JPS60183714A - コイル製造方法 - Google Patents

コイル製造方法

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JPS60183714A
JPS60183714A JP59038639A JP3863984A JPS60183714A JP S60183714 A JPS60183714 A JP S60183714A JP 59038639 A JP59038639 A JP 59038639A JP 3863984 A JP3863984 A JP 3863984A JP S60183714 A JPS60183714 A JP S60183714A
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tension
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Naozumi Hatada
直純 畑田
Takeshi Yamagiwa
威 山際
Tomoaki Sato
智明 佐藤
Katsuhiko Asano
克彦 浅野
Naoichi Ando
安藤 直一
Hiroya Murakami
碩哉 村上
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/06Coil winding
    • H01F41/094Tensioning or braking devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Coil Winding Methods And Apparatuses (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Wire Processing (AREA)

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】 r 55RRM 塔111ilIn! )本発明はコイ
ル製造方法に係シ、特に、導体間にギャップを発生せず
、また割れの発生もない、整列に巻線され且つ前記導体
間を接着固化した高品質のコイルの製造を志向したコイ
ル製造方法に関するものである。
〔発明の背景〕
まず、従来のこの種のコイルの製造方法を、第1〜6図
を使用して説明する。
第1図は、巻芯に導体を整列に巻重ねるための巻線機を
示す正面図、第2図は、第1図の■矢視から見た側面図
、第3図は、従来のコイル製造治具の下部治具と、これ
によって製造されるコイルを併せて示す平面図、第4図
は、前記コイル製造治具の上部治具の平面図、第5図は
、前記下部治、具に上部治具を載せた状態を示す側面図
、第6図は、第5図に係る、上部治具と下部治具とから
なるコイル製造治具によって製造された、整列に巻線さ
れ且つ導体間を接着固化したコイルを示す斜視図である
まず、巻芯2に導体13を整列に巻重ねてコイルを成形
する方法を、第1,2図を使用して説明する。
導体13は、その絶縁被覆上に、熱硬化性の接着テープ
(図示せず)が巻かれているものである。
巻芯2を、巻線機本体12に回転自在に取付けられた回
転板10に装着し、駆動装置11を駆動すると、巻芯2
が回転し、導体13が巻芯2に次第に巻取られ、所定巻
数だけ巻取ることにより、整列に巻重ねられたコイル1
が成形される。
次に、このコイル1の各導体間を加圧状態のもとで接着
して、整列に巻線され且つ導体間を接着固化したコイル
14を製造する方法を、第3〜6図を使用して説明する
前記所定巻数だけ巻取ったコイル1を、巻芯2に巻付け
たまま回転板10から取外す。
下プレート7の巻芯挿入溝(図示せず)へ、前記コイル
1を巻付けた巻芯2を挿入する。上プレート9に同定さ
れ、この上プレート9にまで貫通する巻芯挿入溝15を
穿設した上部押しブロック8をコイル1上に載せ、前記
巻芯挿入溝15部を、前記巻芯2の上部に嵌める。この
とき、上部治具は、巻芯2をガイドとして上下方向にス
ライド可能になっている。
ここで、このコイル製造治具を、加圧装置たとえばプレ
スの加圧台(図示せず)上にセットし、上プレート9お
よび下プレート7を押圧して、コイル1の上、下面を加
圧する。これと同時に、下プレート7に固定されている
油圧シリンダ5,6を駆動して、それぞれに取付けられ
ている側方押しブロック3.端部押しブロック4により
、コイル1の側方および端部を加圧しながら、前記側方
押しブロック3.端部押しブロック4内に埋設されてい
る加熱ヒータ(図示せず)に通電してコイル1を加熱す
る。コイル1の温度が前記接着テープの硬化温度に達す
ると、この接着テープが流動し、数分ののち硬化して導
体13間が接着され、第6図に示すような、整列に巻線
烙れ且つ導体間を接着固化したコイル14が得られる。
しかし、上述した従来のコイル製造方法には、次のよう
な問題点があった。
第7図は、コイルのある部分の1ターンが加圧によりδ
だけ押込まれた状態を示す模式図である。
この第7図において、破線が加圧前、実線が加圧後の状
態を示すものである。このようにδだけ押込まれると、
この1ターンの長さは2π(r。
−[)=2πδだけ短縮し、導体13に一2πδ/l、
n (ただしり。は導体の1ターンの局長)だけの圧縮
ひずみを生ずる。この圧縮ひずみ量が大きい場合には、
導体13が座屈し、波を打った形状になり、導体間にギ
ャップを発生していた。このようにギャップが生ずると
、たとえば超電導コイルの場合、導体の拘束力が弱くな
り、電磁力負荷時に導体が動き、この動きによる摩擦熱
の発生によりクエンチが発生するという欠点があった。
また、前記座屈に基づく残留応力によって、コイル成形
後に割れが発生するという問題もあった。
〔発明の目的〕
本発明は、上記した従来技術の欠点を除去して、コイル
の導体間にギャップを発生することなく、また割れの発
生もない、整列に巻線され且つ前記導体間を接着固化し
たコイルを製造することができる、コイル製造方法の提
供を、その目的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明に係るコイル製造方法の構成は、絶縁被覆上に熱
硬化性樹脂の接着層を配設した導体を、巻芯に整列に券
種ねて成形したコイルを、前記接着層の硬化温度以上に
加熱して該接着層を流動状態にしたのち接着固化せしめ
ることにより、整列に巻線され且つ導体間を接着固化し
たコイルを製造する方法において、前記導体を、接着固
化後の該導体の応力が均一になるように、巻数の増加と
ともに増加する張力を該導体に負荷しながら、巻芯に整
列に巻重ねて成形したコイルを使用するようにしだもの
である。
〔発明の実施例〕
実施例の説明に入るまえに、本発明に係る基本的事項を
、第8〜10図を使用して説明する。
第8図は、コイルの1層の巻線を行なっている状態を示
す模式図、第9図は、接着固化時の、コイル内のj層の
変形状態を示す模式図、第10図は、本発明に係るコイ
ル製造方法によるコイル製作過程における、導体の応力
の変化を示す層数−導体応力線図である。
第8図において、Jはコイル内のある層の層数、iはこ
の時点での最外層の層数、TIはこのi層の導体13に
負荷した張力、2は巻芯である。第9図において、tは
導体間の熱硬化性樹脂の厚さである。また第10図にお
いて、横軸はコイルの層数(内側を1とする)を、縦軸
は巻線時1巻線後、まだ接着同化の各製作過程における
導体13の応力(導体13の長手方向の応力)を、それ
ぞれ目盛っである。
以下にコイルの製作過程における導体の応力の変化につ
いて説明すると、次の通シである。
まず、巻線を行なう際、第8図に示すように、導体13
に張力T+を負荷しなから巻芯2に巻き取り、導体を巻
き重ねてゆくが、既に巻き取られた3層における導体は
、その外側に巻き重ねられた導体から加えられる圧力に
よシ内側に変位し、このため3層の周長は短くなる。し
たがって、」層に巻線時に付加された張力(Tj)は、
このひずみに対応する応力だけ低下する。
また、加熱して接着同化を行なう際、第9図に示すよう
に、熱硬化性樹脂の流出により、3層はさらに内側へj
Xtだけ変位し、このため3層の周長けさらに短くなり
、応力も低下する。
本発明のコイル製造方法は、第10図に示すように、コ
イルを接着固化したのちの導体の応力が均一な値σθ0
になるように、巻線時に導体に負荷する張力を、巻数の
増加とともに増加する張力T、に設定することにより、
コイルに導体間ギヤツブや割れが発生するのを防止する
ようにしたものである。
なお、この第10図において、実線は、各層の設定張力
に対応する巻線時の応力、一点鎖線は、巻線後の応力分
布、二点鎖線は、接着固化後の応力σ、0を示している
本発明者等の研究によれば、前記設定張力Tjの大きさ
は、巻線後の導体の応力の低下、および接着固化後の熱
硬化性樹脂の流出量とを考慮して決定されなければなら
ないことはもちろんであるが、前記巻線後の応力の低下
量は、導体の絶縁層。
熱硬化性樹脂の厚さや材料特性により異なってくること
が明らかになった(詳細後述)。
本発明は、上記した解明に基づいてなされたものであり
、接着固化後の導体の応力が均一となるように巻線時の
張力を設定することによシ、コイルの導体間にギャップ
を発生することなく、また割れの発生もない、整列に巻
線され且つ導体間を接着固化した高品質のコイルを製造
することができる。
以下本発明を実施例によって説明する。
第11図は、本発明の一実施例に係るコイル製造方法の
実施に供せられる、整列に巻重ねたコイルを成形酸−す
るだめの巻線機と、これによって成形される導体を併せ
て示す正面図、第12図は、第11図の側面図である。
第11図において、第1図と同一番号を付したものは同
一部分である。そして、16は張力負荷装置、17は、
導体13との摩擦により導体13に張力を加えることが
できる無限軌道、18は、この無限軌道17の回転に対
抗するトルクを負荷するトルク負荷装置である。
まず、このように構成した巻線機を使用して、巻芯2に
導体13を整列に巻重ねてコイルを成形する方法を、第
11.12図を使用して説明する。
巻芯2を、巻線機本体12に回転自在に取付けられた回
転板10に装着し、駆動装置11を、駆動すると、巻芯
2が回転し、導体13が巻芯2に巻取られる。このとき
コイルの各層の張力が所定の設定張力T+ (詳細後述
)となるように、トルク負荷装置18によって負荷する
トルクを制御装置(図示せず)によって制御しながら導
体13を巻玉状態のもとで接着して、整列に巻線され且
つ導体間を接着固化したコイル14を製造する方法は、
前述した従来技術と同様であるので、その説明を省略す
る。
ここで、前記設定張力Tjの決め方を、第8〜10図を
用いて説明する。
まず、接着固化後の所望の応力をσ、0とするだめの、
巻線後の応力σθ、をめ、次に巻線後に応力をσ6.と
するだめの設定張力T、をめる。
接着固化後の応力をσ、0とするだめの、巻線後の応力
σ、jは、第9図を参考にして、熱硬化性樹脂の流出に
よる周長の縮み量に対応する応力を前記応力σ、0に加
えた値となるから、次式により得られる。
ただし、El :導体13の縦弾性係数1−j :3層
の周長 t :導体間の熱硬化性樹脂の 厚さ 次に、巻線後に応力をσ、jとするだめの設定張力TI
は、まず張力を仮定して、巻線後の応力σ5nl を算
出し、これがσ、jとなるように前記張力を修正し、繰
返し計算を行なうことによ請求める。
いま、ある張力を負荷して、1千1層目を巻いたときの
コイル内の3層における応力の低下量δσ、1.は、次
の(2)式によって与えられる。
・・・・・・・・・(2) ただし、 a :巻芯2の外周と同一周長の円の半径b :1層の
周長と同一周長の円の半径r :3層の周長と同一周長
の円の半径h1 :導体13の太さ h2 :絶縁層の厚さの2倍 h=h1−1−h2 E :縦弾性係数(添字1は導体、2は絶縁層) ν :ポアソン比(添字1は導体1.2は絶縁層) E、(導体と絶縁層とを一体にしたものの、長手方向の
縦弾性係数)キE1 ・・・・・・・・・(3)ET 
(導体と絶縁層とを一体にしたものの、長手方向と直角
方向の縦弾性係数) α” E r/ E O シ、キシ1 ・・・・・・・・・(5)αm□+ν、 
αm2+ν。
いまn + 1層目まで巻線を行なった後の3層の導体
の応力をσθ。、とすると、 σ、11.−T、−Σ δσ61. ・・・・・・・・
・(11)Iツj と表わされる。ここで右辺第2項は、j+1層からn 
+ 1層までを巻重ねたときの3層における応力の低下
量の総和である。
い!iT、を仮定し、δσ、1.をめ(前記(2)式を
使用)、(11)式からめたσBn4が前記σ6.と等
しくなるまでTjを修正しながら計算を行なう。
このようにして、σ5nj がσ、jと等しくなったと
きのTjがめる設定張力である。
このように張力を設定張力T+に設定することにより、
接着固化後のコイル14の応力を均一な値σ、0にする
ことができる。
以上説明した実施例によれば、接着固化後に均−な応力
σ、0となるように、巻線時の張力T、を設定するよう
にしたので、コイル14全体の導体13に圧縮ひずみを
生せしめることはなくなり、導体13が座屈することは
ない。したがって、導体間にギャップを発生せず、また
割れのがい、整列に巻線され且つ導体間を接着固化した
コイルを製造することができるという効果がある。
なお、本実施例においては、巻線後のコイル1から、こ
れを加熱、接着固化してコイル14を製作する際に、導
体13間を、コイル巻軸方向およびこれと垂直方向から
加圧しながら行なうようにしたが、この加圧は行なわな
くてもよい。ただし、巻軸方向と垂直方向から補助的に
加圧するようにすれば、前記接着固化がさらに容易にな
るという利点がある。
さらに、本実施例においては、接着固化後のコイル14
の応力を均一な値σ、0にするようにしたが、設定張力
Tjを調整することにより、任意の応力(引張応力)分
布にしてもよい。
なおさらに、本実施例においては、小判形のコイル14
を製造する場合について説明しだが、小判形に限らず、
この他の非円形9円形のコイルを製造する場合にも、本
発明は適用できるものである。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように本発明によれば、コイルの導
体間にギャップを発生することなく、また割れの発生も
ない、整列に巻線され且つ前記導体間を接着固化したコ
イルを製造することができる、コイル製造方法を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、巻芯に導体を整列に巻重ねるための巻線機を
示す正面図、第2図は、第1図の■矢視から見た側面図
、第3図は、従来のコイル製造治具の下部治具と、これ
によって製造されるコイルを併せて示す平面図、第4図
は、前記コイル製造治具の上部治具の平面図、第5図は
、前記下部治具に上部治具を載せた状態を示す側面図、
第6図は、第5図に係る、上部治具と下部治具とからな
るコイル製造治具によって製造された、整列に巻線され
且つ導体間を接着固化したコイルを示す斜視図、第7図
は、コイルのある部分の1ターンが加圧によりδだけ押
込まれだ状態を示す模式図、第8図は、コイルの1層の
巻線を行なっている状態を示す模式図、第9図は、接着
固化時の、コイル内の」層の変形状態を示す模式図、第
10図は、本発明に係るコイル製造方法によるコイル製
作過程における、導体の応力の変化を示す層数−導体応
力線図、第11図は、本発明の一実施例に係るコイル製
造方法の実施に供せられる、整列に巻重ねたコイルを成
形するだめの巻線機と、これによって成形される導体を
併せて示す正面図、第12図は、第11図の側面図であ
る。 1・・・整列に巻重ねたコイノペ 2・・・巻芯、3・
・・側方押しブロック、4・・・端部押しブロック、5
,6・・・油圧シリンダ、13・・・導体、14・・・
整列に巻線され且つ導体間を接着固化したコイル、16
・・・張力負荷装置、TI・・・設定張力、σ、j・・
・巻線後の応力、σ、0・・・接着固化後の応力。 第 1 固 lθ $ 2 固 10 芽3 囚 第4 図 15 / 第5 凹 8 、り 芽 乙 ロ 竿8 固 3 第1ρ図 / 3 S 7 ブ l。 j 数J 茅lI 口 /2 1θ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、絶縁被覆上に熱硬化性樹脂の接着層を配設した導体
    を、巻芯に整列に巻重ねて成形したコイルを、前記接着
    層の硬化温度以上に加熱して該接着層を流動状態にした
    のち接着固化せしめることによシ、整列に巻線され且つ
    導体間を接着固化したコイルを製造する方法において、
    前記導体を、接着固化後の該導体の応力が均一になるよ
    うに、巻数の増加とともに増加する張力を該導体に負荷
    しながら、巻芯に整列に巻重ねて成形したコイルを使用
    するようにしたことを特徴とするコイル製造方法。 2、整列に巻重ねて成形したコイルの導体間を、コイル
    巻軸方向と垂直方向から加圧しながら、該コイルを接着
    固化するようにしたものである特許請求の範囲第1項記
    載のコイル製造方法。
JP59038639A 1984-03-02 1984-03-02 コイル製造方法 Granted JPS60183714A (ja)

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JPH0239853B2 JPH0239853B2 (ja) 1990-09-07

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62264610A (ja) * 1986-05-13 1987-11-17 Mitsubishi Electric Corp コイルの巻線方法
JP2001238413A (ja) * 2000-02-25 2001-08-31 Nittoku Eng Co Ltd 巻線組立システム及び巻線機
JP2011216612A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導コイルの巻線装置および巻線方法

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