JPH04251907A - ヘリカルコイルの製造装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、核融合実験装置に組み
込まれるヘリカルコイルの製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】核融合によって発生するエネルギーを利
用するため、核融合実験装置を使っての研究開発が進展
している。この核融合実験装置では、炉心のプラズマを
封じ込めるのに、螺旋状に巻いたヘリカルコイルに通電
し、このヘリカルコイルの作る磁場によってプラズマを
封じ込めている。

【０００３】そこで、一般的なヘリカルコイルの全体形
状を図７に示す。このヘリカルコイル１は、螺旋状に成
形した線材の輪が絡み合って、リング状のコイルをなし
ているものである。図８には、曲りに捩じれが加わった
ヘリカルコイル１の局所的な形状が示されている。すな
わち、図８において、ヘリカルコイル１の軸方向にＺ軸
を、Ｚ軸に垂直な面に互いに直交する軸としてＸ軸およ
びＹ軸をとり、ヘリカルコイル１の形状をこれら３軸と
の関係で記述すると、Ｘ−Ｚ平面でＺ軸と角度αをなす
Ｘ軸方向の曲りと、Ｙ−Ｚ平面でＺ軸と角度βをなすＹ
軸方向の曲り、それにΦ軸回りの捩じれが加わったもの
になっている。特に、ヘリカルコイル１においては、Ｘ
軸方向の曲りには、図に示されるように、プラス方向と
マイナス方向の曲りがあり、それがヘリカルコイル１の
形状上の特徴になっている。

【０００４】次に、こうしたヘリカルコイル１を製造す
るための従来技術に係る製造装置の概略構成を図９に示
す。この製造装置は、回転装置２と、巻き付け装置３と
から基本的に構成される。回転装置２は、図示しない回
転駆動源によって駆動されて矢印方向に回転する回転テ
ーブル４を備えている。この回転テーブル４には所要数
の支持棒５が立設されており、これら支持棒５を介して
ヘリカルコイルの素材である線材６が巻き付けられるコ
イル枠７が支持され、従って、このコイル枠７は回転テ
ーブル４とともに回転するようになっている。

【０００５】巻き付け装置３は、図示しない基台上に固
定されているものであって、コイル枠７が貫通するよう
に、窓部８が大きく形成されているとともに、線材６を
供給する線材ドラム９が取り付けられている。線材ドラ
ム９は、支軸１０を介して回転自在に支承され、コイル
枠７の回転とともに、この線材ドラム９から線材６が繰
り出されるようになっている。

【０００６】以上のように構成される製造装置を使用し
てのヘリカルコイル１の成形は、従来、次のようにして
行っている。すなわち、コイル枠７の外周面には、ヘリ
カルコイルの螺旋形状に対応するスパイラル溝１１が形
成されており、回転テーブル４とともにコイル枠７が回
転するにしたがって、線材ドラム９から線材６が繰り出
され、繰り出された線材６は、テンションが作用した状
態下にスパイラル溝１１に沿って当該コイル枠７に巻き
付けられることで、図８に示したＸ軸方向とＹ軸方向の
曲り、およびΘ軸回りの捩じれが賦形される。

【０００７】このようして曲げおよび捩じれ加工が施さ
れる状態が図１０乃至図１２に示されている。このうち
、Ｘ軸方向とＹ軸方向の曲りについては、図１０に示さ
れるように、線材６はテンションＴの作用によってスパ
イラル溝１１の側壁に押し付けられ、その湾曲形状に倣
うようにＸ軸方向並びにＹ軸方向の曲りが加工される。

【０００８】一方、Θ軸回りの捩じれについては、図１
１に示されるように、線材６にテンションＴを加えただ
けでは加工することができない。このため、図１２に示
す所要数の押え治具１２を取り付け、この押え治具１２
によって、曲りにさらに捩じれの加わったスパイラル溝
１１の側面の形状に強制的に倣わせて、捩じれを施すよ
うにしていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によるときは、上記した製造装置を使用した工程
だけで、ヘリカルコイルを完全に加工精度良好に成形す
ることができず、成形された形状がテンションにより元
の形状に戻らないように、常に押さえ治具１２で押さえ
ていなければならず、また、場合によっては、さらに次
段のプレスや、叩きによる鍛造工程によって仕上げ成形
をする必要があった。しかし、このようなプレスや叩き
による加工が加わると、断面形状の変形が大きく、十分
な寸法精度を得ることができない不都合がある。

【００１０】そこで、本発明は上記従来技術が有する問
題点を解決し、線材に曲げ、捩じれを加える成形をする
に際して、断面形状の変形がなく、高い寸法精度を得る
ことができるようにしたヘリカルコイルの製造装置を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明は、互いに直交する第１の軸および第２の軸
方向の曲りと、第３の軸回りの捩じりを線材に加え、こ
の線材を螺旋状に成形するヘリカルコイルの製造装置に
おいて、線材コイルから繰り出される線材を挟持しかつ
位置が固定された入口ローラ対およびその下流側に配設
される中間ローラ対と、最下流側に配設されて線材を挟
持する出口ローラ対を有し、上記出口ローラ対を２軸に
ついて回動可能な自在継手を介して支承し、かつ上記第
３の軸回りに回転自在な回転ヘッドを第１軸、第２軸方
向に直線移動可能なＸ−Ｙテーブルに連結してなる成形
装置を備えたことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】入口ローラ対および中間ローラ対が線材ドラム
から繰り出された線材を保持した状態で、Ｘ−Ｙテーブ
ルの移動とともに出口ローラ対が移動し線材に第１軸、
第２軸方向の曲りが形成される。この出口ローラ対は自
在継手によって支承されているので、曲りに対応する姿
勢に回動するので、線材に無理な力を与えないですむ。 また、線材に対する第３の軸回りの捩じれは、回転ヘッ
ドとともに出口ローラが回転することによって加えられ
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明によるヘリカルコイルの製造装
置の一実施例について、添付の図面を参照して説明する
。

【００１４】図２は本実施例によるヘリカルコイルの製
造装置の全体構成を表した図である。この製造装置にお
いて、上述した図９の製造装置と共通する構成要素には
、同一の符号が付されている。この実施例のヘリカルコ
イルの製造装置は、コイル枠７を回転するための回転装
置２と、線材ドラム９および後述する成形装置１５とを
備える巻き付け装置３から構成されている。

【００１５】回転装置２は、図示しない回転駆動源によ
って駆動されて矢印方向に回転する回転テーブル４を備
えている。この回転テーブル４には所要数の支持棒５が
立設されており、これら支持棒５を介してヘリカルコイ
ルの素材である線材６が巻き付けられるコイル枠７が支
持され、このコイル枠７は上記回転テーブル４とともに
回転するようになっている。

【００１６】これに対して、巻き付け装置３は、図示し
ない基台上に固定され、コイル枠７が貫通するように、
窓部８が大きく形成されているとともに、線材６を供給
する線材ドラム９が取り付けられている。この線材ドラ
ム９は、支軸１０を介して回転自在に支承され、繰り出
された線材６は、成形装置１５によって曲げ、捩じれが
加えられた後、回転するコイル枠７に巻き付けられるよ
うになっている。

【００１７】次に、成形装置１５の詳細を図１に示す。 符号１６は成形装置１５の本体を示す。この図で線材６
は、ローラ対の間を矢印Ａ方向に向かって移動するよう
になっている。すなわち、本体１６の内部に入口ローラ
対１７と中間ローラ対１８が配設されており、これらに
よって線材６が挟持されている。入口ローラ対１７は図
示しない回転駆動源に連結した駆動軸１９に軸着され、
独立して回転し線材６を矢印Ａ方向に送り出す。また、
線材６は、最下流側に配置された出口ローラ対２０の間
にあって挟持され、この出口ローラ対２０は、その位置
が変位し、また、姿勢が回転することで、線材６に曲げ
、捩じれを加わえられるように構成されている。なお、
入口ローラ対１７、中間ローラ対１８、出口ローラ対２
０は、図３、図５および図６に示されるように、それぞ
れ断面矩形状の線材６の各側面に当接する４つのローラ
でローラ対を構成しているものである。

【００１８】図１において、出口ローラ対２０は、線材
６に曲げが加わった状態におけるその軸方向であるΦ軸
と、このΦ軸に直交するΘ軸回りを回転自在な自在継手
２１を介して支承され、さらにこの自在継手２１は、回
転ヘッド２２によって支持されている。この回転ヘッド
２２は、Φ軸回りに回転するように支持部２３によって
支持されている。

【００１９】また、回転ヘッド２２は、支持部２３を介
し、互いに直交する２軸、Ｘ軸（第１図ではその紙面に
垂直な方向）、Ｙ軸に沿って図示しない駆動手段によっ
て直線移動可能なＸ−Ｙテーブル２４に連結されている
。この場合、Ｘ−Ｙテーブル２４は、本体１６側に螺合
したボール捩子２５の螺回によってＹ軸方向に移動する
移動テーブル２６と、この移動テーブル２６においてＸ
軸方向に延びるように形成された案内溝２７に係合する
スライダ２８とから構成されている。支持部２３は、ス
ライダ２８に対して連結されている。

【００２０】本実施例によるヘリカルコイルの製造装置
は、基本的には以上のように構成されるものであり、次
に、その作用について説明する。図２において、巻き付
け装置３の線材ドラム９から繰り出された線材６は、成
形装置１５を通過する間に曲げ、捩じれが加えられヘリ
カル形状に成形された後、回転する回転テーブル４上の
コイル枠７へテンションなしで巻き付けられる。上記成
形装置１５による曲げ、捩じり加工は、図３、図５およ
び図６に示されるように以下のとおり遂行される。

【００２１】このうち図３は、線材６にＹ軸方向の曲げ
を加えるときの出口ローラ対２０の作用を模式的に示し
た図である。Ｘ−Ｙテーブル２４を構成する移動テーブ
ル２６がボール捩子２５の回転によってＹ軸方向へ移動
することによって、出口ローラ対２０は同方向へ移動し
、その結果、線材６にＹ軸方向の曲りが形成される。 この過程で入口ローラ対１７および中間ローラ対１８の
２つのローラは、線材６を挟持する。そして、出口ロー
ラ対２０は、自在継手２１によって支承されていること
から、その姿勢がＹ−Ｚ平面上を符号θ１　で示す角度
だけ曲りに対応して傾くことができる。このため、図４
に示されるように、出口ローラ対２０においては、線材
６の図における上下面に当接するローラの間隔と線材６
の厚さとの関係が曲げが加えられる前と変わらないので
、曲げに際して線材６に断面変形を生じるような力が加
えられることがない。従って、無理無く加工精度よく曲
げることができる。

【００２２】また、線材６にＸ軸方向の曲げを加えると
きには、Ｘ−Ｙテーブル２４を構成するスライダ２８が
この場合停止している移動テーブル２６の案内溝２８に
案内されてＸ軸方向へ移動することによって、出口ロー
ラ対２０は図５の矢印のようにＸ軸方向へ移動し、その
結果、線材６にＸ軸方向の曲りが形成される。このとき
、自在継手２１を介して支承される出口ローラ対２０は
、Ｙ−Ｚ平面上を符号θ２　で示す角度だけ曲りに対応
して傾くので、線材６に無理な力が加わるのを防止する
ことができる。

【００２３】さらに、線材６に捩じれを加えるときには
、回転ヘッド２２が回転することによって、第６図に示
されるように、出口ローラ対２０は同方向へ回転し、線
材６に捩じれを与えることができる。

【００２４】このように、位置が固定された入口ローラ
対１７および中間ローラ対１８の２つのローラで線材６
を支持し、自在継手２１で支承された出口ローラ対２０
を移動、回転させることにより、線材６に曲げ、捩じれ
の加工を施して断面変形を防止し、プレス等の仕上げ工
程を経ずに所定のヘリカル形状に精度良く成形すること
ができる。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、入口ローラ対およびその下流側に配設される
中間ローラ対と、最下流側に配設されて線材を挟持する
出口ローラ対を設け、この出口ローラ対をＸ−Ｙテーブ
ルを介して移動し、また、回転ヘッドとともに回動する
ことにより、線材に曲げ、捩じれを加え、このとき自在
継手を介して支承される出口ローラ対の姿勢が変わるよ
うになっている。このため、加工の際に出口ローラ対が
線材に無理な力を加えないので、断面形状の変形も無く
、十分な加工精度が得られるため、正確な寸法のヘリカ
ルコイルを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるヘリカルコイルの製造
装置の備える成形装置の縦断面図。

【図２】上記ヘリカルコイルの製造装置の全体の構成を
示す概略図である。

【図３】上記成形装置において、線材にＹ軸方向の曲げ
を加えるときの作用を示す模式図。

【図４】上記成形装置において、出口ローラ対の動きを
示した模式図。

【図５】上記成形装置において、線材にＸ軸方向の曲げ
を加えるときの作用を示す模式図。

【図６】上記成形装置において、線材にΦ軸回りの捩じ
れを加えるときの作用を示す模式図。

【図７】ヘリカルコイルの全体形状を表した図。

【図８】ヘリカルコイルの局所的な形状の説明図。

【図９】従来技術によるヘリカルコイルの製造装置の全
体構成を示した概略図。

【図１０】図９におけるヘリカルコイルの製造装置にお
いて、線材に曲げを加えるときの説明図。

【図１１】図９におけるヘリカルコイルの製造装置にお
いて、線材に捩じれを加えるときの説明図。

【図１２】図１１における捩じれ加工において、線材を
押さえる治具を示した斜視図。

【符号の説明】

１　　ヘリカルコイル ２　　回転装置 ３　　巻き付け装置 ４　　回転テーブル ５　　支持棒 ６　　線材 ７　　コイル枠 １２　　押え治具 １５　　成形装置 １７　　入口ローラ対 １８　　中間ローラ対 ２０　　出口ローラ対 ２１　　自在継手 ２２　　回転ヘッド ２４　　Ｘ−Ｙテーブル ２５　　ボールねじ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに直交する第１の軸および第２の軸方
   向の曲りと、第３の軸回りの捩じりを線材に加え、この
   線材を螺旋状に成形するヘリカルコイルの製造装置にお
   いて、線材コイルから繰り出される線材を挟持しかつ位
   置が固定された入口ローラ対およびその下流側に配設さ
   れる中間ローラ対と、最下流側に配設されて線材を挟持
   する出口ローラ対を有し、上記出口ローラ対を２軸につ
   いて回動可能な自在継手を介して支承し、かつ上記第３
   の軸回りに回転自在な回転ヘッドを第１軸、第２軸方向
   に直線移動可能なＸ−Ｙテーブルに連結してなる成形装
   置を備えることを特徴とするヘリカルコイルの製造装置
   。