JPH10189379A - トロイダル巻線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻線の完全自動化により極細線の高整列度，
高密度巻線を可能とする。 【解決手段】 ニードル２から供給される巻始めの線材
１をグリッパ３で把持し、複数の駆動ローラ５により駆
動される環状の貯線リング４の突起部４ａにニードル２
の上下と貯線リング４の往復回転により線材１を締結す
る。貯線リング４を回転させると、線材１は、貯線リン
グ４の上部にその外周の一方の側を覆うように設けられ
た固定のガイドプレート６と摩擦パッド７との間に挾持
されて巻き出し位置が規制されるとともに、巻き出し後
の弛みを貯線リング４へ引き戻されてコア２０に高整列
度，高密度で巻線される。巻線が終って貯線リング４が
停止するとカッタ付グリッパ１１を下降させて貯線リン
グを回転させ巻終りの線材１を巻き付けた後、切断し上
昇回動して余り線を回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、環状のコアの半
径方向に密接して螺旋状に線材を巻線するトロイダル巻
線装置に関し、特にカレントトランス用等のきわめて細
いトロイダルコイルを高速で巻線することが可能なトロ
イダル巻線装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のトロイダルコイルを巻線
するトロイダル巻線装置として、巻線リングと貯線リン
グを用いる方法が知られている。図６は、従来のトロイ
ダル巻線装置を用いてトロイダルコイルを巻線する原理
を模式的に示す説明図であり、環状のコア２０の中心孔
を挿通してコア２０の軸線と直交する軸線の周りを回動
する貯線リング３０は、外周部に断面コの字状の円周溝
３１を有し、この円周溝３１に線材１が巻回された状態
で貯線される。

【０００３】貯線リング３０には、ほぼ同径の巻線リン
グ４０が所定角度相対回転可能に摩擦結合され、この巻
線リング４０には、貯線リング３０に巻回された線材１
が挿通するワイヤガイド４１及びワイヤガイド４１の透
孔を挿通した線材１をガイドするガイドローラ４２が設
けてある。なお、貯線リング３０及び巻線リング４０に
は、コア２０を挿通するための開口部が設けてあり、こ
の開口部からコア２０を挿通した後、開口部を補完して
円周溝３１に線材１を巻回して貯線する。

【０００４】実際の巻線作業に際しては、まず手作業で
巻き始めの線材１を貯線リング３０に形成した透孔に挿
通して円周溝３１に所要巻数だけ巻き付け、巻き終わり
の線材１を切断した後、コア外周の保持装置等に線材を
預けて巻線装置により巻線を行い、巻線が終了すると再
び手作業で巻き終わりの線材１を切断し、貯線リング３
０に余った線材１を取り除くようにしていた。

【０００５】また、巻線中は、貯線リング３０とこの貯
線リング３０に摺接する巻線リング４０を図示しない駆
動装置により矢示方向に回転させ、巻線リング４０のワ
イヤガード４１やガイドローラ４２を介してコア２０に
線材１を巻き付ける。このとき、貯線リング３０と巻線
リング４０との間の摩擦力により線材１が貯線リング３
０から外れないようにし、同時に線材１に所要のテンシ
ョンをかけていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のトロイダル巻線装置にあっては、巻線工程の
大部分を手作業が占めているので、生産性が低いだけで
なく信頼性を欠くという問題点があり、品質やコストの
面から巻線工程の自動化が強く求められていた。また、
貯線リング３０と巻線リング４０との間の摩擦力により
線材１にテンションをかけるようにしていたので、巻線
時に上記両リング間に発生する摩擦力と両リングの慣性
力の変動が線材１に直接作用し、巻線の高速化が難しく
なり、線材１に断線が生じやすくなって例えば線径０．
０８mm以下の極細線を巻線することは至難であった。

【０００７】さらに、貯線リング３０の巻線部と巻線リ
ング４０の軸線とが、図７に示すように、コア２０の巻
線部から距離Ｅだけ偏心しているので、貯線リング３０
の回転により線材１の供給位置とコア２０の巻線部まで
の距離が常時変化し、トロイダル巻線特有の１周ごとの
線材１に張り領域Ｒ１と弛み領域Ｒ２とが発生し、巻線
の整列度が低くなって高密度の巻線を行うことができな
かった。この発明は上記の点に鑑みてなされたものであ
り、巻線の完全自動化により極細線の高整列度，高密度
巻線を図り得るトロイダル巻線装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、環状のコアを軸線の周りに回動させなが
ら、その中心孔を挿通して上記軸線と直交する軸線の周
りを回動する貯線リングにより上記コアの半径方向に密
接して螺旋状に線材を巻回するトロイダル巻線装置にお
いて、上記貯線リングの外周の一方の側をカバーし、上
記コアの環状部が挿通可能な挿通口を有する固定のガイ
ドプレートと、このガイドプレートの周辺部に圧接する
ことにより上記貯線リングから巻き出される線材を上記
ガイドプレートとの間に摺接可能に挾持する摩擦パッド
とを設けたトロイダル巻線装置を提供するものである。

【０００９】そして、上記のトロイダル巻線装置におい
て、貯線リングは、外周部に巻き始めの線材を締結する
ための放射状の突起部を有するようにするのがよく、ま
た、巻線終了後の余り線を巻き取り切断して回収するた
めのカッタ付きグリッパを設けるとさらによい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は、この発明の一実
施形態の各部材を上下方向に離間して示す分解斜視図、
図２は、その巻線時の状態を示す要部側断面図、図３
は、その貯線リングの外周部に形成した線材締結部を示
す一部拡大斜視図である。

【００１１】線材１は、図１の矢示Ｘ，Ｙ方向に所定範
囲往復動可能なニードル２により供給され、その先端部
をグリッパ３により保持されて線材供給部Ａを構成して
いる。線材供給部Ａから供給された線材１を巻回すべき
環状の貯線リング４は、図２に示すように内周部を複数
の駆動ローラ５により回転駆動され、外周の一部に、図
３にその詳細を示すように、巻き始めの線材１を締結す
るための突起部４ａを突設し、公知の２分割機構（図示
しない）によりコア２０の中心孔を挿通可能とする。

【００１２】貯線リング４の上部には、その外周の一方
の側（図１，２では上側）をカバーするやや大径の固定
のガイドプレート６を設ける。このガイドプレート６
は、コア２０の環状部が挿通可能な挿通口６ａと中心孔
６ｂとを有し、この挿通口６ａを通る分割線６ｃによっ
て左右に２分割することができる。ガイドプレート６の
上部には、馬蹄形の摩擦パッド７が軸８により所定範囲
上下動可能に設けてあり、下降位置ではガイドプレート
６に圧接し、上昇位置ではガイドプレート６から離脱す
るようにして、これらにより巻線部Ｂを構成する。摩擦
パッド７のさらに上方には、余り線回収部Ｃを設け、所
定範囲上下動並びに往復回転可能な軸９に基部を支持さ
れた搖動アーム１０の先端にカッタ刃を備えたカッタ付
グリッパ１１が設けてあり、巻き終わりの余り線を巻き
付けて切断回収する。

【００１３】このような構成で、貯線リング４及びガイ
ドプレート６を中心孔に挿通した環状のコア２０の外周
部を、図示しない支持機構により回転可能に支持し、線
材１を保持したニードル２を貯線リング４の突起部４ａ
に対向させ、ニードル２を図１の矢示Ｘ方向に前進させ
て矢示Ｙ方向に所定距離上下動させる。これに同期して
貯線リング４を所定角度往復回転させると、巻き始めの
線材１を図３に示すように突起部４ａに締結することが
でき、貯線リング４を回転させることにより、線材１が
貯線リング４の外周部に巻き付けられる。

【００１４】ここで、摩擦パッド７を下降させて線材１
をガイドプレート６との間に挾持した後、コア２０を低
速でインデックス回転させながら貯線リング４を高速回
転すると、コア２０にトロイダルコイルを螺旋状に巻線
することができる。このとき、線材１はガイドプレート
６と摩擦パッド７とで摺動可能に挾持されているので、
線材１の巻き出し位置が規制され、貯線リング４内での
線の弛みが防止される。同時に貯線リング４から巻き出
された線材１が図７の弛み領域Ｒ２での弛み線を貯線リ
ング４へ引き戻す作用が生じ、弛み線の発生も防止され
て図４に示す状態となる。

【００１５】その結果、高整列度，高密度の巻線が可能
となるとともに、ガイドプレート６と摩擦パッド７とに
より線材１を挾持する摩擦力は、貯線リング４の回転中
ほぼ一定となるので、従来きわめて困難であった極細線
の巻線を完全自動で高速で行うことが可能となり、生産
コストの低減と品質の安定化を図ることができる。

【００１６】巻線が終ると、余り線回収部Ｃの軸９を図
１に示す左旋状態でカッタ付グリッパ１１を伴って下降
させ、カッタ付グリッパ１１の先端部をガイドプレート
６の中心孔６ｂ内へ挿入した後、貯線リング４を回転さ
せてコア２０に巻線された巻終りの線材１をカッタ付グ
リッパ１１の開口部１１ａに巻き付け、図５の（ａ）に
示す状態とする。なお、図５はガイドプレート６を除去
してカッタ付グリッパ１１と貯線リング４及びコア２０
に巻回された線材１を模式的に示す説明図である。

【００１７】この状態でカッタ付グリッパ１１内の摺動
ピン１１ｂ（図１参照）を下降させ、巻終りの線材１を
グリップ部１１ｃで把持した後、余りの線材と同時にカ
ッタ部１１ｄで切断して図５の（ｂ）に示す状態とす
る。次いで、軸９を時計方向に所定角度回動させ、カッ
タ付グリッパ１１を図５の（ｃ）に示すように矢示方向
へ移動させると余りの線材１のみをコア２０から引き抜
いて回収することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によるトロ
イダル巻線装置は、貯線リングの外周の一方の側をカバ
ーする固定のガイドプレートと、その周辺部に圧接する
摩擦パッドとの間に線材を挾持するようにしたので、従
来この種の巻線装置において必要とされていた巻線リン
グが不要となり、貯線リングとの間の不安定な摩擦力や
慣性力の変動の影響を減少させ、トロイダル巻線特有の
１周ごとの線材の弛みをなくして、きわめて高い整列度
の高密度巻線が可能となる。同時に従来不可能とされて
いた極細線材の巻線が可能となるとともに、巻線の高速
化によりタクトが短縮されて製品の生産コストの低下と
品質の安定化を図ることができる。

【００１９】そして、上記のトロイダル巻線装置におい
て、貯線リングの外周部に放射状の突起部を設けるよう
にすると、巻き始めの線材の締結を容易に自動化するこ
とができ、巻線終了後の余り線を巻き取って切断するカ
ッタ付きグリッパを設けるようにすると、巻き始めから
巻き終わりまでの巻線の完全自動化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の各部材を上下方向に離
間して示す分解斜視図である。

【図２】同じくその巻線時の状態を示す要部側断面図で
ある。

【図３】同じくその貯線リングの外周部に形成した線材
締結部を示す一部拡大斜視図である。

【図４】同じくその貯線リング１周ごとの線材の供給状
態を示す説明図である。

【図５】同じくその余り線回収状態を模式的に示す説明
図である。

【図６】従来のトロイダル巻線装置の一例を示す斜視図
である。

【図７】同じくその貯線リング１周ごとの線材の供給状
態を示す説明図である。

【符号の説明】

１：線材 ２：ニードル ３：グリッパ ４：貯線リング ５：駆動ローラ ６：ガイドプレート ７：摩擦パッド ８，９：軸 １０：搖動アーム １１：カッタ付グリッパ ２０：コア

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状のコアを軸線の周りに回動させなが
   ら、その中心孔を挿通して前記軸線と直交する軸線の周
   りを回動する貯線リングにより前記コアの半径方向に密
   接して螺旋状に線材を巻回するトロイダル巻線装置にお
   いて、 前記貯線リングの外周の一方の側をカバーし、前記コア
   の環状部が挿通可能な挿通口を有する固定のガイドプレ
   ートと、該ガイドプレートの周辺部に圧接することによ
   り前記貯線リングから巻き出される線材を前記ガイドプ
   レートとの間に摺動可能に挾持する摩擦パッドとを設け
   たことを特徴とするトロイダル巻線装置。
2. 【請求項２】 貯線リングは、外周部に巻き始めの線材
   を締結するための放射状の突起部を有することを特徴と
   する請求項１記載のトロイダル巻線装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のトロイダル巻線装
   置において、巻線終了後の余り線を巻き取り切断して回
   収するためのカッタ付きグリッパを設けたことを特徴と
   するトロイダル巻線装置。