(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸上に配置されコイルを形成するケーブルが軸方向に２段それぞれ所定の層数巻回可能な複数の巻枠と、上記各巻枠を軸中心に回転駆動する回転駆動機構と、上記各巻枠の相隣なる同士の相隣なる両段に上記巻回長さおよび上記コイル間の渡り部長さに相当する長さを有するケーブルの両端を所定の張力を介して張架するケーブル張架機構とを備え、
上記回転駆動機構は、上記各巻枠の相隣なる同士の相隣なる両段に上記ケーブル張架機構で張架された上記ケーブルを巻き込み、同時に内側から外側へ所定の層数上記回転方向に巻回するとともに上記両段間に上記渡り部を形成する度に、上記各巻枠全体を交互に逆方向に回転駆動させるものである、ことを特徴とする磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置。
【請求項２】
ケーブル張架機構は、張架されるケーブルのほぼ中央部を外周面に沿わせて折り返しＵ字状に成形する滑車と、上記ケーブルを上記滑車の外周面に押し付け上記ケーブルに所定の張力を付与するテンションローラと、上記滑車およびテンションローラを巻枠の軸方向に移動させる移動機構と、上記滑車、テンションローラおよび移動機構を搭載し、上記ケーブルの巻枠への巻き込みに伴って上記巻枠側へ移動する台車とで構成されていることを特徴とする請求項１記載の磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置。
【請求項３】
ケーブルの巻枠への巻回時に上記ケーブルを上記巻枠の中心側へ押圧する押圧機構を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置。
【請求項４】
張架されるケーブルの両端側の間隔を上記ケーブルが巻き込まれる両巻枠の相隣なる両段の間隔に保持する間隔保持機構を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置。
【請求項５】
ケーブルの巻枠への巻回時に張架される上記ケーブルの残長を順次検知し、上記ケーブルの残長に応じて上記ケーブルに付与される張力の大きさを制御することを特徴とする請求項１または２記載の磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置。
【請求項６】
請求項１における各巻枠の相隣なる同士の相隣なる両段に所定の長さを有するケーブルの両端を所定の張力を介して張架する工程と、
上記各巻枠を回転させることにより上記張架されたケーブルの両端側を上記両段に巻き込み、同時に内側から外側へ所定の層数巻回する工程とを包含し、
上記両工程を上記ケーブルの巻回方向を順次交互に逆方向にして繰り返すことを特徴とする磁気浮上式鉄道用コイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁気浮上式鉄道におけるリニアモータの電機子を構成する磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置および製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種従来の磁気浮上式鉄道用コイルは、例えば特開平３−１２４２５３号公報等に開示されているように、図示はしないが、ケーブルをリールに巻回して形成されたコイルを、リールから押し出しながらパネルに取り付けるようにしているので、必要な巻数を確保するために複数層巻きとすると崩れやすくなる。このため、コイルを一層巻きとしてコイルの軸方向の段数を増やすことにより必要な巻数を確保している。
【０００３】
しかしながら、このようにコイルの軸方向の段数を増やすということは、磁気浮上式鉄道用コイルとして使用される場合に、コイルが装着される軌道と鉄道車両との間隔が増加することとなり、車両幅を減少させるか、軌道の間隔を広げる必要がある。ところが、車両幅を減少させることは輸送効率が低下するということになり、軌道の間隔を広げることは建設コストの増大につながるという問題点を残している。
【０００４】
コイルの軸方向の寸法を増やさずに巻線を増やすには、コイルの径方向を増大させる方向に巻線、すなわち、層数を増加させることが有効である。
そこで、先行技術としてこの出願と同一の出願人による特願２００１−３５３７４７号では、以下に説明するような構成とすることにより、コイルの軸方向の寸法を増やさずに巻線を増加させることが提示されている。
【０００５】
図６は先行技術における磁気浮上式鉄道用コイルの構成を示す正面図、図７は図６におけるコイル収納部材の構成を示す斜視図、図８は図７におけるコイル収納部材にケーブルを巻回してコイルを形成する工程を示す断面図である。
図において、１は並設される複数のコイル収納部材で、座部１ａ、この座部１ａの中央部に突出して形成される巻芯部１ｂ、この巻芯部１ｂの周囲を所定の間隔を介して取り囲むように形成される外枠部１ｃ、および巻芯部１ｂと外枠部１ｃの間に区画して形成されるコイル収納部１ｄで構成されている。２はこれら各コイル収納部材１のコイル収納部１ｄ内にそれぞれ収納される複数のコイルで、渡り部２ａを介して同相同士が接続されている。
【０００６】
次に、上記のように構成されるコイル２の巻線手順を図８に基づいて説明する。
まず、コイル２の巻き始め部２ｂを図８（Ｂ）に示すようにコイル収納部１ｄ内に引き込んで、外周側を外枠部１ｃで規制しながら巻回し、図８（Ｃ）、（Ｄ）に示すよう順次内側へ一段目を巻回する。続いて、二段目は図８（Ｅ）に示すように巻芯部１ｂに内周側の規制を受けながら、図８（Ｆ）、（Ｇ）に示すように内周側から外周側へ巻回し、最後は図８（Ｇ）に示すように巻き終わり部２ｃをコイル収納部１ｄから引き出すことにより１個目のコイル２が完成する。そして、巻き終わり部２ｅから渡り部２ａを介し、２個間をおいて３個目のコイル収納部材１のコイル収納部１ｄ内に引き込まれ、上記と同様に巻線が施されて同相分のコイル２が順次形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の磁気浮上式鉄道用コイルは以上のように、コイル２の径方向の巻回数、すなわち、層数を増加させることにより、コイル２の軸方向寸法を増やすことなく必要な巻数を確保するようにしている。しかしながら、巻芯部１ｂと外枠部１ｃで区画されるコイル収納部１ｄ内に、外枠部１ｃで外周側を規制しながら外周側から内周側に向け、又、次の段では巻芯部１ｂで内周側を規制しながら内周側から外周側に向けて、それぞれ巻回するようにしているため、比較的剛性の高いケーブルを成形するのは容易なことではなく、非常に手間がかかり生産性が悪くなるという問題点があった。
【０００８】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、生産性の向上を図ることが可能な磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置および製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置は、同軸上に配置されコイルを形成するケーブルが軸方向に２段それぞれ所定の層数巻回可能な複数の巻枠と、上記各巻枠を軸中心に回転駆動する回転駆動機構と、上記各巻枠の相隣なる同士の相隣なる両段に上記巻回長さおよび上記コイル間の渡り部長さに相当する長さを有するケーブルの両端を所定の張力を介して張架するケーブル張架機構とを備え、
上記回転駆動機構は、上記各巻枠の相隣なる同士の相隣なる両段に上記ケーブル張架機構で張架された上記ケーブルを巻き込み、同時に内側から外側へ所定の層数上記回転方向に巻回するとともに上記両段間に上記渡り部を形成する度に、上記各巻枠全体を交互に逆方向に回転駆動させるものである、ことを特徴とする。
【００１０】
又、この発明の請求項２に係る磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置は、請求項１において、ケーブル張架機構を、張架されるケーブルのほぼ中央部を外周面に沿わせて折り返しＵ字状に成形する滑車と、ケーブルを滑車の外周面に押し付けケーブルに所定の張力を付与するテンションローラと、滑車およびテンションローラを巻枠の軸方向に移動させる移動機構と、滑車、テンションローラおよび移動機構を搭載し、ケーブルの巻枠への巻き込みに伴って巻枠側へ移動する台車とで構成するようにしたものである。
【００１１】
又、この発明の請求項３に係る磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置は、請求項１または２において、ケーブルの巻枠への巻回時にケーブルを巻枠の中心側へ押圧する押圧機構を備えたものである。
【００１２】
又、この発明の請求項４に係る磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置は、請求項１または２において、張架されるケーブルの両端側の間隔をケーブルが巻き込まれる両巻枠の相隣なる両段の間隔に保持する間隔保持機構を備えたものである。
【００１３】
又、この発明の請求項５に係る磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置は、請求項１または２において、ケーブルの巻枠への巻回時に張架されるケーブルの残長を順次検知し、ケーブルの残長に応じてケーブルに付与される張力の大きさを制御するようにしたものである。
【００１４】
又、この発明の請求項６に係る磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置は、請求項１における各巻枠の相隣なる同士の相隣なる両段に所定の長さを有するケーブルの両端を所定の張力を介して張架する工程と、
各巻枠を回転させることにより張架されたケーブルの両端側を両段に巻き込み、同時に内側から外側へ所定の層数巻回する工程とを包含し、
両工程をケーブルの巻回方向を順次交互に逆方向にして繰り返すようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置の構成を示す正面図、図２は図１における磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置の構成を示す平面図、図３は図１における磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置の動作開始時における状態を示す正面図、図４はケーブル巻回後の巻枠の構成を示す正面図、図５は図４における巻枠からコイルを取り外す状態を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【００１６】
図において、１１は巻枠で、フランジ部１２ａの軸方向一側に芯部１２ｂ、他側にスペーサ部１２ｃが形成された巻胴１２、およびこの巻胴１２の芯部１２ｂの端面にフランジ部１２ａと対向して取り外し可能に固着され、各外側の面に吊り具１４が固着されたフランジ１３で構成されており、軸方向に各スペーサ部１２ｃを介して所定の間隔で複数段積み重ねられている。１５はこれら各巻枠１１を上面で保持し、軸中心に回転駆動する回転駆動機構としての回転テーブル、１６は各巻枠１１の最上段に載置されケーブル１７が巻回して収納されるドラムである。
【００１７】
１８は図１中矢印Ａ、Ｂで示す方向に回動可能な回動レバー、１９はこの回動レバー１８の一端側に回転可能に固着され、各巻枠１１の相隣なる同士間に両端が張架されるケーブル１７のほぼ中央部を外周面に沿わせて折り返しＵ字状に成形する滑車、２０は回動レバー１８の他端側に回転可能に固着され、回動レバー１８が矢印Ｂ方向に回動することにより、ケーブル１７を滑車１９の外周面に押し付けて、ケーブル１７に所定の張力を付与するテンションローラである。
【００１８】
２１は回動レバー１８の回動中心を支持し、積み重ねられた各巻枠１１の軸方向に移動させる移動機構、２２はこの移動機構２１が搭載されケーブル１７の各巻枠１１への巻き込みに伴って、各巻枠１１が保持された回転テーブル１５側へ、レール２３を介して移動する台車であり、これら１８ないし２３でケーブル張架機構２４を構成している。２５はレール２３上を移動可能に配設され、滑車１９によってＵ字状に成形されたケーブル１７を、その両端が巻き込まれる両巻枠１１間の間隔に、一対の棒状部材２５ａを介して保持する間隔保持機構、２６は回転テーブル１５の側方に配設される押圧機構としての押えローラで、積み重ねられた各巻枠１１に沿って軸方向に移動し、各巻枠１１に巻回されるケーブル１７を巻枠１１の中心側へ押圧する。
【００１９】
次に、上記のように構成されるこの発明の実施の形態１における磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置の動作を図に基づいて説明する。
まず、図３に示すようにドラム１６からケーブル１７を引き出し、その先端を台車２２の所定の位置に固定する。そして、台車２２を回転テーブル１５から離れる方向に移動させ、下から一番目の巻枠１１の一段目（図においては下段）に巻回するに必要な長さ分と、リード線に必要な長さ分だけケーブル１７を取り出し、その終端位置に一段分の段差（図中ｈで示す）を形成して巻枠１１に固定する。
【００２０】
次いで、回転テーブル１５を回転駆動させて巻枠１１を例えばｎ回転させると、台車２２が回転テーブル１５に近づく方向に移動し、ケーブル１７は間隔保持機構２５の一方の棒状部材２５ａにより位置が規制されながら、順次巻枠１１側に巻き込まれて、一番目の巻枠１１の一段目に内側から外側へ向けてｎ層のコイル部材群ａ１が形成され、ケーブル１７の先端側がリード線ｌとして残される。そして、このようにして形成されたコイル部材群ａ１は巻枠１１に、例えば紐で縛るなどして固定する。又、ケーブル１７が巻き込まれている間、ケーブル１７の外周側は押えローラ２６により巻枠１１の中心側に所定の力で押圧されている。
【００２１】
次に、一番目の巻枠１１の二段目（図においては上段）と、二番目の巻枠１１の一段目の巻回を行う。
まず、上記両段に巻回するに必要な長さ分と、両段を結ぶ渡り部に必要な長さ分のケーブル１７をドラム１６から取り出す。そして、その中間近辺を滑車１９に装着し、台車２２を回転テーブル１５から離れる方向に移動させてケーブル１７をＵ字状にする。この時、Ｕ字状のケーブル１７の一端側は、コイル部材群ａ１の終端に形成された段差ｈ部に繋がり固定されているので、他端側の終端位置に上記段差と同様の段差を形成して巻枠１１に固定する。
【００２２】
次に、間隔保持機構２５の両棒状部材２５ａによりケーブル１７の両端側を所定の位置に規制した後、台車２２をさらに回転テーブル１５から離れる方向に移動させるとともに、回動レバー１８を図中矢印Ｂ方向に回動させてケーブル１７に所定の張力を付与する。次いで、回転テーブル１５を上記とは逆方向に回転駆動させて巻枠１１をｎ回転させると、台車２２が回転テーブル１５に近づく方向に移動し、ケーブル１７は巻枠１１側に順次巻き込まれる。そして、一番目の巻枠１１の二段目および二番目の巻枠１１の一段目に、それぞれ内側から外側へ向けてｎ層のコイル部材群ａ２、ｂ１が同時に形成され、取り出されたケーブル１７の中央部が両コイル部材群ａ２、ｂ１間を結ぶ渡り部ｗとして残される。このようにして形成された両コイル部材群ａ２、ｂ１はコイル部材群ａ１の場合と同様にして巻枠１１に固定する。
【００２３】
以下、上記コイル部材群ａ２、ｂ１の場合と同様にして、二番目の巻枠１１の二段目と三番目の巻枠１１の一段目、三番目の巻枠１１の二段目と四番目の巻枠１１の一段目、四番目の巻枠１１の二段目と五番目の巻枠１１の一段目がそれぞれ同時に巻回されて、コイル部材群ｂ２、ｃ１、コイル部材群ｃ２、ｄ１、コイル部材群ｄ２、ｅ１がそれぞれ形成され、両コイル部材群ｂ２、ｃ１間、ｃ２、ｄ１間、ｄ２、ｅ１間にそれぞれ渡り部ｗが残される。最後にコイル部材群ａ１の場合と同様にし五番目の巻枠１１の二番目のコイル部材群ｅ２がリード線ｌと共に形成される。そして、各巻枠１１のコイル部材群ａ１、ａ２、コイル部材群ｂ１、ｂ２、コイル部材群ｃ１、ｃ２、コイル部材群ｄ１、ｄ２、コイル部材群ｅ１、ｅ２でそれぞれ２段、５層のコイル２７が構成され、各コイル２８は渡り部ｗで連結されるとともに、両端にはリード線ｌが形成されている。
【００２４】
上記のようにして各巻枠１１にコイル２７がそれぞれ形成されると、まず、ドラム１６が回転テーブル１５から取り外され、次いで、図４に示すように各巻枠１１をコイル２７と共に取り外す。そして、図５（Ｂ）に示すように各巻枠１１をそれぞれ分離させた後、図示はしないが巻枠１１のフランジ部１３を巻胴１２から取り外し、図５（Ａ）に示すようにコイル２７の所定の位置をバインダ２８で固定した後、巻胴１２から順次取り外す。そして、図示はしないが、これら各コイル２７は磁気浮上式鉄道の軌道コンクリートの壁面の所定の位置に、それぞれ渡り部ｗを介して繋がった状態で固定される。
【００２５】
このように上記実施の形態１によれば、回転テーブル１５を介して各巻枠１１を交互に逆方向に回転駆動させることにより、巻枠１１の相隣なる同士の相隣なる両段に、ケーブル張架機構２４により所定の張力が付与されて張架されたケーブル１７を巻き込み、同時に内側から外側へ所定の層数だけ回転方向に巻回してこれを順次繰り返すことにより、各巻枠１１に軸方向に２段、所定の層数巻回されたコイル２７を形成するようにしているので、コイル２７の成形が容易となり、作業性の向上、ひいては生産性の向上を図ることができる。
【００２６】
又、ケーブル１７の巻枠１１への巻回時に、ケーブル１７を押えローラ２６により巻枠１１の中心側へ押圧するようにしているので、ケーブル１７の巻き込みを膨らむことなくより確実に行うことができるようになり、信頼性の向上を図ることができる。又、ケーブル張架機構２４に張架されるケーブル１７の両端側の間隔を、間隔保持機構２５によりケーブル１７が巻き込まれる両巻枠１１の相隣なる両段の間隔に保持するようにしているので、ケーブル１７の巻き込みを所定の位置に確実に行うことができ、信頼性の向上を図ることができる。
【００２７】
実施の形態２．
この実施の形態では、上記実施の形態１における滑車１９に、ケーブル１７の巻き込まれた長さからＵ字状のケーブル１７の残長を順次検知する残長検知センサ（図示せず）を配置し、検知された残長に応じて回動レバー１８を回動させ、テンションローラ２０の位置を変えることにより、ケーブル１７に付与される張力の大きさを制御するようにしたものである。すなわち、張力を大にするとケーブル１７は強く密に巻回されるため、最後に残される渡り部ｗの長さが長くなり、又、張力を小にするとケーブル１７は若干緩んで巻回されるため、渡り部ｗの長さが短くなるので、この関係を利用して、ケーブル１７の残長に応じ、残長が長いと検知される場合は張力を小に、又、残長が短いと検知される場合は張力を大に制御する。
【００２８】
このように上記実施の形態２によれば、ケーブル１７の巻枠１１への巻回時に、ケーブル１７の残長を順次検知してケーブル１７の残長に応じて、ケーブル１７に付与される張力の大きさを制御するようにしているので、各渡り部ｗの長さを同一長さに揃えることができるため、各コイル２７を磁気浮上式鉄道の軌道コンクリートの壁面の所定の位置にそれぞれ固定する際に、渡り部ｗの長さが短いために他の線を接ぎ足したり、長さが長過ぎるために余り線を処理する等の必要がなくなるため、作業性の改善を図り生産性の向上を図ることができる。
【００２９】
なお、上記構成では、巻枠１１側へ巻き込まれたケーブルの長さから残長を検知するようにしているが、これに限定されるものではなく、回転テーブル１５と台車２２との間の間隔を順次検知して残長を検知するようにしても良く、上記と同様の効果を発揮することができることは言うまでもない。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、同軸上に配置されコイルを形成するケーブルが軸方向に２段それぞれ所定の層数巻回可能な複数の巻枠と、上記各巻枠を軸中心に回転駆動する回転駆動機構と、上記各巻枠の相隣なる同士の相隣なる両段に上記巻回長さおよび上記コイル間の渡り部長さに相当する長さを有するケーブルの両端を所定の張力を介して張架するケーブル張架機構とを備え、
上記回転駆動機構は、上記各巻枠の相隣なる同士の相隣なる両段に上記ケーブル張架機構で張架された上記ケーブルを巻き込み、同時に内側から外側へ所定の層数上記回転方向に巻回するとともに上記両段間に上記渡り部を形成する度に、上記各巻枠全体を交互に逆方向に回転駆動させるものであるので、生産性の向上を図ることが可能な磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置を提供することができる。
【００３１】
又、この発明の請求項２によれば、請求項１において、ケーブル張架機構を、張架されるケーブルのほぼ中央部を外周面に沿わせて折り返しＵ字状に成形する滑車と、ケーブルを滑車の外周面に押し付けケーブルに所定の張力を付与するテンションローラと、滑車およびテンションローラを巻枠の軸方向に移動させる移動機構と、滑車、テンションローラおよび移動機構を搭載し、ケーブルの巻枠への巻き込みに伴って巻枠側へ移動する台車とで構成するようにしたので、生産性の向上を図ることが可能な磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置を提供することができる。
【００３２】
又、この発明の請求項３によれば、請求項１または２において、ケーブルの巻枠への巻回時にケーブルを巻枠の中心側へ押圧する押圧機構を備えたので、生産性の向上は勿論のこと、信頼性の向上を図ることが可能な磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置を提供することができる。
【００３３】
又、この発明の請求項４によれば、請求項１または２において、張架されるケーブルの両端側の間隔をケーブルが巻き込まれる両巻枠の相隣なる両段の間隔に保持する間隔保持機構を備えたので、生産性の向上は勿論のこと、信頼性の向上を図ることが可能な磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置を提供することができる。
【００３４】
又、この発明の請求項５によれば、請求項１または２において、ケーブルの巻枠への巻回時に張架されるケーブルの残長を順次検知し、ケーブルの残長に応じてケーブルに付与される張力の大きさを制御するようにしたので、作業性の向上は勿論のこと、生産性の向上を図ることが可能な磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置を提供することができる。
【００３５】
又、この発明の請求項６によれば、請求項１における各巻枠の相隣なる同士の相隣なる両段に所定の長さを有するケーブルの両端を所定の張力を介して張架する工程と、
各巻枠を回転させることにより張架されたケーブルの両端側を両段に巻き込み、同時に内側から外側へ所定の層数巻回する工程とを包含し、
両工程をケーブルの巻回方向を順次交互に逆方向にして繰り返すようにしたので、生産性の向上を図ることが可能な磁気浮上式鉄道用コイルの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１における磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置の構成を示す正面図である。
【図２】  図１における磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置の構成を示す平面図である。
【図３】  図１における磁気浮上式鉄道用コイルの製造装置の動作開始時における状態を示す正面図である。
【図４】  ケーブル巻回後の巻枠の構成を示す正面図である。
【図５】  図４における巻枠からコイルを取りはずす状態を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図６】  先行技術における磁気浮上式鉄道用コイルの構成を示す正面図である。
【図７】  図６におけるコイル収納部材の構成を示す斜視図である。
【図８】  図７におけるコイル収納部材にケーブルを巻回してコイルを形成する工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１１  巻枠、１５  回転テーブル、１６  ドラム、１７  ケーブル、
１８  回動レバー、１９  滑車、２０  テンションローラ、
２４  ケーブル張架機構、２５  間隔保持機構、２６  押えローラ、
２７  コイル、２８  バインダ、ａ１〜ｅ１  コイル部材群、ｌ  リード線、
ｗ  渡り部。
【図１】
0003960852.tif 000002
【図２】
0003960852.tif 000003
【図３】
0003960852.tif 000004
【図４】
0003960852.tif 000005
【図５】
0003960852.tif 000006
【図６】
0003960852.tif 000007
【図７】
0003960852.tif 000008
【図８】
0003960852.tif 000009