JPH0851042A - 直接巻きコイル巻付けヘッドアセンブリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 コイル巻き機械の再整備を行なう必要なし
に、異なるコイル設計に従ってコイルを巻付ける方法及
び装置を提供する。 【構成】 直接巻きコイル巻付けヘッドアセンブリ５０
は、送入部５２，５６及び送出部７２，７４，７６を持
ち、前記送入部で連続したワイヤ２２を受け取り、この
ワイヤ２２を前記送出部に第１の速度で送出すのに適す
るワイヤ送給手段６２，６０と、コイル支持心棒３０を
前記送出部の下方に動的に位置決めする心棒位置決め手
段と、前記ワイヤ送給手段と前記心棒位置決め手段に結
合され、この心棒位置決め手段により前記コイル支持心
棒３０を前記送出部の下方に動的に位置決めさせること
によつて、前記送出しているワイヤ２２を前記コイル支
持心棒３０上に所定のパターンに配置するように作動可
能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般にコイル巻付けヘ
ッドアセンブリ（ｃｏｉｌ ｗｉｎｄｉｎｇｈｅａｄ
ａｓｓｅｍｂｌｙ）、ことにワイヤ又はその他の種類の
導線をコイル支持心棒に巻付けるのに使う直接巻きコイ
ル巻付けヘッドアセンブリ（ｄｉｒｅｃｔ ｃｏｉｌ
ｗｉｎｄｉｎｇ ｈｅａｄ ａｓｓｅｍｂｌｙ）に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】多くの応用例で種々の形状の物体のまわ
りに及び／又は種々の形状のパターンに巻付ける導線、
リボン又はテープのコイルの使用を必要とする。これ等
の応用例のうちで普通の直流モータの固定子巻線及び回
転子巻線のような若干の用途では巻付け巻き輪（ｗｉｎ
ｄｉｎｇ ｔｕｒｎ）の場合に必要とする精度は極めて
低く、従ってこの種のコイル巻付けは多くの高速法で実
施できる。超伝導磁石の巻線のような他の用途では、任
意特定の巻線形状からピークの性能を引出すのにワイヤ
当てがい巻付け法にはるかに高い精度を必要とする。

【０００３】このような磁石により生ずる磁界強さは、
巻線により処理できる電流密度に直接関連する。電流密
度は、コイルを巻付けた後コイル導線間に残された空間
量に直接関連する。従ってこのような超伝導磁石コイル
に使われる任意の巻線法では導線間隔が零である（すな
わちコイルの各導線が隣接導線に接触する）ことは重要
なことである。このような巻線は配列された巻線として
知られている。コイル導線のこのような緊密な詰め込み
により、コイルを巻付けた後（たとえば超伝導磁石が作
動する極めて低い温度に持来したとき）導線の移動量を
減らす。導線のこのような移動は磁界を妨害する。

【０００４】配列した巻付けコイルを生成する従来の方
法では各巻線パターンに対し極めて費用のかかる工具を
必要とする。このことは、新たなコイル構造の研究開発
のために極めて多量の金額と共に所要の各コイル構造に
対する多額の出費を必要とする。コイル構造を生産のた
めに仕上げると、この構造は設備を行わないで変えるこ
とはできない。

【０００５】さらに銅片内のニオブチタンのような超伝
導ワイヤはもろい。従来の巻線法では巻線に一層多くの
巻き輪を加えるに伴い蓄積する残留応力が巻線に加わ
る。これ等の巻線残留応力は巻線に使われる超伝導ワイ
ヤを損傷する作用をし磁石の性能を低下させる。

【０００６】従ってコイル設計が異なってもコイル巻き
機械の再整備を行なう必要なしに、注文された巻付けコ
イルを作る方法が従来必要とされている。又コイル導線
に残留巻付け応力を生じないで注文された巻きコイルを
作る方法も必要である。本発明はこれ等の要求に適応す
るものである。

【０００７】

【発明の開示】従って本発明の目的は、注文された巻き
コイル（ｗｏｕｎｄ ｃｏｉｌ）を作る標準のコンピュ
ータ数値制御（ＣＮＣ）工作機械に使う直接巻きコイル
巻付けヘッドアセンブリを提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、コイル巻き機械の再
整備を行なう必要なしに異なるコイル設計に従ってコイ
ルを巻付けることのできる直接巻きコイル巻付けヘッド
アセンブリを提供することにある。

【０００９】さらに本発明の目的は、残留巻付け応力な
しに注文された巻きコイルを作ることのできる直接巻き
コイルを作ることのできる直接巻きコイル巻付けヘッド
アセンブリを提供しようとするにある。

【００１０】本発明のその他の目的は、請求項に関して
述べる以下の説明から明らかである。

【００１１】前記の目的に適応し従来の装置に固有の問
題を除くように、本発明は、従来のＣＮＣ工作機械を使
いワイヤ送給速度とコイル心棒の位置決めとを制御し残
留巻付け応力なしにワイヤを心棒に当てがうことがいき
るようにした直接巻きコイル巻付けヘッドアセンブリを
提供する。

【００１２】本発明の１例では、コイル巻線をコイル支
持心棒に直接当てがう直接巻きコイル巻付けヘッドアセ
ンブリにおいて、送入部および送出部を持ち送入部で連
続したワイヤを受けこのワイヤを送出部に第１の割合で
送り出すようにしたワイヤを受けこのワイヤを送出部に
第１の割合で送出すようにしたワイヤ送給手段と、コイ
ル支持心棒を送出部の下方に動的に位置決めする心棒位
置決め手段と、前記のワイヤ送給手段及び心棒位置決め
手段に結合されこの心棒位置決め手段に前記コイル支持
心棒を前記送出部の下方に動的に位置させ送出しワイヤ
を心棒に所定のパターンで当てがうように作動し、さら
に前記ワイヤ送給手段を制御し前記第１の割合が前記送
出部に対する前記コイル支持心棒の運動の第２の割合に
実質的に等しくなるように作動する制御手段とを備え
て、ワイヤを前記コイル支持心棒に残留巻付け応力を実
質的に伴わないで当てがうようにした直接巻きコイル巻
付けヘッドアセンブリについて述べる。

【００１３】本発明の他の例では、コイル巻線をコイル
支持心棒に直接当てがう直接巻きコイル巻付けヘッドア
センブリにおいて、可変の回転割合で作動できる回転エ
ネルギー源と、この回転エネルギー源に結合した回転軸
と、この回転軸により駆動され送入部及び送出部を持ち
前記送入部でワイヤを連続的に受入れこのワイヤを前記
送出部から第１の割合で送出すようにしたワイヤ送給手
段と、縦方向軸線に沿い動くように作動できる縦方向送
給テーブルと、この縦方向送給テーブルに結合され縦方
向軸線に対し実質的に直角を挟む平面内で回転するよう
に作動し前記縦方向送給テーブルと共に一緒にコイル支
持心棒を保持し心棒を縦方向軸線に沿って動かしこの縦
方向軸線に平行な軸線のまわりに回転するように作動で
きる回転テーブルと、前記の回転エネルギー源、縦方向
送給テーブル及び回転テーブルに結合されこれ等を制御
するディジタルコンピュータとを備え、このコンピュー
タにより前記心棒を記憶されたプログラム命令により前
記送出部の下方に動的に位置させ送出しワイヤを前記心
棒に所定のパターンに前記第１割合に実質的に等しい第
２の割合で当てがうように作動して、ワイヤを前記コイ
ル支持心棒に残留巻付け応力を実質的に残さないで当て
がうようにした直接巻きコイル巻付けヘッドアセンブリ
について述べる。

【００１４】本発明の他の例では、コイルをコイル支持
心棒に直接巻付ける方法において、（ａ）前記心棒の表
面に第１の接着剤を塗布し、（ｂ）第２の接着剤を塗布
された導線を連続的に第１の点に供給し、（ｃ）前記心
棒を第１の点がコイルの巻付けパターンを定める次々の
隣接する第２の点に一致するように動かし、（ｄ）導線
を前記点に対して前記心棒の移動の第２の割合に実質的
に等しい第１の割合で導線を供給するように工程
（ｂ），（ｃ）を制御することから成る方法について述
べる。

【００１５】本発明の特徴は特許請求の範囲の各請求項
に述べてある。本発明の詳細及び利点は添付図面につい
ての以下の詳細な説明から明らかである。

【００１６】

【実施例】本発明はコイル巻付けヘッドアセンブリに関
する。図１は本発明による巻線を行った超伝導磁石１０
の横断面図である。当業者には明らかなように磁石１０
の各導線１２は一様な密接に詰めた格子状に位置させて
ある。実際上単一のワイヤすなわち導線１２だけしか設
けてない。導線１２は図２に明らかなように横断面を反
復して横切る。しかしとくに横断面を見るときは複数の
意味で導線について述べるのが直観的に分りやすく、こ
のことは実際上本発明を通じて言えることである。各導
線１２は、規則正しく反復する格子内の最も近い４つの
隣接部に当てがう。この配置により各導線１２間の空げ
き（非導電性）の空間の量が最少になり、コイルの電流
密度従ってその磁界強さが増す。さらにこのコイルの各
巻き輪は角すい台形に生成する。レベル１の導線１２ａ
は後述のように心棒１４に直接当てがう。コイルのレベ
ル２又はそれ以上の各導線１２は、次の一層低いレベル
の２条の導線間に重なるように位置させる。従って一層
高い各レベルのコイルはその下側のレベルより導線の巻
線が１条少ない。

【００１７】図２には四極磁石用の単一レベルのコイル
巻線２０の斜視図を示してある。コイルすなわち巻線２
０は複数の曲がり及び巻き輪を三次元に作るが、各導線
２２はその隣接導線に対し十分に密接な間隔を隔て他の
導線２２を第２のレベルの巻線２０に当てがい第１のレ
ベルの巻線２０の導線２２のうちの２条の導線の間に位
置するようにすることが望ましい。本発明は、このよう
なコイルを巻付けこのように密接に詰めると共にコイル
巻線に残留応力をなくすようにする装置及び方法に係わ
る。

【００１８】図２のコイルすなわち巻線２０は、巻線２
０の各別の巻き輪が一層よく明示されるように図示して
ないコイル支持心棒に形成する。このようなコイル支持
心棒３０は図３に例示してある。心棒３０は、任意適当
な材料から作られコイルを巻付ける剛性の表面を形成す
る管状の基体３２を備えている。基体３２にはカプトン
（Ｋａｐｔｏｎ）テープ（ポリアミドテープ）から成る
らせん状ラップ３４を当てがう。ラップ３４の反対方向
にらせん状に巻付けた第２のらせん状ラップ３６はラッ
プ３４のまわりに当てがう。らせん状ラップ３６は、Ｘ
Ｐ−１７材料から成り直接巻きコイルの取付面を形成す
る。図４ａはコイル支持心棒３０を作る際の第１の工程
を示す。或る長さのカプトンテープラップ３４を管状基
体３２に縦方向の所望のコイル長さに適応するのに十分
な長さまでらせん状に巻付ける。カプトンテープの接着
剤側はらせん巻きの外部に位置させる。このようにして
管状基体３２とカプトンテープラップ３４の下側との間
に滑り面を形成することができる。この滑り面は、この
構造体を超伝導温度に冷却し管状基体３２がそのコイル
に対する寸法を変えるときにコイルの運動をこの滑り面
により最小にするから重要である。次に図４ｂではＸＰ
−１７材料は、カプトンテープラップ３４のまわりに逆
向きのらせん状に当てがいカプトンテープラップ３４の
接着剤側により保持する。ＸＰ−１７材料ラップ３６
は、各巻き輪が前回の巻き輪のまわりに部分的に重なる
ように当てがう。これ等の重なり縁部を次いで刃３８で
切取る。最後に図４ｃではカプトンテープラップ３４及
びＸＰ−１７材料ラップ３６の端部を切取りきれいな縁
部を形成する。ＸＰ−１７材料は、コイルを心棒に接着
するのに使う接着剤で外側に被覆する。好適な接着剤は
３Ｍ製のスコッチ−ウエルド（Ｓｃｏｔｃｈ−Ｗｗｌ
ｄ）−Ｒ（６２−２２９０−７５０２−３）である。接
着剤はＸＰ−１７材料ラップ３６を心棒に巻付ける前又
はその後に塗布する。コイル支持心棒３０は次いで所望
のコイルを直接巻付ける状態になる。

【００１９】又図２に示すようにコイル２０のような直
接巻きコイルはコイル支持心棒３０に巻付ける。直接巻
付け法は、コイル巻付けの際にコイル２０の導線２２を
心棒に直接当てがう方法である。この方法は従来の方法
に比べて、従来のコイルが各別のジグに巻付けられ次い
でコイル２０の形状に（又はどのような形状でも所望の
形状に）形成する点が異なる。コイル２０をコイル支持
心棒３０に直接巻付けるには、導線２２を心棒３０（レ
ベル１の導線に対し、ワイヤ対心棒接着部）に又は下側
の導線２２（レベル２及び上側の導線に対し、ワイヤ対
ワイヤ接着部）に、導線２２を当てがう際に取付けるこ
とが必要である。ＸＰ−１７材料ラップ３６の外側にワ
イヤ対心棒接着のために接着剤を施す。さらに導線２２
には又ボンドール（Ｂｏｎｄａｌｌ）１６−Ｈのような
接着剤を塗布する。接着剤は所定の温度以上で流動し、
従って導線２２をコイルの巻付けに先だつて加熱する
と、導線２２は第１のレベルのコイル巻付け中に心棒３
０に粘着し又レベル２及びそれ以上の巻付け中に一層低
いレベルのワイヤに粘着する。この接着法を使うことに
より、コイル２０の巻線は、コイル支持心棒３０の表面
に粘着しこれ等の巻線が当てがわれた位置に緊密に詰ま
つた状態に留まる。

【００２０】コイル支持心棒３０及びコイル巻線２０の
間の熱による膨脹収縮を生じさせる滑り面のほかに、導
線２２はカプトンフイルム内に包んだ多重フィラメント
ワイヤから作る。このようにしてワイヤ及びカプトンフ
イルムの間にマイクロスリップ面を生ずる。各導線２２
を相互に接着しても、カプトンスリーブ内の多重フィラ
メントワイヤはなおこのスリーブ内で自由に滑動し、さ
らに導線２２の熱応力及び巻付け応力を減らす。

【００２１】コイル支持心棒３０とＸＰ−１７材料３６
の接着剤と又導線２２との組合わせにより、加熱した導
線２２をコイル支持心棒３０の任意の点に当てがうこと
ができる限り（導線２２は接着剤を流動させるのに加熱
しなければならない）任意所望の巻付けで導線２２を心
棒３０に当てがうことができる。導線２２を心棒３０に
当てがう装置５０は図５に示してある。図５は側方から
見た直接巻きコイル巻付けヘツドアセンブリ５０を示
す。従ってコイル支持心棒３０も側方から作用を受け
る。導線２２は、供給スプール５２から送給され固定の
案内目穴５４を経て案内管５６に進む。案内管５６は導
線２２をアセンブリ取付け台板５８を経て送給し導線２
２が２個の挟みローラ（ｐｉｎｃｈ ｒｏｌｌｅｒｓ）
６０，６２に送られるようにする。図５には挟みローラ
６０だけが現われている。これ等の挟みローラの一方は
扁平なワイヤ接触面を持つが、他方は導線２２がその両
ローラの通過時に位置するＶ字形切欠きを持つ。挟みロ
ーラ６２は、ＣＮＣ工作機械７０の軸６８により駆動さ
れる動力軸６４により駆動する。軸６８及び動力軸６４
間の連結は通常直角歯車箱６６を介して行う。導線２２
が挟みローラ６０，６２の下部から出ると、導線２２は
上部ワイヤ案内管７２、中間ワイヤ案内管７４及び下部
ワイヤ案内管７６を経て送給される。案内管７６から導
線２２が出てコイル支持心棒３０の表面に当てがわれ
る。コイル巻付けヘッドアセンブリ５０の全下部区間
を、棒８０に沿い上下方向に自由に移動する板７８に取
付けてある。板７８はばね８２により下方に付勢する。

【００２２】導線２２は、これが下部ワイヤ案内管７６
を通過する際に下部ワイヤ案内管７６のまわりにらせん
状に巻付けたカルロッド（Ｃａｌｒｏｄ）抵抗加熱部材
８４により加熱する。加熱部材８４の作用は、温度検知
探針８６からのフィードバックにより制御され下部ワイ
ヤ案内管７６を通過する導線２２の温度を導線２２及び
心棒３０に塗布する接着剤の流動温度以上に保持するよ
うにする。

【００２３】図６には図５の直接巻きコイル巻付けヘッ
ドアセンブリを頭部の方から見て示してある。この図で
は挟みローラ６０，６２を共に示してある。挟みローラ
６２は動力軸６４により直接駆動するが、挟みローラ６
０は挟みローラ６２により１連の歯車（図示してない、
図７参照）を介して駆動する。挟みローラ６０は、挟み
ローラ取付け板９２をピボット９０のまわりに駆動する
ように押す付勢ばね８８により挟みローラ６２に接触し
た状態に保たれる。このばねは又挟みローラ６０の歯車
を挟みローラ６２の歯車にかみあうように押す（図７参
照）。中間ワイヤ案内管７４の近くに穴９６を経て送出
すように空気を供給する付属具を設けてある。この空気
流は、加熱部材８４により生ずる熱がヘッドアセンブリ
５０に上向きに伝わらないようにする熱障壁を生成する
のに使う。このことは導線２２に塗布する接着剤がその
下部ワイヤ案内管７６に達するのに先だつて流動しない
ようにするのに必要である。

【００２４】図７には直接巻きコイル巻付けヘッドアセ
ンブリ５０を展開して示してある。図７には挟みローラ
６０，６２を駆動するのに使う歯車１００及び協働する
軸受１０２，１０４を示してある。

【００２５】図８には本発明の下部ワイヤ案内管７６の
部分横断面図を示してある。上部区分１１０はなるべく
はステンレス鋼から作った中空管である。下部区分１１
２は、まわりに巻付けた加熱部材８４（図５及び図６）
から導線２２に一層有効に熱を導くように黄銅から作る
のがよい。区分１１２の底部はトロイド形に丸くしてあ
る。このようにして導線２２を鋭い又は急激な縁部に食
込まないで案内管７６からの送出し導線２２の損傷を防
ぐ。

【００２６】図５ないし７の直接巻きコイル巻付けヘッ
ドアセンブリ５０は、コイルを心棒３０に巻付ける際に
固定位置に留まる。心棒３０は、ＣＮＣ工作機械７０の
数値制御テーブル（図示してない）に結合されこのテー
ブルの縦方向送りによりＸ方向に移動する。Ｙ方向（コ
イル支持心棒３０のまわりの円周方向）の運動はコイル
支持心棒３０の縦方向軸線のまわりの回転により得られ
る。このような回転は、ＣＮＣ工作機械のテーブルに直
角を挟んで取付けた数値制御回転テーブル（図示してな
い）によつて通常行われる。Ｚ方向の運動（心棒３０の
表面の上方のヘッドアセンブリ５０の上下方向高さ）は
ＣＮＣ工作機械の軸６８の上下方向高さ制御装置により
制御する。この上下方向高さの調節は、一層多いレベル
のコイル２０を加えるのに伴いヘッドアセンブリ５０が
上方に移動するようにするのに必要である。

【００２７】作動時には、縦方向送りテーブル及び回転
テーブルを備えたＣＮＣ工作機械７０の運動を当業界で
はよく知られているように適当なインタフェースを持つ
付属コンピュータにより制御する。三次元コイル２０を
設計した後ＣＮＣ工作機械コンピュータに、その送りテ
ーブルを動かし、その回転テーブルを回転し、軸の高さ
を調整するようにプログラミングを行い、下部ワイヤ案
内管７６の真下の位置により心棒３０への（レベル１の
巻き輪に対し）又は下側のレベルの導線２０への（レベ
ル２及び上側の巻き輪に対し）コイル巻付けの径路を捜
し出す。この仕事を行うようにＣＮＣ工作機械７０のコ
ンピュータのプログラミングを行う方法は当業界に広く
知られている。コンピュータがコイル２０の巻付け径路
に沿いコイル支持心棒３０を動かす際に、コンピュータ
は、心棒３０の運動についてゆくようにするのに心棒３
０に当てがわなければならない導線の直線長さを同時に
計算する。この情報を使いコンピュータは、その精密に
制御する軸６８を挟みローラ６０，６２を通りワイヤ案
内管７２〜７６を経て心棒３０に所要量の導線２２を正
確に送る割合で回転する。挟みローラ６０，６２の回転
は、挟みローラ６０，６２に取付けた直角歯車６６、動
力軸６４及び歯車１００（図７参照）を介して軸６８の
回転に対し一定の割合で生ずる。導線２２は、これを下
部ワイヤ案内管７６を経て送る際に電気加熱部材８４に
よりこの導線の表面の接着剤が流動する温度に加熱す
る。導線２２は次いで、案内管７６から出しコイルに巻
付ける。出てくる導線２２の加熱接着剤はこの接着剤が
心棒３０で（レベル１のコイル巻き輪）又は下側の導線
２２で（レベル２及びその上側の巻き輪）流動するのに
十分熱く導線をその当てがう際にコイルの残りの部分に
接着する。ＣＮＣ工作機械７０は１／１０，０００ｉｎ
の範囲の公差で導線の巻付けを制御できるから、得られ
るコイル２０の構造は極めて緊密に詰められ、１条の導
線２２及びその隣接導線の間には実際上空間がない。さ
らに導線２２が下部ワイヤ案内管７６及びコイル表面間
で追従するゆるやかな弧９８によりヘッドアセンブリ５
０がコイル２０に接触しないようにして、ヘッドアセン
ブリ５０からの物理的干渉によるコイル又は導線の損傷
のおそれをなくす。

【００２８】本発明の重要な利点は、導線２２がコイル
巻付け面の運動と正確に同じ割合で送られるからコイル
２０の巻線が残留巻付け応力を伴わないで当てがわれ
る。本発明の他の重要な利点は、コンピュータが軸及び
ＣＮＣ工作機械７０のテーブルを十分に制御するから導
線はいずれの形状でも任意の形状に当てがうことができ
ることである。このことは、コイル２０の構造を新設備
を必要としないで変えられることを意味する。新たなコ
イルパターンのためのデータをロードするにはコンピュ
ータの簡単なプログラム変更を必要とするだけである。
このことは従来の多くの点に対し著しい改良となる。第
１にコイルは任意の機械販売店で入手できるＣＮＣ工作
機械を使い巻付けを行うことができる。ＣＮＣ工作機械
７０に取付ける直接巻きコイル巻付けヘッドアセンブリ
５０の費用は従来の特殊のコイル巻付け機の費用に比べ
て無視できる程度である。第２に新設備を設けないで無
数のコイル構造を生産するのに同じ機械を使うことがで
き、所望の変更は新しいソフトウエアプログラムのロー
ディングだけである。最後に新しいコイル構造の研究及
び開発は、新しい構造が新設備の費用を伴わないで作る
ことができるのではるかに容易になり、高い付加費用な
しに（コイル材料の費用だけ）構造の一層多い反復がで
きる。

【００２９】以上本発明の好適な実施例を添付図面につ
いて詳細に説明したが本発明はなおその精神を逸脱しな
いで種々の変化変型を行うことができる。たとえばコイ
ル巻付けに管状心棒だけでなく任意の形状の心棒を使う
ことができる。さらに導体のリボン又はテープを使い５
軸ＣＮＣ工作機械（可動軸配向）によりコイルの巻付け
ができる。この場合リボンが心棒の表面に接してヘッド
アセンブリから出るようにリボンを当てがうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の配列した巻付けコイルの横断面図であ
る。

【図２】本発明の方法及び装置により作った直接巻きコ
イルの第１レベルのコイル巻線の斜視図である。

【図３】本発明により巻付けるコイルの心棒を示す斜視
図である。

【図４】本発明により巻いたコイルの心棒を作る工程を
示す平面図である。

【図５】本発明の直接巻きコイル巻付けヘッドアセンブ
リの第１の平面図である。

【図６】本発明の直接巻きコイル巻付けヘッドアセンブ
リの第２の平面図である。

【図７】図５及び６の直接巻きコイル巻付けヘッドアセ
ンブリの展開斜視図である。

【図８】本発明の下部ワイヤ案内管の部分断面図であ
る。

【符号の説明】

２０ 巻線 ２２ ワイヤ（導線） ３０ コイル支持心棒 ５０ 直接巻きコイル巻付けヘッドアセン
ブリ ５２ 供給スプール ５６ 案内管 ６０，６２ 挟みローラ ６４ 動力軸 ７０ ＣＮＣ工作機械 ７２，７４，７６ ワイヤ案内管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラドニ、アー、バリク アメリカ合衆国テクサス州75165、ワクサ ハチー、ヴァジニア 219番 (72)発明者 アースァ、ダブルュー、ウァーナスバー ク、ジューニア アメリカ合衆国テクサス州75165、ワクサ ハチー、チョートーカ・ドライヴ 109番 (72)発明者 ジァン、ライガ アメリカ合衆国テクサス州76096、アーリ ングタン、ピー・オウ・バックス 180275 番

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイル巻線をコイル支持心棒上に直接配
   置する直接巻きコイル巻付けヘッドアセンブリにおい
   て、送入部及び送出部を持ち、前記送入部において連続
   したワイヤを受け取り、このワイヤを前記送出部に第１
   の速度で送出するのに適するワイヤ送給手段と、 前記コイル支持心棒を前記送出部の下方に動的に位置決
   めする心棒位置決め手段と、 前記ワイヤ送給手段と前記心棒位置決め手段とに結合さ
   れ、この心棒位置決め手段により前記コイル支持心棒を
   前記送出部の下方に動的に位置させることによつて、前
   記送出しているワイヤを前記コイル支持心棒上に所定の
   パターンに配置するように作動可能であり、さらに前記
   ワイヤ送給手段を制御することにより、前記第１の速度
   が前記送出部に対する前記コイル支持心棒の運動の第２
   の速度に実質的に等しくなるように作動可能である制御
   手段と、を備えることにより、 前記ワイヤを、前記コイル支持心棒に残留巻付け応力を
   実質的に伴わないで前記コイル支持心棒上に配置するよ
   うにした、直接巻きコイル巻付けヘッドアセンブリ。
2. 【請求項２】 前記送出部の近くの領域を、前記ワイヤ
   の接着剤被覆を流動させるのに適する第１の温度に加熱
   するように動作できる加熱手段を備えた請求項１の直接
   巻きコイル巻付けヘッドアセンブリ。
3. 【請求項３】 前記第１の温度を測定するように動作で
   きる温度感知手段を備えた請求項２の直接巻きコイル巻
   付けヘッドアセンブリ。
4. 【請求項４】 前記ワイヤ送給手段に、 動力軸と、 この動力軸により駆動される第１の挟みローラと、 この第１の挟みローラにより駆動される第２の挟みロー
   ラと、を備え、 前記ワイヤを前記第１及び第２の挟みローラの間に保持
   し、前記動力軸の回転により移動させるようにした請求
   項１の直接巻きコイル巻付けヘッドアセンブリ。
5. 【請求項５】 前記の動力軸と前記第１の挟みローラと
   に結合された第１の歯車と、 前記第２の挟みローラに結合された第２の歯車と、 前記第２の歯車を前記第１の歯車にかみあわせることに
   より、前記の第１及び第２の挟みローラが前記動力軸の
   回転により回転するように作動する付勢手段と、を備え
   た請求項４の直接巻きコイル巻付けヘッドアセンブリ。
6. 【請求項６】 前記挟みローラの一方が、前記ワイヤを
   組み重ねる円周方向みぞを備えた請求項４の直接巻きコ
   イル巻付けヘッドアセンブリ。
7. 【請求項７】 前記動力軸を、コンピュータ数値制御工
   作機械の軸に回転するように結合するのに適するように
   した請求項４の直接巻きコイル巻付けヘッドアセンブ
   リ。
8. 【請求項８】 前記心棒位置決め手段に、コンピュータ
   数値制御工作機械の縦方向送りテーブルと、 前記コンピュータ数値制御工作機械の回転テーブルとを
   設けた請求項１の直接巻きコイル巻付けヘッドアセンブ
   リ。
9. 【請求項９】 前記制御手段が、デイジタルコンピュー
   タである請求項１の直接巻きコイル巻付けヘッドアセン
   ブリ。
10. 【請求項１０】 コイル巻線をコイル支持心棒上に直接
    配置する直接巻きコイル巻付けヘッドアセンブリにおい
    て、 可変の回転速度で作動できる回転エネルギー源と、 この回転エネルギー源に結合された回転可能な軸と、 送入部及び送出部を持ち、前記回転可能な軸により駆動
    され、前記送入部において連続したワイヤを受入れ、こ
    のワイヤを前記送出部から第１の速度で送出するのに適
    するワイヤ送給手段と、 縦方向軸線に沿い動くように作動できる縦方向送給テー
    ブルと、 この縦方向送給テーブルに結合され、前記縦方向軸線に
    実質的に直角をなす１平面内で回転するように作動し、
    前記縦方向送給テーブルと一緒にコイル支持心棒を保持
    することにより、このコイル支持心棒を、前記縦方向軸
    線に沿って動かし、かつこの縦方向軸線に平行な軸線の
    まわりに回転させるように作動できる回転テーブルと、 前記回転エネルギー源と、前記縦方向送給テーブルと、
    前記回転テーブルとに結合され、かつこれ等を制御し、
    前記コイル支持心棒を、記憶されたプログラム命令に従
    って前記送出部の下方に動的に位置決めし、かつ前記送
    出すワイヤを、前記コイル支持心棒上に、前記第１の速
    度に実質的に等しい第２の速度で所定のパターンに配置
    するように作動できるディジタルコンピュータと、を備
    えることにより、前記ワイヤを前記コイル支持心棒上
    に、実質的に巻線残留応力を生じないで配置するように
    した直接巻きコイル巻付けヘッドアセンブリ。
11. 【請求項１１】 前記ディジタルコンピュータに結合さ
    れ、このディジタルコンピュータにより制御され、前記
    送出部に近い領域を、前記ワイヤの接着剤被覆を流動さ
    せるのに適する第１の温度に加熱するように作動できる
    加熱手段をさらに備えた請求項１０の直接巻きコイル巻
    付けヘッドアセンブリ。
12. 【請求項１２】 前記ディジタルコンピュータに結合さ
    れ、前記第１の温度を測定するように動作できる温度感
    知手段をさらに備え、前記ディジタルコンピュータによ
    り前記測定した第１の温度に基づいて前記加熱手段を制
    御するようにした請求項１１の直接巻きコイル巻付けヘ
    ッドアセンブリ。
13. 【請求項１３】 前記送給手段に、 前記回転可能な軸により駆動される第１の挟みローラ
    と、 この第１の挟みローラにより駆動される第２の挟みロー
    ラと、を設け、前記ワイヤを、前記第１及び第２の挟み
    ローラの間に保持し、前記回転可能な軸の回転により、
    動かすようにした請求項１０の直接巻きコイル巻付けヘ
    ッドアセンブリ。
14. 【請求項１４】 前記回転可能な軸及び第１の挟みロー
    ラに結合された第１の歯車と、 前記第２の挟みローラに結合された第２の歯車と、 前記第２の歯車を前記第１の歯車をかみあわせることに
    より、前記第１及び第２の両挟みローラが、前記回転可
    能な軸の回転により回転するように作動する付勢手段
    と、をさらに備えた請求項１３の直接巻きコイル巻付け
    ヘッドアセンブリ。
15. 【請求項１５】 前記両挟みローラの一方に、前記ワイ
    ヤに組み重なる円周方向みぞを形成した請求項１３の直
    接巻きコイル巻付けヘッドアセンブリ。
16. 【請求項１６】 コイル支持心棒上にコイルの直接巻付
    けを行う直接巻付け方法において、（ａ）前記コイル支
    持心棒の表面に第１の接着剤を被覆する段階と、（ｂ）
    第２の接着剤を被覆した連続した長さの導線を第１の箇
    所に供給する段階と、（ｃ）前記コイル支持心棒を、前
    記第１の箇所が前記コイル支持心棒の表面上で前記コイ
    ルの巻線パターンを定める後続の隣接する第２の箇所に
    一致するように動かす段階と、（ｄ）前記導線を、前記
    箇所に対する前記コイル支持心棒の運動の第２の速度に
    実質的に等しい第１の速度で供給するように前記段階
    （ｂ）及び（ｃ）を制御する段階と、を包含する直接巻
    付け方法。
17. 【請求項１７】 （ｅ）前記導線を、前記第１の箇所に
    近い領域において、前記第１及び第２の接着剤を流動さ
    せるのに十分なだけ高い第１の温度に加熱する段階をさ
    らに包含する請求項１６の直接巻付け方法。
18. 【請求項１８】 （ｆ）前記第１の箇所の付近の第２の
    温度を測定する段階と、（ｇ）前記測定した第２の温度
    を使い、前記段階（ｅ）における加熱を制御する段階
    と、をさらに包含する請求項１７の直接巻付け方法。