JPS59129411A - コイル巻線装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、超電導材料を線材とするコイルの精密整列巻
およびパンケーキ巻きを行うのに好適なコイル巻線装置
に関する。

〔従来技術〕

第１図は従来の超電導コイル等の形成に用いられるコイ
ル巻線装置の概略を示す図でめる。第１図において繰り
出しドラム１０に巻いである線材１２は、ガイドローラ
１４を社た後線材１２に張力を与える所謂ダンサロール
１６において、繰シ出しドラム１０に巻かれていた状態
とは逆方向に曲げられ、ガイドローラ１８を通った後巻
き取りドラム２０に巻き取られる。

一般に金属材料等は、歪み全受けると電気抵抗が増大す
る等電気的に好ましくない。特に超電導材料においては
、許容歪みの値が小さい。従って、繰り出しドラム１０
に巻かれていた状態と逆の曲げ（以丁逆ぞシと称す）を
線材１２に与えることは超電導コイルの形成上好ましく
ない。

しかも、従来コイルの整列巻きは、即ち巻き取りドラム
２０の軸方向に沿って線材を順次巻いていく場合には、
作業者の高度の熟練と勘により、ハンマリング等の手作
業によって線材を整列しており、作業ミスによる過度の
曲げ歪みやノ・ンマリングによる衝撃が超電動線材に及
ぼす影響を無視することができない。

なお、超電導コイルには平たい渦状に巻いた所ｉｌｌパ
ンケーキ巻きのコイルがしばしば用いられる。

第２図（Ａ）ないしくＣ）は、超電導コイルに特有のパ
ンケーキ巻きの説明図である１、第２図に示したパンケ
ーキ巻きコイルは、巻き方向が異なる２つのパンケーキ
巻きコイルを１つの巻芯に形成するものである。そのた
め、第２図（Ａ）に示すように、巻芯２２には右巻きか
ら左巻きに移るための巻芯２２を軸線と斜交して横断す
る溝が形成しである。そして、巻芯２２を線材１２の中
間に位置させ、一方のパンケーキ巻きコイル、例えば左
巻きのパンケーキ巻きコイルを第２図（Ｂ）の如く形成
する。その後、もう一方のパンケーキ巻きコイルを第２
図（Ｃ）の如く形成し、パンケーキ巻きコイルを完成す
る。

従来このようなパンケーキ巻きコイルを作成するために
は、第３図に示すように中間から２つに分割できるドラ
ム２４Ａ、２４Ｂに線材１２を予め巻いておき、このド
ラム２４Ａ、２４Ｂの中間に巻芯２２を位置させて行っ
ていた。このため、ドラム分割時や掛は換え時に線材１
２を傷める心配があった。

〔発明の目的〕

本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされ
たもので、コイルにする線材に歪みを与えず、また、効
率よくパンケーキ巻きを行うことができるコイル巻線装
置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明の第１は、線材が巻かれている繰シ出しドラムの
回転中心を、線材に張力を与える口〜うの巻き込み側の
線材とこのローラの中心からこの巻き込む線材に下した
垂線とがなす角の内側に配置し、巻取ドラムの回転中心
を、前記ローラの送り出す線材とこの線材に前記ローラ
の中心から下した垂線とがなす角の内側に配置すること
により、線材に歪みを生じるような逆ぞυを与えないよ
うにしたものである。

また本発明の第２は、繰シ出し装置と巻き取り装置にそ
れぞれ繰シ出し位置と巻き取り位置とが繰り出しドラム
又は巻き取９ドラムの軸方向に移動する移動量を検出し
、検出信号に応じて繰シ出しドラムと巻き取シトラムと
を軸方向に移動し、線材の繰り出し又は巻き取９泣置が
線材に張力を与えるローラの半径方向中心側方に位置す
るようにし、線材に歪みを与えないように構成したもの
である。

本発明の第３は、巻き取シトラムの４き取）位置におい
て線材を巻き取りドラムの軸方向に押圧する抑圧装置を
巻き取り装置に設け、隣接する線材間の間隙を自動的に
無くシ、ハンマリング等により線材に与えていた衝撃力
を無くすように構成したものでちる。

本発明の第４は、巻き取りドラムをターンテーブル上に
配置し、巻き取ｐドラムを支持している軸の両端に継手
を設け、ターンテーブルを反転させることにより前記継
手を交互に巻き取シトラムを回転する駆動軸の結合部と
結合させ、石巻きと左巻きの一対のパンケーキ巻きコイ
ルを容易に形成することができるように構成したもので
ある。

〔発明の実施例〕

本箔明に係るコイル巻線装置の好ましい実施例を添付図
面に従って詳説する。

第４図は本発明に係るコイル巻線装置の実施例の平面図
であり、第５図はその側面図である。第４図において繰
り出し装置３０は、ベース３２上に一対のレール３４が
固定しである。レール３４上に配置されたテーブル３６
は、上面に繰ジ出しモータ３８が固定してあり、繰ｐ出
しモータ３８の駆動力が減速機４０を介して駆動軸４２
に伝達される。繰り出しドラム１０は、駆動軸４２に連
結しである軸４４に支持され、繰り出しモータ３８の駆
動力により回転する。

テーブル３６には、第４図および第５図に示すようにナ
ツト４６によシボールねじ４８が回転自在に結合してあ
り、このボールねシカベース３２上に固定した駆動モー
タ５０の回転によ多回転し、第５図に示す重輪５１がレ
ール３４上を転動し、デープル３６がボールねじ４８に
沿って移動する。

また、ベース３２の側部には、検出プーリ５２をＭする
位置検出装置５３が設けられており、繰シ出しドラム１
０に巻回しである線材１２が検出プーリ５２を介してガ
イド装置５４に導かれる。

巻き取り装置ｆ６０は、繰り出し装置３０と同様にベー
ス６２上に一対のレール６４が固定してあり、レール６
４上にはテーブル６６が配置しである。そして、テーブ
ル６６上の巷き取すモータ６８の駆動力は、減速機７０
を介して駆動軸７２に伝達される。

また、テーブル６６上にはｇ５図に示すモータ７３によ
υ駆動するターンテーブル７４がｆｆｆｆ−ｒあシ、こ
のターンテーブル７４上に軸７６によって巻き取りドラ
ム２０が支持されている。巻き取りドラム２０を支持し
ている軸７６の両端には、それぞれ同一の構造を有する
継手７８．８０が設けである。この継手７８．８０は、
駆ｌＥＩ］軸７２の先端に取ｐ付けた結合部である継手
８２と結合し巻き取シモータ６８の駆動力を軸７６に伝
達するようになっている。

テーブル６６は、繰り出し装置３０のテーブル３６と同
様に、駆動モータ８４により回転するボールねじ８６に
沿って移動する。また、ベース（９） ６２の側部には検出プーリ８８を有する位置検出装置Ｉ
ｆ８９が固定してあり、線材１２が検出プーリ８８を介
して巻き取りドラム２０に導かれ、コイル９０にされる
。また、巻き取シ装置１ｉｔ６０には詳細を後述する抑
圧装置９２が設けである。抑圧装置９２は、一対のエヤ
ーシリンダ９４．９６Ｑ有しており、アーム９８に巻き
取りドラム２ｏの軸線方向の力を与える。アーム９８に
設けた加圧ローラ１００は、線材の巻き取り位置、即ち
線材１２が巻き取多ドラム２０に接する位置においてｌ
ｓｉ　１２と接触し、線材１２に巻き取りドラム２０の
軸方向への力を与えている。

案内装置５４は、第５図に示すように上ガイドプーリ１
０２と下ガイドプーリ１０４とを有している。そして、
繰り出し装ｒｆ３０がら繰り出される線材１２は、下ガ
イドブーＩＪ　１０４の下部に案内されてダンサロール
１６に導かれ、その後上ガイドプーリ１０２の−Ｆ部に
案内され巻き取シトラム２０に巻き取られる。

ダンサロール１６は、ダンサロール支柱１０６（１０） に軸１０８を介して回転自在に設けられている。

そして、ダンサロール支柱１０６は、ベース１１０に固
定した軸受１１２に支持軸１１４を介して回動自在とな
っている。″また、ダンサロール支柱１０６には、第４
図に示すように連結チェーン１１６の一端が接続してあ
シ、この連結チェーン１１６の他端はチェーンガイド１
１８を介して連結棒１２０に導かれ、連結棒１２０に結
合している。一端が連結棒１２０に接続しであるチェー
ン１２２の他端は、張力検出ロードセル１２４に連結し
ており、ソレノイド１２６の磁力によりダンサロール１
６に与える荷重を測定することができるようになってい
る。なお、第５図に示す符号１２７は、ポテンシオメー
タである。

第６図は前記した繰シ出し装置３０に設けた位置検出器
［５３の実施例の正面図であり、第７図は位置検出装置
の側面図である。第６図および第７図において、検出プ
ーリ５２は、中間部において本体１２８にアーム軸１３
０を介して枢支されている検出アーム１４０の上端にピ
ン１４２を介（１１） して回転自在に取シ付けられている。検出アーム１４０
のＦ端部は、結合孔１４４が形成してあり、この結合孔
１４４にポテンシオメータ１４６の可動部とばね１４８
の一端が結合しである。ばね１４８の他端は、本体１２
８の下端部に設けたピン１５０と係合し、検出アーム１
４０を定位置、即ち垂直位置に留めるように付勢してい
る。本体１２８の中間部に設けた凸部１５２には、第７
図に示すように固定ピン１５３を介してピアノ線１５４
の一端が接続してあり、ピアノ線１５４の他端はガイド
プーリ１５６を経てバランスウェイト１５８に接続しで
ある。そして、本体１２８はブラケット１６０に設けた
ガイド１６２に沿って−Ｌ、下動することができる。な
お、巻き取シ装置６０に設けた位置検出装置８９は、繰
り出し装置３０に設けた位置検出装置５３と同一の構造
を有する。

第８図は巻き取り装置６０に設けた抑圧装置９２の実施
例の正面図であり、第９図はその平面図である。抑圧装
置１９２は、巻き取シ装置６０の（１２） ベース６２両側部に一対の支柱１６４，１６６が固定し
である。支柱１６４の上端付近には、押圧装置ベース１
６８が取シ付けてあり、この押圧装置ベース１６８の上
面にエヤーシリンダ１７０が固定しである。このエヤー
シリンダ１７００作動ロッドの先端は、アーム９８の一
端を支持するブロック１７２に連結しである。そしてこ
のブロック１７２は第９図に示すようにエヤーシリンダ
９４．９６が設けてるる。

他方の支柱１６６の上端付近には、支柱１６６に回動自
在なブラケット１７４が設けてろり、このブラケット１
７４に水平コラム１７６が取ｐ付けである。そして、水
平コラム１７６の先端付近にはアーム９８の一端が回動
自在に結合し、アーム９８が支柱１９６を中心に回動で
きるようになっているう アーム９８の中央部に設けた加圧ローラ１ｏＯは、フラ
ンジ部１７８を有し、線材１２が加圧ローラ１００から
容易に外れないようになっている。

上記の如く構成した実施例の作用は次の通りで（１３） ある。

線材１２は、繰シ出しドラム１０から繰り出される量と
巻き取ｐドラム２０において巻かれる量とが、図示しな
い制御装置によシ繰シ出しモータ３８と巻き取シモータ
６８とを制御されて等しくなっている。繰９出しドラム
１０から繰シ出される線材１２は、第５図に示すように
検出プーリ５２を経て下ガイドプーリ１０４に導かれ、
ダンサロール１６に達する。その後、線材１２は、上ガ
イドプーリ１０２に導かれ、巻き取シ装置に設けた位置
検出器８９の検出プーリ８８を経て巻き取りドラム２０
に巻き取られる。繰り出しドラム１０の回転中心は、第
５図に示すようにダンサロール１６の巻き込み角、即ち
ダンサロールに入ってくる線材１２とダンサロール１６
の回転中心とがなす角の内側に位置している。また、巻
き取シトラム２００回転中心は、ダンサロール１６の繰
り出し角、即ちダンサロール１６が送シ出す線材１２と
ダンサロール１６の回転中心とのなす角の内側に位置し
ている。このため、線材１２は、前（１４） 記した逆そりを受けることがなく、大きな歪みを生ずる
ことがない。

線材１２は、ダンサロール１６により張力を与えられる
。即ち、ソレノイド１２６が励磁することにより、チェ
ーン１２２．連結棒１２０および連結チェーン１１６を
介してダンサロールの支柱１０６が第５図において左方
向に引かれる。このため、ダンサロールの支柱１０６は
、支柱軸１１４を介して軸受１１２に回動自在に枢支さ
れているため、ダンサロールの支柱１０６は反時計方向
に回動する力を受け、線材１２に張力を与える。このよ
うにダンサロール１６を支柱軸１１４を中心に回動自在
としたことにより、摺動面の摩擦による張力への影響を
減少できる。なお、線材１２の繰り出し量と巻き取りｋ
とに相違を生じたときは、その差に応じてチェーン１２
２が上下動し、その動きがポテンシオメータ１２７によ
り検出される。

そして、ポテンシオメータ１２７の検出信号が図示しな
い制御装置に送られ、繰ｐ出しモータ３８又は巻き取り
モータ６８の回転数が制御される。

（１５） 繰り出しドラム１０に巻回しである線材１２が１１［次
繰シ出されることにより、繰シ出しドラム１０上の繰り
出し位置が繰り出しドラム１０の軸線方向に次第に移動
していく。繰多出し位置が順次移動するに従い、線材１
２は検出プーリ５２に軸線方向の力を与える。このため
検出プーリ５２は、第６図に示したばね１４８の付勢力
又はバランスウェイ）１５８の付勢力に抗し、アーム軸
１３０を中心として第６図において時計方向又は反時計
方向に回動する。検出プーリ５２が回動すると、検出ア
ーム１４０の下端部が回動し、その回動量がポテンシオ
メータ１４６により検出される。そして、ポテンシオメ
ータ１４６の検出信号が図示しない制御装置に送られ、
駆動モータ５０全制御す／Ｄ０即ち、線材の繰シ出し位
−の移動に伴い、駆動モータ５０が駆動し、線材１２の
繰シ出し位置が検出プーリ５２の軸方向長さの中心にく
るように、ボールねじ４８を介してテーブル３６をガイ
ドレール３４に沿って移動する。線材１２の巻き取シト
ラム２０上における巻き取り位（１６） 置が、巻き取りドラムの軸線方向に次第に移動する場合
も同様にして巻き取り装置６０のテーブル６６がガイド
レール６４に沿って移動する。

巻き取９ドラム２０に巻き取られる線材１２は、巻き取
り位置において第４図および第８図に示すように、エヤ
ーシリンダ１７０により加圧ローラ１００を介して巻き
取りドラム２０の中心方向に軽く押圧されている。そし
て、加圧ローラ１００は、エヤーシリンダ９４又はエヤ
ーシリンダ９６の作動により、線材１２を巻き取シトラ
ム１２０の軸方向（第４図においてはエヤーシリンダ９
４の作動によｐコイル９０側）に押圧し、コイル９０と
して巻かれる線材間に隙間を生じないように整列してい
る。即ち、巻き収シトラム２０が第９図において左方向
に移動したときは、エヤーシリンダ９６によシ線材を左
方向に押圧し、巻き取りドラムがＢ方向に移動したとき
は、エヤーシリンダ９４によυ線材をＢ方向に押圧する
。従って、コイル９０の整列巻きにおいてハンマリング
等の操作を必要とすることがなく、線材１２に衝撃力（
１７） を与えずに自動的に梢密な整列巻きを行うことができる
。

なお、逆向きに巻いた１対のパンケーキ巻きコイルを巻
き取りドラム２０上に形成するときは、巻き取υ装置６
０のターンテーブル７４を使用することによシ容易に行
うことができる。即ち、第４図の状態において１つのパ
ンケーキコイルを巻き終ったときは、継手８２と継手７
８との結合を解除し、第５図に示すターンテーブル駆動
モータ７３を駆動し、ターンテーブル７４を９０度回転
させる。そして、継手８２と継手８０とを結合させた後
、前記したと同様にしてパンケーキ巻きコイルを形成す
ることができる。このようにすることにより、繰シ出し
ドラムの分割や掛は換え作業を行う必要がなく、線材を
傷める虞れがないとともに、巻き取りドラム２０上に巻
き方向の異なる１対のパンケーキを容易に作成すること
ができる。

なお、このパンケーキ巻きの際には、巻き取りドラム２
０上に後から形成するパンケーキ巻きコイル分の線材を
予め仮９巻きしておき、最初のパン（１８） ケーキ巻きコイルを形成した後、仮υ巻きした線材を繰
り出しドラム１０に巻き取シ、その後再び巻き取りドラ
ム２０にパンケーキ巻きコイルとして巻き取る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、コイルにする線材
に与える歪みを少なくすることができ、また容易にパン
ケーキ巻きコイルを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のコイル巻線装置の概略を示す図、第２図
（Ａ）ないし第２図（Ｃ）はパンケーキ巻きコイルの作
成方法の説明図、第３図は従来のパンケーキ巻きコイル
の形成に使用する繰り出しドラムの斜視図、第４図は本
発明に係るコイル巻線装置の実施例の平面図、第５図は
前記実施例の側面図、第６図は本発明に係るコイル巻線
装置の線材の繰り出し位置又は巻き取シ位置を検出する
装置の実施例の正ｌｌ１Ｊ図、第７図は第６図に示した
位置検出装置の側面図、第８図は本発明に係るコイ（１
９） ル巻線装置に使用する抑圧装置の実施例の正面図、第９
図は前記抑圧装置の平面図である。 １０・・・繰り出しドラム、１２・・・線材、１６・・
・ダンサロール　２０・・・巻き取９ドラム、３０・・
・巻き取り装置、３４．６４・・・ガイドレール、３６
．６６・・・テーブル、３８・・・繰シ出しモータ、５
０．８４・・・駆動モータ、５３．８９・・・位置検出
装置、６０・・・巻き取り装置、６８・・・巻き取りモ
ータ、７４・・・ターンテーブル、７８．８０．８２・
・・継手、９４゜９６．１７０・・・エヤーシリンダ、
９８・・・アーム、１００・・・加圧ローラ、１４０・
・・検出アーム、１４６・・・ポテンシオメータ、１４
８・・・ばね、１５８・・・バ（２０）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　巻かれた線材を繰り出す繰り出しドラムを装着す
   る繰り出し装置と、前記繰り出しドラムが繰り出す線材
   を巻き取る巻き取シトラムを装着する巻き取シ装置と、
   前記繰シ出しドラムと前記巻き取シトラムとの間の線材
   に張力を与えるローラとを備えたコイル巻線装置におい
   て、前記繰り出しドラムの回転中心を、前記ローラの巻
   き込み側線材と前記ローラの中心からこの巻き込み側線
   材に下した垂線とがなす角の内側に配置し、前記巻き取
   りドラムの回転中心を、前記ローラの送シ出し側線材と
   前記ローラの中心からこの送シ出し側線材に下した垂線
   とがなす角の内側に配置したことを特徴とするコイル巻
   線装置。 ２、巻かれた線材を繰り出す繰り出しドラムを装着する
   繰シ出し装置と、前記繰シ出しドラムが繰り出す線材を
   巻き取る巻取ドラムを装着する巻き取り装置と、前記繰
   り出しドラムと前記巻き取りドラムとの間の線材に張力
   を与えるローラとを備えたコイル巻線装置において、前
   記繰り出しドラムの繰り出し位置の前記繰シ出しドラム
   の軸方向移動を検出する前記繰シ出しドラムに設けた検
   出器と、前記巻き取シトラムの巻き取り位置の前記巻き
   取りドラムの軸方向移動を検出する前記巻き取シトラム
   に設けた検出器と、前記各検出器の検出信号により前記
   繰り出しドラムと前記巻取ドラムとを軸方向に移動させ
   る駆動装置とを設けたことを特徴とするコイル巻線装置
   。 ３、巻かれた線材を繰シ出す繰シ出しドラムを装着する
   繰り出し装置と、前記繰り出しドラムが繰り出す線材を
   巻き取る巻き取りドラムを装着する巻き取り装置と、前
   記繰９出しドラムと前記巻き取りドラムとの間の線材に
   張力を与えるローラとを備えたコイル巻線装置において
   、前記巻き取りドラムの巻き取り位置において前記線材
   を、前記巻き取りドラムの軸方向に押圧する抑圧装置を
   前記巻き取り装置に設けたことを特徴とするコイル巻線
   装置。 ４、巻かれた線材を繰ｐ出す繰り出しドラムを装着する
   繰シ出し装置と、前記繰シ出しドラムが繰シ出す線材を
   巻き取る巻き取りドラムを装着する巻き取シ装置と、前
   記繰シ出しドラムと前記巻き＊ｂドラムとの間の線材に
   張力を与えるローラとを備えたコイル巻線装置において
   、前記巻き取りドラムを回転する駆動軸の端部に設けた
   結合部と、前記巻き取シトラムを平面的に回転するター
   ンテーブルと、このターンテーブル上に前日己巻き取υ
   ドラムを支持する軸の両端に前記結合部と結合する継手
   を設けたことを特徴とするコイル巻線装置。