JP3665931B2 - 電磁石コイル巻線装置および電磁石装置 - Google Patents
電磁石コイル巻線装置および電磁石装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、大型導体を巻線する電磁石コイル巻線装置および電磁石装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁コイル巻線装置としては、例えば、図１０に記載されたものが知られている。図１０において、１は導体、２はこの導体１を巻き納めている導体供給装置における巻取りドラム、３は導体１を曲げ成型する曲げ成型装置、４は導体１を巻き取るための巻取り装置における巻芯、５は巻芯４の回転台である。
【０００３】
導体製造者から受け渡された導体１は巻取りドラム２上に巻かれており、この巻取りドラム２は固定された導体供給装置に取り付けられ、その位置が固定されている。導体１のうち、この巻取りドラム２上の部分に巻かれた状態の導体１ａ（なお、以下の記述においては、巻取りドラム２上に巻かれている状態の導体１を、単に導体１ａという）は、巻取りドラム２が回転方向Ｒｏへ回転し、この回転に伴い導体１ａが巻きほぐされて、中間状態１ｂ（なお、以下の記述においては、巻取りドラム２と曲げ成形装置３との間の導体１を、単に導体１ｂという）を経て曲げ成形装置３へと送られる。曲げ成形装置３は、３対のロールからなり、導体１ｂを巻取りドラム２上の導体１ａの曲げ向きと同じ向きの所定の曲げ半径に曲げ成形する。曲げ成形装置３の位置は回転台５や巻芯４と干渉しない位置に、すなわち、最も大きい巻線曲げ半径の位置に固定されている。この曲げ成形装置３により所定の曲げ半径に曲げ成型された導体１ｃ（なお、以下の記述においては、曲げ成形装置３により曲げ成形された後の導体１を、単に導体１ｃという）は、回転方向Ｒに回転する回転台５上の巻芯４に巻き取られて、連続巻線成型される。
【０００４】
上記構成の電磁石装置における巻線コイル装置は、大型コイルであり、この大型コイルに使用される導体１は太く、例えば５０ｍｍ程度の断面寸法となることもある。この場合導体１は、一般には一体の電気銅線や、細い銅線の撚線が用いられている。また、超電導コイルの場合は、金属管いわゆるコンジットに収納された超電導線の撚線が用いられている。このように導体１が太い場合、導体１または導体１を収納するコンジットに内部応力が残留している。
【０００５】
したがって、外部拘束力が作用しない状態での曲げ半径が必要な形状に沿った曲げ半径でない場合には、導体１ｃを巻芯に固定する押さえ治具が取り外されたときに、巻取り外形寸法が崩れてしまうことになる。また、完成したコイル巻線が大きくなって、その寸法精度が悪くなるばかりか、巻線ターン間の空隙が大きくなり、巻回後に導体絶縁を施す場合等の取扱いにおいて各導体１ｃに大きな力が作用し、導体１ｃが折損するなどの問題が生じ易くなる。
このようなことから、曲げ成形装置３による導体１の曲げ成形寸法は、導体１が巻芯４に巻き付けられる状態時の寸法に合うようにするのが望ましい。したがって、図１０に示したような巻線コイルの場合は、巻線コイルの形状が非円形であって、複数の曲率半径を繋いだ形状となっているので、導体１巻取り中に、曲げ成形装置３による曲げ成形半径を変化させる必要がある。そして、この曲げ成型半径の変更は、従来、曲げ成形装置３を構成する３対のロールの相対位置を変えることにより行われていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のコイル巻線装置は、次のような技術的要因により、曲げ成型装置３により曲げ成型した後において、導体１ｃの外部拘束力が作用しない状態での形状を、巻取り装置に巻き取られるときの形状に一致させることができず、巻取り終了後の完成電磁コイルの寸法精度が低く、導体１ｃ間に空隙が生じて導体１ｃの変形、折損などの不都合が生ずるという問題があった。この技術的要因を以下に述べる。
【０００７】
導体１ａは、巻取りドラム２に巻かれている状態において、導体１ａの所在位置毎に内部曲げ応力が異なる。このため、曲げ成形装置３から出た後の導体１ｃの曲げ半径は、曲げ成形装置３における３対のロールの相対位置を同一設定としても、巻取りドラム２に巻かれているときの位置により変化する。したがって、曲げ成形装置３による導体１の曲げ半径は、基本的には、巻芯４に巻き取られたときの位置形状に合わせて曲げるだけでなく（例えば、図１１に示すように、巻芯４における部分２１、２２、２３の形状に合わない曲げ半径では、導体１ｃを巻芯４に巻き付けるときに、導体１ｃが浮き上がることになり、不都合である）、巻取りドラム２に巻かれている状態における巻取り前の導体１ａの内部応力を重畳した評価に基づき決定する必要があり、この評価に基づき、曲げ成形装置３のロール間の相対位置を設定する必要がある。しかし、この重畳評価は大変複雑であり、導体１が大型の場合には、巻取りドラム２に巻かれている状態における巻取り前の導体１ａの内部応力が無視できないほど大きくなることがあった。
【０００８】
また、導体１が特に大型の場合には、断面寸法の変動や偏肉が大きくなり、これがコイル曲げ特性の変動を来す虞がある。すなわち、曲げ成形装置３のロール間の相対位置設定が同じでも、導体１側の要因で曲げ半径が異なることがあった。
【０００９】
また、曲げ成形装置３によって曲げられた導体１ｃは、従来のように曲げ成形装置３と巻芯４との間の相対位置が固定され、しかもその間隔が大きい場合には、曲げ成形装置３および巻芯４から曲げ荷重を受けて、実際に巻芯４に巻きとられる前に、曲げ成形装置３のロールによって曲げ成形された曲げ寸法が変化してしまうという虞があった。
【００１０】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、曲げ成型装置により曲げ成型した後において、導体の外部拘束力が作用しない状態での形状を、巻取り装置に巻き取られるときの形状に一致させることができるように、導体を高精度で曲げ成形して、高寸法精度の電磁コイルを製造できるようにした電磁石コイル巻線装置を提供することを目的とする。また、この電磁石コイル巻線装置により製造した電磁石コイルを備えた電磁石装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による電磁石コイル巻線装置は、巻線装置への供給用に巻取りドラムに巻かれた導体を巻きほぐして巻き上げ側に供給する導体供給装置と、この導体供給装置から供給された導体を曲げ成型するとともに、この導体の曲げ成型時の曲げ半径を制御することのできる駆動可動部を備えた曲げ成形装置と、この曲げ成形装置により曲げ成型された導体を巻芯に巻き上げる巻取り装置と、この曲げ成形装置から送り出された直後の位置で曲げ成形された導体の局所的曲げ半径を測定する曲げ半径測定装置と、この曲げ半径測定装置から送り出された曲げ半径をフィードバックして、前記曲げ成形装置の曲げ半径の設定値を演算処理し、この演算処理結果に基づき前記曲げ成形装置の前記駆動可動部を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明による電磁石コイル巻線装置は、巻線装置への供給用に巻取りドラムに巻かれた導体を巻きほぐして巻き上げ側に供給する導体供給装置と、この導体供給装置から供給された導体を複数対の相対位置可変なロールにより曲げ成形する曲げ成形装置と、この曲げ成形装置により曲げられた導体を巻芯に巻き上げる巻取り装置と、前記曲げ成形装置を前記巻芯の回転中心に対し直角方向に移動する直線移動装置と、前記曲げ成形装置を前記巻芯の回転中心と平行な軸を中心とする回転方向に揺動回転する揺動回転装置と、前記巻芯の回転角度位置、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置および前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置を検出するそれぞれの検出装置と、前記巻芯の回転角度位置に対応し、前記曲げ成形装置と前記巻取り装置との間を渡る導体の応力が弾性範囲内となるように、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置についての設定値をそれぞれ演算処理し、この演算結果に基づき直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置を設定値となるように制御する制御装置とを備えたものとしても良い。
【００１５】
また、本発明による電磁石コイル巻線装置は、巻線装置への供給用に巻取りドラムに巻かれた導体を巻きほぐして巻き上げ側に供給する導体供給装置と、この導体供給装置から供給された導体を複数対の相対位置可変なロールにより曲げ成形する曲げ成形装置と、前記導体供給装置の巻取りドラムおよび前記曲げ成形装置を、固定された巻芯の中心回りに公転させる公転装置と、前記曲げ成形装置を前記巻芯の中心に対し直角方向に移動する直線移動装置と、前記曲げ成形装置を前記巻芯の中心と平行な軸を中心とする回転方向に揺動回転する揺動回転装置と、前記公転装置の公転角度位置、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置および前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置を検出するそれぞれの検出装置と、前記公転装置の公転角度位置に対応し、前記曲げ成形装置と前記巻取り装置との間を渡る導体の応力が弾性範囲内となるように、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置についての設定値をそれぞれ演算処理し、この演算結果に基づき直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置を設定値となるように制御する制御装置とを備えたものとしても良い。
【００１６】
また、本発明による電磁石コイル巻線装置において、前記曲げ成形装置は、モータ駆動のロールから構成され、前記巻取り装置の巻芯は、その回転中心が鉛直方向となるように配置されるとともに、該回転中心の回りに自由に回転するように構成され、かつ、前記曲げ成形装置により導体の接線方向に駆動される該導体から伝達される接線力により回転されるように構成することもできる。
【００１７】
また、本発明による電磁石装置は、上記電磁石コイル巻線装置により製造された電磁石コイルを備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１． 以下、この発明をコイル巻線装置に具体化した実施の形態１を図１に基づいて説明する。なお、前述の従来のコイル巻線装置と同一または相当する部分には同一の符号を付す。
図１において、１は導体、２はこの導体１を巻き納めている導体供給装置における巻取りドラム、３は導体１を曲げ成型する曲げ成型装置、４は導体１を巻き取るための巻取り装置における巻芯、５は同巻取り装置における巻芯４の回転台であって、回転台５は回転方向Ｒの方向に回転している。
【００１９】
導体製造者から受け渡された導体１は、導体供給装置における巻きドラム２上に巻かれている。この導体１の巻取りドラム２上の部分１ａは、巻取りドラム２が回転方向Ｒｏへ回転し、この回転に伴い導体１ａが巻きほぐされて、中間状態１ｂを経て曲げ成形装置３へと送られる。曲げ成形装置３は、３対のロールからなり、導体１ｂを、巻取りドラム２上の導体１ａの曲げと反対の方向に曲げることにより、巻芯４に巻き取られる方向に曲げ、かつ、所定の曲げ半径に曲げ成形する。曲げ成形装置３の位置は、回転台５や巻芯４と干渉しない位置に、すなわち、導体１ｃが巻き取られる最大半径の位置に固定されている。この曲げ成形装置３により所定の曲げ半径に曲げ成型された導体１ｃは、巻取り装置における回転台５上の巻芯４に巻き取られて、連続巻線成型される。
【００２０】
使用される導体１は、例えば、数１０ｍｍ程度の断面寸法を持つ、一体の電気銅線や、銅線の撚線や、あるいは超電導コイルの場合はコンジットに収納された超電導線の撚線である。また、曲げ成形装置３は、巻取り装置の巻芯４が図１に示した非円形で複数の曲率半径を繋いだ形状となっているので、巻取り装置が導体１を巻回する間に、３対のロール間の相対位置を変えることにより導体１の曲げ半径を変化させている。
【００２１】
実施の形態１によれば、上記のように構成されているので、導体１は、導体製造者から受け取った状態で、巻取りドラム２に巻かれる製造過程において与えられた内部応力を有することになるが、本実施の形態１のように曲げ成形装置３により逆に曲げられることにより、この応力および歪履歴が一度消去されることになる。したがって、曲げ成形装置を出た後の導体１ｃの内部応力状態は、曲げ成形装置３で与えられる曲げ応力により略決定されることになり、巻取りドラム２に巻かれている状態での内部応力状態には略影響されないようになる。この結果、曲げ成形装置３における３対のロールの位置設定を同一とすれば、同一の曲げ半径に加工されることになり、曲げ成型装置３により曲げ成型した後において、導体１ｃの外部拘束力が作用しない状態での形状を、巻取り装置に巻き取られるときの形状に一致させる曲げ成形加工が容易になる。
【００２２】
実施の形態２．
次に、この発明をコイル巻線装置に具体化した実施の形態２を図２に基づいて説明する。なお、前述の実施の形態１と同一または相当する部分には同一の符号を付す。
【００２３】
上記実施の形態１では、導体１ａを一つの曲げ成形装置３で、巻取りドラム上の導体１ａの曲げられた向きと逆向きに曲げ成形し、さらに、巻芯４に巻き取られるときの位置に合わせた曲げ半径を付与するための曲げ成形を行ってきたことになる。これに対し、この実施の形態２における曲げ成型装置は、巻取りドラム２上の導体１ａの曲げの向きと逆向きに導体１ｂを曲げ成形する曲げ成形装置（以下第１の曲げ成形装置という）３ａと、巻芯４に巻き取られるときの位置に合わせた曲げ半径を導体１ｄ（図２参照）に付与するための曲げ成形する曲げ成形装置（以下第２の曲げ成形装置という）３ｂとに分けたものである。すなわち、図２に示すように、巻取りドラム２と第２の曲げ成形装置３ｂとの間に、第１の曲げ成形装置３ａを設けたものである。
【００２４】
この実施の形態２によれば、巻取りドラム２から巻きほぐされた導体１ｂは、第１の曲げ成形装置３ａにより導体１ａを逆曲げすることにより、導体１ａ内部の応力、歪履歴が消去される。その後、第２の曲げ成形装置３ｂにより、導体１ｄが巻芯４に巻き取られる位置の曲げ半径に一致するように導体１ｄを曲げ成形することになる。この結果、この第２の曲げ成形装置３ｂでの加工は、導体１ａが巻取りドラム２に巻かれているときの内部応力に略影響されずに済むため、容易に行うことができる。
【００２５】
また、この実施の形態２によれば、巻取りドラム２と第１の曲げ成形装置３ａとの間の導体１ａに曲げ応力が作用しても、この曲げ応力をも第１の曲げ成形装置３ａにより消去することができるので、巻取り装置の巻芯４、第２の曲げ成形装置３ｂ、第１の曲げ成形装置３ａおよび導体供給装置の巻取りドラム２との相対位置関係の許容選択範囲が広くなり、電磁石コイル巻線装置をコンパクトに設計することができる。
【００２６】
実施の形態３．
次に、実施の形態３を図３および図４に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同一または相当する部分には同一の符号を付す。
この実施の形態３は、実施の形態１における曲げ成形装置３の出口側で曲げ成形された導体１ｃの局所的曲げ半径を測定し、この局所的曲げ半径の測定結果を曲げ成形装置３における３対のロールの位置設定にフィードバックするように構成したものである。
【００２７】
図３は巻取り装置の巻芯４および曲げ成形装置３の部分を示し、導体供給装置側を省略しているが、この導体供給装置側は実施の形態１と同一である。
この図３に示すように、曲げ成形装置３は、複数対の相対位置可変なロールにより導体１ｂを曲げ成型するものである。具体的には、曲げ成形装置３は、３対のロールからなり、その入口および出口側の２対のロールは固定ロール３１、３３として構成され、また、中央の１対のロールが、巻芯４の回転中心に対し可動ロール駆動装置３４により直角方向に移動可能とされた可動ロール３２として構成されている。そして、可動ロール駆動装置３４によりこの可動ロール３２を所定位置に設定することにより導体１ｂを所定の曲げ半径に加工できるようにしている。
また、この曲げ成形装置３の平面的な位置（図３における図面上の位置）は、巻芯４に巻き上げられる導体１と同じで、高さ方向にずらせた位置（図３においては紙面に垂直な手前側の位置）となっている。このように曲げ成形装置３を配置することにより、曲げ成形装置３を出た導体１ｃが巻芯４に至るまでに意図しない曲げを受けることを防いでいる。
【００２８】
曲げ半径測定装置４０は、２個の固定探触子４１の先端位置および可動探触子４２の先端位置から、曲げ成形装置３を出た導体１ｃの局所的曲げ半径を測定するものである。可動探触子４２には可動部のストロークを検出する検出機構４４が備わっている。この検出機構４４は可動部のストロークを電気信号出力する。そして、後述する曲げ半径修正演算装置４８から出力される信号により、曲げ成形装置３の可動ロール駆動装置３４が制御され、指示されたロール位置に修正される。
【００２９】
図４は、実施の形態３における制御装置の概略構成ブロック図で、この図において、５１は曲げ成形装置３の可動ロール３２の設定位置修正信号を演算する曲げ半径修正演算装置４８を示す。この図に示すように、曲げ半径測定装置４０の出力信号と目標曲げ半径信号とが曲げ半径修正演算装置４８に入力され、この曲げ半径修正演算装置４８において、曲げ成形装置３における可動ロール３２の設定位置の修正信号が演算される。曲げ成形装置３と巻芯４との間の導体に弾性限界以上の荷重が作用しないように、曲げ成形装置３における可動ロール３２の移動位置を演算し、この演算結果に基づく信号が曲げ成形装置３における可動ロール駆動装置３４に入力されて、可動ロール３２の位置が制御されている。なお、この実施の形態３においては、この可動ロール駆動装置３４が曲げ成形装置における駆動可動部を形成している。
【００３０】
したがって、本実施の形態では、曲げ成形装置３を出た後の導体１ｃの局所的曲げ半径が測定され、この測定値が曲げ成形装置３における可動ロール駆動装置３４にフィードバックされて可動ロール３２の可動位置が制御されるので、曲げ成形装置３に入る前における導体１ａの内部応力、歪履歴による影響が排除される。また、導体１の断面寸法の変動や偏肉があり、これにより曲げ成形装置３を出た後の導体１ｃの曲げ半径が設定値からずれた場合は、この情報が直ちに曲げ成形装置３を出た後の導体１ｃの局所的曲げ半径が測定され、可動ロール駆動装置３４にフィードバックされて可動ロール３２の可動位置が制御される。したがって、本実施の形態３は、曲げ成形装置３により、導体１ｃの所要の形状（巻取り装置に巻き取られるときの形状）を自由形状（外部拘束力が作用しない状態での形状）とするように、実施の形態１に比し、より正確に成形することができる。
【００３１】
実施の形態４．
次に、実施の形態４を図５および図６に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同一または相当する部分には同一の符号を付す。
この実施の形態４は、実施の形態１における曲げ成形装置３の位置を可動にしたものである。
【００３２】
図５に示すように、曲げ成形装置３は、実施の形態３の場合と同様に、複数対の相対位置可変なロールにより導体１ｂを曲げ成型するものであって、具体的には、固定ロール３１、３３、可動ロール３２および可動ロール駆動装置３４から構成されている。そして、この曲げ成形装置３を構成する３対のロール３１、３２、３３全体が共通架台３０に支持されている。また、この共通架台３０は、巻芯４の回転中心５０（回転台５の回転中心と同じ）と平行な軸５１を中心とする揺動回転方向Ｔに共通架台３０を揺動回転する揺動回転装置６６（図６参照）と、巻取り装置における巻芯４の回転中心５０に対し半径方向Ｓに直線移動可能とする直線移動装置６５（図６参照）とを具備している。さらに、この電磁石コイル巻線装置は、半径方向Ｓへの曲げ成形装置３の直線移動位置Ｓ１（図示せず）を検出する直線移動位置検出装置６２（図６参照）と、揺動回転方向Ｔへの曲げ成形装置３の揺動回転角度位置Ｔ１（図示せず）を検出する揺動回転角度位置検出装置６３（図６参照）と、巻芯４の回転方向Ｒへの回転角度位置Ｒ１（図示せず）を検出する回転角度位置検出装置６１（図６参照）とを有する。
【００３３】
図６は、曲げ成形装置３の設定位置および曲げ成形装置３における可動ロール３２の設定位置を修正する位置修正制御装置の概略構成を示すブロック図である。この図６に示すように、この位置修正制御装置では、巻芯４の回転角度位置Ｒ１の検出に対応して、回転角度位置検出装置６１の出力信号Ｒ１ａが曲げ成形装置の位置修正演算装置６０に出力される。このとき、この曲げ成形装置の位置修正演算装置６０では、曲げ成形装置３の半径方向Ｓの直線移動位置Ｓ１を検出する直線移動位置検出装置６２の出力信号Ｓｌａと、曲げ成形装置３の揺動回転角度位置Ｔ１を検出する揺動回転角度位置検出装置６３の出力信号Ｔ１ａとを受信して、曲げ成形装置３と巻芯４との間の導体１ｃに弾性限界以上の荷重が作用しないように、半径方向Ｓへの曲げ成形装置３の直線移動位置、揺動回転方向Ｔへの曲げ成形装置３の揺動回転角度位置および可動ロール３２の移動位置についての設定値を演算するとともに、この設定値に基づき半径方向Ｓへの曲げ成形装置３の直線移動位置信号Ｓｌｂ、揺動回転方向Ｔへの曲げ成形装置３の揺動回転角度位置信号Ｔ１ｂおよび曲げ成形装置３における可動ロール３２の移動位置信号３２ｂをさらに演算し、これら信号を可動ロール駆動装置３４、曲げ成形装置の直線移動装置６５および曲げ成形装置の揺動回転装置６６に対しそれぞれ出力する。これにより、半径方向Ｓへの曲げ成形装置３の直線移動位置、揺動回転方向Ｔへの曲げ成形装置３の揺動回転角度位置および可動ロール３２の移動位置がそれぞれの設定値となるように共通架台３０の位置およびが可動ロール３２の位置が修正される。
【００３４】
本実施の形態４では、曲げ成形装置３により曲げられた導体１ｃが曲げ成形装置３および巻芯４から過大な荷重を受けることがないように、曲げ成形装置３と巻芯４との間の相対位置が調整されるので、曲げ成形装置３のロール３１、３２、３３により曲げ成形された導体１ｃの曲げ半径が、曲げ成形装置３と巻芯４との間で変化することがない。したがって、本実施の形態４によれば、実施の形態１の効果に加え、導体１の曲げ成形がより正確に行われる。
【００３５】
実施の形態５．
次に、実施の形態５を図７および図８に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同一または相当する部分には同一の符号を付す。
この実施の形態５は、実施の形態１における巻取りドラム２および曲げ成型装置３を巻芯４の回りに公転させるようにしたものである。
【００３６】
図７において、巻芯４とこの巻芯４を取り付けた回転台５とは固定されている。巻取りドラム２は、巻芯４の回りに設置された公転移動用レール５６上の台車（図示せず）に積載され、公転移動用レール５６上の公転方向Ｕに公転する。この公転移動用レール５６は円形をなし、その中心を巻芯４の中心５０に一致させている。曲げ成形装置３は、前述の実施の形態４の場合と同様に、２対の固定ロール３１と１対の可動ロール３２を備えて構成されており、共通架台３０上に支持されている。また、この共通架台３０は、支持架台５４における巻芯４の中心側端部においてピン５１により支持され、ピン５１を中心とする揺動回転方向Ｗに揺動回転可能とされている。そして、この支持架台５４は公転移動用レール５６上の台車（図示せず）に載せられている。したがって、曲げ成形装置３は、支持架台５４とともに巻芯４の中心５０を中心とする公転方向Ｕに公転可能に構成されている。
一方、この支持架台５４は、この公転と同時に公転の中心（巻芯４の中心）５０に対する半径方向Ｖにも直線移動可能とされている。したがって、曲げ成形装置３は、支持架台５４とともに公転の中心（巻芯４の中心）５０に対する半径方向Ｖにも直線移動可能に構成されている。
【００３７】
上記のように構成された電磁石コイル巻線装置においては、巻取りドラム２および曲げ成形装置３の公転方向Ｕへの公転とともに、前記台車に積載された曲げ成形装置３が公転方向Ｕへ公転される。そして、公転方向Ｕへの公転角度位置Ｕ１（図示せず）、曲げ成型装置３（支持架台５４）の半径方向Ｖへの直線移動位置Ｖ１（図示せず）および曲げ成型装置３（共通架台３０）の回転方向Ｗへの回転角度位置Ｗ１（図示せず）が、それぞれの位置検出装置８１，８２，８３（図８参照）によりそれぞれ検出される。
【００３８】
図８は、曲げ成形装置３の設定位置および曲げ成形装置３における可動ロール３２の設定位置を修正する位置修正制御装置の概略構成を示すブロック図である。
この図８に示すように、この位置修正制御装置では、巻取りドラム２および曲げ成形装置３の公転角度位置Ｕ１の検出に対応して、公転角度位置検出装置８１の出力信号Ｕ１ａが曲げ成形装置の位置修正演算装置８０に出力される。このとき、この曲げ成形装置の位置修正演算装置８０では、半径方向Ｖへの曲げ成形装置３の直線移動位置Ｖ１を検出する直線移動位置検出装置８２の出力信号Ｖｌａと、曲げ成形装置３の揺動回転角度位置Ｗ１を検出する揺動回転角度位置検出装置８３の出力信号Ｗ１ａとを受信して、曲げ成形装置３と巻芯４との間の導体１ｃに弾性限界以上の荷重が作用しないように、半径方向Ｖへの曲げ成形装置３の直線移動位置、揺動回転方向Ｗへの曲げ成形装置３の揺動回転角度位置および可動ロール３２の移動位置についての設定値を演算するとともに、この設定値に基づき半径方向Ｖへの曲げ成形装置３の直線移動位置信号Ｖｌｂ、揺動回転方向Ｗへの曲げ成形装置３の揺動回転角度位置信号Ｗ１ｂおよび曲げ成形装置３における可動ロール３２の移動位置信号３２ｂをさらに演算し、これら信号を可動ロール駆動装置３４、曲げ成形装置の直線移動装置８５および曲げ成形装置の揺動回転装置８６に対しそれぞれ出力する。これにより、半径方向Ｖへの曲げ成形装置３の直線移動位置、揺動回転方向Ｗへの曲げ成形装置３の揺動回転角度位置および可動ロール３２の移動位置がそれぞれの設定値となるように、支持架台５４、共通架台３０の位置およびが可動ロール３２の位置が修正される。
なお、前記直線移動装置８５は、支持架台５４を半径方向Ｖへ直線移動することにより、曲げ成形装置３を半径方向Ｖへ直線移動するものであり、揺動回転装置８６は、共通架台３０を揺動回転方向Ｗへ揺動か移転することにより、曲げ成形装置３を揺動回転方向Ｗへ直線移動するものである。
【００３９】
上記のように、本実施の形態５では、実施の形態４と同様に、曲げ成形装置３により曲げられた導体１ｃが曲げ成形装置３および巻芯４から過大な荷重を受けることがないように、曲げ成形装置３と巻芯４との間の相対位置が調整されるので、曲げ成形装置３のロール３１、３２、３３により曲げ成形された導体１ｃの曲げ半径が、曲げ成形装置３と巻芯４との間で変化することがない。また、巻取りドラム２と曲げ成形装置３とが巻芯４の回りを公転するので、電磁コイル寸法が大きい場合には、巻芯４の回りのスペースを有効に活用して巻取りドラム２および曲げ成形装置３を配置することができ、実施の形態４の効果に加え、電磁コイル巻線装置をコンパクトにすることができる。
【００４０】
実施の形態６．
次に、実施の形態６を図９に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同一または相当する部分には同一の符号を付す。
この実施の形態６は、実施の形態１における回転台５を回転駆動しないで、外部から力を受けた場合に自由に回転できるようにしたものである。
【００４１】
図９において、巻芯４の回転台５は、この回転台５の回転中心（巻芯４の回転中心）５０の回りに駆動されずに自由に回転するフリーホイールとして構成されている。また、曲げ成形装置３は、実施の形態４の場合と同様に固定ロール３１、３３、可動ロール３２および可動ロール駆動装置３４を具備し、この３対のロール３１、３２、３３全体が共通架台３０に支持されている。また、この曲げ成形装置３においては、入口側の固定ロール３１と出口側の固定ロール３３とがモータ等により回転駆動されるように構成されている。
【００４２】
そして、導体１が曲げ成形装置３により曲げ成形されるが、このとき導体１ｂは、回転駆動される入口側の固定ロール３１と出口側の固定ロール３３により、曲げ成形装置３に引き込まれ、さらに、曲げ成形された後曲げ成形装置３から押し出される。つまり、導体１が曲げ成形装置３により導体１の接線方向に駆動される。したがって、回転台５は押し出される導体ｌｃを介して伝達される接線力で回転される。このように回転台５をフリーホイールにすると、曲げ成形装置３の駆動速度と回転台５の回転速度との間の同期をとる必要がなく、同期をとって駆動した場合に発生する同期誤差による導体１への予定しない荷重印加や、この荷重印加による導体１の変形を避けることができる。したがって、導体１の成形精度を向上することができる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態６では、巻芯４の回転台５を回転駆動しないフリーホイールとしたので、曲げ成形装置３によって曲げ成形された導体１ｃの曲げ寸法が、曲げ成形装置３と巻芯４との間で変化することがなく、実施の形態１に比し、導体の１の曲げ成形がより正確にできる効果がある。
【００４４】
なお、この実施の形態６は、回転台５を駆動しないフリーホイールとすることを特徴とするが、導体１の巻取り以外の目的のために、巻芯４を回転駆動できるようにしてもよい。例えば、導体１を巻芯４に巻き取る前に、巻芯４の回転角度位置を調整しておく必要があるが、このとき巻芯４が大型の場合は、手動で巻芯４を回すことができないので、その目的のためにのみモータ等で回転駆動させ、巻取り中は前述のごとく導体１を介して伝達される力により自由に回転できるように構成しても良い。
【００４５】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
【００４７】
本発明の電磁石コイル巻線装置によれば、巻線装置への供給用に巻取りドラムに巻かれた導体を巻きほぐして巻き上げ側に供給する導体供給装置と、この導体供給装置から供給された導体を曲げ成型するとともに、この導体の曲げ成型時の曲げ半径を制御することのできる駆動可動部を備えた曲げ成形装置と、前記曲げ成形装置により曲げ成型された導体を巻芯に巻き上げる巻取り装置と、この曲げ成形装置から送り出された直後の位置で曲げ成形された導体の局所的曲げ半径を測定する曲げ半径測定装置と、この曲げ半径測定装置から送り出された曲げ半径をフィードバックして、前記曲げ成形装置の曲げ半径の設定値を演算処理し、この演算処理結果に基づき前記曲げ成形装置の前記駆動可動部を制御する制御装置とを備えているので、曲げ成形装置に入る前における導体の内部応力、歪履歴による影響や、導体の断面寸法の変動や偏肉による影響が排除される。したがって、外部拘束力が作用しない状態での導体の自由形状をより正確に所定のものに曲げ加工することができる。
【００４８】
また、本発明の電磁石コイル巻線装置によれば、巻線装置への供給用に巻取りドラムに巻かれた導体を巻きほぐして巻き上げ側に供給する導体供給装置と、この導体供給装置から供給された導体を複数対の相対位置可変なロールにより曲げ成形する曲げ成形装置と、この曲げ成形装置により曲げられた導体を巻芯に巻き上げる巻取り装置と、前記曲げ成形装置を前記巻芯の回転中心に対し直角方向に移動する直線移動装置と、前記曲げ成形装置を前記巻芯の回転中心と平行な軸を中心とする回転方向に揺動回転する揺動回転装置と、前記巻芯の回転角度位置、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置および前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置を検出するそれぞれの検出装置と、前記巻芯の回転角度位置に対応し、前記曲げ成形装置と前記巻取り装置との間を渡る導体の応力が弾性範囲内となるように、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置についての設定値をそれぞれ演算処理し、この演算結果に基づき直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置を設定値となるように制御する制御装置とを備えているので、曲げ成形装置により曲げ成形された導体の曲げ半径が、曲げ成形装置と巻芯との間で変化することがない。
【００４９】
また、本発明の電磁石コイル巻線装置によれば、巻線装置への供給用に巻取りドラムに巻かれた導体を巻きほぐして巻き上げ側に供給する導体供給装置と、この導体供給装置から供給された導体を複数対の相対位置可変なロールにより曲げ成形する曲げ成形装置と、前記導体供給装置の巻取りドラムおよび前記曲げ成形装置を、固定された巻芯の中心回りに公転させる公転装置と、前記曲げ成形装置を前記巻芯の中心に対し直角方向に移動する直線移動装置と、前記曲げ成形装置を前記巻芯の中心と平行な軸を中心とする回転方向に揺動回転する揺動回転装置と、前記公転装置の公転角度位置、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置および前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置を検出するそれぞれの検出装置と、前記公転装置の公転角度位置に対応し、前記曲げ成形装置と前記巻取り装置との間を渡る導体の応力が弾性範囲内となるように、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置についての設定値をそれぞれ演算処理し、この演算結果に基づき直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置を設定値となるように制御する制御装置とを備えているので、曲げ成型装置により曲げ成型された導体の曲げ半径が、曲げ成型装置と巻芯との間で変化することがなく、また、電磁コイル寸法が大きい場合には、巻芯の周りのスペースが有効に活用され、電磁コイル巻線装置をコンパクトにすることができる。
【００５０】
また、本発明による電磁石コイル巻線装置によれば、前記曲げ成形装置は、モータ駆動のロールから構成され、前記巻取り装置の巻芯は、その回転中心が鉛直方向となるように配置されるとともに、該回転中心の回りに自由に回転するように構成され、かつ、前記曲げ成形装置により導体の接線方向に駆動される該導体から伝達される接線力により回転されるように構成されているので、曲げ成形装置の駆動速度と回転台の回転速度との同期誤差による導体への予定しない荷重印加がなく、このような荷重印加による導体の変形を避けることができる。
【００５１】
また、本発明による電磁石装置によれば、上記電磁石コイル巻線装置により製造された電磁石コイルを備えているので、電磁コイルの寸法精度が高くなり、コンパクトで、かつ、機械強度が高く、信頼性に優れた電磁石を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る電磁石コイル巻線装置を示す平面図である。
【図２】 この発明の実施の形態２に係る電磁石コイル巻線装置を示す平面図である。
【図３】 この発明の実施の形態３に係る電磁石コイル巻線装置を示す平面図であって、巻取り装置および曲げ成形装置周りのみを示す。
【図４】 この発明の実施の形態３に係る制御装置の概略構成ブロック図である。
【図５】 この発明の実施の形態４に係る電磁石コイル巻線装置を示す平面図である。
【図６】 この発明の実施の形態４に係る曲げ成形装置の位置修正制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】 この発明の実施の形態５に係る電磁石コイル巻線装置を示す平面図である。
【図８】 この発明の実施の形態５に係る曲げ成形装置の位置修正制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図９】 この発明の実施の形態６に係る電磁石コイル巻線装置を示す平面図であって、巻取り装置および曲げ成形装置周りのみを示す。
【図１０】 従来の電磁石コイル巻線装置を示す平面図である。
【図１１】 従来の電磁石コイル巻線装置における導体と巻芯との当たり方の説明図である。
【符号の説明】
１ 導体、１ａ 巻取りドラム上に巻かれている状態の導体、１ｂ 巻取りドラムと曲げ成形装置との間の導体、１ｃ 曲げ成形装置により曲げ成形された後の導体、 ２ 巻取りドラム、３、３ａ、３ｂ 曲げ成形装置、３０ 共通架台、３１，３３ 固定ロール、３２ 可動ロール、３４ 可動ロール駆動装置、４巻芯、５ 回転台、４０ 曲げ半径測定装置、４１ 固定探触子、４２ 可動探触子、５０ 巻芯の回転中心、５４ 支持架台、５６ 公転移動用レール、６０ 位置修正演算装置、６１ 回転角度位置検出装置、６２ 直線移動位置検出装置、６３ 揺動回転角度位置検出装置、６５ 直線移動装置、６６ 揺動回転装置、８０ 位置修正演算装置、８１ 公転角度位置検出装置、８２ 直線移動位置検出装置、８３ 揺動回転角度位置検出装置、８５ 直線移動装置、８６ 揺動回転装置、Ｒ 巻芯の回転方向、Ｓ 曲げ成形装置の半径方向、Ｔ 曲げ成形装置の揺動回転方向、Ｕ 巻取りドラムおよび曲げ成形装置の公転方向、Ｖ 公転の中心に対する半径方向、Ｗ ピンを中心とする曲げ成型装置（共通架台）の揺動回転方向。
【発明の属する技術分野】
この発明は、大型導体を巻線する電磁石コイル巻線装置および電磁石装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁コイル巻線装置としては、例えば、図１０に記載されたものが知られている。図１０において、１は導体、２はこの導体１を巻き納めている導体供給装置における巻取りドラム、３は導体１を曲げ成型する曲げ成型装置、４は導体１を巻き取るための巻取り装置における巻芯、５は巻芯４の回転台である。
【０００３】
導体製造者から受け渡された導体１は巻取りドラム２上に巻かれており、この巻取りドラム２は固定された導体供給装置に取り付けられ、その位置が固定されている。導体１のうち、この巻取りドラム２上の部分に巻かれた状態の導体１ａ（なお、以下の記述においては、巻取りドラム２上に巻かれている状態の導体１を、単に導体１ａという）は、巻取りドラム２が回転方向Ｒｏへ回転し、この回転に伴い導体１ａが巻きほぐされて、中間状態１ｂ（なお、以下の記述においては、巻取りドラム２と曲げ成形装置３との間の導体１を、単に導体１ｂという）を経て曲げ成形装置３へと送られる。曲げ成形装置３は、３対のロールからなり、導体１ｂを巻取りドラム２上の導体１ａの曲げ向きと同じ向きの所定の曲げ半径に曲げ成形する。曲げ成形装置３の位置は回転台５や巻芯４と干渉しない位置に、すなわち、最も大きい巻線曲げ半径の位置に固定されている。この曲げ成形装置３により所定の曲げ半径に曲げ成型された導体１ｃ（なお、以下の記述においては、曲げ成形装置３により曲げ成形された後の導体１を、単に導体１ｃという）は、回転方向Ｒに回転する回転台５上の巻芯４に巻き取られて、連続巻線成型される。
【０００４】
上記構成の電磁石装置における巻線コイル装置は、大型コイルであり、この大型コイルに使用される導体１は太く、例えば５０ｍｍ程度の断面寸法となることもある。この場合導体１は、一般には一体の電気銅線や、細い銅線の撚線が用いられている。また、超電導コイルの場合は、金属管いわゆるコンジットに収納された超電導線の撚線が用いられている。このように導体１が太い場合、導体１または導体１を収納するコンジットに内部応力が残留している。
【０００５】
したがって、外部拘束力が作用しない状態での曲げ半径が必要な形状に沿った曲げ半径でない場合には、導体１ｃを巻芯に固定する押さえ治具が取り外されたときに、巻取り外形寸法が崩れてしまうことになる。また、完成したコイル巻線が大きくなって、その寸法精度が悪くなるばかりか、巻線ターン間の空隙が大きくなり、巻回後に導体絶縁を施す場合等の取扱いにおいて各導体１ｃに大きな力が作用し、導体１ｃが折損するなどの問題が生じ易くなる。
このようなことから、曲げ成形装置３による導体１の曲げ成形寸法は、導体１が巻芯４に巻き付けられる状態時の寸法に合うようにするのが望ましい。したがって、図１０に示したような巻線コイルの場合は、巻線コイルの形状が非円形であって、複数の曲率半径を繋いだ形状となっているので、導体１巻取り中に、曲げ成形装置３による曲げ成形半径を変化させる必要がある。そして、この曲げ成型半径の変更は、従来、曲げ成形装置３を構成する３対のロールの相対位置を変えることにより行われていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のコイル巻線装置は、次のような技術的要因により、曲げ成型装置３により曲げ成型した後において、導体１ｃの外部拘束力が作用しない状態での形状を、巻取り装置に巻き取られるときの形状に一致させることができず、巻取り終了後の完成電磁コイルの寸法精度が低く、導体１ｃ間に空隙が生じて導体１ｃの変形、折損などの不都合が生ずるという問題があった。この技術的要因を以下に述べる。
【０００７】
導体１ａは、巻取りドラム２に巻かれている状態において、導体１ａの所在位置毎に内部曲げ応力が異なる。このため、曲げ成形装置３から出た後の導体１ｃの曲げ半径は、曲げ成形装置３における３対のロールの相対位置を同一設定としても、巻取りドラム２に巻かれているときの位置により変化する。したがって、曲げ成形装置３による導体１の曲げ半径は、基本的には、巻芯４に巻き取られたときの位置形状に合わせて曲げるだけでなく（例えば、図１１に示すように、巻芯４における部分２１、２２、２３の形状に合わない曲げ半径では、導体１ｃを巻芯４に巻き付けるときに、導体１ｃが浮き上がることになり、不都合である）、巻取りドラム２に巻かれている状態における巻取り前の導体１ａの内部応力を重畳した評価に基づき決定する必要があり、この評価に基づき、曲げ成形装置３のロール間の相対位置を設定する必要がある。しかし、この重畳評価は大変複雑であり、導体１が大型の場合には、巻取りドラム２に巻かれている状態における巻取り前の導体１ａの内部応力が無視できないほど大きくなることがあった。
【０００８】
また、導体１が特に大型の場合には、断面寸法の変動や偏肉が大きくなり、これがコイル曲げ特性の変動を来す虞がある。すなわち、曲げ成形装置３のロール間の相対位置設定が同じでも、導体１側の要因で曲げ半径が異なることがあった。
【０００９】
また、曲げ成形装置３によって曲げられた導体１ｃは、従来のように曲げ成形装置３と巻芯４との間の相対位置が固定され、しかもその間隔が大きい場合には、曲げ成形装置３および巻芯４から曲げ荷重を受けて、実際に巻芯４に巻きとられる前に、曲げ成形装置３のロールによって曲げ成形された曲げ寸法が変化してしまうという虞があった。
【００１０】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、曲げ成型装置により曲げ成型した後において、導体の外部拘束力が作用しない状態での形状を、巻取り装置に巻き取られるときの形状に一致させることができるように、導体を高精度で曲げ成形して、高寸法精度の電磁コイルを製造できるようにした電磁石コイル巻線装置を提供することを目的とする。また、この電磁石コイル巻線装置により製造した電磁石コイルを備えた電磁石装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による電磁石コイル巻線装置は、巻線装置への供給用に巻取りドラムに巻かれた導体を巻きほぐして巻き上げ側に供給する導体供給装置と、この導体供給装置から供給された導体を曲げ成型するとともに、この導体の曲げ成型時の曲げ半径を制御することのできる駆動可動部を備えた曲げ成形装置と、この曲げ成形装置により曲げ成型された導体を巻芯に巻き上げる巻取り装置と、この曲げ成形装置から送り出された直後の位置で曲げ成形された導体の局所的曲げ半径を測定する曲げ半径測定装置と、この曲げ半径測定装置から送り出された曲げ半径をフィードバックして、前記曲げ成形装置の曲げ半径の設定値を演算処理し、この演算処理結果に基づき前記曲げ成形装置の前記駆動可動部を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明による電磁石コイル巻線装置は、巻線装置への供給用に巻取りドラムに巻かれた導体を巻きほぐして巻き上げ側に供給する導体供給装置と、この導体供給装置から供給された導体を複数対の相対位置可変なロールにより曲げ成形する曲げ成形装置と、この曲げ成形装置により曲げられた導体を巻芯に巻き上げる巻取り装置と、前記曲げ成形装置を前記巻芯の回転中心に対し直角方向に移動する直線移動装置と、前記曲げ成形装置を前記巻芯の回転中心と平行な軸を中心とする回転方向に揺動回転する揺動回転装置と、前記巻芯の回転角度位置、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置および前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置を検出するそれぞれの検出装置と、前記巻芯の回転角度位置に対応し、前記曲げ成形装置と前記巻取り装置との間を渡る導体の応力が弾性範囲内となるように、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置についての設定値をそれぞれ演算処理し、この演算結果に基づき直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置を設定値となるように制御する制御装置とを備えたものとしても良い。
【００１５】
また、本発明による電磁石コイル巻線装置は、巻線装置への供給用に巻取りドラムに巻かれた導体を巻きほぐして巻き上げ側に供給する導体供給装置と、この導体供給装置から供給された導体を複数対の相対位置可変なロールにより曲げ成形する曲げ成形装置と、前記導体供給装置の巻取りドラムおよび前記曲げ成形装置を、固定された巻芯の中心回りに公転させる公転装置と、前記曲げ成形装置を前記巻芯の中心に対し直角方向に移動する直線移動装置と、前記曲げ成形装置を前記巻芯の中心と平行な軸を中心とする回転方向に揺動回転する揺動回転装置と、前記公転装置の公転角度位置、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置および前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置を検出するそれぞれの検出装置と、前記公転装置の公転角度位置に対応し、前記曲げ成形装置と前記巻取り装置との間を渡る導体の応力が弾性範囲内となるように、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置についての設定値をそれぞれ演算処理し、この演算結果に基づき直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置を設定値となるように制御する制御装置とを備えたものとしても良い。
【００１６】
また、本発明による電磁石コイル巻線装置において、前記曲げ成形装置は、モータ駆動のロールから構成され、前記巻取り装置の巻芯は、その回転中心が鉛直方向となるように配置されるとともに、該回転中心の回りに自由に回転するように構成され、かつ、前記曲げ成形装置により導体の接線方向に駆動される該導体から伝達される接線力により回転されるように構成することもできる。
【００１７】
また、本発明による電磁石装置は、上記電磁石コイル巻線装置により製造された電磁石コイルを備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１． 以下、この発明をコイル巻線装置に具体化した実施の形態１を図１に基づいて説明する。なお、前述の従来のコイル巻線装置と同一または相当する部分には同一の符号を付す。
図１において、１は導体、２はこの導体１を巻き納めている導体供給装置における巻取りドラム、３は導体１を曲げ成型する曲げ成型装置、４は導体１を巻き取るための巻取り装置における巻芯、５は同巻取り装置における巻芯４の回転台であって、回転台５は回転方向Ｒの方向に回転している。
【００１９】
導体製造者から受け渡された導体１は、導体供給装置における巻きドラム２上に巻かれている。この導体１の巻取りドラム２上の部分１ａは、巻取りドラム２が回転方向Ｒｏへ回転し、この回転に伴い導体１ａが巻きほぐされて、中間状態１ｂを経て曲げ成形装置３へと送られる。曲げ成形装置３は、３対のロールからなり、導体１ｂを、巻取りドラム２上の導体１ａの曲げと反対の方向に曲げることにより、巻芯４に巻き取られる方向に曲げ、かつ、所定の曲げ半径に曲げ成形する。曲げ成形装置３の位置は、回転台５や巻芯４と干渉しない位置に、すなわち、導体１ｃが巻き取られる最大半径の位置に固定されている。この曲げ成形装置３により所定の曲げ半径に曲げ成型された導体１ｃは、巻取り装置における回転台５上の巻芯４に巻き取られて、連続巻線成型される。
【００２０】
使用される導体１は、例えば、数１０ｍｍ程度の断面寸法を持つ、一体の電気銅線や、銅線の撚線や、あるいは超電導コイルの場合はコンジットに収納された超電導線の撚線である。また、曲げ成形装置３は、巻取り装置の巻芯４が図１に示した非円形で複数の曲率半径を繋いだ形状となっているので、巻取り装置が導体１を巻回する間に、３対のロール間の相対位置を変えることにより導体１の曲げ半径を変化させている。
【００２１】
実施の形態１によれば、上記のように構成されているので、導体１は、導体製造者から受け取った状態で、巻取りドラム２に巻かれる製造過程において与えられた内部応力を有することになるが、本実施の形態１のように曲げ成形装置３により逆に曲げられることにより、この応力および歪履歴が一度消去されることになる。したがって、曲げ成形装置を出た後の導体１ｃの内部応力状態は、曲げ成形装置３で与えられる曲げ応力により略決定されることになり、巻取りドラム２に巻かれている状態での内部応力状態には略影響されないようになる。この結果、曲げ成形装置３における３対のロールの位置設定を同一とすれば、同一の曲げ半径に加工されることになり、曲げ成型装置３により曲げ成型した後において、導体１ｃの外部拘束力が作用しない状態での形状を、巻取り装置に巻き取られるときの形状に一致させる曲げ成形加工が容易になる。
【００２２】
実施の形態２．
次に、この発明をコイル巻線装置に具体化した実施の形態２を図２に基づいて説明する。なお、前述の実施の形態１と同一または相当する部分には同一の符号を付す。
【００２３】
上記実施の形態１では、導体１ａを一つの曲げ成形装置３で、巻取りドラム上の導体１ａの曲げられた向きと逆向きに曲げ成形し、さらに、巻芯４に巻き取られるときの位置に合わせた曲げ半径を付与するための曲げ成形を行ってきたことになる。これに対し、この実施の形態２における曲げ成型装置は、巻取りドラム２上の導体１ａの曲げの向きと逆向きに導体１ｂを曲げ成形する曲げ成形装置（以下第１の曲げ成形装置という）３ａと、巻芯４に巻き取られるときの位置に合わせた曲げ半径を導体１ｄ（図２参照）に付与するための曲げ成形する曲げ成形装置（以下第２の曲げ成形装置という）３ｂとに分けたものである。すなわち、図２に示すように、巻取りドラム２と第２の曲げ成形装置３ｂとの間に、第１の曲げ成形装置３ａを設けたものである。
【００２４】
この実施の形態２によれば、巻取りドラム２から巻きほぐされた導体１ｂは、第１の曲げ成形装置３ａにより導体１ａを逆曲げすることにより、導体１ａ内部の応力、歪履歴が消去される。その後、第２の曲げ成形装置３ｂにより、導体１ｄが巻芯４に巻き取られる位置の曲げ半径に一致するように導体１ｄを曲げ成形することになる。この結果、この第２の曲げ成形装置３ｂでの加工は、導体１ａが巻取りドラム２に巻かれているときの内部応力に略影響されずに済むため、容易に行うことができる。
【００２５】
また、この実施の形態２によれば、巻取りドラム２と第１の曲げ成形装置３ａとの間の導体１ａに曲げ応力が作用しても、この曲げ応力をも第１の曲げ成形装置３ａにより消去することができるので、巻取り装置の巻芯４、第２の曲げ成形装置３ｂ、第１の曲げ成形装置３ａおよび導体供給装置の巻取りドラム２との相対位置関係の許容選択範囲が広くなり、電磁石コイル巻線装置をコンパクトに設計することができる。
【００２６】
実施の形態３．
次に、実施の形態３を図３および図４に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同一または相当する部分には同一の符号を付す。
この実施の形態３は、実施の形態１における曲げ成形装置３の出口側で曲げ成形された導体１ｃの局所的曲げ半径を測定し、この局所的曲げ半径の測定結果を曲げ成形装置３における３対のロールの位置設定にフィードバックするように構成したものである。
【００２７】
図３は巻取り装置の巻芯４および曲げ成形装置３の部分を示し、導体供給装置側を省略しているが、この導体供給装置側は実施の形態１と同一である。
この図３に示すように、曲げ成形装置３は、複数対の相対位置可変なロールにより導体１ｂを曲げ成型するものである。具体的には、曲げ成形装置３は、３対のロールからなり、その入口および出口側の２対のロールは固定ロール３１、３３として構成され、また、中央の１対のロールが、巻芯４の回転中心に対し可動ロール駆動装置３４により直角方向に移動可能とされた可動ロール３２として構成されている。そして、可動ロール駆動装置３４によりこの可動ロール３２を所定位置に設定することにより導体１ｂを所定の曲げ半径に加工できるようにしている。
また、この曲げ成形装置３の平面的な位置（図３における図面上の位置）は、巻芯４に巻き上げられる導体１と同じで、高さ方向にずらせた位置（図３においては紙面に垂直な手前側の位置）となっている。このように曲げ成形装置３を配置することにより、曲げ成形装置３を出た導体１ｃが巻芯４に至るまでに意図しない曲げを受けることを防いでいる。
【００２８】
曲げ半径測定装置４０は、２個の固定探触子４１の先端位置および可動探触子４２の先端位置から、曲げ成形装置３を出た導体１ｃの局所的曲げ半径を測定するものである。可動探触子４２には可動部のストロークを検出する検出機構４４が備わっている。この検出機構４４は可動部のストロークを電気信号出力する。そして、後述する曲げ半径修正演算装置４８から出力される信号により、曲げ成形装置３の可動ロール駆動装置３４が制御され、指示されたロール位置に修正される。
【００２９】
図４は、実施の形態３における制御装置の概略構成ブロック図で、この図において、５１は曲げ成形装置３の可動ロール３２の設定位置修正信号を演算する曲げ半径修正演算装置４８を示す。この図に示すように、曲げ半径測定装置４０の出力信号と目標曲げ半径信号とが曲げ半径修正演算装置４８に入力され、この曲げ半径修正演算装置４８において、曲げ成形装置３における可動ロール３２の設定位置の修正信号が演算される。曲げ成形装置３と巻芯４との間の導体に弾性限界以上の荷重が作用しないように、曲げ成形装置３における可動ロール３２の移動位置を演算し、この演算結果に基づく信号が曲げ成形装置３における可動ロール駆動装置３４に入力されて、可動ロール３２の位置が制御されている。なお、この実施の形態３においては、この可動ロール駆動装置３４が曲げ成形装置における駆動可動部を形成している。
【００３０】
したがって、本実施の形態では、曲げ成形装置３を出た後の導体１ｃの局所的曲げ半径が測定され、この測定値が曲げ成形装置３における可動ロール駆動装置３４にフィードバックされて可動ロール３２の可動位置が制御されるので、曲げ成形装置３に入る前における導体１ａの内部応力、歪履歴による影響が排除される。また、導体１の断面寸法の変動や偏肉があり、これにより曲げ成形装置３を出た後の導体１ｃの曲げ半径が設定値からずれた場合は、この情報が直ちに曲げ成形装置３を出た後の導体１ｃの局所的曲げ半径が測定され、可動ロール駆動装置３４にフィードバックされて可動ロール３２の可動位置が制御される。したがって、本実施の形態３は、曲げ成形装置３により、導体１ｃの所要の形状（巻取り装置に巻き取られるときの形状）を自由形状（外部拘束力が作用しない状態での形状）とするように、実施の形態１に比し、より正確に成形することができる。
【００３１】
実施の形態４．
次に、実施の形態４を図５および図６に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同一または相当する部分には同一の符号を付す。
この実施の形態４は、実施の形態１における曲げ成形装置３の位置を可動にしたものである。
【００３２】
図５に示すように、曲げ成形装置３は、実施の形態３の場合と同様に、複数対の相対位置可変なロールにより導体１ｂを曲げ成型するものであって、具体的には、固定ロール３１、３３、可動ロール３２および可動ロール駆動装置３４から構成されている。そして、この曲げ成形装置３を構成する３対のロール３１、３２、３３全体が共通架台３０に支持されている。また、この共通架台３０は、巻芯４の回転中心５０（回転台５の回転中心と同じ）と平行な軸５１を中心とする揺動回転方向Ｔに共通架台３０を揺動回転する揺動回転装置６６（図６参照）と、巻取り装置における巻芯４の回転中心５０に対し半径方向Ｓに直線移動可能とする直線移動装置６５（図６参照）とを具備している。さらに、この電磁石コイル巻線装置は、半径方向Ｓへの曲げ成形装置３の直線移動位置Ｓ１（図示せず）を検出する直線移動位置検出装置６２（図６参照）と、揺動回転方向Ｔへの曲げ成形装置３の揺動回転角度位置Ｔ１（図示せず）を検出する揺動回転角度位置検出装置６３（図６参照）と、巻芯４の回転方向Ｒへの回転角度位置Ｒ１（図示せず）を検出する回転角度位置検出装置６１（図６参照）とを有する。
【００３３】
図６は、曲げ成形装置３の設定位置および曲げ成形装置３における可動ロール３２の設定位置を修正する位置修正制御装置の概略構成を示すブロック図である。この図６に示すように、この位置修正制御装置では、巻芯４の回転角度位置Ｒ１の検出に対応して、回転角度位置検出装置６１の出力信号Ｒ１ａが曲げ成形装置の位置修正演算装置６０に出力される。このとき、この曲げ成形装置の位置修正演算装置６０では、曲げ成形装置３の半径方向Ｓの直線移動位置Ｓ１を検出する直線移動位置検出装置６２の出力信号Ｓｌａと、曲げ成形装置３の揺動回転角度位置Ｔ１を検出する揺動回転角度位置検出装置６３の出力信号Ｔ１ａとを受信して、曲げ成形装置３と巻芯４との間の導体１ｃに弾性限界以上の荷重が作用しないように、半径方向Ｓへの曲げ成形装置３の直線移動位置、揺動回転方向Ｔへの曲げ成形装置３の揺動回転角度位置および可動ロール３２の移動位置についての設定値を演算するとともに、この設定値に基づき半径方向Ｓへの曲げ成形装置３の直線移動位置信号Ｓｌｂ、揺動回転方向Ｔへの曲げ成形装置３の揺動回転角度位置信号Ｔ１ｂおよび曲げ成形装置３における可動ロール３２の移動位置信号３２ｂをさらに演算し、これら信号を可動ロール駆動装置３４、曲げ成形装置の直線移動装置６５および曲げ成形装置の揺動回転装置６６に対しそれぞれ出力する。これにより、半径方向Ｓへの曲げ成形装置３の直線移動位置、揺動回転方向Ｔへの曲げ成形装置３の揺動回転角度位置および可動ロール３２の移動位置がそれぞれの設定値となるように共通架台３０の位置およびが可動ロール３２の位置が修正される。
【００３４】
本実施の形態４では、曲げ成形装置３により曲げられた導体１ｃが曲げ成形装置３および巻芯４から過大な荷重を受けることがないように、曲げ成形装置３と巻芯４との間の相対位置が調整されるので、曲げ成形装置３のロール３１、３２、３３により曲げ成形された導体１ｃの曲げ半径が、曲げ成形装置３と巻芯４との間で変化することがない。したがって、本実施の形態４によれば、実施の形態１の効果に加え、導体１の曲げ成形がより正確に行われる。
【００３５】
実施の形態５．
次に、実施の形態５を図７および図８に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同一または相当する部分には同一の符号を付す。
この実施の形態５は、実施の形態１における巻取りドラム２および曲げ成型装置３を巻芯４の回りに公転させるようにしたものである。
【００３６】
図７において、巻芯４とこの巻芯４を取り付けた回転台５とは固定されている。巻取りドラム２は、巻芯４の回りに設置された公転移動用レール５６上の台車（図示せず）に積載され、公転移動用レール５６上の公転方向Ｕに公転する。この公転移動用レール５６は円形をなし、その中心を巻芯４の中心５０に一致させている。曲げ成形装置３は、前述の実施の形態４の場合と同様に、２対の固定ロール３１と１対の可動ロール３２を備えて構成されており、共通架台３０上に支持されている。また、この共通架台３０は、支持架台５４における巻芯４の中心側端部においてピン５１により支持され、ピン５１を中心とする揺動回転方向Ｗに揺動回転可能とされている。そして、この支持架台５４は公転移動用レール５６上の台車（図示せず）に載せられている。したがって、曲げ成形装置３は、支持架台５４とともに巻芯４の中心５０を中心とする公転方向Ｕに公転可能に構成されている。
一方、この支持架台５４は、この公転と同時に公転の中心（巻芯４の中心）５０に対する半径方向Ｖにも直線移動可能とされている。したがって、曲げ成形装置３は、支持架台５４とともに公転の中心（巻芯４の中心）５０に対する半径方向Ｖにも直線移動可能に構成されている。
【００３７】
上記のように構成された電磁石コイル巻線装置においては、巻取りドラム２および曲げ成形装置３の公転方向Ｕへの公転とともに、前記台車に積載された曲げ成形装置３が公転方向Ｕへ公転される。そして、公転方向Ｕへの公転角度位置Ｕ１（図示せず）、曲げ成型装置３（支持架台５４）の半径方向Ｖへの直線移動位置Ｖ１（図示せず）および曲げ成型装置３（共通架台３０）の回転方向Ｗへの回転角度位置Ｗ１（図示せず）が、それぞれの位置検出装置８１，８２，８３（図８参照）によりそれぞれ検出される。
【００３８】
図８は、曲げ成形装置３の設定位置および曲げ成形装置３における可動ロール３２の設定位置を修正する位置修正制御装置の概略構成を示すブロック図である。
この図８に示すように、この位置修正制御装置では、巻取りドラム２および曲げ成形装置３の公転角度位置Ｕ１の検出に対応して、公転角度位置検出装置８１の出力信号Ｕ１ａが曲げ成形装置の位置修正演算装置８０に出力される。このとき、この曲げ成形装置の位置修正演算装置８０では、半径方向Ｖへの曲げ成形装置３の直線移動位置Ｖ１を検出する直線移動位置検出装置８２の出力信号Ｖｌａと、曲げ成形装置３の揺動回転角度位置Ｗ１を検出する揺動回転角度位置検出装置８３の出力信号Ｗ１ａとを受信して、曲げ成形装置３と巻芯４との間の導体１ｃに弾性限界以上の荷重が作用しないように、半径方向Ｖへの曲げ成形装置３の直線移動位置、揺動回転方向Ｗへの曲げ成形装置３の揺動回転角度位置および可動ロール３２の移動位置についての設定値を演算するとともに、この設定値に基づき半径方向Ｖへの曲げ成形装置３の直線移動位置信号Ｖｌｂ、揺動回転方向Ｗへの曲げ成形装置３の揺動回転角度位置信号Ｗ１ｂおよび曲げ成形装置３における可動ロール３２の移動位置信号３２ｂをさらに演算し、これら信号を可動ロール駆動装置３４、曲げ成形装置の直線移動装置８５および曲げ成形装置の揺動回転装置８６に対しそれぞれ出力する。これにより、半径方向Ｖへの曲げ成形装置３の直線移動位置、揺動回転方向Ｗへの曲げ成形装置３の揺動回転角度位置および可動ロール３２の移動位置がそれぞれの設定値となるように、支持架台５４、共通架台３０の位置およびが可動ロール３２の位置が修正される。
なお、前記直線移動装置８５は、支持架台５４を半径方向Ｖへ直線移動することにより、曲げ成形装置３を半径方向Ｖへ直線移動するものであり、揺動回転装置８６は、共通架台３０を揺動回転方向Ｗへ揺動か移転することにより、曲げ成形装置３を揺動回転方向Ｗへ直線移動するものである。
【００３９】
上記のように、本実施の形態５では、実施の形態４と同様に、曲げ成形装置３により曲げられた導体１ｃが曲げ成形装置３および巻芯４から過大な荷重を受けることがないように、曲げ成形装置３と巻芯４との間の相対位置が調整されるので、曲げ成形装置３のロール３１、３２、３３により曲げ成形された導体１ｃの曲げ半径が、曲げ成形装置３と巻芯４との間で変化することがない。また、巻取りドラム２と曲げ成形装置３とが巻芯４の回りを公転するので、電磁コイル寸法が大きい場合には、巻芯４の回りのスペースを有効に活用して巻取りドラム２および曲げ成形装置３を配置することができ、実施の形態４の効果に加え、電磁コイル巻線装置をコンパクトにすることができる。
【００４０】
実施の形態６．
次に、実施の形態６を図９に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同一または相当する部分には同一の符号を付す。
この実施の形態６は、実施の形態１における回転台５を回転駆動しないで、外部から力を受けた場合に自由に回転できるようにしたものである。
【００４１】
図９において、巻芯４の回転台５は、この回転台５の回転中心（巻芯４の回転中心）５０の回りに駆動されずに自由に回転するフリーホイールとして構成されている。また、曲げ成形装置３は、実施の形態４の場合と同様に固定ロール３１、３３、可動ロール３２および可動ロール駆動装置３４を具備し、この３対のロール３１、３２、３３全体が共通架台３０に支持されている。また、この曲げ成形装置３においては、入口側の固定ロール３１と出口側の固定ロール３３とがモータ等により回転駆動されるように構成されている。
【００４２】
そして、導体１が曲げ成形装置３により曲げ成形されるが、このとき導体１ｂは、回転駆動される入口側の固定ロール３１と出口側の固定ロール３３により、曲げ成形装置３に引き込まれ、さらに、曲げ成形された後曲げ成形装置３から押し出される。つまり、導体１が曲げ成形装置３により導体１の接線方向に駆動される。したがって、回転台５は押し出される導体ｌｃを介して伝達される接線力で回転される。このように回転台５をフリーホイールにすると、曲げ成形装置３の駆動速度と回転台５の回転速度との間の同期をとる必要がなく、同期をとって駆動した場合に発生する同期誤差による導体１への予定しない荷重印加や、この荷重印加による導体１の変形を避けることができる。したがって、導体１の成形精度を向上することができる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態６では、巻芯４の回転台５を回転駆動しないフリーホイールとしたので、曲げ成形装置３によって曲げ成形された導体１ｃの曲げ寸法が、曲げ成形装置３と巻芯４との間で変化することがなく、実施の形態１に比し、導体の１の曲げ成形がより正確にできる効果がある。
【００４４】
なお、この実施の形態６は、回転台５を駆動しないフリーホイールとすることを特徴とするが、導体１の巻取り以外の目的のために、巻芯４を回転駆動できるようにしてもよい。例えば、導体１を巻芯４に巻き取る前に、巻芯４の回転角度位置を調整しておく必要があるが、このとき巻芯４が大型の場合は、手動で巻芯４を回すことができないので、その目的のためにのみモータ等で回転駆動させ、巻取り中は前述のごとく導体１を介して伝達される力により自由に回転できるように構成しても良い。
【００４５】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
【００４７】
本発明の電磁石コイル巻線装置によれば、巻線装置への供給用に巻取りドラムに巻かれた導体を巻きほぐして巻き上げ側に供給する導体供給装置と、この導体供給装置から供給された導体を曲げ成型するとともに、この導体の曲げ成型時の曲げ半径を制御することのできる駆動可動部を備えた曲げ成形装置と、前記曲げ成形装置により曲げ成型された導体を巻芯に巻き上げる巻取り装置と、この曲げ成形装置から送り出された直後の位置で曲げ成形された導体の局所的曲げ半径を測定する曲げ半径測定装置と、この曲げ半径測定装置から送り出された曲げ半径をフィードバックして、前記曲げ成形装置の曲げ半径の設定値を演算処理し、この演算処理結果に基づき前記曲げ成形装置の前記駆動可動部を制御する制御装置とを備えているので、曲げ成形装置に入る前における導体の内部応力、歪履歴による影響や、導体の断面寸法の変動や偏肉による影響が排除される。したがって、外部拘束力が作用しない状態での導体の自由形状をより正確に所定のものに曲げ加工することができる。
【００４８】
また、本発明の電磁石コイル巻線装置によれば、巻線装置への供給用に巻取りドラムに巻かれた導体を巻きほぐして巻き上げ側に供給する導体供給装置と、この導体供給装置から供給された導体を複数対の相対位置可変なロールにより曲げ成形する曲げ成形装置と、この曲げ成形装置により曲げられた導体を巻芯に巻き上げる巻取り装置と、前記曲げ成形装置を前記巻芯の回転中心に対し直角方向に移動する直線移動装置と、前記曲げ成形装置を前記巻芯の回転中心と平行な軸を中心とする回転方向に揺動回転する揺動回転装置と、前記巻芯の回転角度位置、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置および前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置を検出するそれぞれの検出装置と、前記巻芯の回転角度位置に対応し、前記曲げ成形装置と前記巻取り装置との間を渡る導体の応力が弾性範囲内となるように、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置についての設定値をそれぞれ演算処理し、この演算結果に基づき直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置を設定値となるように制御する制御装置とを備えているので、曲げ成形装置により曲げ成形された導体の曲げ半径が、曲げ成形装置と巻芯との間で変化することがない。
【００４９】
また、本発明の電磁石コイル巻線装置によれば、巻線装置への供給用に巻取りドラムに巻かれた導体を巻きほぐして巻き上げ側に供給する導体供給装置と、この導体供給装置から供給された導体を複数対の相対位置可変なロールにより曲げ成形する曲げ成形装置と、前記導体供給装置の巻取りドラムおよび前記曲げ成形装置を、固定された巻芯の中心回りに公転させる公転装置と、前記曲げ成形装置を前記巻芯の中心に対し直角方向に移動する直線移動装置と、前記曲げ成形装置を前記巻芯の中心と平行な軸を中心とする回転方向に揺動回転する揺動回転装置と、前記公転装置の公転角度位置、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置および前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置を検出するそれぞれの検出装置と、前記公転装置の公転角度位置に対応し、前記曲げ成形装置と前記巻取り装置との間を渡る導体の応力が弾性範囲内となるように、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置についての設定値をそれぞれ演算処理し、この演算結果に基づき直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置を設定値となるように制御する制御装置とを備えているので、曲げ成型装置により曲げ成型された導体の曲げ半径が、曲げ成型装置と巻芯との間で変化することがなく、また、電磁コイル寸法が大きい場合には、巻芯の周りのスペースが有効に活用され、電磁コイル巻線装置をコンパクトにすることができる。
【００５０】
また、本発明による電磁石コイル巻線装置によれば、前記曲げ成形装置は、モータ駆動のロールから構成され、前記巻取り装置の巻芯は、その回転中心が鉛直方向となるように配置されるとともに、該回転中心の回りに自由に回転するように構成され、かつ、前記曲げ成形装置により導体の接線方向に駆動される該導体から伝達される接線力により回転されるように構成されているので、曲げ成形装置の駆動速度と回転台の回転速度との同期誤差による導体への予定しない荷重印加がなく、このような荷重印加による導体の変形を避けることができる。
【００５１】
また、本発明による電磁石装置によれば、上記電磁石コイル巻線装置により製造された電磁石コイルを備えているので、電磁コイルの寸法精度が高くなり、コンパクトで、かつ、機械強度が高く、信頼性に優れた電磁石を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る電磁石コイル巻線装置を示す平面図である。
【図２】 この発明の実施の形態２に係る電磁石コイル巻線装置を示す平面図である。
【図３】 この発明の実施の形態３に係る電磁石コイル巻線装置を示す平面図であって、巻取り装置および曲げ成形装置周りのみを示す。
【図４】 この発明の実施の形態３に係る制御装置の概略構成ブロック図である。
【図５】 この発明の実施の形態４に係る電磁石コイル巻線装置を示す平面図である。
【図６】 この発明の実施の形態４に係る曲げ成形装置の位置修正制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】 この発明の実施の形態５に係る電磁石コイル巻線装置を示す平面図である。
【図８】 この発明の実施の形態５に係る曲げ成形装置の位置修正制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図９】 この発明の実施の形態６に係る電磁石コイル巻線装置を示す平面図であって、巻取り装置および曲げ成形装置周りのみを示す。
【図１０】 従来の電磁石コイル巻線装置を示す平面図である。
【図１１】 従来の電磁石コイル巻線装置における導体と巻芯との当たり方の説明図である。
【符号の説明】
１ 導体、１ａ 巻取りドラム上に巻かれている状態の導体、１ｂ 巻取りドラムと曲げ成形装置との間の導体、１ｃ 曲げ成形装置により曲げ成形された後の導体、 ２ 巻取りドラム、３、３ａ、３ｂ 曲げ成形装置、３０ 共通架台、３１，３３ 固定ロール、３２ 可動ロール、３４ 可動ロール駆動装置、４巻芯、５ 回転台、４０ 曲げ半径測定装置、４１ 固定探触子、４２ 可動探触子、５０ 巻芯の回転中心、５４ 支持架台、５６ 公転移動用レール、６０ 位置修正演算装置、６１ 回転角度位置検出装置、６２ 直線移動位置検出装置、６３ 揺動回転角度位置検出装置、６５ 直線移動装置、６６ 揺動回転装置、８０ 位置修正演算装置、８１ 公転角度位置検出装置、８２ 直線移動位置検出装置、８３ 揺動回転角度位置検出装置、８５ 直線移動装置、８６ 揺動回転装置、Ｒ 巻芯の回転方向、Ｓ 曲げ成形装置の半径方向、Ｔ 曲げ成形装置の揺動回転方向、Ｕ 巻取りドラムおよび曲げ成形装置の公転方向、Ｖ 公転の中心に対する半径方向、Ｗ ピンを中心とする曲げ成型装置（共通架台）の揺動回転方向。
Claims (5)
- 巻線装置への供給用に巻取りドラムに巻かれた導体を巻きほぐして巻き上げ側に供給する導体供給装置と、
この導体供給装置から供給された導体を曲げ成型するとともに、この導体の曲げ成型時の曲げ半径を制御することのできる駆動可動部を備えた曲げ成形装置と、
前記曲げ成形装置により曲げ成型された導体を巻芯に巻き上げる巻取り装置と、
この曲げ成形装置から送り出された直後の位置で曲げ成形された導体の局所的曲げ半径を測定する曲げ半径測定装置と、
この曲げ半径測定装置から送り出された曲げ半径をフィードバックして、前記曲げ成形装置の曲げ半径の設定値を演算処理し、この演算処理結果に基づき前記曲げ成形装置の前記駆動可動部を制御する制御装置と
を備えた電磁石コイル巻線装置。 - 巻線装置への供給用に巻取りドラムに巻かれた導体を巻きほぐして巻き上げ側に供給する導体供給装置と、
この導体供給装置から供給された導体を複数対の相対位置可変なロールにより曲げ成形する曲げ成形装置と、
この曲げ成形装置により曲げられた導体を巻芯に巻き上げる巻取り装置と、
前記曲げ成形装置を前記巻芯の回転中心に対し直角方向に移動する直線移動装置と、
前記曲げ成形装置を前記巻芯の回転中心と平行な軸を中心とする回転方向に揺動回転する揺動回転装置と、
前記巻芯の回転角度位置、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置および前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置を検出するそれぞれの検出装置と、
前記巻芯の回転角度位置に対応し、前記曲げ成形装置と前記巻取り装置との間を渡る導体の応力が弾性範囲内となるように、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置についての設定値をそれぞれ演算処理し、この演算結果に基づき直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置を設定値となるように制御する制御装置と
を備えたことを特徴とする電磁石コイル巻線装置。 - 巻線装置への供給用に巻取りドラムに巻かれた導体を巻きほぐして巻き上げ側に供給する導体供給装置と、
この導体供給装置から供給された導体を複数対の相対位置可変なロールにより曲げ成形する曲げ成形装置と、
前記導体供給装置の巻取りドラムおよび前記曲げ成形装置を、固定された巻芯の中心回りに公転させる公転装置と、
前記曲げ成形装置を前記巻芯の中心に対し直角方向に移動する直線移動装置と、
前記曲げ成形装置を前記巻芯の中心と平行な軸を中心とする回転方向に揺動回転する揺動回転装置と、
前記公転装置の公転角度位置、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置および前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置を検出するそれぞれの検出装置と、
前記公転装置の公転角度位置に対応し、前記曲げ成形装置と前記巻取り装置との間を渡る導体の応力が弾性範囲内となるように、前記直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置についての設定値をそれぞれ演算処理し、この演算結果に基づき直線移動装置による前記曲げ成形装置の直線移動位置、前記揺動回転装置による前記曲げ成形装置の揺動回転角度位置および前記相対位置可変なロールの駆動装置による前記相対位置可変なロールの移動位置を設定値となるように制御する制御装置と
を備えたことを特徴とする電磁石コイル巻線。 - 前記曲げ成形装置は、モータ駆動のロールから構成され、前記巻取り装置の巻芯は、その回転中心が鉛直方向となるように配置されるとともに、該回転中心の回りに自由に回転するように構成され、かつ、前記曲げ成形装置により導体の接線方向に駆動される該導体から伝達される接線力により回転されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁石コイル巻線装置。
- 前記請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁石コイル巻線装置により製造された電磁石コイルを備えたことを特徴とする電磁石装置。
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