JP4211834B2 - レベルワウンドコイルとその製造方法、およびレベルワウンドコイルの包装体 - Google Patents
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Description
(LWCの構成)
図1〜3は、本発明の実施の形態に係るLWCを下から見たコイル底面の模式図である。便宜上、銅管の形状は省略し、LWC1A〜1Cの乗り移り部分3A〜3Cの配置のみを示す。本実施の形態に係るLWCは、特許文献1記載のLWCと同様の構成を有するが、その下面に存在する乗り移り部分の配置を規定し、その長さに係わる制御が行われている点において相違している。
(a)コイル軸方向が垂直で且つ巻き始め部位が上側になるように載置され内側から巻き解かれるレベルワウンドコイルにおいて、管を整列巻きして1層目コイルを形成し、その後、この1層目コイルの上に2層目コイルを前記1層目コイルの外面の管間の凹部に嵌め込んで整列巻きし、以後同様にして、2層目コイルの上に3層目コイル、3層目コイルの上に4層目コイルを整列巻きした複数層のコイルからなるレベルワウンドコイルにおいて、奇数層目のコイルの巻数をnとすると、偶数層目のコイルの巻数は(n−1)であり、奇数層目のコイルの巻き方向と偶数層目のコイルの巻き方向とが相互に逆であることを特徴とするレベルワウンドコイル
である。
図4は、LWCにおける乗り移り部分の形成過程の概略を模式的に示した斜視図である。(a)〜(e)の各図の下側がLWCのある層における最下段を示している。最下段に相当するところまで巻いていくと(図a、図b)、次の層(一層外)に移るために乗り移り部分3が現れ(図c)、乗り移り部分3を形成して次の層へと移っていく(図d,図e)。なお、図4では説明を簡素化するために、管(コイル)をヘリカル巻き(らせん巻き)したものとして記述した。
本発明の実施の形態に係るLWCは、常法により製造でき、例えば、上記特許文献1(例えば、段落[0039])記載の方法により製造できるが、m層目(内層側)からm+1層目(外層側)へ巻き移る際の巻き方を変えて、その下面に存在する乗り移り部分の配置を調整(制御)する点において異なる。
Eye to the sky方式のLWCにおいて、銅管2を引き出すのに要する力は、銅管2と銅管2、及び銅管2とパレット4(または緩衝材)との間に作用する摩擦力に比例する。
Ff:銅管引き出し時の最大抵抗力 [単位:N]
LNA:乗り移り部分における軸方向非遷移部長さ [単位:m]
ρL:単位長さあたりの管の質量 [単位:kg/m]
g:重力加速度 [単位:m/s2]
μ* ts:管とコイルスペーサ(緩衝材)間の実効的な摩擦係数
μtt:管同士間の摩擦係数
n*:レベルワウンドコイルの1層の巻数(層により巻数が異なる場合は最も大きい数とする。例えば、巻数がnとn−1の場合はnを、巻数がnとn+1の場合はn+1をn*とする。)
である。
M:曲げモーメント [単位:N・m]
Rm:LWC中のm層目の銅管の曲率半径 [単位:m]
R:引出し部分の銅管曲げの曲率半径 [単位:m]
である。
Z:断面係数 [単位:m3]
σB:引張強さ [単位:Pa]
d:管の外径 [単位:m]
t:管の平均肉厚 [単位:m]
である。
Rmin:円管が塑性屈服しない最小曲率半径 [単位:m]
NH:加工硬化指数
である。
ΔCm:LWC中のm層目引出し時の曲率差 [単位:m−1]
ΔCout:LWC最外層引出し時の曲率差 [単位:m−1]
ΔCmax:円管が塑性屈服しない最大曲率差 [単位:m−1]
Rout:LWC最外層の管の曲率半径 [単位:m]
である。
Fmax:円管を塑性屈服させないように引き出せる最大力 [単位:N]
である。
である。
m:LWCにおける銅管の層数
Din:LWCの内径 [単位:m]
Dout:LWCの外径 [単位:m]
W:LWCの質量 [単位:kg]
である。
図12は、比較対象および本発明の実施の形態に係るLWCの一部断面図である。図12(a)は、最内層の銅管がコイル端面まで巻いてある状態で複数のLWCを積み上げて梱包したときに、コイル端面からはみ出した最内層の銅管2の末端が他の層を潰した状況を示している(比較対象)。図12(b)は、この不具合を改善すべく、銅管を巻き付ける時(LWCの製造時)に、ボビン5の片側端部に段差部5aを設けることで、最内層から二層目をn巻きとした場合、最内層をn−i巻き(i=0)とし、ボビン5を外した後でもコイル端面から最内層の末端が飛び出さない構造とした。ここで、最内層のn−i巻きは、i=0に固定する必然性はなく、銅管のスプリングバック現象(銅管端部がコイル端面から突出しようとする現象)の程度に応じて適宜選択できる。好ましくは、i=0〜2の正数である。すなわち、LWCにおいて、最内層を1層目として、2層目以降偶数層目のコイルの巻数をnとすると、1層目のコイルの巻数はn以下、特にn,n−1,n−2であることが望ましい。
本発明の実施の形態に係る包装体は、例えば、特許文献1記載の梱包体(包装体)と同様の構成を有するが、積載されるLWCのその下面に存在する乗り移り部分の配置において相違している。これにより、乗り移り部分における引っ掛かり等のトラブルを著しく低減できる。
本発明の実施の形態に係る包装体は、常法により製造でき、例えば、上記特許文献1記載の方法にしたがって製造できる。但し、上記特許文献1記載のLWCに換えて、本発明のLWCを使用する点において相違する。
「銅管とコイルスペーサの間の実効的な摩擦係数μ* ts」および「銅管と銅管の間の摩擦係数μtt」を制御因子とし、その他は顧客から指定される仕様により定まる定数と考えた実施例を以下に示す。
管の引張強さσBを制御因子とし、その他を定数と考えた場合の実施例を以下に示す。
「LWCの1層の巻数(層により巻数が異なる場合は最も大きい数とする)n*」、「ETTS方式に対する銅管仕様(管の外径dと、単位長さあたりの管の質量ρLまたは管の平均肉厚t)の選定」、および「LWCの質量を制御することによるLWC最外層の管の曲率半径Routの制御」を制御因子とし、その他を定数と考えた場合の実施例を以下に示す。
1a 始末端
1b 終末端
1c 中心点
2 銅管
3,3A,3B.3C.3D,3E 乗り移り部分
4 パレット(緩衝材)
5 ボビン
5a 段差部
10A 銅管引き出し装置(縦型アンコイラー)
10B 銅管引き出し装置(横型アンコイラー)
11 ガイド
12 ターンテーブル
13 ガイド
20 LWC
21 ボビン
22 銅管
22a 始端の銅管
22b 下端の銅管
23 内胴
24 側板
30 LWC集合体
31 パレット
31a 角材
31b 木製板材
33 緩衝材
34 ガイド
35 銅管
40 LWC
41 銅管
41a 始端の銅管
41b 下端の銅管
Claims (3)
- 管が整列巻き、かつトラバース巻きされた複数のコイル層から構成され、m層目(mは、コイル中心軸が載置面に対して垂直となるようにレベルワウンドコイルを載置した際、巻き始め部位が上側である場合は奇数の自然数であり、巻き始め部位が下側である場合は偶数の自然数である)のコイルの外側にm+1層目のコイルをその巻始端が前記m層目のコイルの最終巻およびその直前巻の管間の外側凹部に嵌め込まれるように配置したレベルワウンドコイルの製造方法であって、
そのコイル中心軸が載置面に対して垂直となるように当該レベルワウンドコイルを載置した際の下面に存在する、m層目からm+1層目へ前記管が巻き移る部分(以下、乗り移り部分という)において、一部又は全部のk+1番目(外層側)(kは自然数)の乗り移り部分の始末端を、k番目(内層側)の乗り移り部分の始末端に対して、前記管の巻き方向の逆方向に推移させない工程と、下記式(1)の関係を満たすように制御する工程(以下、制御工程という)とを含むことを特徴とするレベルワウンドコイルの製造方法。
g:重力加速度 [単位:m/s2]
μ* ts:管とコイルスペーサ間の実効的な摩擦係数
μtt:管同士間の摩擦係数
n*:レベルワウンドコイルの1層の巻数(層により巻数が異なる場合は最も大きい数とする)
Rout:レベルワウンドコイル最外層の管の曲率半径 [単位:m]
R:引出し部分の銅管曲げの曲率半径 [単位:m]
Z:断面係数 [単位:m3]
σB:引張強さ [単位:Pa]
ΔCmax:円管が塑性屈服しない最大曲率差 [単位:m−1]
d:管の外径 [単位:m] - 請求項1に記載の製造方法により製造されたことを特徴とするレベルワウンドコイル。
- パレットと、当該パレット上にコイル中心軸が載置面に対して垂直となるように1段又は緩衝材を介して多段に積載された請求項2に記載のレベルワウンドコイルと、当該レベルワウンドコイルの全体を包む袋と、当該袋の側部に緊張巻きされた帯状の樹脂フィルムとを含んで構成されることを特徴とするレベルワウンドコイルの包装体。
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