(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リングコア(13)を保持する保持具(21)と、
前記保持具(21)を前記リングコア(13)の中心軸方向に移動可能に構成されたコア移動用アクチュエータ(26)と、
前記リングコア(13)の軸心に平行なワイヤ(14)を前記リングコア(13)の外周近傍に繰出すノズル(32)を備えたワイヤ送り装置(31)と、
前記リングコア(13)の近傍であって前記リングコア(13)の外周に達する前の前記ワイヤ(14)に前記リングコア(13)の反対側から接触するガイド用第１ローラ(42)と、
繰出されて前記リングコア(13)の外周近傍を通過した前記ワイヤ(14)を前記リングコア(13)の中央に向けて湾曲させる湾曲用第２ローラ(43)と、
前記湾曲用第２ローラ(43)により湾曲した前記ワイヤ(14)を前記リングコア(13)の中央孔(13c)に挿通させるように案内する案内用第３ローラ(44)と、
前記湾曲用第２ローラ(43)を前記リングコア(13)の外周近傍を通過したワイヤ(14)を湾曲させる作動位置と前記ワイヤ(14)から離間する待機位置との間で往復移動可能に構成された第１アクチュエータ(47)と、
案内用第３ローラ(44)を前記ワイヤ(14)を中央孔(13c)に案内する作動位置と前記ワイ
ヤ(14)から離間する待機位置との間で往復移動可能に構成された第２アクチュエータ(49)と
を備え、
前記第１アクチュエータ(47)は前記コア移動用アクチュエータ(26)の一方の側方の前記ノズル(32)が設けられた側でかつ前記コア移動用アクチュエータ(26)に対して傾斜した方向に設けられ、
前記第２アクチュエータ(49)は、前記コア移動用アクチュエータ(26)の他方の側方でかつ前記コア移動用アクチュエータ(26)に対して傾斜した方向に設けられる
ことを特徴とするトロイダルコイルの製造装置。
【請求項２】
保持具(21)はリングコア(13)を外周から把持する保持片(22)を有し、
前記保持片(22)はワイヤ(14)を案内するための案内部材(25)と傾斜部(25a)とを備え、
前記傾斜部(25a)はリングコア(13)の中央からその径方向の外側に向かうに従って前記保持片(22)との厚さを増加させるものである
ことを特徴とする請求項１記載のトロイダルコイルの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェライトや、鉄芯等の閉磁路を形成するリングコアにその周方向にワイヤを螺旋状に巻回させてなるトロイダルコイルを製造するトロイダルコイルの製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ノイズフィルター等に用いられるリング状のトロイダルコイルは、リングコアの内径と鎖交するシャトルリングにワイヤを一定量貯線し、巻終わり端をリングコアに固定して、シャトルリングをリングコアの周りを周回させながら巻線を施していた。しかし、この巻線方法では、ワイヤが細くて柔らかい場合はともかく、電流容量の大きい太く硬いワイヤは、巻線に大きなトルクが必要となるため、シャトルリングを小さい内径のリングコアの中央孔を通して周回させ、ワイヤをリングコアに巻き付けることが困難になり、電流容量の大きいトロイダルコイルの小型化には限界があった。
【０００３】
この点を解消するために、所定の巻芯を用いた巻線機でワイヤを螺旋状に巻回してソレノイドコイルに予め形成しておき、そのソレノイドコイルの一端の略１ターンを、フェライトまたは鉄芯等のリングコアに絡め、巻き方向に回転させながら巻き移してなるトロイダルコイルの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この製造方法では、予め巻線機で巻線するため、比較的太いワイヤであっても容易にソレノイドコイルを形成でき、その後にそのソレノイドコイルをリングコアに回転させながら巻き移してトロイダルコイルを形成するので、内径の小さいリングコアであっても、容易にトロイダルコイルが製造できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１００６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ソレノイドコイルをリングコアに巻き移す上記従来のトロイダルコイルの製造方法では、ワイヤを予め螺旋状に巻回して螺旋状のワイヤからなるソレノイドコイルを形成する工程と、そのソレノイドコイルをリングコアに絡める工程とが別になり、トロイダルコイルの製造工程が複雑化して、その自動化が困難になるという不具合があった。
【０００６】
また、ソレノイドコイルを形成する工程にあっては、所定の巻芯を用いた巻線機を用いる必要があり、例えば、断面形状やその外径等が異なる別のリングコアを用いたトロイダルコイルを製造する場合には、ソレノイドコイルにおける内径等を変更しなければならず、ソレノイドコイルの内径を異ならせるために外形の異なる複数種類の巻芯を準備する必要があって、その管理負担が増加する不具合があった。
【０００７】
本発明の目的は、巻芯等を用いることなく製造が可能であって、その製造工程を簡素化し得るトロイダルコイルの製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のトロイダルコイルの製造装置は、リングコアを保持する保持具と、保持具をリングコアの中心軸方向に移動可能に構成されたコア移動用アクチュエータと、リングコアの軸心に平行なワイヤをリングコアの外周近傍に繰出すノズルを備えたワイヤ送り装置と、リングコアの近傍であってリングコアの外周に達する前のワイヤにリングコアの反対側から接触するガイド用第１ローラと、繰出されてリングコアの外周近傍を通過したワイヤをリングコアの中央に向けて湾曲させる湾曲用第２ローラと、湾曲用第２ローラにより湾曲したワイヤをリングコアの中央孔に挿通させるように案内する案内用第３ローラとを備える。
【０００９】
そして、湾曲用第２ローラをリングコアの外周近傍を通過したワイヤを湾曲させる作動位置とワイヤから離間する待機位置との間で往復移動可能に構成された第１アクチュエータと、案内用第３ローラをワイヤを中央孔に案内する作動位置とワイヤから離間する待機位置との間で往復移動可能に構成された第２アクチュエータとを備え、第１アクチュエータはコア移動用アクチュエータの一方の側方のノズルが設けられた側でかつコア移動用アクチュエータに対して傾斜した方向に設けられ、第２アクチュエータは、コア移動用アクチュエータの他方の側方でかつコア移動用アクチュエータに対して傾斜した方向に設けられることを特徴とする。
【００１０】
この場合、保持具はリングコアを外周から把持する保持片を有し、保持片はワイヤを案内するための案内部材と傾斜部とを備え、傾斜部はリングコアの中央からその径方向の外側に向かうに従って保持片との厚さを増加させるものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のトロイダルコイルの製造方法では、繰出されてリングコアの外周近傍を通過したワイヤをリングコアの断面外周に沿うように順次湾曲させ、それにより螺旋状に周回するワイヤをリングコアに直接巻回するので、従来のようにソレノイドコイルを予め形成することを必要としない。また、本発明のトロイダルコイルの製造装置では、ワイヤ送り装置により繰出されるワイヤの湾曲を第１〜第３ローラにより行うので、ソレノイドコイルを形成する従来技術が必要とした巻芯を必要としない。このため、従来必要とされた巻芯の管理負担を減少させることができる。また、第２及び第３ローラの位置を第１及び第２アクチュエータにより変更するようにすればそのワイヤの湾曲の程度も変更することが可能になり、外径やその断面形状が異なる複数種類のリングコアに対して第２及び第３ローラの位置を比較的容易に対応させることができる。よって、トロイダルコイルの製造における汎用性や生産性も高まり、トロイダルコイルの製造工程は従来より簡素化され、トロイダルコイルの製造における自動化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明実施形態のトロイダルコイルの製造装置を示す上面図である。
【図２】その製造装置の第２及び第３ローラが待機位置に移動した図１に対応する上面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図６のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】その製造装置の側面図である。
【図７】ワイヤが繰出されてからその端部がリングコアの中央孔に挿通されるまでを示す図である。
【図８】リングコアの所定の範囲にワイヤが巻回され、その後そのリングコアを移動させるとともにワイヤを更に繰出す状態を示す図である。
【図９】リングコアに最初の１ターンが巻回された図３のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１０】繰出されて湾曲するワイヤが数回巻回されたリングコアの正面図である。
【図１１】所定の範囲にワイヤが巻回されたリングコアの正面図である。
【図１２】本発明実施形態で得られるトロイダルコイルの正面図である。
【図１３】図１２のＥ−Ｅ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１〜図６に本発明におけるトロイダルコイルの製造装置２０を示す。この製造装置２０は、図１２に示すように、リングコア１３にワイヤ１４を螺旋状に巻回させたトロイダルコイル１２を自動的に製造するものである。その断面を示す図１３に示すように、この実施の形態におけるリングコア１３は、巻回されたパーマロイやアモルファス等の磁性鋼帯やフェライトの焼結体等からなり円環状の閉磁路を形成するリング状のトロイダルコア１３ａと、そのトロイダルコア１３ａを収容する樹脂ケース１３ｂからなり、その樹脂ケース１３ｂは、収容されたトロイダルコア１３ａの閉磁路を横断する断面形状において、その外形が円を描くように形成されたものを例示する。
【００１５】
一方、そのリングコア１３に巻回されるワイヤ１４は、巻芯を用いることなく折曲げられるとその形状を維持できるようないわゆる太線が用いられる。この実施の形態では、表面に絶縁皮膜が形成された断面矩形のいわゆる平角線からなるワイヤ１４が用いられる場合を示す。ワイヤ１４を平角線とすれば、トロイダルコイル１２におけるワイヤ１４の占積率を高めること、及びワイヤ１４からの放熱性を高めることが期待できる。けれども、このワイヤ１４は平角線に限らず、トロイダルコイル１２等の仕様等に応じて、断面円形の丸線を用いても良い。図６に示すように、ワイヤ１４はリール１７に巻回され、このリール１７がワイヤ１４の供給源となる。このリール１７は製造装置２０と別な場所の例えば装置２０後方の床の上等に置かれる。ここで、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が水平前後方向、Ｙ軸が水平横方向、Ｚ軸が垂直方向に延びるものとして本発明のトロイダルコイルの製造装置２０について説明する。
【００１６】
トロイダルコイルの製造装置２０はリングコア１３を保持する保持具２１を備える。図１〜図３に示すように、この実施の形態における保持具２１は、先端がリングコア１３を外周から把持する３本の保持片２２と、この３本の保持片２２の基端を取外し可能に固定する取付台２３とを有する。この保持片２２は先端の互いに向かい合う内側にリングコア１３の外周が進入する凹部２２ａが形成され、それらの基端が取付台２３の周囲に１２０度毎（図５）にねじ止めされる。このため、ねじ止めに用いた雄ねじ２４を取外すことにより保持片２２を取付台２３から取外すことが可能になり、取付台２３から取外した保持片２２の凹部２２ａにリングコア１３の外周を進入させ、その状態で取付台２３に再びねじ止めすることにより、この保持具２１はリングコア１３を保持可能に構成される。
【００１７】
また、凹部２２ａと取付台２３の間の保持片２２には、ワイヤ１４を案内するための案内部材２５が取付けられる。この案内部材２５は、保持片２２に沿ってねじ止めされた板状物であって、保持具２１により保持されたリングコア１３の中央からその径方向の外側に向かうに従って、その保持片２２との厚さを増加させる傾斜部２５ａが形成される。
【００１８】
図１及び図２に示すように、製造装置２０の基台２０ａ（図６）にはＸ軸方向に伸びてコア移動用アクチュエータ２６が設けられる。このコア移動用アクチュエータ２６は、その基台２０ａに固定されてＸ軸方向に伸びる箱形本体２６ａと、その本体２６ａの端部に設けられたサーボモータ２６ｂと、本体２６ａ内部に設けられそのサーボモータ２６ｂにより回動駆動されるボールねじ２６ｃと、このボールねじ２６ｃに螺合して本体２６ａに沿って平行移動する従動子２６ｄによって構成される。従動子２６ｄには取付片２７が立設され、リングコア１３の中心軸がＸ軸方向に向くように、この取付片２７に保持具２１における取付台２３が雄ねじ２８により取付けられる。そして、このコア移動用アクチュエータ２６は、サーボモータ２６ｂによりボールねじ２６ｃが回動駆動すると、従動子２６ｄとともにその保持具２１をＸ軸方向に移動可能に構成される。
【００１９】
図６に示すように、このトロイダルコイルの製造装置２０は、保持具２１により保持されたリングコア１３の軸心に平行なワイヤ１４をそのリングコア１３の外周近傍に繰出すワイヤ送り装置３１を備える。このワイヤ送り装置３１は、基台２０ａに取付けられ供給源１７から延びるワイヤ１４が挿通された真直ぐなノズル３２と、そのノズル３２に隣接してワイヤ１４を挟持し回転することによりワイヤ１４を繰出す複数対のワイヤ送りローラ３３，３４を備える。ノズル３２は断面矩形の平角線からなるワイヤ１４が挿通可能な真直ぐな角筒状のものであって、この実施の形態におけるノズル３２は、図４の拡大図に示すように、そのワイヤ１４を収容可能な凹溝３２ａが形成された長尺状の棒状部材３２ｂに対してその凹溝３２ａを蓋する蓋板３２ｃをねじ３２ｄにより固定することにより作られたものを示す。
【００２０】
図４及び図６に示すように、基台２０ａにはコア移動用アクチュエータ２６にＸ軸方向に並んでＸ軸方向に伸びる取付板３６が立設される。ノズル３２はこの取付板３６に取付具３７を介して取付けられ、この取付板３６に取付けられた状態でノズル３２はＸ軸方向に延び、このノズル３２に挿通するワイヤ１４は保持具２１に保持されたリングコア１３の外周近傍、この実施の形態では、リングコア１３の中心軸にワイヤ１４が平行であって、その中心軸からＹ軸方向にずれたリングコア１３の外周近傍（図５）を通過するように基台２０ａの上方空間に固定される。
【００２１】
一方、複数対のワイヤ送りローラ３３，３４は、ノズル３２に挿通されてＸ軸方向に伸びるワイヤ１４をそのノズル３２の近傍において上下から挟むものであって、この実施の形態では４対のローラ３３，３４が設けられる場合を示す。４対のローラ３３，３４はそれぞれ同一構造であるので、最も保持具２１に近いものを代表して説明すると、図４に示すように、ワイヤ１４の下側には、外周がそのワイヤ１４に下側から接触する下ローラ３３が取付板３６に枢支される。下ローラ３３よりＺ軸方向上方の取付板３６にはスライダ３８ａがＺ軸方向に移動可能なワイヤ送り用アクチュエータ３８が取付けられ、そのスライダ３８ａに支持板３９が取付けられる。下ローラ３３とともにワイヤ１４を挟む上ローラ３４はこの支持板３９の下部に枢支され、その上ローラ３４を回転させる送り用サーボモータ４１がこの支持板３９に取付けられる。
【００２２】
この実施の形態におけるワイヤ送り用アクチュエータ３８は、圧縮エア等の流体が給排されることによりスライダ３８ａを移動可能に構成された流体圧シリンダである場合を示す。このワイヤ送り用アクチュエータ３８の上縁に接触する補助板４０が取付板３６に固定され、支持板３９の上縁に下端が接触可能なボルト４０ａが補助板４０に螺合される。そして、ボルト４０ａを緩めて支持板３９の上縁からそのボルト４０ａを離間させ、その状態でワイヤ送り用アクチュエータ３８によりスライダ３８ａを上昇させることにより上ローラ３４が上昇し、ワイヤ１４の自由移動が可能に構成される。その一方、ワイヤ送り用アクチュエータ３８によりスライダ３８ａを下降させることにより上ローラ３４は下ローラ３３とともにワイヤ１４を挟み、この状態で送り用サーボモータ４１を駆動させると上ローラ３４が回転し、上下のワイヤ送りローラ３３，３４により挟まれたワイヤ１４をその長手方向に順次繰出すことができるよう構成される。
【００２３】
なお、図６における符号２０ｃは、供給源であるリール１７から繰出されたワイヤ１４を真直ぐに伸ばす癖取り装置であり、複数の小ローラ２０ｄによりそのワイヤ１１を周囲から順次挟持し、そのワイヤ１１を真っ直ぐに伸ばすように構成される。また、図６における符号３５は、１対のローラ３３，３４とそれに隣接する１対のローラ３３，３４との間のワイヤ１４を支持してそのワイヤ１４が湾曲することを防止するガイド材である。更に、補助板４０に螺合されたボルト４０ａは、それを締め付けて下降させ、その下端を支持板３９の上縁に押し付けることにより、上ローラ３４と下ローラ３３のワイヤ１４を挟む力を増強させるものである。けれども、ワイヤ送り用アクチュエータ３８によりスライダ３８ａを下降させることにより生じる上ローラ３４と下ローラ３３のワイヤ１４を挟む力が十分である場合には、このボルト４０ａは必ずしも必要ではなく、このボルト４０ａは設けなくても良い。
【００２４】
本発明のトロイダルコイルの製造装置２０は、ワイヤ１４に接触して湾曲させる等のために同一平面上に設けられた第１〜第３ローラ４２〜４４を備え、この実施の形態では保持具２１により保持されたリングコア１３の中心軸とノズル３２から繰出されるワイヤ１４の双方を含む水平面上に設けられる場合を示す。第１〜第３ローラ４２〜４４は同一構造であり、第１ローラ４２を代表して説明すると、いわゆる平角線からなるワイヤ１４を用いるこの実施の形態では、図３に示すように、その平角線１４の側面に接触するローラ本体４２ａに、その平角線１４を厚さ方向から押さえて曲げや湾曲に伴うワイヤ１４の厚さが増加することを防止する円盤状のフランジ４２ｂ，４２ｃがローラ本体４２ａの両側に設けられる。そして、この第１ローラ４２は、リングコア１３の近傍であってリングコア１３の外周に達する前のワイヤ１４にリングコア１３の反対側から接触するものであり、図１〜図３に示すように、このガイド用第１ローラ４２はノズル３２のリングコア１３側の端部に設けられる。具体的には、ノズル３２を構成する棒状部材３２ｂのリングコア１３側の端部に枢支台４６が設けられる。ガイド用第１ローラ４２は、そのノズル３２からリングコア１３側に繰出されたワイヤ１４にリングコア１３の反対側から接触するようにこの枢支台４６に移動不能に枢支される。
【００２５】
第２ローラ４３は、繰出されてリングコア１３の外周近傍を通過したワイヤ１４をリングコア１３の中央に向けて湾曲させるものであり、この湾曲用第２ローラ４３は、第１アクチュエータ４７により、リングコア１３の外周近傍を通過したワイヤ１４が接触してそのワイヤ１４を湾曲させる図１に示す作動位置と、そのリングコア１３及びコア移動用アクチュエータ２６の双方から離間する図２に示す待機位置との間で移動可能に基台２０ａに設けられる。この第１アクチュエータ４７は、湾曲用第２ローラ４３が先端に枢支された第１延長部材４７ａの基端が一端に固定された細長い箱形第１ハウジング４７ｂと、その第１ハウジング４７ｂの他端に設けられた第１サーボモータ４７ｃと、第１ハウジング４７ｂ内部に長手方向に伸びて設けられその第１サーボモータ４７ｃにより回動駆動される第１ボールねじ４７ｄと、この第１ボールねじ４７ｄに螺合して第１ハウジング４７ｂに沿って平行移動する第１従動子４７ｅによって構成される。
【００２６】
一方、コア移動用アクチュエータ２６の一方の側方、具体的にはコア移動用アクチュエータ２６に対してノズル３２が設けられた側の基台２０ａには第１取付部材４８が立設され、箱形第１ハウジング４７ｂがＸ軸に対して傾斜するように第１従動子４７ｅがこの第１取付部材４８に固定される。そして、この第１アクチュエータ４７は、第１サーボモータ４７ｃにより第１ボールねじ４７ｄが正転また逆転すると、基台２０ａに第１取付部材４８を介して固定された第１従動子４７ｅに対して第１ハウジング４７ｂがその長手方向に移動し、その第１ハウジング４７ｂに第１延長部材４７ａを介して枢支された湾曲用第２ローラ４３を作動位置と待機位置の間で往復移動可能に構成される。
【００２７】
第３ローラ４４は、湾曲用第２ローラ４３により湾曲したワイヤ１４を保持具２１が保持するリングコア１３の中央孔１３ｃに挿通させるように案内するものであり、この案内用第３ローラ４４は、第２アクチュエータ４９により、ワイヤ１４を中央孔１３ｃに案内する図１に示す作動位置と、そのリングコア１３及びコア移動用アクチュエータ２６の双方から離間する図２に示す待機位置との間で移動可能に基台２０ａに設けられる。この第２アクチュエータ４９は、案内用第３ローラ４４が先端に枢支された第２延長部材４９ａの基端が一端に固定された細長い箱形第２ハウジング４９ｂと、その第２ハウジング４９ｂの他端に設けられた第２サーボモータ４９ｃと、第２ハウジング４９ｂ内部に長手方向に伸びて設けられその第２サーボモータ４９ｃにより回動駆動される第２ボールねじ４９ｄと、この第２ボールねじ４９ｄに螺合して第２ハウジング４９ｂに沿って平行移動する第２従動子４９ｅによって構成される。
【００２８】
一方、コア移動用アクチュエータ２６の他方の側方、具体的にはコア移動用アクチュエータ２６に対して第１取付部材４８が設けられた反対側の基台２０ａにはそのコア移動用アクチュエータ２６を第１取付部材４８とともに挟むように第２取付部材５１が立設され、箱形第２ハウジング４９ｂがＸ軸に対して傾斜するように第２従動子４９ｅがこの第２取付部材５１に固定される。このようにして、第２アクチュエータ４９は第１アクチュエータ４７とその延長線がリングコア１３の近傍において交差するように基台２０ａに取付けられる。そして、この第２アクチュエータ４９は、第２サーボモータ４９ｃにより第２ボールねじ４９ｄが正転また逆転すると、基台２０ａに第２取付部材５１を介して固定された第２従動子４９ｅに対して第２ハウジング４９ｂがその長手方向に移動し、その第２ハウジング４９ｂに第２延長部材４９ａを介して枢支された案内用第３ローラ４４を作動位置と待機位置の間で往復移動可能に構成される。
【００２９】
更に、このトロイダルコイルの製造装置２０には、ノズル３２から繰出されるワイヤ１４を切断するカッタ装置５２が設けられる。このカッタ装置５２はカッタ用アクチュエータ５３により、ノズル３２から繰出されたワイヤ１４をそのノズル３２の近傍において切断する作動位置と、そのワイヤ１４からＹ軸方向に離間する図１に示す待機位置との間で移動可能に基台２０ａに設けられる。このカッタ用アクチュエータ５３は、一端が保持具２１に臨むように基台２０ａにＹ軸方向に伸びて固定された細長い箱形ハウジング５３ｂと、そのハウジング５３ｂの他端に設けられたカッタ移動用サーボモータ５３ｃと、ハウジング５３ｂ内部に長手方向に伸びて設けられそのカッタ移動用サーボモータ５３ｃにより回動駆動されるボールねじ５３ｄと、このボールねじ５３ｄに螺合してハウジング５３ｂに沿ってＹ軸方向に移動するカッタ用従動子５３ｅによって構成される。
【００３０】
図５に示すように、カッタ装置５２は、カッタ用アクチュエータ５３におけるカッタ用従動子５３ｅに取付ブラケット５４を介して取付けられた本体部５２ａと、その本体部５２ａの下部に設けられた切断刃５２ｂ，５２ｃとを有する。切断刃５２ｂ，５２ｃは上下に重合した状態でＹ軸方向に伸び、先端がワイヤ１４に臨むようにそれらの基端が本体部５２ａの下部に枢支される。これらの切断刃５２ｂ，５２ｃは一点鎖線で示すようにそれぞれ揺動可能であって、本体部５２ａにエアが供給されることによりそれらの切断刃５２ｂ，５２ｃが実線矢印で示すように互いに当接してそれらの間にワイヤ１４が存在する場合にはそのワイヤ１４を切断し、供給されたエアを本体部５２ａから排出することによりそれらの切断刃５２ｂ，５２ｃを一点鎖線で示すように互いに離間させるように構成される。そして、カッタ用アクチュエータ５３は、そのサーボモータ５３ｃによりボールねじ５３ｄが正転また逆転すると、従動子５３ｅが移動し、カッタ装置５２における切断刃５２ｂ，５２ｃがワイヤ１４を挟む作動位置とその切断刃５２ｂ，５２ｃがワイヤ１４から離間する待機位置の間で往復移動可能に構成される。
【００３１】
次に、このようなコイル製造装置２０を用いてトロイダルコイル１２を製造する本発明のトロイダルコイル１２の製造方法について説明する。
【００３２】
図１２に示すように、本発明の方法により得ようとするトロイダルコイル１２は、リングコア１３にワイヤ１４を螺旋状に巻回させてなるものであり、この実施の形態では、単一のリングコア１３に螺旋状に巻回させた三つのワイヤ１４からなるものを示す。なお、図１２における三つのワイヤ１４間の仕切り部材１６はワイヤ１４を巻回させた後に装着されたものであり、ワイヤ１４を巻回させる際には、この仕切り部材１６は装着されていないものとする。ワイヤ１４を巻回させる際にリングコア１３は図５に示すように、１２０度毎に設けられた３本の保持片２２により把持され、それらの保持片２２に把持されたリングコア１３の保持片２２と保持片２２の間にそれぞれワイヤ１４を螺旋状に巻回することになる。
【００３３】
リングコア１３は保持具２１によりその軸心がＸ軸方向に伸びるように保持され、そして、そのリングコア１３の軸心に平行なワイヤ１４をリングコア１３の外周近傍に真っ直ぐに繰出す。ワイヤ１４はリングコア１３の保持片２２と保持片２２の間に巻回されるので、図５に示すように、そのワイヤ１４は当初その保持片２２の近傍に繰出されるように、保持具２１をコア移動用アクチュエータ２６における取付片２７に取付け、そのワイヤ１４が近傍を通過する保持片２２における案内部材２５をリングコア１３の中心軸とその繰出されるワイヤ１４との間に位置させる。また、コア移動用アクチュエータ２６により保持具２１を取付片２７とともに、図７（ａ）に示すようにワイヤ送り装置３１側に位置させる。このとき、第１及び第２ローラ４３，４４は第１及び第２アクチュエータ４７，４９により、そのコア移動用アクチュエータ２６の外側における待機位置に位置させ、カッタ用アクチュエータ５３によりカッタ装置５２も待機位置に位置させておく。
【００３４】
ワイヤ１４の繰出しは、図４に示すように、ワイヤ送り装置３１における送り用サーボモータ４１を駆動してワイヤ１４を下ローラ３３とともに挟む上ローラ３４を回転させることにより行われ、上下のローラ３３，３４により挟まれたワイヤ１４を所定の長さ繰出す。このとき、ワイヤ送り用アクチュエータ３８によるスライダ３８ａを下降させる力が十分でなく、上ローラ３４と下ローラ３３がワイヤ１４を挟む力が不足する場合には、補助板４０に螺合されたボルト４０ａを締め付けて下降させ、その下端を支持板３９の上縁に押し付けることにより上ローラ３４と下ローラ３３がワイヤ１４を挟む力を増強させることができる。そして、図７（ａ）に示すように、ワイヤ送り装置３１により所定量の長さのワイヤ１４が繰出されたら一旦そのワイヤ１４の繰出しを停止する。
【００３５】
次に、図７（ｂ）に示すように、繰出されてリングコア１３の外周近傍を通過したワイヤ１４をリングコア１３の中央に向けて折曲げる。これは、第１アクチュエータ４７により待機位置にある湾曲用第２ローラ４３を作動位置に移動させることにより行われる。具体的には、図２に示す第１アクチュエータ４７における第１サーボモータ４７ｃにより第１ボールねじを正転させ、基台２０ａに固定された第１従動子４７ｅに対して第１ハウジング４７ｂをその長手方向に移動させ、その第１ハウジング４７ｂに第１延長部材４７ａを介して枢支された湾曲用第２ローラ４３を待機位置から図１に示す作動位置に移動させる。図７（ｂ）に示すように、待機位置から作動位置に実線矢印で示すように移動する湾曲用第２ローラ４３は、移動の途中でリングコア１３の外周近傍を通過して真っ直ぐに伸びたワイヤ１４に接触し、そのワイヤ１４をリングコア１３に接触させつつそのコアの断面形状に沿うように湾曲させ、作動位置に達した状態でそのワイヤ１４をリングコア１３の中央に向けて折曲げる。このとき、ワイヤ１４はリングコア１３に接触する部分を支点として回転しようとする力が生じ、リングコア１３に達する以前のワイヤ１４がそのリングコア１３から離れる方向に移動しようとするけれども、リングコア１３の近傍であってリングコア１３の外周に達する前のワイヤ１４には、そのリングコア１３の反対側からガイド用第１ローラ４２が接触しているので、リングコア１３に達する以前のワイヤ１４がそのリングコア１３から離れる方向に湾曲するようなことはない。
【００３６】
その後、図７（ｃ）に示すように、湾曲用第２ローラ４３により折曲げられたワイヤ１４をリングコア１３の中央孔１３ｃに挿通させる。これは、第２アクチュエータ４９により待機位置にある案内用第３ローラ４４を作動位置に移動させることにより行われる。具体的には、図２に示す第２アクチュエータ４９における第２サーボモータ４９ｃにより第２ボールねじを正転させ、基台２０ａに固定された第２従動子４９ｅに対して第２ハウジング４９ｂをその長手方向に移動させ、その第２ハウジング４９ｂに第２延長部材を介して枢支された案内用第３ローラ４４を待機位置から図１に示す作動位置に移動させる。図７（ｃ）に示すように、待機位置から作動位置に実線矢印で示すように移動する案内用第３ローラ４４は、移動の途中で湾曲用第２ローラ４３により折曲げられたワイヤ１４に接触してそのワイヤ１４をリングコア１３に接触させ、作動位置に達した状態でコアの中央にワイヤ１４の端部を挿通させる。
【００３７】
ワイヤ１４の端部がコアの中央に挿通した図７（ｃ）に示す状態で、ワイヤ送り装置３１によるワイヤ１４の繰出しを再開する。即ち、ワイヤ送り装置３１における送り用サーボモータ４１を再び駆動して上ローラ３４を回転させ、上下のローラ３３，３４により挟まれたワイヤ１４を順次繰出す。これによりワイヤ１４はリングコア１３の外周近傍に真っ直ぐに連続的に繰出され、繰出されてリングコア１３の外周近傍を通過したワイヤ１４は作動位置にある湾曲用第２ローラ４３によりリングコア１３の中央に向かうように案内されてそのリングコア１３に接触し、そのコアの断面形状に沿うように順次湾曲することになる。このとき、リングコア１３に達する以前のワイヤ１４はそのリングコア１３から離れる方向に移動しようとするけれども、リングコア１３の外周に達する前のワイヤ１４に接触するガイド用第１ローラ４２により、リングコア１３に達する以前のワイヤ１４がそのリングコア１３から離れる方向に湾曲するようなことは防止される。
【００３８】
繰出されて湾曲用第２ローラ４３によりリングコア１３の中央に向けて順次湾曲するワイヤ１４はその後作動位置の案内用第３ローラ４４によりリングコア１３の中央孔１３ｃに常時挿通されることになる。ここで、第１〜第３ローラ４４はリングコア１３の中心軸及び繰出されるワイヤ１４の双方を含む水平面上にあるので、案内用第３ローラ４４によりリングコア１３の中央孔１３ｃに挿通されたワイヤ１４の端部は、巻回してワイヤ送り装置３１により繰出されるワイヤ１４に接近することになる。けれども、図９に示すように、繰出されるワイヤ１４の近傍に位置する保持片２２には案内部材２５が設けられ、その案内部材２５にはリングコア１３の中央からその径方向の外側に向かうに従って、その保持片２２との厚さを増加させる傾斜部２５ａが形成される。このため、そのワイヤ１４の端部はその案内部材２５における傾斜部２５ａにより案内されてその保持片２２から遠ざかる方向にずれることになる。これにより、リングコア１３に巻回するワイヤ１４がワイヤ送り装置３１により繰出される真っ直ぐなワイヤ１４と干渉することは回避され、そのワイヤ１４の端部はリングコア１３の周方向に案内される。
【００３９】
そして、ワイヤ送り装置３１によるワイヤ１４の繰出しを継続すると、継続して繰出されるワイヤ１４はリングコア１３の外周近傍を通過した後、湾曲用第２ローラ４３によりリングコア１３の中央に向けて順次湾曲する。その湾曲したワイヤ１４は案内用第３ローラ４４によりリングコア１３の中央孔１３ｃを通過する。そして、湾曲して中央孔１３ｃを通過するワイヤ１４は案内部材２５における傾斜部２５ａによりリングコア１３の周方向に案内されるので、図１０に示すように、そのワイヤ１４は螺旋状に周回することになり、そのワイヤ１４はリングコア１３に巻回される。このようにワイヤ１４がリングコア１３に螺旋状に周回されて、図８（ａ）及び図１１に示すように、そのリングコア１３に巻回するワイヤ１４が保持片２２と保持片２２に挟まれる間に所定の回数巻回された状態でワイヤ１４の繰出しは停止される。
【００４０】
その後、第１及び第２ローラ４３，４４を第１及び第２アクチュエータ４７，４９により待機位置にまで移動させる。そして、図８（ｂ）に示すように、コア移動用アクチュエータ２６により保持具２１をワイヤ送り装置３１から遠ざける方向に移動させるとともに、その移動速度と同一の速度でワイヤ送り装置３１によりワイヤ１４を繰出す。そして、所定の長さのワイヤ１４が繰出された後、図８（ｂ）の一点鎖線矢印で示すようにカッタ用アクチュエータ５３によりカッタ装置５２を待機位置から作動位置に移動させ、ワイヤ送り装置３１とリングコア１３の間に存在するワイヤ１４をそのカッタ装置５２により切断する。これにより、リングコア１３の保持片２２と保持片２２に挟まれた部分にワイヤ１４を周回させるいわゆる巻線を終了させる。
【００４１】
このようなワイヤ１４の巻線をリングコア１３の保持片２２と保持片２２に挟まれた部分毎に繰り返し、単一のリングコア１３に螺旋状に巻回させた三つのワイヤ１４からなる図１１に示すトロイダルコイル１２を得る。
【００４２】
従って、本発明のトロイダルコイルの製造装置２０及びその製造方法では、繰出されてリングコア１３の外周近傍を通過したワイヤ１４をリングコア１３の断面外周に沿うように順次湾曲させ、それにより螺旋状に周回するワイヤ１４をリングコア１３に直接巻回させることができる。このため、従来のようにソレノイドコイルを予め形成することを必要としない。また、ワイヤ送り装置３１により繰出されるワイヤ１４の湾曲を第１〜第３ローラ４２〜４４により行うので、ソレノイドコイルを形成する従来の技術が必要とした巻芯を必要としない。このため、巻芯の管理負担が生じるようなこともない。特に、湾曲用第２ローラ４３及び案内用第３ローラ４４を、第１及び第２アクチュエータ４７，５１により移動可能にしたので、それらの位置を変更することによりワイヤ１４の湾曲の程度を変更することが可能になる。このため、外径やその断面形状が異なる複数種類のリングコア１３であっても、それらに第２及び第３ローラ４３，４４の位置を容易に対応させることができる。よって、第２及び第３ローラ４３，４４の位置をかえることによりリングコア１３の断面形状に応じてワイヤ１４を湾曲させることが可能になり、外径やその断面形状が異なるリングコア１３であっても、それにワイヤ１４を螺旋状に周回させることができる。よって、トロイダルコイルの製造における汎用性や生産性も高まり、トロイダルコイルの製造工程は従来より簡素化され、トロイダルコイルの製造における自動化が可能になる。
【００４３】
なお、上述した実施の形態では、先端がリングコア１３を外周から把持する３本の保持片２２を備える保持具２１を用い、保持片２２と保持片２２の間にそれぞれワイヤ１４を巻回させて単一のリングコア１３に螺旋状に巻回させた三つのワイヤ１４からなるトロイダルコイル１２を得る場合を説明したけれども、保持具２１がリングコア１３を保持し得る限り、保持片２２の数は何本であっても良い。例えば、単一のリングコア１３に螺旋状に巻回させた二つのワイヤ１４からなるトロイダルコイル１２を得る場合には、２本の保持片２２を備える保持具２１を用い、保持片２２と保持片２２の間にそれぞれワイヤ１４を巻回させることが考えられる。また、リングコア１３に巻回されるワイヤが保持片２２を越えるようなものである場合には、４本以上の保持片２２を備える保持具２１を用いても良い。
【００４４】
また、上述した実施の形態では、複数の保持片２２の基端を取付台２３の周囲にねじ止めし、その雄ねじ２４を介した複数の保持片２２の取外し及び取付けによりリングコア１３を保持可能に構成された保持具２１を説明したが、この保持具２１は、複数の保持片が保持すべきリングコア１３を中心として放射状に移動可能に構成されたいわゆるメカニカルチャックのようなものであっても良い。このようなメカニカルチャックのような保持具を用いて、リングコアを把持する複数の保持片を同時に開閉させるようにすれば、複数の保持片２２を別々に取外す場合に比較して、リングコア１３の保持作業を容易にすることができる。
【００４５】
また、上述した実施の形態では、ワイヤ１４を繰出す４対のワイヤ送りローラ３３，３４を備え、その内の上ローラ３４を送り用サーボモータ４１が回転させるワイヤ送り装置３１を説明したけれども、ワイヤ送りローラ３３，３４は４対に限るものではなく、１対又は２対であっても良く、３対、５対、６対又は７対以上であっても良い。また、送り用サーボモータ４１は上ローラ３４に代えて下ローラ３３を回転させるように構成しても良く、その送り用サーボモータ４１は上ローラ３４と下ローラ３３の双方を回転させるように構成しても良い。
【００４６】
また、上述した実施の形態では、ワイヤ送り装置３１における上ローラ３４を上下動させるワイヤ送り用アクチュエータ３８が流体圧シリンダである場合を例示したが、このワイヤ送り用アクチュエータ３８は流体圧シリンダに限定されるものではない。例えば、このワイヤ送り用アクチュエータ３８は、上ローラ３４を上下動させ得る限り、サーボモータによりスライダ３８ａがＺ軸方向に移動可能に構成されたようなものであっても良い。また、このワイヤ送り装置３１は、ワイヤ１４を繰出し可能である限り、ワイヤ送りローラ３３，３４を用いることのない構造のものであっても良い。
【００４７】
また、上述した実施の形態では、コア移動用アクチュエータ２６の従動子２６ｄに取付片２７を立設し、その取付片２７に保持具２１における取付台２３が雄ねじ２８により取付けられる場合を例示したけれども、雄ねじ２８に代えて、保持具２１を所定の角度で回転させる割り出し機構を介して保持具２１を取付片２７に取付けるようにしても良い。例えば、単一のリングコア１３に螺旋状に巻回させた三つのワイヤ１４からなる図１２に示すトロイダルコイル１２を得る場合には、上述したように、ワイヤ１４の巻線をリングコア１３の保持片２２と保持片２２に挟まれた部分毎に繰り返す必要がある。即ち、リングコア１３の保持片２２と保持片２２に挟まれた範囲にワイヤ１４の巻線が完了した後、リングコア１３を周方向に１２０度回転させて、別の保持片２２と保持片２２に挟まれた範囲にワイヤ１４の巻線を新たに開始する必要がある。けれども、このとき割り出し機構を介して保持具２１が取付けられていれば、その割り出し機構によりリングコア１３の軸心を中心としてそのリングコア１３とともに保持具２１を確実に１２０度で回転させることが可能となり、その回転作業を確実かつ容易にすることが期待できる。
【符号の説明】
【００４８】
１２  トロイダルコイル
１３  リングコア
１３ｃ  中央孔
１４  ワイヤ
２０  トロイダルコイルの製造装置
２１  保持具
３１  ワイヤ送り装置
４２  ガイド用第１ローラ
４３  湾曲用第２ローラ
４４  案内用第３ローラ
４７  第１アクチュエータ
４９  第２アクチュエータ
【図１】
0005680912.tif 000002
【図２】
0005680912.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005680912.tif 000005
【図５】
0005680912.tif 000006
【図６】
0005680912.tif 000007
【図７】
0005680912.tif 000008
【図８】
0005680912.tif 000009
【図９】
0005680912.tif 000010
【図１０】
0005680912.tif 000011
【図１１】
0005680912.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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