JP4211835B2 - 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)
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、すなわち、銅又は銅合金管を整列巻きして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、奇数層目及び偶数層目のコイルの巻き数がいずれもn(nは自然数)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構成、より正確には、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2巻目が前記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され、奇数層目及び偶数層目のコイルの巻き数がいずれもn(nは自然数)である構成を有するが、後述する所定の式(15)を満たすようにいずれか1以上の制御因子が制御されている点において相違している。
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[0046]〜[0049])記載の方法により製造できるが、所定の制御因子について制御する工程が必要である点において異なる。
Eye to the sky方式のLWCにおいて、銅管を引き出すのに要する力は、銅管と銅管、及び銅管とパレット(または緩衝材)との間に作用する摩擦力に比例する。
F:管を引き出すのに要する力[単位:N]
Rm:LWC中のm層目の銅管の曲率半径 [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*:LWCの1層の巻数(層により巻数がnと異なる場合は最も大きい数とする。例えば、最外層以外の層の巻数が30で、最外層の巻数が5の場合は30をn*とする。)
である。
M:曲げモーメント [単位:N・m]
R:引き出し部分の銅管曲げの曲率半径 [単位:m]
である。
Z:管の断面係数 [単位:m3]
σB:管の素材の引張強さ [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層目引き出し時の曲率差 [単位:m−1]
ΔCo:LWC最外層引き出し時の曲率差 [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。
Lmax: 円管が塑性屈服しないように引出せる許容挟まれ長さ [単位:m]
図5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5(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5(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、最内層をn−i巻き(iは自然数)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、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。すなわち、LWCにおいて、最内層を1層目として、2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未満、特に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。
「LWCの1層の巻数(層により巻数がnと異なる場合は最も大きい数とする)n*」、および「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」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。
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。
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
Claims (8)
- 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2巻目が前記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され、奇数層目及び偶数層目のコイルの巻き数がいずれもn(nは自然数)であるレベルワウンドコイルの製造方法であって、
下記式(1)の関係を満たすように式中のいずれか1以上の制御因子を制御する工程(以下、制御工程という)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。
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nと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:引き出し部分の銅管曲げの曲率半径 [単位:m]
Z:管の断面係数 [単位:m3]
σB:管の素材の引張強さ [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]
Lmax: 円管が塑性屈服しないように引出せる許容挟まれ長さ [単位:m] - 前記制御工程は、前記摩擦係数μ* tsを制御することを特徴とする請求項1に記載のレベルワウンドコイルの製造方法。
- 前記制御工程は、前記摩擦係数μttを制御することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のレベルワウンドコイルの製造方法。
- 前記制御工程は、前記巻数n*を制御することを特徴とする請求項1に記載のレベルワウンドコイルの製造方法。
- 前記制御工程は、前記管の外径dを制御することを特徴とする請求項1に記載のレベルワウンドコイルの製造方法。
- 前記制御工程は、前記管の素材の引張強さσBを制御することを特徴とする請求項1に記載のレベルワウンドコイルの製造方法。
- 請求項1乃至請求項6のいずれか1項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7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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