JPS6074406A - くら形コイルの製造方法 - 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、〈ら形コイルの製造方法に係り、特に、導体
を整列に巻重ねた偏平コイルの両端を押曲げたのち、前
記導体間を加圧状態のもとび接着する、導体間を接着固
化したくら形コイルの製ｊり（方法に関するものである
。

〔発明の背景〕

捷ず、本発明者等がさきに開発し、た、くら形＝１イル
の製造方法（特願昭５８　０９３９２　（ｉ　、および
特願昭５８１０７８０３　）を図面を使用して説明−Ｊ
−る。

第１図は、本発明の対象となる、導体間を接スク１固化
した、くら形コイルの一例を示す斜視図、第２図〜第７
図は、本発明者等がさきに開発した、くら形コイルの製
造方法を説明するものであり、第２図は、当該製造方法
の実施に供せられる製造治具の一例と、これによってく
ら形成形される偏平コイルを併せて示す側面図、第３図
は、第２図に係る製造冶具の平面図、第４図は、第２図
における下部治具を、巻線機に取イ」けて巻線を行なっ
ている状態を示す正面図、第５図は、第４図の■矢視図
、第６図は、第２図に係る製造治具をプレスの加圧台上
に七ノトシた状態を示す正面図、第７図は、第６図の■
矢視図である。

第１図において、１は、導体間を接着固化したくら形コ
イルである。

第２，３図において、２は下プレート、３は、この下グ
レート２に固定され、偏平コイル１７からくら形成形後
も導体＠都に伸びを生じないようなくら形コイルの下面
形状と同一形状の凸面形状３ａに形成された下型であり
、この下型３には、巻芯挿入溝（図示せず）が穿設され
ている。４は、２個の巻芯片５，６からなる巻芯で、こ
の巻芯４は、その下端部が前記巻芯挿入溝内に挿入され
、コイル成形部長さｌｃを調整できるように、下プレー
１−２１を移動可能になっている。７ば、下プレート２
に固定され、モ〜り（図示せず）を駆動してそのねじ部
７ａを回転させることにより、めねじ部５ａ、６２で前
記ねじ部７・１と１θ？め合いになつそいる巻芯ハ５，
６を互いに接近もし２くは遠ざけることができる巻芯駆
動装置で添）す、前記下プレート２．下型３１巻芯４２
巻芯、駆動装置７で下部治具８を構成している。

９は上プレー刊・、１０は、この＋ブレー１−９に固定
され、偏平コイル１７からくら形成形後も導体各部に伸
びを生じないようなくら形二Ｉイルの土面形状と同一ル
状の凹面形状］　０　；ｌに形成され／こ上型であり、
この−」暮ｌＩ！！］、　Ｑにｄｌ、上グレー刊・９ケ
（二まで貫通する巻芯挿入電１１１が穿設さ扛ており、
前記」下プレ−１−９と上型］０とで」一部冶具１２を
一構成している。

一方、第４，５図において、１．３　ｋｌ：、巻線熱：
本体１４に回転自在に数例けられた回転板で、この回転
板１３に前記下部治具８を装着できる」、うになってい
る。１５は、導体１６を巻芯４に巻取りながら回転板１
３を駆動することができる駆動装置である。

また、第６，７図において、１８は、プレスの加圧台、
１９は、同じくプレスの加圧ラム、２０゜２１（ｌ−１
：、いずれ゛も加熱ヒータを埋設した側方押しブロック
、２２．２３は、いずれも加熱ヒータを埋設した端部押
しブロック、２４．２５は、加圧台１８」二に固定され
、前記側方押しブロック２０゜２］を加圧する油圧ンリ
ング、２６．２７は、加圧台１８上に固定され、前記端
部押しブロック２２．２３を加圧する油圧ンリングであ
る。

以上のように構成したくら形コイルの製造治具を１吏用
して、導体間を接着固化したくら形コイル１（第１図）
を製造する方法を説明する。

まず、下部治具８の巻芯駆動装置７を駆動して、コイル
成形部長さｔｃが所定の長さになるように、巻芯片５お
よび６を位置決めする。位置決めができたら、第４図に
示すように、下部治具８を巻線機の回転板１３に取付け
る。駆動装置１５を駆動して回転板１３を回転さぜ、導
体１６を巻芯４に巻取る。この導体１６は、その絶縁被
覆上に、熱硬化性樹脂の接着テープ（図示せず）が巻か
れているものである。そして、所定巻数を整列させて巻
取って偏平コイル１７（第２図参照）を成形またならば
、回転板１３を停止１−させ、下部冶具８を回転板１３
から取外し、これを第２図に示すように水平に載置する
。

次に、上部治具１２の巻芯挿入溝１１部を、−１・部治
具８の巻芯４に嵌め、上部治具１２を偏・１′コイル１
７上に載せる。このとき、上部治具１２Ｃ１１、巻芯４
をガイドとして、コイル巻軸ノＪ向２８にスライド可能
になっている。、 このようにして組合わせだ製１告冶具を、ゾｌ／スの加
圧台１８上にセットする。

制御装置（図示せず）に、プレスの力１１川ラノ、１９
の最大下降用°（押込み量δに相当するもの）と、巻芯
ハ５，６のＪ獲大変位１１（途中の変位ｉ＜−１、加圧
ラム１９の下降刊に比例させる）とを静′定する。この
巻芯１−’７５．６の最大変ｆ〜ン１】は、偏・Ｆ二＝
Ｉイル１７の両側をδだけ押込んだとき、コイル内周上
面の１ターンの周長に伸びを生せしめないよ・）にする
ために、巻芯片５，６のそれ−ぞれにＪうえる変位であ
る。

プレスの加圧ラム１９を上プレート９に当接させ、前記
制御装置をＯＮにすると、前記プレスおよび巻芯１駆動
装置７が起動し、加圧ラム１９が下降開始するとともに
、この下降量に対応して巻芯片５，６が変位して互いに
接近しながら、偏平コイル１７の両端が上型１０．下型
３で押圧され、導体各部に伸びを生ぜしめることなく曲
げ力１江されて、加圧ラム１９によって上型１０をδだ
け押込み、巻芯片５，６がそれぞれｈだけ変位したとき
、くら形コイルが成形され、前記制御装置がＯＦＦにな
り、加圧ラム１９および巻芯駆動装置７が停止する。

次に、このように成形しだくら形コイルの上。

下面を加圧した状態で、油圧シリンダ２４．，２５゜２
６．２７を駆動して、側方押しブロック２０゜２１、端
部押しブロック２２．２３により、前記くら形コイルの
側面および端部を加圧して、δまたけ押込む。これと同
時に、側方押しブロック２０．２１および端部押しブロ
ック、２２．２３の中に埋設された加熱ヒータに通電し
て前記くら形コイルを加熱し、当該くら形コイルの温度
か前τ１ｊ−□。

接着テープの硬化温度に達すると、この接着り一−−プ
が流動し、所定時間後に硬化して導体１６間が接着し、
所望の、導体間を接着固化した＜１゛っルーＳ：：１イ
ル１が得られる。

しかし、上述した、〈ら形コイルの製造方法には、次の
ような改砿ずへき問題点かあつ／、−０こ７１を、第８
図を使用して説明する。

第８図は、くら形成形後、側面および端部の加圧により
、コイル外周の１ターンがδ■だけ押込まれた状態を示
す模式図である。この／８！！８図において、破線は加
圧前、実線は加圧後の状態をそれぞれ示す。この押込み
量δ１ｉｌ−ｉ、次のようにし−ＣＣ出出きる。すなわ
ち、充分に加圧力が大きい緩１合、導体１６間に配設さ
れた熱硬化性ゲ１１脂の接／ｉ’ｆテ〜プは、導体１６
の角部のすき１や、押しブｒ１ツク２０，２１．，２２
，２３のすき寸雪へ流出し２、コイル厚さはほとんど前
記熱硬化性樹脂の接着デープ厚さの合計に等しい量たけ
減少する１、このことから押込み量δ１は熱硬化性樹脂
の接着テープ厚さの合計に等しい。

このようにδ１だけ押込まれると、コイル外周の１ター
ンの長さはほぼ２π（ｒ２−ｒ）−２πδ１だけ短縮す
る。この量が大きい場合、導体１６が座屈し、波を」′
］つだ状態となり、導体１６間にギャップを発生する。

ギャップが発生すると、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
るというおそれがあった。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おそれも
あった。

〔発明の目的〕

本発明は、」二記した、本発明者等がさきに開発した、
くら形コイルの製造方法を改善し−Ｃ１導体間にギャッ
プを発生させることなく、まだ割れの発生しない、導体
間を接着固化したくら形コイルの製造方法の提供を、そ
の目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明に係るくら形コイルの製造方法の構成は、巻芯の
コイル成形部長さを調整できるようにし、プこ２個の巻
芯１４からなる前記巻芯に、絶縁彼覆土に熱硬化性樹脂
の接着剤を配設した導体を整列に巻重ねて成形した偏平
コイルを、〈ら形成形後にコイル内周の導体には伸びを
生じさせず、、　ｍｌ　、’ｌ　ノ１外周の導体には所
定の伸びを′１−じさせ６よ゛）な形成に成形したくら
形コイノ（の−−１ｉｉ形状、下向）１そ状と同一形状
に形ｊう１．だ上４１ｉｊ４．　’−１臼１１りの間に
十ノド（−１前記コイル内周に伸びを生ぜし、めない」
、うに前記巻芯のコイル成形部長さを短くしながら、ｆ
）ｌ記１型を下型方向へ押込んで、前記１ｉｉＡ　’Ｉ
’コイルの両ｊへｉ、ｊをコイル巻軸方向へ所定ボだけ
押曲げたのち、前記コイル巻軸方向およびこれと垂直方
向から加１１・するとともに、前記接着剤の硬化ｉＡ嗣
痰以Ｉ−に加・晒して当該接着剤を流動状態にし７たの
ち固化せしめることにより、導体間を接着同化１〜たく
ら形−゛１イルを製造するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例によって説明する。

第９図は、本発明の一実施例に係る、〈ら形：１イルの
製造方法の実施に供せられる製造冶具の一例と、これに
よってくら形成形される偏平コイルを併せて示す側面図
、第１０図は、くら形コイルの端部を拡大して示す側面
図、第１１図は、第１０図に係る端部の平面図である。

第９図において、第２図と同一番号を付したものは同一
部分である。そして、３Ａは、下部治具８Ａの下型で、
この下型３Ａは、下プレート２に固定され、偏平コイル
１７からくも形成形後に、コイル内周の導体には伸びを
生じさせず、コイル外周の導体には所定の伸びに係る２
πδ、の伸びを生じさせるような形状に成形したくら形
コイルの下面形状と同一形状の凸面形状３ｂ（この形状
については具体タリで後述する）に形成されたものであ
る。ＩＯＡは、上部治具１２Ａの上型で、この上型１．
ＯＡは、」ニブレート９に固定され、偏平コイル１７か
らくら形成形後に、コイル内周の導体には伸びを生じさ
せず、コイル外周の導体には所定の伸びに係る２πδ１
の伸びを生じさせるような形状に成形したくら形コイル
の下面形状と同一形状の凹面形状１０ｂ（このｌｆＪ状
についても！Ｌ体例で後述する）に形成されたものでｋ
）ろ。

前述したように、〈ら形成１［≦後に、側面お、ｌ、び
端部を加圧すると、コイル外周の１タ　−ン（り１、は
汀２πδ１だけ短縮する（ただし、δ１け導体に巻かれ
た接着テープの厚さの金側）３．そこで、＜’＼形形成
後後、コイル外周の１ターンの周長が２πδＩだけ長く
なるようにし、月つコイル内周の１ターンの周長の伸び
がＯになるよりなくら形コイル形状にすれば（弾性範囲
であれば）、そのくら形コイルを加圧および加熱し１導
体間を接着固化させたとき、各導体の周長はくら形成形
前の長さと等しくなり、導体間にギーヤノグを発生する
ことはない。

このように構成しだくら形コイルの製造冶１−１、によ
り、くら形コイルを製造する方法ｄ１、ｆｌ！Ｊ記第２
同第２図くら形コイルの製造冶具の代りに、第９図に係
るくら形コイルの製造治具を使用する以外は、前述した
本発明者等がさきに開発し７た、くら形コイルの製造方
法と同じである。

すなわち、その方法を略述すれば、まず、下部治具８Ａ
の巻芯駆動装置７を駆動して、コイル成形部長さが所定
の長さになるように、巻芯片５および６を位置決めする
。そして、第４図の回転板１３に、前記下部治具８Ａを
取付け、導体１６を巻芯４に巻取って偏平コイル１７を
成形する。下部治具８Ａを回転板１３から取外し、第９
図に示すように、偏平コイル１７の」二に上部治具１２
Ａを載せる。

このように組合せた製造治具を、プレスの加圧台１８上
にセットする（第６図参照）。

制御装置（図示せず）に、プレスの加圧ラム１９の最大
下降＠（押込み量δに相当するもの）と、巻芯ノ′！１
５，６の最大変位１〕（途中の変位は、加圧ラム１９の
下降量に、比例させる）とを設定する。この巻芯片５，
６の最大変位１１は、偏平コイル１７の両端をδだけ押
込んだとき、コイル内周上面の１ターンの周長に伸びを
生せしめないようにするために、巻芯片５，６のそれぞ
れに与える変位である。

プレスの加圧ラム１９を上プレート９に当接させ、前記
制御装置をＯＮにすると、ｉＩＪ記プレスおよび巻芯駆
動装置７が起動し、加圧ラノ・１９が十−降開始すると
ともに、この下降量に夕・」応しでを芯片５，６が変位
して互いに接近し、なから１．偏５１′−Ｉイル１７　
ノ両ｉｉ’ｉｆｉ；ＡＪ：［１，ＯＡ　、　’Ｆｌｌｌ
！！　３　Ａ　’ｒｉｌ’ｌ−Ｈすれ、コイル内周の導
体には伸びを生伊しぬることなく、コイル外周の導体に
は２πδ、だけの伸びを生ぜしめるようにして［出げカ
１にトされて、δ１口「ンｌ、１９によって」−型１．
　ＯＡをδだけ押込み、巻、１ル、片５，６がそれぞれ
ｈだけ変位したとき、←Ｌ／Ｉｆコイルが成形され、前
記ＴｌｊＩＩ餌１装置が（Ｉ　Ｆ＋”になり、加圧ラム
１９および゛巻芯駆動装置７が停止■゛る３、次に、こ
のように成形したくら形コイルの１．。

下面を加圧した状態で、油圧７／す／グ２７Ｉ、２５゜
２’６．２７を駆動して、側方押しブロック２ｏ。

２１、端部押しブロック２２．２３により、前記くら形
コイルの側面および０１６１部をカ１旺しで、δ１だけ
押込む。これと同時に、側方押しブロック２０．２１お
よび端部押しブロック２２．２：ｌ）中に埋設された加
熱ヒータに通電して前記くら形コイルを加熱し、当該く
ら形コイル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、所定時間後に硬化して導
体１６間が接着し、導体間にギャップの生じない所望の
、導体間を接着固化したくら形コイル１が得られる。

以下、具体例によって説明する。

各座標Ｘ１．Ｘ２．Ｘ３を、それぞれ、第１０゜１１図
のようにとる。そして、ＣＩ　ｒ　Ｃ２＋　Ｃ３＋０４
は、それぞれ、くら形コイルの端部の外形形状を表わす
曲線とする。

コイル高さＨが比較的小さい場合について説明する（た
とえば、Ｈ＜　（ｉｔ　十ｒ２　）　／　１０　）。こ
の場合には、曲線Ｃ１とＣ２と（は同一で、曲線Ｃ３と
Ｃ４とは同一であるとみなしてよい。寸だ、範囲■、■
、■において、曲線Ｃ２とＣ６は、それぞれ、曲ｍ　Ｃ
１とＣ３を、Ｘ３方向へ■〜１だけ平行移動したもので
ある。

ここで、巻芯の内半径ｒ１＝４５ｍｍ、巻芯の外半径ｒ
２＝８’３ｍｍ、加圧ラムの押込み量δ＝４０順、〈ら
形成形による外周長の沖ひネ（弾性変形量）２πδｌ＝
２πＸ　Ｏ，７−＝　４．４　ｍｍ、＜ら形成形による
内周長の伸びギ、＝０と子７Ｔ、　ｆｑｌｒ　、（ら形
コイルの端部の外形形状を衣ゎず曲線（’ｌ　＋　（’
、、２　、　Ｃ３。

Ｃ４は、次の表の」：うになる。

ここで、平坦部の長さＬｏ＝６８２ｎ＋ｍ、ｌ＋（第１
０図）　＝　８０　＋：ｒｔ＋＋のくら形コイノｌに限
定士７１げ、ｈ　＝　６．６１１１ｍとなる。

したがって、Ｌｏ　＝６８２ｍｍ、　ＬＨ＝８　（］Ｉ
＋＋＋ｎ。

ｒｌ＝４５７１１１１１．　Ｉ’２　＝８３１１１１ｎ
、δ＝　４０　ｍｍのくら形コイル（接着テープの厚さ
の金側δ１　＝　０．７　ｍｍ　）を、偏平コイルから
成形するだめには、ｔ’ｌｆｌ記表に記載した曲線Ｃ，
，Ｃ３の式を使用して凹面形状１０ｂを形成した」−型
１０八と、曲線ｃ２　、　Ｃ４の式を使用して凸面形状
３１〕を形成し／こ下型：３ノ〜との間に前記１楠平コ
イルをセントし、加圧ラノ、ｊ９によって−に型１０八
をδ＝　４０　ｍｍたけ押Ｉ／＼む、。

このとき、加Ｆ［うｌ、の押込用に比１＋すし５て、蓚
芯ｊ“１５．６を互いに接近させてコイル成形部長さを
旬くし、δ−４０ｍｍ押込んだとき、各巻芯片５，６の
変位が丁度ｈ　＝　６．６　ｔｎｍＶＣなるようにする
。

次に、このようにして成形したくら形コイルの上、下面
を加圧するとともに、’Ｉ１１方押しブ「１ツク２０．
２１および端部押しブロック２２．２３によって、加熱
しながら側面および端部を加圧寸れば、δ１＝　０．７
　ｍｍだけ押込寸れて、導体間が接着固化される。

以」二のようにすれば、コイル内周の１ターンおよびコ
イル外周の１ターンの周長は、前記偏平コイルのそれぞ
れの周長と変らないので、導体間を接着固化したくら形
コイルの導体各部の伸びをほぼ完全に０にすることがで
きる。このため、導体間にギャップを生ずることは全く
ないものである。

以上説明した実施例によれば、導体間を加圧状態のもと
で接着する際、前記導体間にギャップを生ぜしめないよ
うにしだので、特に超電導コイルの場合、導体の拘束力
を強くでき、電磁力負荷時の前記導体の動きによる発熱
が原因となるクエンチを抑えることができるという効果
がある。

また、導体の残留応力を小さくすることができるので、
コイル成形後の残留応力による割れの発生を防市するこ
とができるという効果もある。

なお、本実施例においては、導体１６の絶縁被覆上に、
熱硬化性の接着テープを巻イ」けるようにしたが、接着
テープに限るものではなく、たとえば熱硬化性接着剤の
皮膜を形成するなど、前記絶縁被覆」二に熱硬化性樹脂
の接着剤を配設するものであれば何でもよい。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によＪｌば、導体間に
ギヤノブを発生させることなく、才だ割：１１の発生し
ない、４９体間を接着固化し／こくら形ニー１１ルの製
造方法を提供することができる３、

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の対象となる、導体間を接オ′１゛同
化した、くら形コイルの一例を示ず亦Ｉ視［シ１、第２
図〜第７図は、本発明者等がさきに開発ｔ、　／？−１
くら形コイルの製造方法を説明するものであり、第２図
は、当該製造方法の実施に供せら）］る・Ｑ、！ｊぶ１
（治具の一例と、これによってくら形成形さ）する偏平
コイルを併せて示す１１１す面図、第３図し１１、第２
図に係る製造治具の平面図、第４図は、第２図における
下部治具を、巻線機に数句けて巻線を行なっている状態
を示す正面図、第５図は、第４図のＶ矢視図、第６図は
、第２図に係る製造治具をゾレスの加圧台上にセットし
た状態を示す正面図、第７図は、第６図の■矢視歯、第
゛８図は、くら形成形後、側面および端部の加圧により
、コイル外周の１ターンがδまたけ押込脣れだ状態を示
す模式図、第９図は、本発明の一実施例に係る、くら形
コイルの製造方法の実施に供せられる製造治具の一例と
、これによってくら形成形される偏平コイルを併せて示
す側面図、第１０図は、くら形コイルの端部を拡大して
示す側面図、第１１図は、第１０図に係る端部の平面図
である。 １　・導体間を接着固化したくら形コイル、３Ａ・・下
型、３１〕・・凸面形状、４・・巻芯、５，６・・・巻
芯片、１０Ａ・・・」二型、１０ｂ・・凹面形状、１６
　導体、１７・・偏平コイル、２８・・・コイル巻軸方
向、Ｃ＋　、　Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４・・コイル舊）１部の
外形曲線、δ・押込み川（加圧ラムの）、δｌ　・押込
み刊（油圧／リンダの）。 代理人　弁理士　福田宰作 （ほか１名） 茅　１　目 ） 第　Ｚ　図 ２８ ２　茅３凶 犀４　口 ／３ （８ 第５　固 １　目 ２６、 第８　目 １６ 第９　目

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、巻芯のコイル成形部長さを調整できるようにした２
   個の巻芯片からなる前記巻芯に、絶縁被覆上に熱硬化性
   樹脂の接着剤を配設した導体を整列に巻重ねて成形した
   偏平コイルを、くら形成形後にコイル内周の導体には伸
   びを生じさせず、コイル外周の導体には所定の伸びを生
   じさせるような形状に成形したくら形コイルの上面形状
   、下面形状と同一形状に形成した上型、下型の間にセッ
   トし、前記コイル内周に伸びを生せしめないように前記
   巻芯のコイル成形部長さを短くしながら、前記上型を下
   型方向へ押込んで、前記偏平コイルの両端をコイル巻軸
   方向へ所定量だけ押曲げたのち、前記コイル巻軸方向お
   よびこれと垂直方向から加圧するとともに、前記接着剤
   の硬化温度以上に加熱して当該接着剤を流動状態にした
   のち固化せしめることによシ、導体間を接着固化したく
   ら形コイルを製造することを特徴とするくら形コイルの
   製造方法。