JPH06342730A - トロイダル巻線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 大径のガイドローラを使用しても小さいトロ
イダルコアに巻線を行うことができ、線材に絶縁被覆の
破壊を起こすことなく巻線を可能とする。 【構成】 トロイダルコア１４と交差するよう設けられ
た貯線リング１１に必要な長さの線材ａを巻き込んでお
く。ガイドローラ１３は、スイングアーム１２により、
トロイダルコア１４の両端面の間にわたって往復回転さ
れ、この回転により、貯線リング１１から線材ａに張力
を与えながら引き出し、トロイダルコア１４に巻回す
る。トロイダルコア１４の中心貫通孔１４ａでは、ピン
状のフック２３が前記ガイドローラ１３によりガイドさ
れる線材ａを引き通す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トロイダルコアに巻線
を行うのに用いられるトロイダル巻線装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来において、トロイダルコアに線材を
巻線する装置としては、トロイダルコアと交差するよう
に設けた回転する貯線リングと、この貯線リングに隣接
し、それと同一回転中心を有する巻線リングとを有する
トロイダル巻線装置が知られている（特公昭５８−２３
７２８号公報）。この装置では、貯線リングがバックテ
ンションモータで回転駆動され、巻線リングがワインド
モータで回転駆動される。貯線リングには予め、トロイ
ダルコアに巻回しようとする線材を所定の長さだけ巻き
込んでおく。巻線リングには、ガイドローラが備えられ
ており、貯線リングから引き出した線材をこのガイドロ
ーラでガイドしながら、巻線リングを回転し、線材をト
ロイダルコアに巻き込んでいく。

【０００３】図１０は、このトロイダル巻線装置で線材
ａをトロイダルコア４に巻回していく状態を示してお
り、手前の貯線リングは省略してある。ガイドローラ３
を有する巻線リング２は、矢印で示すように、図１０に
おいて反時針方向に回転し、その手前にある貯線リング
から線材ａを引き出しながら、断面矩形のトロイダルコ
ア４に線材ａを巻き込んでいく。このようにガイドロー
ラ３が回転する過程で、ガイドローラ１３が図１におい
て左側に回り、トロイダルコア４に接近したとき、余分
な線材ａは再度貯線リングに巻き込まれる。またこのと
き、貯線リングを回転させるバックテンションモータの
駆動により、貯線リングに巻線リング２の回転と逆方向
のトルクが与えられ、線材ａに張力が与えられる、これ
により線材ａがトロイダルコア４に緊張状態で密に巻か
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとしている課題】このようなトロイ
ダル巻線装置において、線材ａの各部は、それがトロイ
ダルコア４に巻き込まれるまでに、ガイドローラにより
数回にわたって繰り返し折り曲げられる。すなわち、ガ
イドローラ１３が図１０において右端の位置にあると
き、そのガイドローラ１３に接し、曲げられている線材
ａのｂ点がトロイダルコア４に巻き込まれるまでに、次
のようにしてガイドローラ１３を繰り返し折り通り、そ
の都度曲げられる。

【０００５】まず、ガイドローラ３がその位置から反時
針方向に回り、トロイダルコア４に近づくと、ｂ点はガ
イドローラ３よりトロイダルコア４と反対側に相対移動
し、貯線リングに巻き込まれる。続いて、ガイドローラ
１３がトロイダルコア４の内側を通過し、その下方に回
り、トロイダルコア４から離れると、貯線リングから線
材ａが引き出され、ｂ点が再びガイドローラ３に接し、
ｂ点がガイドローラにより折り曲げられる。次に、ガイ
ドローラ３が図１０の右端に移動したところで、ｂ点は
トロイダルコア４へ巻かれた分の長さだけ最初の位置よ
りトロイダルコア４側に位置しているが、ガイドローラ
３がさらに上側に回ってトロイダルコア４に近づくと、
再びガイドローラ３側に相対移動し、同ローラ３に当っ
て折り曲げられる。以下、ガイドローラ３が回転し、線
材ａをトロイダルコア４に巻き込んでいくに従い、線材
ａのｂ点がガイドローラ３を何度か通り、その都度折り
曲げられる。

【０００６】トロイダルコア４への１巻き分の線材ａの
長さとガイドローラ３の回転半径等により異なるが、線
材ａの各部は、それがトロイダルコア４に巻き込まれる
までに、通常５〜８回にわたり、繰り返し折り曲げられ
る。このように、線材ａに張力を与えたまま、それが繰
り返し折り曲げれられると、線材ａは次第に延びると共
に、線材ａにクラックが発生する。特に、トロイダルコ
イルに使用される絶縁被覆電線の場合、絶縁被覆が破壊
されてしまう。

【０００７】このような絶縁被覆の破壊は、ガイドロー
ラの径を大きくすれば、或る程度防げる。換言すると、
ガイドローラの径が小さくなればなる程、より一層絶縁
被覆の破壊が起こりやすくなる。しかし、今日の電子部
品の小形化に伴い、トロイダルコアも益々小形化されて
いる。このため、大きな径のガイドローラを使用する
と、同ローラがトロイダルコアを通すことができないた
め、ガイドローラも益々小径化されている。このため、
前述のような絶縁被覆の破壊がより一層深刻なものとな
っている。

【０００８】図１１は、線材の絶縁被覆が破壊される時
の、線材が折り曲げられる回数とガイドローラの径との
関係を示したグラフである。なお、この試験は、使用線
材が１ＵＥＷφ０．６、ガイドローラによる線材の曲げ
速度が５０ｍｍ／ｓｅｃという条件で行われ、線材に
０．２ｋｇと０．３ｋｇの張力を各々かけて行われた。

【０００９】このグラフから明からかなように、ガイド
ローラの径が小さい程、少ない曲げ回数でも線材の絶縁
被覆が破壊されることが分かる。また、絶縁被覆が破壊
されるときの線材の延びは、何れも１２０〜１２７％で
あり、特に張力を０．３ｋｇかけたときに、φ１．８の
小径のガイドローラを使用すると、曲げ回数が４回と少
なくても、１２７％も線材が延びていることが分かる。

【００１０】本発明は、前記の課題に鑑み、大径のガイ
ドローラを使用しても小さいトロイダルコアに巻線を行
うことができ、それによって線材に絶縁被覆の破壊を起
こすことなく巻線を可能とするロイダル巻線装置を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち、前記の目的を
達成するため、本発明で採用した手段の要旨は、トロイ
ダルコア１４と交差するよう回転自在に設けられ、トロ
イダルコア１４に巻回する線材ａを巻き込む貯線リング
１１と、この貯線リング１１と隣接して同一回転中心の
周りに回転し、貯線リング１１から引き出された線材ａ
をガイドするガイドローラ１３と、このガイドローラ１
３を回転させる回転機構と、ガイドローラ１３の回転に
同期して貯線リング１１にトルクを与え、トロイダルコ
ア１４に巻回される線材ａに張力を与える張力付加機構
とを有するトロイダル巻線装置において、前記ガイドロ
ーラ１３をトロイダルコア１４の両端面の間にわたって
往復回転させるスイングアーム１２と、トロイダルコア
１４の中心貫通孔１４ａに挿入され、前記ガイドローラ
１３によりガイドされる線材ａを、トロイダルコア１４
の一方の端面から他方の端面側へとその中心貫通孔１４
ａを通して引き出すフック２３を備えることを特徴とす
るものである。

【００１２】

【作用】本発明によるトロイダル巻線装置では、フック
２３がトロイダルコア１４の中心貫通孔１４ａに挿入さ
れ、前記ガイドローラ１３によりガイドされる線材ａ
を、トロイダルコア１４の一方の端面から他方の端面側
へとその中心貫通孔１４ａを通して引き出すため、ガイ
ドローラ１３は、トロイダルコア１４の中心貫通孔１４
ａの両側の開口部の間で線材ａをトロイダルコア１４に
巻回すれがよい。従って、ガイドローラ１３をトロイダ
ルコア１４の中心貫通孔１４ａに通す必要がない。すな
わち、ガイドローラ１３は、スイングアーム１２によ
り、トロイダルコア１４の両端面の間にわたって往復回
転されるだけであり、トロイダルコア１４の中心貫通孔
１４ａを通らないので、同中心貫通孔１４ａの口径に係
わらず、大きな径のガイドローラ１３を使用できる。ま
た、線材ａはのフック２３に係止された部分は、その直
後にすぐトロイダルコア１４に巻回されるので、小さい
半径で繰り返し折り曲げることがない。このため、小さ
なトロイダルコア１４にも、線材ａの絶縁被覆等の破壊
を起こすことなく巻線することができるようになる。

【００１３】

【実施例】次に、図面を参照しながら、本発明の実施例
について説明する。図１（ａ）は、本発明の実施例によ
るトロイダル巻線装置の全体構成を示す概要図である。
線材ａが巻回されるトロイダルコア１４は、その中心軸
を垂直方向に向けてローラ２１により支持され、次に説
明する巻線リング１１の１回転毎に１巻ピッチ毎回転さ
れる。このトロイダルコア１４と交差するように、中心
軸を水平に向けて貯線リング１１が備えられており、こ
の貯線リング１１は、トロイダルコイル１４と交差する
ように取り付けるために、複数のセグメントを組み立て
たものからなっている。

【００１４】この貯線リング１１は、張力付加機構を兼
ねる回転機構により回転される。すなわち、貯線リング
１１は、その内周側に接した複数の駆動ローラ１５、１
５…により支持され、自らの中心軸の周りに回転自在に
支持されている。これら駆動ローラ１５、１５…の回転
軸にはプーリ１６、１６…が各々取り付けられ、これら
プーリ１６にはベルト１７が巻き掛けされている。さら
に１つの駆動ローラ１５の回転軸にはさらにもう一つの
プーリ１８が取り付けられている。この駆動ローラ１５
を回転するためのバックテンションモータ１９が備えら
れ、この回転軸に取り付けられたプーリ１９ａと前記プ
ーリ１８との間にベルト２０が巻き掛けされている。従
って、バックテンションモータ１９の回転は、プーリ１
９ａ、１０及びベルト２０を介して１つの駆動ローラ１
５に伝達される。さらにこのバックテンションモータ１
９の回転は、プーリ１６、１６…及びベルト１７を介し
て他の駆動ローラ１５にも伝達される。これにより、バ
ックテンションモータ１９の回転が貯線リング１１に伝
達される。

【００１５】この貯線リング１１側の側面に隣接して、
線材ａをガイドするためのガイドローラ１３を有するス
イングアーム１２が設けられている。このスイングアー
ム１２は、その中間部にエアシリンダ、ソレノイド等の
延伸及び収縮するアクチュエータ３２を備えている。こ
のアクチュエータ３２の動作により、スイングアーム１
２が延伸及び収縮し、ガイドローラ１３は貯線リング１
１の外周より外側位置と同外周より内側位置との間で変
位する。

【００１６】さらに、このスイングアーム１２を回転す
るためのワインドモータ２５が備えられ、スイングアー
ム１２は、このワインドモータ２５により往復回転され
る。すなわち、前記ガイドローラ１３がトロイダルコア
１４の両端面の間で往復回転するよう、スイングアーム
１２を約３３０°の範囲で往復回転する。図１（ｂ）か
ら明かなように、ガイドローラ１３は、貯線リング１１
よりやや離れて取り付けられている。

【００１７】さらに、前記貯線リング１１のトロイダル
コア１４の中心貫通孔１４ａに通された部分に隣接し
て、フック２３が配置されている。このフック２３は、
スライドガイド２８により上下方向にスライド自在に支
持されると共に、昇降モータ２６のピニオン２７の回転
により上下に昇降され、その上端側がトロイダルコア１
４の中心貫通孔１４ａを上下に貫くように昇降される。

【００１８】このフック２３の上端は、図１（ａ）に示
されたように、貯線リング１１の側面に向いた側に勾配
を形成した顎状のガイド端２９となっており、その下側
に凹部３０を有し、その凹部３０から貯線リング１１の
側面に向けて突起３１が突設されている。この凹部３０
からガイド端２９に至る部分は貯線リング１１の側面と
の間に隙間が形成されている。

【００１９】次に、このトロイダル巻線装置の動作につ
いて説明する。まず図１に示すように、貯線リング１１
をトロイダルコア１４と交差するようセットする。この
状態で、貯線リング１１に必要な長さの線材ａを予め巻
き込む。

【００２０】次に、貯線リング１１から線材ａの一端側
を引き出し、この一端寄りの部分をトロイダルコア１４
の巻き始めの位置に固定しておき、それより貯線リング
１１側にある部分をガイドローラ１３に掛ける。この状
態で、ガイドローラ１３を貯線リング１１の外周より外
側に位置させ、ワインドモータ２５を駆動し、貯線リン
グ１２を図２において反時針方向に回転させる。このと
き、バックテンションモータ１９を駆動し、線材ａに張
力が加えられるように貯線リング１２に逆方向のトルク
或は制動力を与える。これにより、線材ａは張力を与え
られながら、貯線リング１１から引き出され、トロイダ
ルコア１４に巻回される。

【００２１】このようにして線材ａを巻き込みながら、
ガイドローラ１３がトロイダルコア１４の上端面の手前
までくると、図３に示すようにそこでスイングアーム１
２が停止する。続いてフック２３が上昇する。すると、
トロイダルコア１４とガイドローラ１３との間にある線
材ａがガイド端２９の貯線リング１１の側面に向いた勾
配面（図１（ｂ）参照）により案内され、フック２３と
貯線リング１１との間に入り込み、フック２３の断面円
形のピン状の係止部３１の下に入り込む。ここで、図３
に矢印で示すように、フック２３が下降し始める。

【００２２】続いて、第４図に示すように、アクチュエ
ータ３２の動作により、ガイドローラ１２がその回転中
心方向に変位し、貯線リング１１の外周より内側に入
る。これにより、ガイドローラ１２から線材ａが外れ、
フック２３が貯線リング１１から線材ａを直接引き出し
ながら係止部３１によって線材ａをトロイダルコア１４
の中心貫通孔１４ａの下側に引き出す。

【００２３】一方、スイングアーム１２は、図４に矢印
で示す方向、つまり今までと反対方向に回転すると共
に、アクチュエータ３２の動作によりガイドローラ１２
を回転中心と反対方向の放射方向に変位させる。これに
より、図５に示すように、ガイドローラ１２は、トロイ
ダルコア１４の下方に達すると共に、貯線リング１１の
外周より外側に位置する。

【００２４】次に、アクチュエータ３２の動作により、
図５に矢印で示すように、ガイドローラ１２がその回転
中心方向に変位し、貯線リング１１の外周より内側に入
る。このとき、図６で示すように、ガイドローラ１２
は、フック２３の係止部３１に掛けられた線材ａのう
ち、貯線リング１１に近い外側の部分には掛からず、貯
線リング１１からやや遠い位置にある内側の部分に掛か
る。

【００２５】続いて、図７に示すように、スイングアー
ム１２が矢印で示す方向に回転すると共に、アクチュエ
ータ３２の動作によりガイドローラ１３が外側に変位す
る。すると、貯線リング１１から線材ａを引き出しす起
点が下方に変位する。このため、線材ａのフック２３の
係止部３１付近にある部分が貯線リング１１側に変位
し、フック２３の係止部３１から線材ａが外れる。

【００２６】その後、スイングアーム１２が回転し、ト
ロイダルコア１４に線材ａを巻ながら、ガイドローラ１
３が図３に示す位置に戻る。また、フック２３も上昇
し、図１に示す位置に戻る。これにより、トロイダルコ
ア１４への１巻分の動作が完了し、トロイダルコア１４
が線材ａの巻ピッチだけ回転される。以下、図３〜７の
動作を繰り返しながら、トロイダルコア１４に線材ａが
巻回されていく。

【００２７】次に、図８と図９に示す実施例について説
明すると、ここでは、スイングアーム１２がアクチュエ
ータ１２を備えておらず、従ってガイドローラ１３が貯
線リング１１の外側に位置したままで、その内側には変
位しない。この代わりに、スイングモータ３３によりト
ロイダルコア１４の側方を中心として回転される第二の
スイングアーム３４と、このスイングアーム３４の先端
に取り付けられ、同アーム３４の回転により、二点鎖線
で示す範囲を往復回転する第二のガイドローラ３５とを
備えている。このガイドローラ３５は、スイングモータ
３３とスイングアーム３４との間に設けられたアクチュ
エータ３７により、図９において上下に変位する。ま
た、第一のガイドローラ１３もまた、ワインドモータ２
５とスイングアーム１２の間に設けられたアクチュエー
タ３６により、図９において上下に変位する。

【００２８】この実施例によるトロイダル巻線装置で
は、第二のガイドローラ３５が第一のガイドローラ１３
の回転に同期して、図８において二点鎖線で示す範囲を
往復回転することにより、前述の実施例において、図３
から図４及び図５から図６に各々示すように、ガイドロ
ーラ１３が内側に変位するのと実質的に同じ動作が行わ
れる。すなわち、第一のガイドローラ１３が変位する代
わりに、第二のガイドローラ３５が線材ａを掛けて外側
から内側に変位することにより、線材ａの貯線リング１
１の径方向への変位が行われ、これにより、フック２３
の係止部３１への線材ａの掛けや外しが行われる。

【００２９】図１２及び図１３は、前記フック２３の先
端部の変形例を示すものである。すなわち、前述の実施
例で使用されたフックは、その係止部３１がフック２３
に固定されたピン状の突起であったが、図１２に示され
たフック２３では、この係止部３１がピン２３から突設
された軸３１ａに回転自在に取り付けたローラ状のもの
からなっている。この例では、係止部３１が回転するた
め、線材ａに強い抵抗を与えずそれをガイドすることが
できる。また、図１３に示されたフック２３では、係止
部３１’がフック２３の先端部と一体になっており、そ
の下側は側面円弧状の曲面となっている。これにより、
線材ａをガイドするとき、線材ａ確実に保持することが
できる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、ト
ロイダルコア１４の中心貫通孔１４ａにガイドローラ１
３を通さず、フック２３を通して線材ａを通すことがで
きるので、大径のガイドローラ１３を使用しても、小さ
なトロイダルコアに巻線を行うことができる。これによ
り、線材ａに絶縁被覆の破壊を起こすことなく巻線を可
能とするロイダル巻線装置を提供することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるトロイダル巻線装置の全
体構成を示す概略斜視図とその要部正面図である。

【図２】同実施例によるトロイダル巻線装置による巻線
動作を示すトロイダルコアとスイングアームとの一部縦
断側面図である。

【図３】同実施例によるトロイダル巻線装置によりトロ
イダルコアに巻線を行う動作を示す要部縦断側面図であ
る。

【図４】同実施例によるトロイダル巻線装置によりトロ
イダルコアに巻線を行う動作を示す要部縦断側面図であ
る。

【図５】同実施例によるトロイダル巻線装置によりトロ
イダルコアに巻線を行う動作を示す要部縦断側面図であ
る。

【図６】同実施例によるトロイダル巻線装置によりトロ
イダルコアに巻線を行う動作を示す要部縦断側面図であ
る。

【図７】同実施例によるトロイダル巻線装置によりトロ
イダルコアに巻線を行う動作を示す要部縦断側面図であ
る。

【図８】本発明の他の実施例によるトロイダル巻線装置
による巻線動作を示すトロイダルコアと巻線リングとの
一部縦断側面図である。

【図９】同実施例によるトロイダル巻線装置の平面図で
ある。

【図１０】従来例のトロイダル巻線装置による巻線動作
を示すトロイダルコアと巻線リングとの一部縦断側面図
である。

【図１１】線材の絶縁被覆が破壊される時の、線材が折
り曲げられる回数と巻線用のガイドローラの径との関係
を示すグラフである。

【図１２】前記トロイダル巻線装置に使用されるフック
の変形例を示すその先端部の要部拡大正面図（ａ）と要
部拡大側面図（ｂ）である。

【図１３】前記トロイダル巻線装置に使用されるフック
の他の変形例を示すその先端部の要部拡大正面図（ａ）
と要部拡大側面図（ｂ）である。

【符号の説明】

１１ 貯線リング １２ スイングアーム １３ ガイドローラ １４ トロイダルコア １４ａ トロイダルコアの中心貫通孔 １９ バックテンションモータ ２３ フック ３１ フックの係止部 ２５ ワインドモータ ａ 線材

Claims (1)

【整理番号】 ００５０１６７−０１ 【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トロイダルコア（１４）と交差するよう
   回転自在に設けられ、トロイダルコア（１４）に巻回す
   る線材（ａ）を巻き込む貯線リング（１１）と、この貯
   線リング（１１）と隣接して同一回転中心の周りに回転
   し、貯線リング（１１）から引き出された線材（ａ）を
   ガイドするガイドローラ（１３）と、このガイドローラ
   （１３）を回転させる回転機構と、ガイドローラ（１
   ３）の回転に同期して貯線リング（１１）にトルクを与
   え、トロイダルコア（１４）に巻回される線材（ａ）に
   張力を与える張力付加機構とを有するトロイダル巻線装
   置において、前記ガイドローラ（１３）をトロイダルコ
   ア（１４）の両端面の間で往復回転させるスイングアー
   ム（１２）と、トロイダルコア（１４）の中心貫通孔
   （１４ａ）に挿入され、前記ガイドローラ（１３）によ
   りガイドされる線材ａを、トロイダルコア（１４）の一
   方の端面から他方の端面側へとその中心貫通孔（１４
   ａ）を通して引き出すフック（２３）を備えることを特
   徴とするトロイダル巻線装置。