(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導線が巻回される面が凹曲面形状のネガティブベンド部を有する巻枠を、回転軸回りに回転させることにより導線が巻回されてなるコイルを製造するための、コイルの巻線装置であって、
前記巻枠を支持する支持手段と、
前記巻枠に前記導線を巻回するために前記巻枠を回転させる回転手段と、
前記巻枠に前記導線を押し付けるためのクランプを複数有しており、
前記巻枠の周囲への巻回に応じて前記導線が前記回転軸に沿った方向にずれることにより前記導線の層が形成され、前記導線の第一層は、前記導線の第二層よりも前記回転軸に近接しており、
前記クランプは、弾性体により形成された突起を複数有する押付け機構部と、前記押付け機構部を前記巻枠に近接、離間させる第一機構部を有し、
前記導線の層のうち、第二層目に前記導線を巻回途中の前記巻枠に前記押付け機構部が近接すると、前記押付け機構部は前記第二層目の導線と前記第一層目の導線の両方を、前記巻枠に押し付けて固定し、前記第二層目の導線に当接する前記突起の弾性変形量は、前記第一層目の導線に当接する前記突起の弾性変形量よりも大きい、
ことを特徴とするコイルの巻線装置。
【請求項２】
前記クランプは、前記巻枠のネガティブベンド部に設けられ、
前記導線を前記巻枠のネガティブベンド部に巻回させる前に、前記押付け機構部は前記巻枠から離間され、
前記導線が前記巻枠のネガティブベンド部に巻回された後、前記押付け機構部は前記巻枠に近接し、前記巻回された導線を前記巻枠に押し付ける、
請求項１に記載のコイルの巻線装置。
【請求項３】
導線が巻回される面が凹曲面形状のネガティブベンド部を有する巻枠に複数回巻回されてなる導線の層が複数形成されたコイルを製造するための、コイルの巻線装置であって、
前記巻枠を支持する支持手段と、
前記巻枠に前記導線を巻回するために前記巻枠を回転させる回転手段と、
前記巻枠に前記導線を押し付けるためのクランプを複数有しており、
前記クランプは、弾性体により形成された突起を複数有する押付け機構部と、前記押付け機構部を前記巻枠に近接、離間させる第一機構部を有し、
前記導線の層のうち、第二層目に前記導線を巻回途中の前記巻枠に前記押付け機構部が近接すると、前記押付け機構部は前記第二層目の導線と第一層目の導線の両方を、前記巻枠に押し付けて固定し、
前記巻枠に前記導線を外側から押さえるローラと、前記導線を前記巻枠に誘導するガイドを有し、
前記ガイドは前記ローラの回転軸に直交するように配置されるとともに、前記回転軸方向に移動可能に構成されており、
前記導線の巻回時には、前記ローラは前記導線を前記巻枠に押し付け、
前記ガイドは前記巻回する導線を、前記層内で隣接する導線に密着するように押し付ける、
ことを特徴とするコイルの巻線装置。
【請求項４】
前記ガイドは、前記巻枠の外側に向かう方向に発生する衝撃を吸収する緩衝機構を備える、
ことを特徴とする、請求項３に記載のコイルの巻線装置。
【請求項５】
前記導線を前記巻枠に供給するためのボビンを有し、
前記ボビンの曲率半径は、前記巻枠のネガティブベンド部の曲率半径よりも小さく、
前記巻枠に前記導線が巻回される時、前記ボビンの回転方向は前記巻枠の回転方向と逆である、
ことを特徴とする、請求項３又は請求項４に記載のコイルの巻線装置。
【請求項６】
前記クランプは、前記クランプを前記巻枠内に進入、退避させる第二機構部を有する、ことを特徴とする、請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載のコイルの巻線装置。
【請求項７】
請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載のコイルの巻線装置を用いた、コイルの巻線方法であって、
前記巻枠を回転させることで、前記導線を前記巻枠に巻回し、
前記導線が前記ネガティブベンド部に巻回される直前に、前記押付け機構部を前記巻枠から離間し、
前記導線が前記ネガティブベンド部に巻回された後、前記押付け機構部を前記巻枠に近接させて、前記巻回された導線を前記巻枠に押し付ける、
ことを特徴とする、コイルの巻線方法。
【請求項８】
請求項６に記載のコイルの巻線装置を用いて形成されたネガティブベンドコイルであって、
前記巻枠のつばは、前記クランプを前記巻枠内に進入可能にするための切り欠きを有する、ことを特徴とするネガティブベンドコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凹曲面形状コイルの巻線装置およびその巻線方法並びにネガティブベンドコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な真円形や楕円形のコイルは、巻枠に巻きつける導線にテンションをかけた状態で巻枠を回転させ、導線を巻回することで製造される。しかし回転電機および超伝導磁石に用いられるコイルの中には、荷電粒子ビームを偏向する目的で、コイルの一部形状が凹曲面形状（バナナ形状）に曲げられたものがある。凹曲面形状部を有するコイルでは、導線にテンションをかけて巻回すると、凹曲面形状部には弓状に導線が巻かれてしまうため、この部分を精度良く巻回することは困難である。
【０００３】
特許文献１には、凹曲面形状部を有する巻枠に線材を巻回することができる、超電導コイルの巻線装置が開示されている。特許文献１に開示の装置は、巻枠の凹曲面形状部の曲面に沿うように線材を押える押え機構部を有しており、これにより、巻回された線材が緩んで巻形状が乱れることを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２１６６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、回転電機および超伝導磁石に用いられるコイルには、導線を複数ターン巻回してなる導線の層を多層有し、コイル断面がマトリクス（行列）構造になった多層巻きコイルが用いられている。特許文献１には、凹曲面形状を有するコイルに導線を巻きつける方法が開示されているが、特許文献１に記載の巻線装置は、薄いテープ状の導線をバームクーヘン状に巻きつけるためのものであり、導線を複数ターン巻回して構成した、コイル断面がマトリクス（行列）構造を有する多層巻きコイルの巻線には対応できない。そこで本発明は、凹曲面形状を有する多層巻きコイルを精度良く巻回することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係るコイルの巻線装置は、導線が巻回される面が凹曲面形状のネガティブベンド部を有する巻枠を、回転軸回りに回転させることにより導線が巻回されてなるコイルを製造するための、コイルの巻線装置であって、前記巻枠を支持する支持手段と、前記巻枠に前記導線を巻回するために前記巻枠を回転させる回転手段と、前記巻枠に前記導線を押し付けるためのクランプを複数有しており、前記巻枠の周囲への巻回に応じて前記導線が前記回転軸に沿った方向にずれることにより前記導線の層が形成され、前記導線の第一層は、前記導線の第二層よりも前記回転軸に近接しており、前記クランプは、弾性体により形成された突起を複数有する押付け機構部と、前記押付け機構部を前記巻枠に近接、離間させる第一機構部を有し、前記導線の層のうち、第二層目に前記導線を巻回途中の前記巻枠に前記押付け機構部が近接すると、前記押付け機構部は前記第二層目の導線と前記第一層目の導線の両方を、前記巻枠に押し付けて固定し、前記第二層目の導線に当接する前記突起の弾性変形量は、前記第一層目の導線に当接する前記突起の弾性変形量よりも大きい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、凹曲面形状を有する多層巻きコイル巻線の整列性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ネガティブベンドコイルの巻枠の斜視図である。
【図２】ネガティブベンドコイルの巻線工程を示す図である。
【図３】従来のクランプを用いた場合の巻線の不具合を示すネガティブベンド部のコイルの断面図である。
【図４】実施例１に係るクランプを用いた場合の巻線の状態を示すネガティブベンド部のコイルの断面図である。
【図５】クランプ押付け機構の先端部の例である。
【図６】実施例２に係るローラとガイドを用いた場合の巻線の状態を示すネガティブベンド部のコイルの断面図である。
【図７】実施例２に係るローラとガイドを用いた場合の巻線の状態を示す斜視図である。
【図８】実施例４に係るネガティブベンドコイルを示す斜視図である。
【図９】実施例４に係るネガティブベンドコイルを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、幾つかの実施例について、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１０】
本実施例では、凹曲面形状部を有する多層巻きコイルの巻線を、層方向、軸方向に精度良く巻回するための巻線装置の例を説明する。
【００１１】
図１は、凹曲面形状を有する多層巻きコイルを巻くための巻枠の斜視図である。図２の（Ａ）から（Ｅ）は、本実施例におけるコイルの巻線工程を示す図である。また図４は本実施例におけるクランプの構造を表した図である。
【００１２】
巻線装置は、たとえば特許文献１に示されているように、巻枠１を取り付けるための支持体、巻枠１を回転させるための、モーターなどから構成される回転手段、導線を巻枠１に供給するための供給リール（本実施例ではこれを「巻き出しボビン７」と呼ぶ）を有する。巻き出しボビン７は巻枠１を含む平面と同一平面内に位置するように配置される。支持体、回転手段は、特許文献１等に記載されている巻線装置と同様のもので良いため、本明細書では図示を略す。また、別の実施形態として、巻線装置の回転手段にモーターなどの動力源を備えず、巻枠１が回転可能な状態で支持体に取り付けられているだけの構成でも良い。その場合、手動で巻枠１を回転させることで、巻枠１に導線を巻回する。
【００１３】
巻枠１は、巻芯２を、２枚のつば３で挟んだ構造である。図１等に示されているように、本実施例に係る巻芯２はいくつかの曲面から構成される形状で、一部の曲面の形状は、巻芯２の内側に窪んだ、いわゆる凹曲面形状（曲率中心が巻芯２の外側に位置する形状）となっている。本実施例では、巻芯２の曲面のうち、凹曲面形状になっている部分を「凹曲面形状部」または「ネガティブベンド部」と呼ぶ。図１等に示された巻枠１の曲面のうち、曲面４がネガティブベンド部４である。つば３はコイルの位置を固定するために設けられている。この巻枠１に導線６を複数回巻き付けたものを、本実施例では「ネガティブベンドコイル」と呼ぶ。
【００１４】
図２を用いて、本実施例におけるネガティブベンドコイルの巻線工程を説明する。なお、本実施例におけるネガティブベンドコイルの巻線工程では、巻枠１に導線６を巻回する際に、ネガティブベンド部４に複数のクランプ８を取り付ける。クランプ８は図４に示されるように、つば３の部分に取り付けられる。
【００１５】
図２の（Ａ）は、ネガティブベンド部４に導線６が供給された直後の状態を示す。なお、矢印は、巻枠１と巻き出しボビン（供給リール）７の回転方向を示す。本実施例では、巻枠１が回転軸１０を中心に右回転し、巻き出しボビン７は左回転する例を示す。ただし別の実施形態として、巻枠１と巻き出しボビン７を同方向に回転させることで、導線６を巻回してもよい。
【００１６】
（Ａ）の状態までは導線６に所定の張力をかけて巻回を行っているため、ネガティブベンド部４では導線６は弓状に張った状態となる。（Ｂ）の状態では、導線６にかけられた張力を取り除き、ネガティブベンド部４の始点から終点まで、導線６を順番にクランプ８で巻枠１に押し付けて固定する。巻枠１に巻き付けられた導線６がクランプ８によって巻枠１に押し付けられた状態（これを拘束状態と呼ぶ）を図４の（Ｂ）に示す。一方、図４（Ａ）はクランプ８が導線６を巻枠１に押し付けられていないときの状態を示しており、この状態を「解放状態」と呼ぶ。
【００１７】
ネガティブベンド部４の終点まで、導線６の拘束が完了したら、所定の張力をかけて、矢印方向に巻枠１を回転させて巻回を継続する。図２の（Ｃ）は、巻枠１を（Ｂ）の状態から90°巻回した状態を示している。また（Ｄ）は、巻枠１を（Ｂ）の状態から180°巻回した状態を示し、（Ｅ）は、巻枠１を（Ｂ）の状態から270°巻回した状態を示している。
【００１８】
そして（Ａ）は、（Ｂ）から360°巻回した状態を示す。ここで、図示していないが、巻枠１を巻回して（Ｅ）の状態から（Ａ）の状態にする際、導線６を巻枠１に供給するために、複数のクランプ８を順番に解放状態（図４（Ａ）の状態）にする。このため、既に巻いたネガティブベンド部４の導線６はクランプ８の拘束から解放されるため、ネガティブベンド部４からわずかに浮いた位置で静止する。以上で１ターン目の巻線が完了する。２ターン目以降の巻線は、前記巻線工程を繰り返すことで実現できる。
【００１９】
図４、図５を用いて、本実施例に係るクランプ８の構造の説明を行う。図４は、本実施例に係るクランプ８とネガティブベンド部４のコイルの断面図である。先に述べたとおり、図４（Ａ）が解放状態のクランプ８を示しており、図４（Ｂ）は、導線６がクランプ８によって拘束されている状態を示している。
【００２０】
クランプ８は、手動クランプ１１と押付け機構部１３を有する。手動クランプ１１は、押付け機構部１３を巻枠１に近接或いは離間させるための機構部である。ネガティブベンドコイルの製造時、製造者は手動クランプ１１を操作することで、押付け機構部１３の表面を巻枠１に押し付けたり、離間させたりすることができる。図４に示されるように、手動クランプ１１を矢印の方向に倒すことで、押付け機構部１３が巻枠１に巻回された導線６を、巻枠１の中心方向（回転軸１０の方向）に押し付け、導線６を巻枠１に固定する。
【００２１】
図５に、押し付け機構部１３の構造を示す。図５の（Ａ）は押付け機構部１３の側面図である。図５の（Ａ）に示すように、押付け機構部１３は、その表面に複数の突起を有する。本実施例では押付け機構部１３の表面において、突起１３ａの先端部で導線６と接する面を第一の接地面１３ａと呼び、突起していない部分（１３ｂ）を第二の接地面１３ｂと呼ぶ。押付け機構部１３（１３ａ，１３ｂ）の部材には、例えばゴム等の弾性体が用いられる。
【００２２】
導線６は、巻枠１にらせん状に巻きつけられる。導線６が巻枠１に巻回される時、最初に図４（Ａ）の６−１で示された位置に巻回される。次に導線６が巻枠１に巻回される時には、位置６−１の隣（つまり６−２の位置）に巻回される。導線６は巻回されるたびに、その巻き付け位置は上方に移動していく。巻枠１の上端位置６−ｂまで導線６が巻回されると、次に導線６が巻回される位置は上端位置６−ｂの外側の層（位置６−ｃ）になる。その後の導線６の巻回位置は、位置６−ｃの下方（６−ｄ等）へと移動する。これを繰り返すことで、巻枠１には、導線６が複数回巻回されることで形成される層（導線の層）が複数形成され、断面がマトリクス（行列）構造を有する多層巻きコイルを製造することができる。
【００２３】
本実施例では、巻枠１に巻回された導線６のうち、巻芯２に接する位置（６−１，６−ｂ等）に巻回された導線６によって構成される層のことを「第一層」と呼ぶ。そして第一層の外側に巻回される導線６（６−ｃ、６−ｄ等）によって構成される層を「第二層」と呼ぶ。また第二層の外側に巻回される導線６で構成される各層は順に、第三層、第四層と呼ばれる。
【００２４】
次に、巻枠１に巻回された導線６が、図４の（Ａ）のように第一層と第二層を構成している時、手動クランプ１１を動かすことによって導線６を押し付けた状態を図４（Ｂ）に示す。本実施例に係るクランプ８は、第一の接地面１３ａと第二の接地面１３ｂとを有する構造であり、第一の接地面１３ａが弾性体である。そのため、手動クランプ１１で導線６を押し付けると、巻枠１に巻回された導線６の表層が第一層と第二層を有する２層構造の場合でも、先端の押付け機構部１３の第一の接地面が一部変形することで、ネガティブベンド部４に沿わせて、第一層の導線６と第二層の導線６をまとめて押し付けることが可能である。この結果、多層巻きコイルの層方向、軸方向（コイルの回転軸方向）の導線の浮き上がりを防止することができ、導線を精度良く巻回することが可能である。
【００２５】
ここで比較のために、従来のクランプの場合に生じ得る問題点について、図３を用いて説明する。図３は、従来のクランプを用いた場合のネガティブベンド部のコイルの断面図で、（Ａ）が拘束前の状態、（Ｂ）が拘束の状態を示す。従来のクランプの押し付け機構部１２の表面は平面で、部材には金属などの剛体が用いられている。
【００２６】
図３（Ａ）に示すように、ネガティブベンド部に導線６を巻回する際、手動クランプ１１を用いて、押付け機構部１２を導線６の供給軌道から退避させる。これにより、導線６は手動クランプ１１の拘束から解放されるため、導線６はネガティブベンド部の巻芯２から、わずかに浮いた位置で静止することになる。
【００２７】
次に、図３（Ｂ）に示すように、手動クランプ１１で導線６を拘束状態にすると、押付け機構部１２は平面であるため、第二層の導線６を押し付けることはできるが、第一層の導線６には押付け機構部１２が押し付けられないため、第一層の導線６を正規の位置に固定することはできない。本実施例に係るクランプ８は、上で述べた構造を有するため、第一層の導線６と第二層の導線とを的確に固定することができる。なお、上では本実施例に係るクランプ８によって、第一層の導線６と第二層の導線とが拘束できる例を説明したが、巻枠１に第三層以上の層が形成されている場合でも、各層の導線を的確に固定できる。
【００２８】
また、本発明の別の実施形態として、押付け機構部１３の表面を図３のように平面にし、部材にゴムなどの弾性体を用いたものにすることも考えられる。そのような押付け機構部１３を用いたクランプ８によって導線６を押し付けた場合には、押付け機構部１３が変形することにより、第一層の導線６と第二層の導線６をある程度固定することはできる。ただし押付け機構部１３の表面が平面の場合、表面が柔軟に変形しないため、第一層の導線６の一部に、押付け機構部１３が接触しないことがある。
【００２９】
たとえば図４（Ｂ）において、押付け機構部１３の表面が平面の場合を仮定する。この場合、６−１や６−２に位置する導線６には押付け機構部１３の表面が変形することにより、押し付け力が加えられる。しかし押付け機構部１３が平面の場合、表面が充分に変形しないために、第二層に隣接している第一層の導線、たとえば６−ａの位置の導線６には押付け機構部１３が接触せず、６−ａの位置の導線６を適切に押し付けることができない。そのため、本実施例に係る押付け機構部のように、第一の接地面１３ａと第二の接地面１３ｂとを備える構造にすることが好ましい。
【００３０】
なお、第一の接地面１３ａの配置構成には、様々な構成が採用されてよい。図５（Ｂ）、（Ｃ）にその例を示す。図５の（Ｂ），（Ｃ）は押付け機構部１３の平面図の例である。図５の（Ａ）では、押付け機構部１３の上に、真円形状の第一の接地面１３ａが等ピッチに配置されている。
【００３１】
一方、図５（Ｂ）に示された例では、押付け機構部１３の上に、真円形状の第一の接地面１３ａを千鳥状に配置した構造である。図５の（Ａ），（Ｂ）のいずれも第一の接地面と第二の接地面との間に空隙を有している。空隙部が設けられることによって、第一の接地面が一部変形する際の変形領域を確保することができる。そのため、第一の接地面が変形しやすいように配置された構造であれば、図５（Ｂ）、（Ｃ）に示された以外の配置方法が採用されてもよい。
【００３２】
また、図５では第一の接地面１３ａの形状が真円である例が示されているが、第一の接地面１３ａの形状は真円に限定されない。真円のほか、三角形、四角形、五角形、Ｖ字形状、十字形状などの多種多様な形状の第一の接地面１３ａが採用されてもよい。
【００３３】
なお、ここでは本実施例のクランプ８を、ネガティブベンド部４に適用する例を説明したが、凸曲面形状部（ポジティブベンド部）にもクランプ８を適用してもよい。
【実施例２】
【００３４】
実施例２では、凹曲面形状を有する多層巻きコイルを、層方向、軸方向にさらに精度良く巻回するための巻線装置の例を説明する。実施例２に係る巻線装置は、実施例１で説明した巻線装置の構成要素に加えて、図７に示すようなローラ１４と２本のガイド１５を有する。なお、実施例１で説明したように、巻枠１に導線６が巻回される際、巻枠１のつば３部分にクランプ８が取り付けられる。実施例２に係る巻枠１にも同様にクランプ８が取り付けられるが、図７ではクランプ８の図示は略している。
【００３５】
ローラ１４とガイド１５は、巻き出しボビン７から供給される導線６を、巻枠１の適切な位置に誘導するために設けられる。ローラ１４は導線６を巻枠１に押し付けるためのもので、その回転軸は巻枠１の回転軸１０と平行である。ローラ１４にはスプリングまたはアクチュエータ（非図示）により、巻枠１の中心方向（図中黒矢印の向き）に向かう力が加えられている。ガイド１５は、巻枠１に導線６を複数ターン巻回する時、同じ層に位置する複数の導線６同士の間に隙間が発生しないようにするためのもので、ローラ１４の前後に、ローラ１４の回転軸に直交する形で配置される。
【００３６】
図６は、導線６の巻回にローラ１４とガイド１５を用いた場合の、導線６の巻回状態を示すネガティブベンド部４の断面図である。図６（Ａ）において、第一層の導線６がローラ１４によって、巻芯２に押し付けられた状態を示す。この押し付けられた状態では、巻芯２、導線６、ローラ１４の間には隙間は発生しない。この状態で、図７に示されるようにローラの前後に２本のガイド１５を配置する。第一層に導線６を巻回している間、ガイド１５には、電動アクチュエータ（非図示）等によって下向き（図中の白矢印の向き）の力が加えられる。このガイド１５により、第一層の導線６は下側に押し付けられ、これにより、導線６はガイド１５と第一層の他の導線６によって位置を固定される（上下方向への移動が抑制される）。そのため、層内で隣接する導線６同士は密着した状態で隙間なく下から順に積み上げられていく。従って、実施例２に係る巻線装置では、実施例１で説明したクランプ８に加え、ローラ１４とガイド１５によっても導線が固定されるので、多層巻きコイルの層方向、軸方向の導線の浮き上がりをさらに防止することができ、導線を精度良く巻回することが可能である。
【００３７】
図６（Ｂ）は、第二層の導線６が巻回される状態を表している。第二層の導線６が巻回される時には、ガイド１５には上向き（図６（Ｂ）中の白矢印の向き）の力が加えられる。ガイド１５によって導線６を上側に押し付けることにより、ガイド１５と第二層の他の導線６によって位置を固定された導線６は、隙間なく上から順に配置されるようになる。
【００３８】
このように、奇数層に導線６を巻回する場合にはガイド１５に下向きの力を加え、偶数層に導線６を巻回する場合にはガイド１５に上向きの力を加えることにより、各層において、隣接する導線６同士が密着して配置されるようになる。
【００３９】
また、第ｎ層の導線６の巻回が終了し、第（ｎ＋１）層に導線６が巻回されるようになる時、層が増加することにより、ガイド１５を外側（巻枠１の中心から外に向かう方向）に押し出す力がガイド１５に加えられる。その衝撃によりガイド１５がずれることを防ぐために、ガイド１５にも巻枠１の中心方向に向かう力を加えておくことが好ましいが、その力が大きい場合、導線６に傷をつける虞がある。そのため、図示していないが、ガイド１５に加わる衝撃を吸収するための緩衝機構（ショックアブソーバ）を接続することにより、導線６に傷がつくことを防止するようにしてもよい。
【００４０】
なお、上ではローラ１４とガイド１５をネガティブベンド部４に適用する例を説明したが、凸曲面形状にローラ１４とガイド１５を適用してもよい。また、上では２本のガイド１５がある例を説明したが、ガイド１５は１本でもよい。
【実施例３】
【００４１】
本実施例では、凹曲面形状を有する多層巻きコイルを、層方向にさらに精度良く巻回するための巻線装置の例を説明する。実施例３に係る巻線装置（クランプを含む）と巻枠の構造は、実施例１または２で説明したものと同じであるので、ここでは説明を略す。実施例３に係る巻線装置の特徴は、巻き出しボビン７の大きさ（曲率半径）にある。
【００４２】
図２を用いて、実施例３に係る巻き出しボビン７について説明する。先に述べたとおり、図２の（Ａ）から（Ｅ）はネガティブベンドコイルの巻線工程を示している。図２において、巻枠１のネガティブベンド部４の曲率半径と巻き出しボビン７の曲率半径を比較した場合、巻き出しボビン７の曲率半径の方が小さい。また、巻枠１の回転方向と巻き出しボビン７の回転方向を逆にしている。
【００４３】
このように配置することにより、ネガティブベンド部４の曲率半径よりも小さい巻きグセの付いた導線６を、巻枠１のネガティブベンド部４に供給することが可能となる。従って、巻枠１の回転方向と巻き出しボビン７の回転方向を同じにする場合よりも、巻枠１の回転方向と巻き出しボビン７の回転方向を逆にした場合の方が、ネガティブベンド部４における導線６の巻回を精度良く行うことが可能となる。
【実施例４】
【００４４】
本実施例では、凹曲面形状を有する多層巻きコイルを精度良く巻回するための巻線装置で巻かれたネガティブベンドコイルの例、及び自動クランプの例を説明する。
【００４５】
図８は実施例４に係るネガティブベンドコイルと実施例４で用いられる自動クランプの構成を示す斜視図である。図８の（Ａ）が導線の拘束前の状態、（Ｂ）が拘束後の状態を示している。図９は、実施例４に係るネガティブベンドコイルと自動クランプの側面図である。図８と同様に、図９においても（Ａ）が拘束前の状態、（Ｂ）が拘束後の状態を示している。実施例１に係るネガティブベンドコイルと実施例４に係るネガティブベンドコイルの主な違いは、実施例４に係るネガティブベンドコイルは、巻枠１のつば３が長い点である。
【００４６】
実施例４では図８、図９に示す通り、巻枠のつば３の上に自動クランプ１６を等ピッチで複数配置した構成について説明する。これにより、ネガティブベンド部だけでなく、ポジティブベンド部（凸曲面形状部）においても、導線を巻枠に拘束可能としている。このため自動クランプ１６は、ネガティブベンド部向けと、ポジティブベンド部向けに自動クランプが対向して千鳥配置されている。
【００４７】
自動クランプ１６は、実施例１で説明した押付け機構部１３と、押付け機構部１３を巻枠に近接、離間させる第一機構部１６１と、押付け機構部１３を巻枠内に進入、退避させる第二機構部１６２を有する。第一機構部１６１は、実施例１で説明した手動クランプ１１に相当する機構である。また実施例４に係る巻枠は、つば３が長いため、巻枠に導線の層が多数形成されていない状態では、押付け機構部１３が導線を巻枠に押し付けられないことがある。そのため実施例４に係る自動クランプ１６は第二機構部１６２を有し、図９（Ｂ）に示されているように、第二機構部によって押付け機構部１３を巻枠内に進入させることで、導線を適切に巻枠に押し付けられるようにしている。
【００４８】
さらに自動クランプ１６は、第一機構部１６１と第二機構部１６２を動作させるための２個のエアシリンダを備える。これにより、導線の巻回時には、クランプ１６を導線の供給軌道から退避させ、巻枠内に導線を導いてから、退避させていたクランプを巻枠内に進入させて、拘束する工程を自動で行うことが可能となる。ただし別の実施形態として、エアシリンダを設けずに、手動でクランプを動かすようにしてもよい。
【００４９】
ここで、自動クランプ１６を巻枠内に進入させることを可能にするために、少なくとも巻枠のつば３の片側には、クランプと同数の切り欠き１７を設ける必要がある。この切り欠き１７を設けることにより、つばの長い多層巻きコイルにおいても、層方向、軸方向の導線の浮き上がりを確実に防止することができ、導線を精度良く巻回することが可能となる。
【００５０】
以上、凹曲面形状と凸曲面形状の自動クランプを考慮したネガティブベンドコイルの例を説明したが、コイルエンド側にも自動クランプ１６を配置してもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５１】
１    巻枠
２    巻芯
３    つば
４    ネガティブベンド部
５    凹曲面形状コイル
６    導線
７    巻き出しボビン
８    クランプ
１１  手動クランプ
１２，１３  押付け機構部
１４  ローラ
１５  ガイド
１６  自動クランプ
１７  切り欠き
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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