JPH0737304Y2 - トロイダルコイル巻線機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本考案は、環状コアに電線を巻回してトロイダルコイル
を製造するトロイダルコイル巻線機に関するものであ
る。

【従来の技術】

第３図に、従来のトロイダルコイル巻線機を示し、第６
図に、第３図のトロイダルコイル巻線機を右方から見た
図を示す。これらの図において、１はシャトルリング駆
動用モータ、２は回転軸、３はアイドラーギヤ、４はシ
ャトルリング、５は蓄線リング、５−１は電線収納溝、
６は係合ピン、７はスリップ式ブレーキ、７−１はバ
ネ、８は電線引出具、９は環状コア、９−１はコア穴、
10はスタッド、11,12はコア送りローラ、13はアイドラ
ーギヤ、14はコア送りローラ駆動用モータ、24は回転軸
である。 シャトルリング４および蓄線リング５は、共に環状コア
９と交叉させられている。交叉は、シャトルリング4,蓄
線リング５の円周の一部（図示せず）を取り外し、そこ
から環状コア９を入れ、取り外した円周の一部を元通り
に合体させることによって行われる。 シャトルリング４の外周には、アイドラーギヤ３と噛み
合う歯が設けてある。従って、シャトルリング駆動用モ
ータ１が回ると、その回転力が回転軸２→アイドラーギ
ヤ３→シャトルリング４へと伝えられ、シャトルリング
４が回転する。 蓄線リング５の外周には電線収納溝５−１が設けられて
おり、ここに環状コア９に巻回する電線が収納される。 シャトルリング４には、電線引出具８が一体に固着され
ている。電線引出具８は、蓄線リング５より電線を引き
出す際、電線のガイドをする。 第４図は、蓄線リングから電線が引き出される状況を示
す図である。符号は第３図のものに対応し、21は電線で
ある。電線21は、電線引出具８の電線引出口８−１に挿
通されて引き出される。 また、シャトルリング４には、蓄線リング５と係合自在
の係合ピン６が固着されている。係合ピン６が蓄線リン
グ５と係合されるのは、蓄線リング５に電線を蓄える時
である。 第５図は、シャトルリング４と蓄線リング５との係合を
示す図である。５−２は、蓄線リング５に設けられた係
合穴である。係合ピン６は、ヒンジ機構により矢印のよ
うに可動であり、蓄線リング５と係合自在となってい
る。電線収納溝５−１に電線を蓄える際には図示の如く
係合させられ、電線が引き出される際には（即ち、環状
コア９に巻回する際には）、係合が解除される。 環状コア９は、コア送りローラ11,12により支持される
と共に、回転力も与えられる。回転力は、コア送りロー
ラ駆動用モータ14より、次のようにして伝えられる。 第６図によく示されているように、コア送りローラ駆動
用モータ14は、回転軸24によって連結されているアイド
ラーギヤ13を回転させる。アイドラーギヤ13は、２つの
コア送りローラ12の大径部と歯車で噛み合わされてお
り、コア送りローラ12を回転させる。コア送りローラ12
の小径部は、環状コア９の外周に押し付けられている。 一方、コア送りローラ11は、その小径部が環状コア９の
外周に押し付けられているだけであり、環状コア９が回
転すれば、それにならって回転させられる。即ち、単に
支持だけしている。 従って、環状コア９は、その外周にコア送りローラ12か
ら与えられる摩擦力により、例えば、第３図に記した矢
印の方向に回転する。 なお、スタッド10は、環状コア９の構成要素である珪素
鋼板を積層保持すると共に、環状コア９に対してプリン
ト回路基板（環状コア９の電流を制御する回路等を搭載
した基板）を取り付けるための部材である。コア穴９−
１は、環状コア９を基台（図示せず）等に取り付ける際
に用いられる。 次に、トロイダルコイル巻線機の動作を説明する。 （蓄線リング５への電線収納動作） 環状コア９に電線を巻回するに先立ち、蓄線リング５に
電線を収納する。 まず、第５図に示したように、係合ピン６を係合穴５−
２に係合する。そして、電線の先端を、電線収納溝５−
１の電線固定部（例えば、穴。図示せず）に固定する。 こうしておいて、シャトルリング駆動用モータ１を、環
状コア９に電線を巻回する時とは逆の方向に回転させ
る。すると、シャトルリング４は逆回転する。蓄線リン
グ５は係合ピン６との係合により、シャトルリング４と
連結されているから、シャトルリング４と共に回転す
る。この回転により電線が引っ張られ、電線収納溝５−
１の中に蓄えられて行く。 所望の長さを収納すれば、シャトルリング駆動用モータ
１を停止し、電線を切り、係合ピン６の係合を外す。 （環状コア９への巻回動作） 第４図に示したように、電線21の先端を電線引出口８−
１より引き出し、環状コア９の適宜の箇所（例えば、ス
タッド10の１つ）に固定する。これは人の手により行
う。 コア送りローラ駆動用モータ14により環状コア９を回転
させつつ、シャトルリング駆動用モータ１によりシャト
ルリング４を回転させる。 シャトルリング４は環状コア９と交叉させられているか
ら、シャトルリング４が１回転すると（言い換えれば、
電線引出具８の位置が環状コア９の周りを１回転する
と）、環状コア９に電線が１回巻かれる。 電線引出具８から引き出される電線が緩んでいると、巻
回された電線も緩んでしまい、トロイダルコイルの仕上
がりが悪くなる。そこで、引き出される電線に張力を与
えるため、蓄線リング５の内周に、コルク製のスリップ
式ブレーキ７がバネ７−１により押しつけられている。 環状コア９の回転速度およびシャトルリング４の回転速
度を一定にすれば、巻回密度が一様なトロイダルコイル
が製造できる。そのようにして製造したトロイダルコイ
ル22を、第７図に示す。

【考案が解決しようとする課題】

（問題点） しかしながら、前記した従来のトロイダルコイル巻線機
には、次のような問題点があった。 第１の問題点は、巻回密度が一様なトロイダルコイルし
か製造できないという点である。 第２図の問題点は、蓄線リングに対するブレーキ力を正
確に管理することが出来ないという点である。 （問題点の説明） まず、第１の問題点について説明する。 従来のトロイダルコイル巻線機にあっては、環状コア９
への巻回に先立ち、コア送りローラ駆動用モータ14の回
転速度が決められ、それに対応した速度で環状コア９は
回転される。その速度は、巻回終了まで変えられること
はない。一方、シャトルリング駆動用モータ１の回転速
度も一定である。従って、コイルの巻回密度は一様なも
のとなる。 しかし、用途によっては、分割した複数個のコイルを１
つの環状コア９に形成した、いわゆる分割巻きトロイダ
ルコイルが要求されることがある。そのような場合、巻
回密度が一様なトロイダルコイル（第７図）をまず製造
し、所望の箇所で電線を切断してほぐすことによって得
ていた。 従って、各分割コイルでの洩れ磁束を小にするため、隣
り合う電線がなるべく密接するようにしようとすると、
最初に必要以上に多い巻回数で巻いておき（こうすると
電線は密接する）、ほぐす量を多くするということにな
る。しかし、これでは作業に無駄が多かった。 次に、第２の問題点について説明する。 従来、電線に張力を与えるために、スリップ式ブレーキ
７で蓄線リング５にブレーキをかけている。このブレー
キ力は、スリップ式ブレーキ７の摩耗度合い，バネ７−
１の強さおよび蓄線リング５の回転速度等の影響を受け
るので、ブレーキ力を正確にコントロールすることは不
可能であった。 そのため、張力が弱い時は環状コア９の表面に対する電
線の密着度が悪く、洩れ磁束が多くなったり、電線の位
置が乱れたりし易かった。逆に強い時は、巻回速度が遅
くなると共に、切断とか絶縁膜の剥離等の恐れがあっ
た。 本考案は、このような問題点を解決することを課題とす
るものである。

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するため、本考案のトロイダルコイル巻
線機では、巻回する電線をガイドし、環状コアに交叉し
て回転するシャトルリングと、該シャトルリングを駆動
するシャトルリング駆動用モータと、巻回時に前記シャ
トルリングと同期して回転する蓄線リングと、該蓄線リ
ングの内周と噛合するアイドラーギヤと、蓄線リング駆
動用モータと、前記アイドラーギヤと該蓄線リング駆動
用モータとを連結する電磁クラッチと、前記環状コアを
回転させるコア送りローラ駆動用モータと、前記各モー
タの駆動，停止の制御をすると共に、前記電磁クラッチ
を、蓄線時には前記蓄線リング駆動用モータの回転力を
前記蓄線リングに伝達するよう結合力を大に制御し、電
線巻回時には電線に所要の張力を生ぜしめるブレーキ力
を前記蓄線リングに対して与えるよう制御する制御回路
とを具えることとした。

【作用】

前記電磁クラッチは、蓄線リングに電線を蓄える時には
結合力が大にされ、蓄線リング駆動用モータの回転力を
蓄線リングに伝達する。電線巻回時には結合力が調整さ
れ、蓄線リングに対して適切なブレーキ力を生ぜしめ
る。 また、前記制御回路により、巻回途中でコア送りローラ
駆動用モータの速度を変更し、巻回密度に疎密が付けれ
るようになる。

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。 第１図は、本考案のトロイダルコイル巻線機を示す。符
号は、第３図のものに対応している。そして、15はアイ
ドラーギヤ、16は回転軸、17は電磁クラッチ、18は回転
軸、19は蓄線リング駆動用モータ、20は制御回路であ
る。 構成上、本考案が従来例と異なる第１の点は、蓄線する
際に蓄線リング５を駆動する専用モータを設けた点であ
り、第２の点は、蓄線リング５のブレーキ力をコントロ
ールする電磁クラッチ17を設けた点であり、第３の点
は、各モータおよび電磁クラッチ17を制御する制御回路
20を設けた点である。 アイドラーギヤ15は、蓄線リング５の内周と噛合させら
れており、その回転軸16は、電磁クラッチ17を介して蓄
線リング駆動用モータ19の回転軸18と連結されている。 第２図は、電磁クラッチの概要を示す図である。17−1,
17−２はクラッチ板、17−３はクラッチ板17−２側に設
置された電磁コイルである。 電磁コイル17−３に流す電流を大にすると、クラッチ板
17−２とクラッチ板17−１との結合力は大となり、電流
を小にすると結合力は小になる。 蓄線リング５に電線を蓄える時には、電磁クラッチ17は
蓄線リング駆動用モータ19の回転力を伝達する役目を果
たす。従って、この時には、クラッチ板の結合力は大に
される。 しかし、電線を蓄線リング５から引き出して環状コア９
に巻回する時には、電磁クラッチ17は、蓄線リング５に
対するブレーキ力を生ぜしめる役目を果たす。 巻回時には、蓄線リング駆動用モータ19は停止させられ
ているから、もし電磁クラッチ17の結合力を大にする
と、蓄線リング５には大きなブレーキ力が働く。結合力
を弱くすると、アイドラーギヤ15の回転軸16に連結され
ているクラッチ板17−１（第２図参照）は、クラッチ板
17−２からの吸引力に抗しつつ回転する。この吸引力
が、ブレーキ力として作用する。 ブレーキ力の大きさは、電磁コイル17−３に流す電流に
よって制御できるので、微小な値まで制御可能である。
この電流は、電線の太さとか蓄線リング５の回転速度
（巻回時には、シャトルリング４の回転速度と一致させ
られる）等を斟酌して、制御回路20によって制御され
る。 巻回時におけるシャトルリング４および環状コア９の回
転速度は、制御回路20により制御される。もし、両者の
回転速度を巻回終了まで一定のままに維持すると、第７
図のような巻回密度が一様なトロイダルコイルが得られ
る。しかし、本考案では、制御回路20からの指令によ
り、巻回途中において回転速度を変えることも可能であ
る（従来のトロイダルコイル巻線機では、シャトルリン
グ駆動用モータ１とコア送りローラ駆動用モータ14の回
転速度を、巻回途中において変えるなどということは行
われなかった）。 途中で回転速度を変えると、巻回密度が密な部分と疎な
部分とが交互に存在するトロイダルコイルを作ることが
出来る。そのようなトロイダルコイルは、分割巻きトロ
イダルコイル作るのに好都合である。 第８図に、巻回密度を交互に疎密としたトロイダルコイ
ルを示す。第８図において、23はトロイダルコイル、23
−１は密巻回部、23−２は疎巻回部である。 密巻回部23−１を作る時には、環状コア９の回転速度を
遅くし、疎巻回部23−２を作る時には、環状コア９の回
転速度を速くする。密巻回部23−１の巻回を開始してか
ら、シャトルリング４が所定回数回転したところで環状
コア９の回転速度を速くすれば、密巻回部23−１での巻
回数を所定数にすることが出来る。 こうして作ったトロイダルコイル23より分割巻きのトロ
イダルコイルを得るには、疎巻回部23−２の部分を切断
すればよい。 制御回路20は、コンピュータ，マイコン，その他の電子
回路等あるいはそれらの組み合わせによって、構成する
ことが出来る。そして、次の〜等を予め与えておく
ことにより、〜に挙げるデータの適切な値を、制御
回路20自身に算出させることも出来る。 環状コア９の寸法（内径，外径，厚み） 電線径 巻回数（分割巻きトロイダルコイルを作りたい場合
であれば、密巻回部23−１の部分の巻回数も） 分割数（分割巻きトロイダルコイルを作りたい場
合） 蓄線リング５の直径 蓄線リング５に蓄える電線の長さ 蓄線リング５の回転数 最初の密巻回部23−１を巻き始める位置 （分割巻きトロイダルコイルを作りたい場合。コア送り
ローラ駆動用モータ14にパルスモータを用いれば、該位
置まで移動させるパルス数を算出させる） シャトルリング４が１回転する間に、環状コア９を
回転させる量（巻回密度に関係） 疎巻回部23−２を形成する際の、環状コア９の回転
量（分割巻きトロイダルコイルを作りたい場合）

【考案の効果】

以上述べた如く、本考案のトロイダルコイル巻線機
によれば、次のような効果を奏する。 (1)トロイダルコイルの巻回密度に疎密を付けることが
出来るようになった。 制御回路20により、シャトルリング駆動用モータ１とコ
ア送りローラ駆動用モータ14を制御し、シャトルリング
４を一定速度で回転しつつ、環状コア９の回転速度を巻
回途中において変更できるので、巻回密度に疎密が付け
れるようになった。 従って、分割巻きのトロイダルコイルを製造することが
容易になった。 (2)蓄線リングのブレーキ力を、正確にコントロールす
ることが出来るようになった。 該ブレーキ力は、電磁クラッチに流す電流によって制御
できるようにしたので、微小な値まで正確にコントロー
ル出来るようになった。 そのため、適切な張力により環状コアの表面に密着して
巻回することが出来、コイルの洩れ磁束が少なくなっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図……本考案のトロイダルコイル巻線機 第２図……電磁クラッチの概要を示す図 第３図……従来のトロイダルコイル巻線機 第４図……蓄線リングから電線が引き出される状況を示
す図 第５図……シャトルリングと蓄線リングとの係合を示す
図 第６図……第３図のトロイダルコイル巻線機を右方から
見た図 第７図……巻回密度が一様なトロイダルコイル 第８図……巻回密度を交互に疎密としたトロイダルコイ
ル 図において、１はシャトルリング駆動用モータ、２は回
転軸、３はアイドラーギヤ、４はシャトルリング、５は
蓄線リング、５−１は電線収納溝、５−２は係合穴、６
は係合ピン、７はスリップ式ブレーキ、７−１はバネ、
８は電線引出具、８−１は電線引出口、９は環状コア、
９−１はコア穴、10はスタッド、11,12はコア送りロー
ラ、13はアイドラーギヤ、14はコア送りローラ駆動用モ
ータ、15はアイドラーギヤ、16は回転軸、17は電磁クラ
ッチ、17−1,17−２はクラッチ板、17−３は電磁コイ
ル、18は回転軸、19は蓄線リング駆動用モータ、20は制
御回路、21は電線、22,23はトロイダルコイル、23−１
は密巻回部、23−２は疎巻回部、24は回転軸である。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−119672（ＪＰ，Ａ) 特公 昭29−4882（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭47−5176（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】巻回する電線をガイドし、環状コアに交叉
   して回転するシャトルリングと、 該シャトルリングを駆動するシャトルリング駆動用モー
   タと、 巻回時に前記シャトルリングと同期して回転する蓄線リ
   ングと、 該蓄線リングの内周と噛合するアイドラーギヤと、 蓄線リング駆動用モータと、 前記アイドラーギヤと該蓄線リング駆動用モータとを連
   結する電磁クラッチと、前記環状コアを回転させるコア
   送りローラ駆動用モータと、 前記各モータの駆動，停止の制御をすると共に、前記電
   磁クラッチを、蓄線時には前記蓄線リング駆動用モータ
   の回転力を前記蓄線リングに伝達するよう結合力を大に
   制御し、電線巻回時には電線に所要の張力を生ぜしめる
   ブレーキ力を前記蓄線リングに対して与えるよう制御す
   る制御回路と を具えたことを特徴とするトロイダルコイル巻線機。