方向および軸方向に強く押し付けながら巻回
してコイル間の隙間をなくし、コイル通電時のがたつき
を防止し、信頼性を向上させた内巻きコイルの巻線方法
および巻線装置を提供するにある。

【００１２】本発明のさらに他の目的は、円筒の内側巻
線部へのコイルの巻線作業を円滑かつスムーズに行なう
ことができる内巻きコイルの巻線方法および巻線装置を
提供するにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る内巻きコイ
ルの巻線方法は、上述した課題を解決するために、請求
項１に記載したように、断面が矩形で径方向に長辺を有
し、かつ短辺側が仮巻きドラムに接するように仮巻きさ
れたコイルを、前記仮巻きドラムの下端側からコイル繰
出し機構により順次繰り出し、繰り出されたコイルを円
筒の内側巻線部にコイル巻線機構を駆動させて、コイル
断面が前記仮巻きドラムに仮巻きされた状態と略平行な
状態で送り込み、前記コイル巻線機構で送り込まれるコ
イルを円筒の内周面に押し付けるように、複数のローラ
で構成される横押えローラ手段で押圧力を作用させる一
方、前記円筒の内側巻線部にコイル巻線の進行に伴って
前記コイル巻線機構が上昇し、このコイル巻線機構の自
重を複数のローラで構成される押えローラ手段を介して
前記円筒の内側巻線部に巻回されたコイルに作用させて
コイルを軸方向に押付け、円筒形内巻きコイルを形成す
る方法である。

【００１４】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係る内巻きコイルの巻線方法は、請求項１の記載
内容に加えて、請求項２に記載したように、円筒の内側
巻線部に送り込まれるコイルは、円筒の内径にほぼ等し
い外径に仮巻きされた仮巻きドラムから繰り出される方
法であり、さらに、請求項３に記載したように、仮巻き
ドラムは円筒の内側でかつコイル巻線機構の上方近傍に
設置され、コイル巻線機構の上昇に伴ってドラムを上昇
させる方法である。

【００１５】一方、本発明に係る内巻きコイルの巻線装
置は、上述した課題を解決するために、請求項４に記載
したように、架台に設置され、コイルを内巻きする巻線
部を内側に形成した円筒と、この円筒の巻線部にコイル
を送り込む、回転かつ昇降自在なコイル巻線機構とを備
え、このコイル巻線機構は、コイルを挟持して円周方向
に押し出す送り込みローラ列を上下対に備えた送り込み
ローラ手段と、送り込まれたコイルを円筒の内周面に押
し付けるように押圧力を作用させる複数のローラで構成
される横押えローラ手段と、前記円筒の巻線部に巻回さ
れたコイルを軸方向に押え付ける複数のローラで構成さ
れる押えローラ手段と、この押えローラ手段を介して前
記コイル巻線機構の自重を前記円筒の巻線部に巻回され
たコイルに作用させるとともに、前記コイル巻線機構の
上方かつ前記円筒の内側に設けられコイルベンダにより
コイルが仮巻きされた仮巻きドラムと、この仮巻きドラ
ムの下部に設けられたコイルを順次繰り出して前記コイ
ル巻線機構にコイルを供給するコイル繰出し機構とから
構成されるものである。

【００１６】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係る内巻きコイルの巻線装置は、請求項４の記
載内容に加えて、請求項５に記載したように、コイル巻
線機構は、環状フレームを備えた枠本体を支持ポストに
回転かつ昇降自在に支持させる一方、前記環状フレーム
に送り込みローラ手段、押えローラ手段および横押えロ
ーラ手段を設けたものであり、また、請求項６に記載し
たように、仮巻きドラムは円筒の内径とほぼ等しい外径
を有するとともに、コイル巻線機構の上昇に連係させて
上昇させるドラム昇降駆動装置を設けたものであり、さ
らに、請求項６の記載内容に加えて、請求項７に記載し
たように、仮巻きドラムおよびコイル巻線機構は共通の
支持ポストに昇降自在に支持されたものである。

【００１７】

【作用】本発明の内巻きコイルの巻線方法および巻線装
置においては、請求項１および請求項４に記載したよう
に構成したように、コイル巻線機構により円筒の内側巻
線部にコイルを周方向および軸方向に強く押圧しながら
巻回させることができ、内巻きコイルを１回だけの周方
向の大変形で成形できるので、円筒の内側巻線部に巻回
されるコイル外周面の真円度を充分に維持することがで
き、コイルを円筒の内周面に安定的かつスムーズに密着
させた内巻きコイルを成形できる。したがって、円筒の
コイル保持機能や熱伝導機能を充分に維持でき、信頼性
の向上が図れる。

【００１８】また、内巻きコイルは円筒の内側巻線部に
コイルを巻き付ける際、コイル巻線機構によりコイルを
周方向および軸方向に強く押し付けながら巻回していく
ので、巻回されたコイル間の隙間をなくすことができ、
コイル通電時のがたつきを防止でき、信頼性を向上させ
ることができる。

【００１９】円筒の内側巻線部へのコイルの巻付け作業
において、コイルを周方向および軸方向に強く押し付け
ながら巻き付ける作業は、請求項５に記載したコイル巻
線機構の送り込みローラ手段および押えローラ手段によ
り円滑に行なうことができる。

【００２０】また、本発明に係る内巻きコイルの巻線方
法および巻線装置においては、請求項２および請求項６
に記載したように、仮巻きドラムに仮巻きされるコイル
の外径を円筒の内径にほぼ等しくしたので、仮巻きドラ
ムに仮巻きされたコイルを繰り出して円筒の内側巻線部
に本巻きする際、コイルの巻付け作業を円滑かつスムー
ズに行なうことができる一方、円筒の内側巻線部に巻回
されたコイルに残留応力が存在しても、この残留応力に
より巻回されたコイルが収縮することがなく、コイル外
周面の真円度を充分に維持できる。

【００２１】さらに、本発明に係る内巻きコイルの巻線
方法および巻線装置は、請求項３および請求項６に記載
したように、内巻きコイルの巻付け作業中は、コイル巻
線機構の上昇に伴って仮巻きドラムが上昇するので、コ
イル巻線機構と仮巻きドラムの間隔が常時一定に保た
れ、コイル巻線作業を円滑かつスムーズに行なうことが
できる。

【００２２】その際、請求項７に記載したように、コイ
ル巻線機構と仮巻きドラムは共通の支持シャフトに支持
されて昇降するので、コイル巻線機構と仮巻きされた仮
巻きドラムとの間に半径方向の相対的な変位が生じない
ので、コイル巻線作業をより円滑に進めることができ
る。

【００２３】

【実施例】以下、本発明に係る内巻きコイルの巻線方法
および巻線装置の一実施例について添付図面を参照して
説明する。

【００２４】図１は本発明に係る内巻きコイルの巻線装
置を原理的に示す全体概念図である。

【００２５】内巻きコイルの巻線装置は架台１０上に内
巻きコイル１１を構成する円筒１２がセットされる。円
筒１２は内側にコイル１３の巻線部１４を構成してお
り、この巻線部１４に巻回されるコイル１３は円筒１２
の下端に形成される内周フランジ１５で支持される。

【００２６】架台１０上にセットされた円筒１２の中央
部に支持ポスト１６が立設されており、この支持ポスト
１６にコイル巻線機構１８および仮巻きドラム２０が昇
降自在に支持される。仮巻きドラム２０はコイル巻線機
構１８の上方近傍に設置され、ドラム昇降駆動装置２１
によりコイル巻線機構１８と連係して昇降駆動せしめら
れる。

【００２７】ドラム昇降駆動装置２１は、支持ポスト１
６の頂部に設けられた吊りビーム２２と、この吊りビー
ム２２の自由端部に取り付けられた巻上げ機構２３とを
備え、この巻上げ機構２３から吊り降ろされる吊設ロー
プあるいはチェーン２４により仮巻きドラム２０が昇降
自在に支持される。巻上げ機構２３は仮巻きドラム２０
を安定的に昇降させるために、複数台、例えば１２０度
の中心角度をなして同一円周上に３台設けられる。

【００２８】仮巻きドラム２０は円筒状のドラム２６と
このドラム２６をサポートする放射状のサポートフレー
ム２７とこのサポートフレーム２７の中央部に形成され
た軸受ボス２８とから構成され、円筒状ドラム２６の外
周側にコイル１３が巻き付けられる。

【００２９】円筒状ドラム２６へのコイル１３の巻付け
は、別途用意されるコイルベンダ（図示せず）により行
なわれ、仮巻きドラム２０の下部にはコイル繰出し機構
２９が備えられている。コイル１３は、例えば超電導コ
イルとして使用され、コイルの断面形状は矩形で、径方
向に長い長方形に形成される。

【００３０】コイル繰出し機構２９は、仮巻きドラム２
０の下部に周方向に間隔をおいて複数台設置される。コ
イル繰出し機構２９は、互いに連係して作動され、仮巻
きドラム２０に巻装されたコイル１３を下端側から順次
繰り出し、コイル巻線機構１８側に落し込むことができ
るようになっている。

【００３１】コイル巻線機構１８は、仮巻きドラム２０
から繰り出されたコイル１３を円筒１２の内側巻線部１
４に周方向に送り込み、送り込まれるコイル１３を円周
方向および軸方向に強く押圧しながら巻回し、巻き付け
るようになっている。

【００３２】コイル巻線機構１８は環状フレーム３０を
備えた枠本体３１の中央部に軸受ボス３２を一体に備
え、この軸受ボス３２が支持ポスト１６に軸装される。
コイル巻線機構１８は支持ポスト１６に回転かつ昇降自
在に支持される。

【００３３】コイル巻線機構１８は仮巻きドラム２０か
ら繰り出されるコイル１３を挟持して円筒１２の巻線部
１４に案内する送り込みローラ手段３５と、円筒１２の
巻線部１４に巻回されたコイル１３を軸方向に押圧する
押えローラ手段３６と、この円筒１２の巻線部１４に巻
回されたコイル１３を径方向に押圧する横押えローラ手
段３７とを有する。

【００３４】このうち、送り込みローラ手段３５は、架
設フレーム３９を介して環状フレーム３０に取り付けら
れ、仮巻きドラム２０から繰り出されるコイル１３を挟
持する送り込みローラ列４０を上下対を成して有する。
各送り込みローラ列４０は複数の送り込みローラ４１を
螺旋方向に沿う周方向に配列したもので、各送り込みロ
ーラ４１は駆動モータ４２からの回転駆動力を動力伝達
手段であるカーブドチェーン機構４３またはタイミング
ベルトプーリ機構、ギヤ機構等を介して同期的に駆動せ
しめられる。駆動モータ４２は送り込みローラ列４０毎
に設けられた例を示したが、１つの駆動モータ４２で対
を成す送り込みローラ列４０の全てのローラを同期をと
って駆動させてもよい。

【００３５】また、押えローラ手段３６は環状フレーム
３１の周方向に適宜間隔をおいて設けられた多数の押え
ローラ４６を備え、各押えローラ４６は円筒１２の巻線
部１４に巻回されたコイル１３上を転動自在に支持され
る。各押えローラ４６を介してコイル巻線機構１８の自
重が巻線部１４に巻回されたコイル１３に作用し、巻線
部１４のコイル１３を軸方向に押圧する一方、コイル１
３を軸方向に押圧する反力作用によりコイル巻線機構１
８は、コイル巻線の巻付けの進行に伴って支持ポスト１
６に沿って上昇せしめられる。コイル１３を軸方向に押
圧することにより、コイル１３間に間隙が生じるのを防
止している。

【００３６】さらに、横押えローラ手段３７も環状フレ
ーム３１に適宜間隔をおいて放射状に取り付けられた多
数の横押しローラ４８を有する。各横押しローラ４８は
円筒１２の巻線部１４に巻回されたコイル１３を径方向
に押圧し、コイル１３外周面が円筒１２の内周面に密着
させるようになっている。

【００３７】コイル巻線機構１８は送り込みローラ手段
３５を駆動させて仮巻きドラム２０から繰り出されたコ
イル１３に駆動力を作用させ、コイル１３を円筒１２の
巻線部１４に強制的に送り込んでおり、このコイル送り
込みに伴う反作用により、環状フレーム３０はコイル１
３を押し出した量（送り込み量）分だけ上から見て例え
ば時計回りに旋回する。

【００３８】仮巻きドラム２０から円筒１２の巻線部１
４へのコイル１３の巻取りが進行すると、押えローラ手
段３６の各押えローラ４６が上昇するので、各押えロー
ラ４６を取り付けた環状フレーム３０も支持ポスト１６
に案内されて上昇する。このため、コイル巻線機構１８
はコイル１３の巻取りの進行に伴って上昇する。

【００３９】送り込みローラ手段３５でコイル１３を円
筒１２の巻線部１４に強制的に送り込む際、コイル送り
込みの反力を吸収しなければならないが、この反力の吸
収には押えローラ手段３６の各押えローラ４６の転がり
抵抗や横押えローラ手段３７の各横押しローラ４８の転
がり抵抗が利用される。

【００４０】図１に示した内巻きコイルの巻線装置にお
いては、仮巻きドラム２０に巻装されたコイル１３の外
径は、円筒１２の内径より僅かに小さくなるようにセッ
トした例を示したが、コイル１３の外径を円筒１２の内
径と等しくあるいは内径より僅かに大きくすることもで
きる。この場合、仮巻きドラム２０は円筒１２の上方に
設置され、仮巻きドラム２０に巻装されたコイル１３は
粗ピッチで下方に送られる。粗ピッチのコイル送りによ
り、コイル１３が軸方向に延ばされて見掛けの外径が小
さくなり、円筒１２内にスムーズに送り込むことができ
る。

【００４１】仮巻きドラム２０を円筒１２の上方に設置
すると、仮巻きドラム２０とコイル巻線機構１８との距
離が大きくなり、その間でコイル１３をガイドしたり、
サポートする機構が必要になるので、設備的に、仮巻き
ドラム２０を円筒２０の内に入れる構造が好ましい。

【００４２】図２は仮巻きドラム２０の下部に設置され
るコイル繰出し機構２９を示すものであるが、このコイ
ル繰出し機構２９は仮巻きドラム２０の下部に周方向に
間隔をおいて複数台設置される。コイル繰出し機構２９
は仮巻きドラム２０のドラム２６内側に固定される本体
ブラケット５０を有し、この本体ブラケット５０に昇降
シリンダ５１が設けられる。

【００４３】昇降シリンダ５１の作動ロッド５２は本体
ブラケット５０の軸受ボス５３に案内されて昇降せしめ
られる。作動ロッド５２の先端に昇降ブラケット５４が
設けられ、この昇降ブラケット５４に進退シリンダ５５
が取り付けられる。

【００４４】進退シリンダ５５の作動ロッド５６はサポ
ートフィンガ５７に連結されており、このサポートフィ
ンガ５７の先端にサポート爪５８が一体に取り付けられ
る。サポートフィンガ５７は昇降ブラケット５４の軸受
ボス５９に案内されて進退せしめられ、仮巻きドラム２
０に仮巻きしたコイル１３を支持するサポート位置とコ
イル１３から後退した後退位置との間を往復動するよう
になっている。

【００４５】しかして、コイル繰出し機構２９は、昇降
シリンダ５１と進退シリンダ５５の連係作動によりサポ
ート爪５８の昇降作用と進退作用（出し入れ作用）を行
なうことができ、仮巻きドラム２０に仮巻きしたコイル
１３を下端側から順次繰り出し、コイル巻線機構１８側
に落とし込むことができるようになっている。

【００４６】コイル繰出し機構２９の繰出し動作は、図
３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように行なわれ、４つの動作で
１つの繰出しサイクルが終了する。図３（Ａ）は昇降シ
リンダ５１の作動により昇降ブラケット５４が下降し、
仮巻きドラム２０に巻装されたコイル１３の最下端を下
げた状態を示しており、この状態から進退シリンダ５５
を作動させてサポート爪５８を図３（Ｂ）に示すように
後退させ、コイル１３の最下端をフリーにして落下させ
る。

【００４７】コイル１３の最下端をフリーにして落下さ
せた状態から進退シリンダ５５を作動させてサポート爪
５８を図３（Ｃ）に示すように前進させ、続いて図３
（Ｄ）に示すように、昇降シリンダ５１を作動させて昇
降ブラケット５４を上昇させ、サポート爪５８をコイル
１３の新たな最下端に係合させ、このコイル１３の最下
端を支持させ、繰出し動作の最初の状態に戻される。

【００４８】このコイル繰出し機構２９の繰出し動作
は、繰出しサイクルがコイル巻線機構１８の旋回方向に
タイミングをとって順次繰り返され、コイル１３を少し
ずつ繰り出し、落下させるようになっている。

【００４９】図４は本発明に係る内巻きコイルの巻線装
置の具体的実施例を示すものである。

【００５０】この巻線装置で巻取られるコイル１３は断
面形状が矩形を成し、中心部に超電導線材が配設され、
外側は例えばアルミニウムからなる超電導コイルが使用
される。図４に示す内巻きコイルの巻線装置を説明する
に当り、図１〜図３に示す巻線装置と同一部分には同一
符号を付して説明を省略する。

【００５１】この内巻きコイルの巻線装置は架台１０上
にセットされる円筒１２を有し、この円筒１２の内側に
コイル巻線機構１８と仮巻きドラム２０が共通の支持ポ
スト１６に支持されて設置される。コイル巻線機構１８
は支持ポスト１６に回転かつ昇降自在に支持される一
方、この支持ポスト１６の上方近傍に仮巻きドラム２０
が設置される。仮巻きドラム２０はドラム昇降駆動装置
２１により、コイル巻線機構１８と連係して支持ポスト
１６に沿って昇降せしめられる。

【００５２】ドラム昇降駆動装置２１を支持する支持ポ
スト１６の頂部は、補強フレーム組立体６０により支持
され、支持ポスト１６を安定的に支持している。補強フ
レーム組立体６０は例えば円筒１２の頂部フランジに据
え付けられ、固定される。

【００５３】ドラム昇降駆動装置２１は、支持ポスト１
６の頂部に設けられた吊りビーム２２と、この吊りビー
ム２２の自由端部に取り付けられた巻上げ機構２３と、
吊りビーム２２を支持ポスト１６廻りに修正回転させる
ギヤードモータ等の回転駆動装置６２から構成される。
巻上げ機構２３は例えばチェーンブロックで構成され、
このチェーンブロックから吊り降ろされるチェーン２４
に仮巻きドラム２０が昇降自在に支持される。チェーン
ブロックは仮巻きドラム２０を安定的に昇降させるため
に、例えば１２０度の中心角度を成して円周上に３台設
置される。

【００５４】仮巻きドラム２０は円筒状のドラム２６
と、このドラム２６をサポートする放射状のサポートフ
レーム２７と、このサポートフレーム２７の中央部に形
成された軸受ボス２８とから構成され、この軸受ボス２
８が支持ポスト１６に昇降自在に軸装される。仮巻きド
ラム２０は円周状ドラム２６の外周側に図示しないコイ
ルベンダによりコイル１３が巻き付けられている。

【００５５】仮巻きドラム２０に巻装されたコイル１３
の外径は、円筒１２の内径とほぼ等しく、実際には、円
筒１２の内径の例えば９９％の大きさで僅かに小さく巻
装される。仮巻きドラム２０の下部にはコイル繰出し機
構２９が周方向に適当な間隔をおいて複数台設けられ
る。

【００５６】コイル繰出し機構２９は互いに協働する昇
降シリンダ５１と進退シリンダ５５とを備える。進退シ
リンダ５５の作動ロッドにサポートフィンガ５７が連結
され、このサポートフィンガ５７に形成されたサポート
爪５８で仮巻きドラム２０に仮巻きされたコイル１３の
下端を繰出し可能に支持している。

【００５７】コイル繰出し機構２９の作動により、仮巻
きドラム２０の下端から順次繰り出されるコイル１３は
コイル巻線機構１８により円筒１２の内側巻線部１４に
案内され、この巻線部１４に周方向および軸方向に押圧
されて順次巻回される。

【００５８】コイル巻線機構１８は仮巻きドラム２０か
ら繰り出されるコイル１３を円筒１２の巻線部１４に強
制的に送り込む送り込みローラ手段３５と、円筒１２の
巻線部１４に巻回されたコイル１３を軸方向に押圧する
押えローラ手段３６と、巻線部１４に巻回されたコイル
１３を円筒１２の内周面側に押圧する横押えローラ手段
３７とを備え、各ローラ手段３５，３６，３７は枠本体
３１の環状フレーム３０に取り付けられる。枠本体３１
は中央部に軸受ボス３２が設けられ、この軸受ボス３２
が支持ポスト１６に軸装され、この支持ポスト１６にコ
イル巻線機構１８が回転かつ昇降自在に支持される。

【００５９】コイル巻線機構１８の送り込みローラ手段
３５は、図５に示すように架設フレーム３９を介して環
状フレーム３０に取り付けられる送り込みローラ列４０
を上下対をなして有する。送り込みローラ列４０は仮巻
きドラム２０から繰り出されるコイル１３を挟持して円
筒１２の巻線部１４に強制的に案内するようになってい
る。

【００６０】各送り込みローラ列４０は複数、例えば１
１個の送り込みローラ４１を螺旋方向に沿う周方向の一
部に集中的に配列したもので、各送り込みローラ４１は
駆動モータ４２からの出力で動力伝達機構としてのカー
ブドチェーン機構４３を介して同期的に駆動され、仮巻
きドラム２０から繰り出されるコイル１３を円筒１２の
巻線部１４に円周方向に強制的に押圧し、送り込むよう
になっている。駆動モータ４２は各送り込みローラ列４
０毎に設置されるが、各送り込みローラ列４０を共通の
駆動モータ４２で駆動させてもよい。

【００６１】また、押えローラ手段３６は多数の押えロ
ーラ４６を環状フレーム３０の頂部に周方向に適宜間隔
をおいて設けられ、各押えローラ４６は円筒１２の巻線
部１４に巻回されたコイル１３上を転動自在に支持され
る。

【００６２】さらに、横押えローラ手段３７も多数の横
押しローラ４８が環状フレーム３０に適宜間隔をおいて
放射状に取り付けられ、各横押しローラ４８により円筒
１２の巻線部１４に巻回されたコイル１３を径方向に押
圧し、コイル外周面を円筒１２の内周面に密着させてい
る。

【００６３】コイル巻線機構１８の送り込みローラ手段
３５を駆動させ、仮巻きドラム２０から繰り出されるコ
イル１３を挟持して円筒１２の巻線部１４に強制的に周
方向に送り込むと、このコイル１３の強制的送り込み駆
動の反力で環状フレーム３０はコイル押出し量（送込み
量）に等しい量だけ、上方から見て時計廻りに旋回す
る。

【００６４】円筒１２の巻線部１４へのコイル１３の巻
取りが進行すると、押えローラ手段３６を介して巻回さ
れたコイル１３にコイル巻線機構１８の自重が作用し、
コイル１３は軸方向に押圧される一方、押えローラ手段
３６は巻回されたコイル１３からの反力を受けて上昇す
る。

【００６５】押えローラ手段３６の上昇により、環状フ
レーム３０を備えた枠本体３１も支持ポスト１６に案内
されて上昇し、コイル巻線機構１８はコイル１３の巻取
りの進行に伴って徐々に回転しながら上昇する。

【００６６】このとき、コイル巻線機構１８は図４にお
いて旋回するが、仮巻きドラム２０はコイル巻線機構１
８の旋回に合せてコイル繰出し機構２９を順次作動さ
せ、仮巻きドラム２０に巻装されたコイル１３をコイル
巻線機構１８側に繰り出しているので、殆ど旋回させる
必要はない。

【００６７】しかし、仮巻きドラム２０に巻装されたコ
イル１３の外径は、円筒１２の内径と同じではなく、円
筒１２の内径より僅かに小さいのでコイル１３の巻取り
を重ねると時々ではあるが修正する必要が生じる。この
実施例では、仮巻きドラム２０の回転修正を支持ポスト
１６上部に設けられた回転駆動装置６２としてのギヤー
ドモータにより行なわれ、調整している。

【００６８】仮巻きドラム２０はコイル巻線機構１８の
上昇に伴って巻上げ機構２３としてのチェーンブロック
で持ち上げられ、仮巻きドラム２０とコイル巻線機構１
８との間隔を一定に保っている。

【００６９】コイル巻線機構１８の送り込みローラ手段
３５で仮巻きドラム２０から繰り出されるコイル１３を
強制的に送り込む際、その反力を吸収しなければならな
いが、この反力の吸収には押えローラ手段３６の転がり
抵抗と、横押えローラ手段３７の転がり抵抗を主に利用
している。

【００７０】そして送り込みローラ手段３５の送り込み
作用による反力の調整には、環状フレーム３０上の押え
ローラ手段３６を駆動するギヤードモータ６４を利用し
ている。このギヤードモータ６４は環状フレーム３０上
に複数個配置している。送り込みローラ手段３５の各ロ
ーラ４１と押えローラ手段３６の各ローラ４６との外径
は全く同一であり、駆動ギヤードモータの減速比率も全
く同一であるが、送り込みローラ手段３５を駆動してい
るギヤードモータ４２と押えローラ手段３６を駆動する
ギヤードモータ６４とは、それぞれ別個のインバータで
周波数駆動されて、速度が調整される。この２つのイン
バータの調整周波数の差で反力を調整している。

【００７１】この反力を小さくするには、インバータで
押えローラ手段３６を駆動するギヤードモータ６４側の
周波数設定を送り込みローラ手段３５を駆動しているギ
ヤードモータ４２側の周波数と同等以上とすればよい。

【００７２】一方、この反力を大きくするには、押えロ
ーラ手段３６を駆動するギヤードモータ６４側の周波数
設定を、送り込みローラ手段３５を駆動しているギヤー
ドモータ４２側の周波数より小さくして、ギヤードモー
タ６４付きの押えローラ４６が環状フレーム３０の旋回
に対してブレーキ作用するようにするとよい。

【００７３】この反力すなわちコイル１３の周方向押圧
力をモニタするには、送り込みローラ手段３５側のイン
バータのモニタ機能を利用して送り込みローラ手段３５
を駆動するギヤードモータ４２への電力を計測すると容
易にできる。

【００７４】コイル巻線機構１８の自重は押えローラ手
段３６を介して円筒１２の巻線部１４に巻回されたコイ
ル１３を軸方向に押える作用を有する。さらに仮巻きド
ラム２０の自重をコイル巻線機構１８に掛けるとコイル
１３を軸方向に押える力が増すので好ましい。

【００７５】さらに本発明に係る内巻きコイルの巻線装
置は、円筒１２の巻線部１４に巻回されるコイルが軸方
向に長い内巻きコイルでも支持ポスト１６を延ばすだけ
で対応できる特徴も有する。

【００７６】図６はコイル巻線機構１８に備えられる押
えローラ手段３６の押えローラ４６の形状を示した図で
ある。

【００７７】押えローラ４６はローラ面が裁頭円錐形状
に形成され、コイル１３に当接する面と押えローラ４６
の軸線ｌは支持ポスト１６の中心軸Ｃｌまたはその近傍
で角度θで交差している。押えローラ４６のローラ面を
裁頭円錐形状とすることにより、押えローラ４６は、コ
イル１３の外側と内側とで回転角速度で一致するのでコ
イル面上を滑かに回転できるので好ましい。コイル径に
対してコイル１３の幅が広い場合には、特に好ましい。

【００７８】また、送り込みローラ手段３５の各送り込
みローラ４１のローラ面形状も同じ理由から同じ形状を
採用している。送り込みローラ４１のローラ面形状を円
筒形にするとコイル１３を外側に押し出す力が大きく働
くので、それを打ち消すための調整が難しいが、このロ
ーラ形状が円錐の頂部側を落とした裁頭円錐形状であれ
ば、ローラ面をコイル面に平行に押し付けて駆動するだ
けで円周方向への押圧力となるので好ましい。コイル径
に対してコイル１３の幅が広い場合には、特に好まし
い。

【００７９】この内巻きコイルの巻線装置においては、
仮巻きドラム２０に図示しないコイルベンダを使用して
コイル断面矩形のコイル１３を仮巻きし、コイル１３が
仮巻きされた仮巻きドラム２０が円筒１２内の上部にコ
イル巻線機構１８と所要の間隔を保持してセットされ
る。

【００８０】仮巻きドラム２０をセットした状態でコイ
ル繰出し機構２９を作動させ、仮巻きドラム２０の下部
から仮巻きされたコイル１３を順次繰り出す。

【００８１】仮巻きドラム２０から繰り出されるコイル
１３はコイル巻線機構１８の送り込みローラ手段３５に
挟持されて、円筒１２の内側に形成される巻線部１４に
案内される。このとき、送り込みローラ手段３５の上下
対をなす送り込みローラ列４０は駆動モータ４２により
強制的に駆動され、送り込みローラ列４０で挟持される
コイル１３を、円筒１２の巻線部１４に周方向に強制的
に送り込むようになっている。

【００８２】送り込みローラ手段３５によりコイル１３
は円筒１２の巻線部１４に送り込まれ、この巻線部１４
に巻回される。巻回されるコイル１３には押えローラ手
段３６を介してコイル巻線機構１８の自重が作用し、巻
回されるコイル１３間に間隙が生じないように軸方向の
押圧力を作用させる一方、横押えローラ手段３７の各横
押しローラ４８が巻回されたコイル１３を径方向に押圧
し、円筒１２の内周面に密着させるように押圧してい
る。

【００８３】すなわち、コイル巻線機構１８で円筒１２
の巻線部１４に案内されるコイル１３は、周方向および
軸方向に強く押し付けながら、円筒１２の内側に巻回さ
れるので、コイル１３間相互に隙間が生じることがな
く、超電導コイル等に用いられる内巻きコイルの信頼性
を向上させることができる。また、矩形のコイル断面を
有するコイル１３の大変形は仮巻きドラム２０にコイル
１３を仮巻きさせる１回だけで済むので、円筒１２の巻
線部１４に巻回されるコイル１３の真円度を充分に維持
することができ、信頼性の高い内巻きコイルとなる。

【００８４】なお、本発明の一実施例の説明において
は、コイル仮巻きドラムに一旦仮巻きした後、仮巻きド
ラムに巻装されたコイルを円筒の巻線部に案内して巻回
する（本巻きする）例を示したが、コイルは仮巻きドラ
ムに必ずしも仮巻きさせる必要がなく、コイルベンダに
て曲成されたコイルをコイル巻線機構により円筒の巻線
部に直接案内し、巻回させるようにしてもよい。

【００８５】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明の内巻きコ
イルの巻線方法および巻線装置においては、請求項１お
よび請求項４に記載したように構成したので、コイル巻
線機構により円筒の内側巻線部にコイルを周方向および
軸方向に強く押圧しながら巻回させることができ、内巻
きコイルを１回だけの周方向の大変形で成形でき、円筒
の内側巻線部に巻回されるコイル外周面の真円度を充分
に維持することができ、コイルを円筒の内周面に安定的
かつスムーズに密着させた内巻きコイルを成形できる。
したがって、円筒のコイル保持機能や熱伝導機能を充分
に維持でき、信頼性の向上が図れる。

【００８６】また、内巻きコイルは円筒の内側巻線部に
コイルを巻き付ける際、コイル巻線機構によりコイルを
周方向および軸方向に強く押し付けながら巻き付けてい
くので、巻き付けられたコイル間の隙間をなくすことが
でき、コイル通電時のがたつきを防止でき、信頼性を向
上させることができる。

【００８７】円筒の内側巻線部へのコイルの巻付け作業
において、コイルを周方向および軸方向に強く押し付け
ながら巻き付けていく作業は、請求項５に記載したコイ
ル巻線機構の送り込みローラ手段および押えローラ手段
により円滑に行なうことができる。

【００８８】また、本発明に係る内巻きコイルの巻線方
法および巻線装置においては、請求項２および請求項６
に記載したように、仮巻きドラムに仮巻きされるコイル
の外径を円筒の内径にほぼ等しくしたので、仮巻きドラ
ムに仮巻きされたコイルを繰り出して円筒の内側巻線部
に本巻きする際、コイルの巻付け作業を円滑かつスムー
ズに行なうことができる一方、円筒の内側巻線部に巻回
されたコイルに残留応力が存在しても、この残留応力に
より巻回されたコイルが収縮することがなく、コイル外
周面の真円度を充分に維持できる。

【００８９】さらに、本発明に係る内巻きコイルの巻線
方法および巻線装置は、請求項３および請求項６に記載
したように、内巻きコイルの巻線作業中は、コイル巻線
機構の上昇に伴って仮巻きドラムが上昇するので、コイ
ル巻線機構と仮巻きドラムの間隔が常時一定に保たれ、
コイル巻線作業を円滑かつスムーズに行なうことができ
る。

【００９０】その際、請求項７に記載したように、コイ
ル巻線機構と仮巻きドラムは共通の支持シャフトに支持
されて昇降するので、コイル巻線機構と仮巻きされた仮
巻きドラムとの間に半径方向の相対的な変位が生じない
ので、コイル巻線作業をより円滑に進めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内巻きコイルの巻線装置を原理的
に示す概略図。

【図２】図１に示された内巻きコイルの巻線装置の仮巻
きドラムの下部に設けられるコイル繰出し機構を示す
図。

【図３】（Ａ）〜（Ｄ）はコイル繰出し機構の作動によ
り仮巻きドラムから繰り出されるコイルの繰出しサイク
ルを説明する図。

【図４】本発明に係る内巻きコイルの巻線装置の好適実
施例を示す全体斜視図。

【図５】図４に示す内巻きコイルの巻線装置を内側から
部分的に示す斜視図。

【図６】押えローラ手段に備えられる押えローラのロー
ラ面形状を示す図。

【符号の説明】

１０ 架台 １１ 内巻きコイル １２ 円筒 １４ コイル １４ 巻線部 １６ 支持ポスト １８ コイル巻線機構 ２０ 仮巻きドラム ２１ ドラム昇降駆動装置 ２２ 吊りビーム ２３ 巻上げ機構 ２４ 吊設ロープまたはチェーン ２６ 円筒状ドラム ２７ サポートフレーム ２８ 軸受ボス ２９ コイル繰出し機構 ３０ 環状フレーム ３１ 枠本体 ３２ 軸受ボス ３５ 送り込みローラ手段 ３６ 押えローラ手段 ３７ 横押えローラ手段 ３９ 架設フレーム ４０ 送り込みローラ列 ４１ 送り込みローラ ４２ 駆動モータ ４４ カーブドチェーンスプロケット機構（タイミング
ベルトプーリ機構、ギヤ機構） ４６ 押えローラ ４８ 横押しローラ ５１ 昇降シリンダ ５５ 進退シリンダ ５７ サポートフィンガ ５８ サポート爪 ６０ 補強フレーム組立体 ６２ 回転駆動装置

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面が矩形で径方向に長辺を有し、かつ
   短辺側が仮巻きドラムに接するように仮巻きされたコイ
   ルを、前記仮巻きドラムの下端側からコイル繰出し機構
   により順次繰り出し、 繰り出されたコイルを円筒の内側巻線部にコイル巻線機
   構を駆動させて、コイル断面が前記仮巻きドラムに仮巻
   きされた状態と略平行な状態で送り込み、 前記コイル巻線機構で送り込まれるコイルを円筒の内周
   面に押し付けるように、複数のローラで構成される横押
   えローラ手段で押圧力を作用させる一方、前記円筒の内側巻線部に コイル巻線の進行に伴って前記
   コイル巻線機構が上昇し、 このコイル巻線機構の自重を複数のローラで構成される
   押えローラ手段を介して前記円筒の内側巻線部に巻回さ
   れたコイルに作用させてコイルを軸方向に押付け、 円筒形内巻きコイルを形成することを特徴とする内巻き
   コイルの巻線方法。
2. 【請求項２】 前記円筒の内側巻線部に送り込まれるコ
   イルは、前記円筒の内径にほぼ等しい外径に仮巻きされ
   た前記仮巻きドラムから繰り出される請求項１記載の内
   巻きコイルの巻線方法。
3. 【請求項３】 前記仮巻きドラムは前記円筒の内側でか
   つ前記コイル巻線機構の上方近傍に設置され、前記コイ
   ル巻線機構の上昇に伴って前記仮巻きドラムを上昇させ
   る請求項２記載の内巻きコイルの巻線方法。
4. 【請求項４】 架台に設置され、 コイルを内巻きする巻線部を内側に形成した円筒と、 この円筒の巻線部にコイルを送り込む、回転かつ昇降自
   在なコイル巻線機構とを備え、 このコイル巻線機構は、コイルを挟持して円周方向に押
   し出す送り込みローラ列を上下対に備えた送り込みロー
   ラ手段と、送り込まれたコイルを円筒の内周面に押し付けるように
   押圧力を作用させる複数のローラで構成される横押えロ
   ーラ手段と、 前記円筒の巻線部に巻回されたコイルを軸方向に押え付
   ける複数のローラで構 成される押えローラ手段と、 この押えローラ手段を介して前記コイル巻線機構の自重
   を前記円筒の巻線部に巻回されたコイルに作用させると
   ともに、前記コイル巻線機構の上方かつ前記円筒の内側に設けら
   れコイルベンダによりコイルが仮巻きされた仮巻きドラ
   ムと、 この仮巻きドラムの下部に設けられたコイルを順次繰り
   出して前記コイル巻線機構にコイルを供給するコイル繰
   出し機構とから構成されること を特徴とする内巻きコイ
   ルの巻線装置。
5. 【請求項５】 前記コイル巻線機構は、環状フレームを
   備えた枠本体を支持ポストに回転かつ昇降自在に支持さ
   せる一方、前記環状フレームに送り込みローラ手段、押
   えローラ手段および横押えローラ手段を設けた請求項４
   記載の内巻きコイルの巻線装置。
6. 【請求項６】 前記仮巻きドラムに仮巻きされたコイル
   は、前記円筒の内径とほぼ等しい外径を有するととも
   に、前記コイル巻線機構の上昇に連係させて上昇させる
   ドラム昇降駆動装置を設けた請求項４記載の内巻きコイ
   ルの巻線装置。
7. 【請求項７】 前記仮巻きドラムおよび前記コイル巻線
   機構は共通の支持ポストに昇降自在に支持された請求項
   ６記載の内巻きコイルの巻線装置。