JPH02265225A - 自動巻線成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 木光明は、才、νに双ｔに　：ｉｒ、−は四臣マグ寥／
ｌ〜に適したコイルの・製造において超伝導体を巻型に
自■７．！Ｊ的に巻き（＝ｆけて巻ｉ＾を成形する装置
に係わり、この装置の巻型の支持バーは定置の構造部に
、゛恰型を全体で約１８０°である円弧に沿って両方向
に交互に振動させるべく水″Ｐ軸線周囲に回動するよう
に取り（＝１けられており、超伝導体は、前記水平軸線
と同一平面内に有り、かつ該水平軸線と直交する第１の
鉛直軸線の周囲に回゛転し得るアームに取りけけられた
リールによって供給され、その際リール自体は第２の鉛
直軸線の周囲に回転可能であり、巻型の両側方では前記
支持バーにラム手段が対を成して収り付けられており、
ラム手段の押圧要素は成形された整合及び案内プロフィ
ールとの関連において巻型の接線方向に作用する。

極端に細長いコイルの形成、＃＋ｆに双極または四極マ
グネッ１〜の形成に用いられる上記のような自動巻線成
形装置は、例えば本願と同じ出願人によって出願された
ヨーロッパ特許公開第０２７８９２４号に既に概説され
ている。この公開済み持許出厘から公知て゛ある、巻線
保持型上にコイルを自動的に形成し得る装置では、導体
の巻き付けは主に長平方向、ＩＩＪらコイル軸線に対し
、て平行な方向に進み、また頭部の半径は可変であるが
、いずれにせよ、例えば双極または四極マグネットて要
求されるような比ＩＰ交的小さい寸法を有する。巻型ま
たは巻線面持スピンドルは、巻き付は軸線に一致するが
または該ｊｌｌｉｌｌ線に対して平行である軸線を巡り
全体で約１８０°の振動角度にわたって両方向に交互に
回動するようにして定置基台に取り付けられており、定
置基台の一方の側方では往復台が、該往復台に取り１・
１けられた片持ちブラケットと共に基台心いに滑動して
往復移動し、更に−り記載持ちブラケットは巻き（＝ｔ
けてコイルとされるべき導体、通常は超伝導体を供給ず
乞ドラムまたはリールを具備したアーｌ、を支持し、こ
のアームは鉛直軸線周囲に、回転し得る。上記３つの運
動は相互に関連付けられ、かつプログラム可能である。

巻線保持型の両側方に多数のラム手段が設置されており
、これらのラム手段は１２合用湾曲部材と共働して設け
られたばかりの巻きを適正位置に保持するべく、次に巻
き付けられるべき超伝導体部分を型の両側方で交互に適
正位置にもたらす。それぞれ型のいずれか一方の側方で
回動時の支持バーの動きに、超伝導体の巻き付は及び揃
えを一切妨げずに追随する、傾斜可能な中間支持体も設
置されている。

しかし、形成されるべきコイルが横方向寸法よりはるか
に大きい長手方向寸法を有する場合、即ち例えば数十ミ
リメートルの幅に対して長さが１５メートルを上回るよ
うな場合、支持バーまたはスピンドルは振動で２方向に
交互に動くと細長比が大きいために無視できない捩じり
変形を起こし、その結果巻線が欠陥を有し、コイルの形
状が不正確となる恐れが有る。特に粒子加速器に用いら
れる大型マグネットとじての上記のようなコイルはきわ
めて正確に形成されなければならず、コイル形成がどの
ような点であれ不正確に行なわれれば甚だしい不都合が
生じる恐れが有る。やはり特別長いコイルの場合に、巻
き付けられるべき導体を供給するリールを具備したアー
ムが、形成されるコイルの一方の側方で該コイルに平行
に往復移動する往復台に片持ち式に取り付けられている
ということも不正確さをもたらす一因と肴做され得る。

従って本発明は、冒頭に述べたような装置を改良して、
例えば１５メートルを更に越す極端に長いコイルの場合
も上述の不都合が生起し得ない装置を提供し、それによ
って個々の巻きが必要に応じて適正に、かつ互いに平行
に位置決めされる、保持型への完璧な巻き付けを常に保
証し、同時に比較的短いコイルの形成で通常採用される
速度以上の巻き付は速度、即ち型回動速度の採用を可能
にすることを目的とする。この目的を達成すれば、□□
□端に長いコイルでも欠陥を有しないものを、成形速度
を５従って装置の生産効率を低下させずに必ず得ること
ができる。また、上記のような改良は許通さほと長くな
いコイルの場合にも適用され得、なぜなら巻き付は速度
を大きくして生産時間を短縮することが可能となるから
である。

上記目的の達成及び利点の実現は、ヨーロッパ特許公開
第０２７８９２４号に開示されている、冒頭に述べたよ
うな装置を改良することによって適い、改良された装置
は、巻線保持型の支持バーが少なくとも各端部において
振動アームに固定されており、振動アームは一端で、巻
線保持型の回動軸線に一致する軸線周囲に回動するよう
に取り付けられており、またその他端では３つの部分か
ら成る半円形の有歯リングの中央部分に固定されており
、半円形リングの３つの部分は中央部分の両端に対称に
設置された１対のピンによって互いに関節式に結合され
ており、そのうえ、半円形リングがモーター歯事ユニッ
トの出カシＡ・フ）〜に取り付けられたピニオンまたは
有歯ホイールとの噛合によって互いに逆である２方向に
回動する際に該リングの一定長部分を案内する円弧形の
定置ハウジングも設置されていることを特徴とする。

本発明の好ましい例によれば、半円形リングを案内する
ハウジングは少なくとも半円形リングの中央部分の長さ
に等しい長さにわたり、中央部分の正中点で有歯駆動ホ
イールと噛合する半円形リングが巻線保持型の回動軸線
を含む鉛直平面に関して対称となる時に中央部分が静止
して位置する領域に伸長する。上記のような静止状態で
半円形リングは、２つの側方部分が案内ハウジングと、
場合によっては該ハウジングの両側方に設置された２つ
の対称支持ロールとによって支持されるので連続的な半
円形状を有し、その際２つの支持ロールは半円形リング
が両方向に交互に回動する際には、重力に起因して両側
方で交互に生起する下方への傾斜を補助するのに適当で
ある。

本発明の別の局面によれば、巻き付けられる導体を供給
する、鉛直軸線周囲に回転するリールは、コイルの長手
軸線を含む平面内の鉛直軸線周囲に回転可能であるよう
にして桁受は往復台に取り付けられたアームによって支
持されており、このアームを具備した桁受は往復台は該
往復台の２つの取り付は部に設置された、互いに独立の
高精度のシャフト電子制御型歯車−モータにより、＝１
イルを支持する基台を跨いだ状態で、コイルの長手軸線
を含む上記平面に平行な軌道沿いに往復移動され得、そ
の際歯車−モータは往復台と、各一方の側方でそれぞれ
関連する軌道に平行である１対の定置有歯ベルトとの相
対移動をで起する。

本発明により改良された装置の上記その他の目的、利点
及び特徴は、添付図面を参照して以下に非限定的に詳述
した本発明の特に好ましい例から当業者には明らかであ
る。

第１図に示した、大体においてヨーロッパ特許公開第０
２７８９２４号に既に開示されているようなものである
装置は基本的に、超伝導体であり得る導体１０が巻き付
けられるべき巻型Ｆを支持するバー１１が取り付けられ
た基台ｌを含む。バー１１は基台１に、巻型Ｆが長手軸
線Ｘ−Ｘ周囲に回動して、全体で約１８０°の角度にわ
たり両方向に交互に振動することを保証するように取り
付けられている。巻型Ｆが上記のように振動すれば、リ
ール４の回転軸線ｌ−Ｚに平行で、同時に軸線Ｘ−Ｘに
対しては垂直で、かつ軸線ＸＸと同じ平面内に位置する
鉛直軸線ＹＹ周囲に回転し得るアーム３に公知のように
収り付けられたり−ル４から供給される導体１０は巻型
Ｆの両側に、長手方向において連続的に設置され得る。

本発明によれば、アーム３は桁受は往復台２の横桁２１
に、軸線Ｙ−Ｙ周囲に回転可能に取り付けられており、
また桁受は往復台２の、基台Ｊの各一方の側方に位置す
る２つの直立部２０と２０ａとは、ホイール２２．２２
ａにより軸線Ｘ−Ｘに平行な軌道２３．２３ａ上を滑動
して一体的に往復移動し得る。この移動は好ましくは、
直立部２０及び２０ａそれぞれの内部に収容された高精
度の歯車付きモータユニン）・（図示せず）、並びにそ
れぞれ関連する軌道沿いに設置された有歯ベルト２５及
び２５ａとそれぞｈ最小のクリアランスで噛合した有歯
駆動ホイール２４及び２４ａによって実現される。２つ
の歯車付きモータのシャフトを整列状態に保つ電子制御
装置が設置されており、それによって桁受は往復台２は
衝撃及び震動を伴わずに、かつ巻き付けられるべき導体
１０の正確な設置に必要である適正な位置決めを可能な
かぎり妨げずに移動することができる。

ヨーロッパ特許公開第０２７８９２４号に開示された装
置の上記以外の構成要素の説明は総て省略し、次に本発
明の目的を成す別の改良点について第２図〜第４図を参
照して説明する。公知装置では巻型Ｆの回動運動は、場
合によっては１つしか駆動され得ないブラケッ１〜及び
軸受により支持バー１１を何等かの公知方法て互いに逆
の２方向に交互に振動させることによって実現された。

本発明によれば、所望の交互振光念後段に詳述する特別
の駆動装置な介して完全に同期的に実現するのに適した
少なくとも２つの駆動手段が各端部に１つずつ設置され
ており、その際巻き付けの間に支持バー１１が捩じれ、
屈曲し、または震動し、それによって巻型Ｆもそうなる
ことを一切回避するために、軸線Ｘ−Ｘに沿って付加的
な中間駆動手段を設置することも可能である。

第２図〜第４図に本発明装置の一方の端部のみを示すが
、以下の説明は他方の端部、及び場合によっては存在す
る中間の補助駆動地点にも該当し得ると考えられる。基
台全体に付された参照符号１は第２図〜第４図では、巻
型Ｆを駆動して回動させるモータ手段を支持及び収容す
る構造部を特に示す。

可逆モータ１２が１対のプーリ１３．１３ａ及びベルト
１４を介して、出力シャツ１〜端部に有歯ホイールまた
はピニオン１５が取り付けられた高精度の歯車付きモー
タユニツｔ４２ａを駆動する。歯車付きモータ１２ａは
構造部１に固定されており、即ち−・端が構造部１の固
定ビーム１６ａに溶接された鉛直な張り出し部１６にプ
レート３６によって固定されており、その際張り出し部
１６の他端は円筒形スリーブ１７に溶接されており、ス
リーブ１７内には、好ましくはブシュ１７ａ分介在させ
て長手ピン１８が、自身の中心軸線が巻型Ｆの回動軸線
Ｘ−Ｘに一致するようにして回動可能に設置されている
。張り出し部１６に平行な甲商内でピン１８に、支持バ
ー１１の端部が溶接されたアーム３１が関節式に取り付
けられており、アーム３１のピン１８に取り付けられた
のと反対のｎ；部には有歯セグメン１〜１９ａがねし３
２などによって固定されており、有歯セグメンｌ−１９
ａは半円形の有歯リング１９の中央部分を構成し、この
半円形リング１９は、中央部分１９ａの各一方の端部に
それぞれピン３３によって関節式に取り付けられた２つ
の側方部分１９ｂ及び１９ｃをも含む。半円形リング１
９の歯列は、軸線Ｘ−Ｘを含む鉛直平面が半円形リング
１９を部分する地点で有歯ホイール１５と噛合する。

張り出し部１６には円弧形の定置ハウジング３４もねじ
３５などによって固定されており、この円弧形ハウジン
グ３４によって半円形リング１９は、有歯ホイール１５
の回動により両方向に移動する際に可能な最小クリアラ
ンスで案内される。第２図に明瞭に示したように、上記
案内ハウジング３４は、半円形有歯リング１９の、個々
の瞬間にハウジング３４内に位置する一定長部分をあら
ゆる方向からほぼ完全に包囲して反力を平衡させ、作動
時に生じ得るいずれか一方の方向へのスラス１へに耐え
るべく形成されている。案内ハウジング３４は円弧に沿
って伸長し、その円弧の長さは少なくとも、３つの部分
から成る半円形有歯リング１９の中央部分１９ａが成す
円弧の長さと同しである。更に、案内ハウジンク３・１
は軸線Ｘ　、−、Ｘを含む鉛直平面に関して対称に設置
され、ＩＫって第３図に示したような静止位置にイする
時の中央部分１９ａに対応して位置する。第３図の静止
位置では、有１１コホイール１５は半円形リング１９と
中央部分１９ａの正中領域においてｐ［打合し、また半
円形リング１９の側方部分１９ｂ、１９ｃは、中央部分
１９ａより長い案内ハウジング３４の端部領域とピン３
３の両側方で少なくとも部分的に接触するのて、案内ハ
ウジング３４により真の半円を構成するように強制され
る。当然なから、案内ハウジング３４は半円形リング１
９の、個々の瞬間に該ハウジング３４内に位置する一定
長部分と整合し、従って案内ハウジング３４は軸線Ｘ−
Ｘ上の、半円形リング１９か成す弧を含む円の中心でも
有る１点を中心とする円の弧の形状の案内路を有する。

第４図は、第３図に類似するが一有歯ホイール１５が所
与の長さだけ回動したため該ホイール１５と半円形リン
グ１９とのｐｍ　、＊点が一方の側方部分の方へ移動し
、即ち中央部分１９ａと側方部分１９ｃとの境界に達し
たところを示す。この時、図から知見されるように反対
側の側方部分１９ｂは案内ハウジング３４をだれ、Ｕｅ
って重力の作用下に、対応する関節結合部３３に関して
回動し得る。上記移動が反対方向へ行なわれたとしても
同様のことが起こり、その場合は四方部分１９ｃが下方
へ回動する。好ましくは、案内ハウジング３４の両側方
に２つの支持ロール３７が設置されており、これらの口
ル３７はプレート３８に、案内ハウジング３４の延長と
看做し、半円形１ノング１９に正接するように位置決め
して取り付けられている。支持ロール３７の機能は主に
、第４７左手に示したように関節結合部３３に関して傾
くリング部分の落下を案内し、かつその速度を鈍らせる
こと、及び第３図に示したように案内ハウジング３４が
静止位置に有る゛ト円形リング１９の正常な半円形状を
維持するのを、特に案内ハウジング３４の長さと中央部
分１９ａの長さとがご＜イ菫かしか違わない場合に補助
することである。

半円形有歯リング１９の一部力母頁斜することは基本的
に、巻型Ｆの、振動の結果として上向く側での導体１０
の自由な通過を可能にするという点で重要であることが
留意されるべきである。このことは主として、この種の
駆動装置が巻型Ｆ及びその支持バー１１の端部のみでな
く中間地点にも設置されている場合に重要である。

最後に、本発明の更に別の局面によれば、やはり先に述
べたヨーロッパ特許公開第０２７８９２４号に開示され
た装置に関連して、巻型Ｆの側面に沿って設置される導
体部分を適正に位置決めするラム手段は総てが同時にで
はなく、導体の巻き付けが進むに従って逐次操作される
。

本発明が目的とした改良を施したところ、ヨーロッパ特
許公開第０２７８９２４号に開示された装置は、巻型ま
たは巻線保持部材の長さが１７メー１ヘルに達し、巻き
付は速度は２０　＋ｎ　／　ｔｏ　ｉ　ｎにも及ぶ場合
ても正しく機能し得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置全体の概略的端面図、第２図
は第１図及び第３図の線■一Ｈにおける部分断面図、第
３図は第２図に示した部分を矢印への方向から見たとこ
ろを一部切除して示す説明図、第４図は第３図に示した
部分を異なる作動状態において示す、第３図に類似の説
明図である。 １・・・・基台、３・・・・・アーム、４・・・・・・
リール、１０・・導体、１１・・・・・支持バー、１２
ａ・・・・・歯車付きモークユニツ１・、１５・・・有
歯ホイール、１９・・・・・・半円形リンク、３１・・
・・・振動アーム、３３・・・・・ピン、３４・・・案
内ハウジング。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）特に双極または四極マグネットに適したコイルの
   製造において超伝導体を巻型に自動的に巻き付けて巻線
   を成形する装置であって、巻型の支持バーは定置の構造
   部に、巻型を全体で約１８０°である円弧に沿って両方
   向に交互に振動させるべく水平軸線周囲に回動するよう
   に取り付けられており、超伝導体は、前記水平軸線と同
   一平面内に有り、かつ該水平軸線と直交する第１の鉛直
   軸線の周囲に回転し得るアームに取り付けられたリール
   によって供給され、その際リール自体は第２の鉛直軸線
   の周囲に回転可能であり、巻型の両側方では前記支持バ
   ーにラム手段が対を成して取り付けられており、ラム手
   段の押圧要素は成形された整合及び案内プロフィールと
   の関連において巻型の接線方向に作用し、支持バーが少
   なくとも各端部において振動アームに固定されており、
   振動アームは一端で、前記水平軸線に一致する軸線周囲
   に回動するように取り付けられており、またその他端で
   は３つの部分から成る半円形の有歯リングの中央部分に
   固定されており、半円形リングの３つの部分は中央部分
   の両端に対称に設置された１対のピンによって互いに関
   節式に結合されており、半円形リングが歯車付きモータ
   ユニットのシャフトに取り付けられた有歯ホイールとの
   噛合によって両方向に回動する際に該リングの一定長部
   分を案内する円弧形の定置ハウジングも設置されている
   ことを特徴とする自動巻線成形装置。
2. （２）半円形リングを案内するハウジングが少なくとも
   半円形リングの中央部分の長さに等しい長さにわたり、
   前記水平軸線に一致する回動軸線を有する半円形リング
   と同軸の円弧に沿って伸長し、この案内ハウジングは前
   記中央部分の静止位置の領域に配置されており、それに
   よって前記水平軸線を含み、かつ半円形リングを有歯ホ
   イールとの噛合点で二分する鉛直平面に関して対称に位
   置することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. （３）円弧形の案内ハウジングが、半円形リングの対応
   する長さを有する円弧状部分を収容して該部分を有歯ホ
   イールと噛合する以外の総ての側から包囲するべく実質
   的にＵ字形の横断面を有し、この案内ハウジングは定置
   構造部に固定された、歯車付きモータユニットを支持す
   る張り出し部にねじによって留め付けられており、前記
   張り出し部にはまた円筒形のスリーブが固定されており
   、このスリーブは振動アームが回動可能に取り付けられ
   るピンを、該ピンの軸線が前記水平軸線に一致するよう
   に支持することを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. （４）半円形リングを支持する２つのロールが案内ハウ
   ジングの両側方に１つずつ設置されており、これらのロ
   ールは案内ハウジングが成す弧を含む円に正接すること
   を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装
   置。
5. （５）リールを支持するアームが、２つの直立部により
   定置構造部を跨いだ状態で往復移動し得る桁受け往復台
   の横桁に、前記第１の鉛直軸線の周囲に回転するように
   して取り付けられており、桁受け往復台の２つの直立部
   は定置構造部の各一方の側方で前記水平軸線に平行な軌
   道上を独立の電子制御モータ手段の作用によって滑動し
   得、その際各モータ手段は関連する有歯プーリを、軌道
   及び前記水平軸線に平行な定置有歯ベルトと最小クリア
   ランスで噛合した状態で回転させ得ることを特徴とする
   請求項１に記載の装置。
6. （６）導体巻き付けの際にラム手段の押圧要素が巻き付
   けの進む方向において逐次作動することを特徴とする請
   求項１に記載の装置。