(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材（９）を巻きつけるための円周溝（６ｃ）が外周面に沿って形成されている貯線リング（６）と、この貯線リング（６）に巻き付けられている線材（９）を引き出してトロイダルコア（１３）に巻き付けるための巻線リング（１）とを有し、
トロイダルコア（１３）を、その中心貫通孔（１３ｉ）に前記貯線リング（６）および前記巻線リング（１）が差し通された状態となるように保持し、当該トロイダルコア（１３）をその中心軸（２６）周りに回転させると共に、前記貯線リング（６）および前記巻線リング（１）を、前記貯線リング（６）に前記線材（９）を巻き付けた時の当該貯線リング（６）の回転方向と同一方向に異なる速度で回転させ、前記貯線リング（６）と前記巻線リング（１）の回転量の差が、前記トロイダルコア（１３）に巻き付けられる前記線材（９）の長さになるように制御するトロイダルコアの自動巻線装置であって、
前記貯線リング（６）および前記巻線リング（１）は、それぞれ、円周方向の一か所が所定幅の貯線リングカット部（６ｋ）および巻線リングカット部（１ｋ）によって分断されているＣ型形状をしており、
前記貯線リング（６）の円周溝（６ｃ）が前記巻線リング（１）の円形内周面によって封鎖された状態となるように、前記巻線リング（１）の内側に前記貯線リング（６）が同心状に配置されていることを特徴とするトロイダルコアの自動巻線装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトロイダルコアの自動巻線装置において、
前記巻線リング（１）は、その内周面からその外周面に貫通している線材送り出し穴（３）と、この線材送り出し穴（３）の前記外周面側の開口縁から前記巻線リング（１）の一方の円環状端面まで延びている線材送り出し溝（５）と、前記円環状端面における前記線材送り出し溝（５）の隣接位置に配置されたプーリ（２２）とを備えており、
前記貯線リング（６）の前記円周溝（６ｃ）に巻き付けられている線材（９）は、前記線材送り出し穴（３）を通って前記巻線リング（１）の外周側に引き出された後に前記線材送り出し溝（５）および前記プーリ（２２）を介して引き出されて前記トロイダルコア（１３）に巻き付けられるようになっていることを特徴とするトロイダルコアの自動巻線装置。
【請求項３】
請求項２に記載のトロイダルコアの自動巻線装置において、
前記巻線リング（１）は、前記線材（９）の張力による力の釣り合いを利用したキンク防止装置（２）を備えており、
当該キンク防止装置（２）は、一対の前記プーリ（２２）と、これらのプーリ（２２）を回転自在の状態で支持している支持板とを備え、この支持板は前記巻線リング（１）の前記円環状端面に回転自在の状態で取り付けられており、
前記プーリ（２２）の回転中心線および前記支持板の回転中心線（２３）は、前記巻線リング（１）の中心軸線に平行であることを特徴とするトロイダルコアの自動巻線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トロイダルコアにコイル用の線材をらせん状に巻くことができるトロイダルコアの自動巻線装置に関し、線材に掛かる負荷を極めて小さくし、線材の張力を一定に保ち、完全な自動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】
巻線リングと貯線リングを用いた従来の方法を、以下に述べる。図２、３は、従来のトロイダル巻線装置を用いてトロイダルコアを巻線する原理を模式的に示す説明図であり、従来の貯線リング２０及び従来の巻線リング１６には、トロイダルコア１３を挿通するための取り外し式又は、開閉式の貯線リング開口部２１及び巻線リング開口部１７が設けてあり、この開口部からトロイダルコア１３の挿通、開口部の補完を手作業で行う。
【０００３】
トロイダルコアの中心軸２６と直交する軸周りを回転する従来の貯線リング２０は、外周部に断面コの字状の従来の貯線リング円周溝２０ｃを有し、この従来の貯線リング円周溝２０ｃに線材９を貯線するため、手作業で従来の貯線リング２０に設けられた図示しないフックに線材９の先端を固定する。
【０００４】
従来の貯線リング２０と、ほぼ同径の従来の巻線リング１６は同中心軸上になるよう平行に並び、この従来の巻線リング１６には、従来の貯線リング２０に貯線された線材９が送られるワイヤガイド１８及びワイヤガイド１８の透孔を挿通した線材９をガイドするガイドローラ１９が設けてある。
【０００５】
実際の巻線作業に際しては、まず手作業でトロイダルコア１３を従来の貯線リング２０及び従来の巻線リング１６の貯線リング開口部２１及び巻線リング開口部１７から挿通、補完しトロイダルコア１３を図３に示すようにセットして、巻き始めの線材９を従来の貯線リング２０に固定、従来の貯線リング円周溝２０ｃに所要巻数だけ巻き付け、巻き終わり線材９を切断した後、従来の巻線リング１６のワイヤガイド１８及びガイドローラ１９に線材９を掛け、従来の貯線リング２０と従来の巻線リング１６の間から線材９を落とし，トロイダルコア１３外周の図示しない保持装置等に線材９の端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従来の貯線リング２０に余った線材９を取り除いてトロイダルコイルを取り出すようにしていた。
【０００６】
巻線時は図７に示すように、従来の貯線リング２０と従来の巻線リング１６を図示しない駆動装置により、貯線時における従来の貯線リング２０の回転方向とは逆方向に回転させ、従来の貯線リング２０の線材９を従来の巻線リング１６のワイヤガード１８及びガイドローラ１９を介して引っぱり出すようにして、トロイダルコア１３に線材９を巻き付ける。このとき、従来の貯線リング２０と図示しない土台の間に摩擦力を与えることにより線材９が従来の貯線リング２０から外れないようにし、線材９に所要の張力を掛けていた。
【０００７】
巻線時の動きは図７、８に示すように、ガイドローラ１９がトロイダルコア１３に挿通する際に線材９を極端に曲げ、線材９に大きな負荷を掛けることにより線材９の流れを制限し、トロイダルコア１３に弛みなく線材９を巻いている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のトロイダル巻線装置、図２、３にあっては、巻線工程の大部分を手作業が占めているため、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、従来の貯線リング２０と土台の間に摩擦力を与えることにより線材９に張力を掛けるようにしていたため、巻線時に従来の巻線リング１６の慣性力の変動が線材９に直接作用したり、トロイダルコア１３にガイドローラ１９が挿通する際、線材９に大きな負荷が掛かるため線材９の張力を一定に保つことができず、トロイダルコイルの内径側と外径側では巻き付け力に大きな差ができ、さらに線材９に絶縁被覆破壊や断線が生じる恐れがある。このためガイドローラ１９の直径を大きくすることにより、絶縁被覆破壊などを抑制する方法として特開平６−３４２７３０号公報に記載されているが、トロイダルコア１３の内径に挿通できなければならないため限度があった。
【０００９】
さらに図８に示すように、従来の巻線リング１６の中心軸とトロイダルコア１３の巻線部とが、距離Ｅだけ偏心しているため、従来の巻線リング１６の回転により線材９の供給位置とトロイダルコア１３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一周ごとに線材９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、巻線の完全自動化と線材の巻き付け張力を一定にすること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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、巻線時に貯線リング及び巻線リングを貯線時の貯線リングの回転方向と同方向に独立に回転させ、その巻線リングの回転と貯線リングの回転の差分がトロイダルコアへ巻き付けられるの線材の長さになり、これにより線材をらせん状に巻き付けてトロイダルコイルを形成するトロイダル巻線装置を提供するものである。
【００１１】
本発明は、以下の点を特徴とするものである。
リングの一部をカットしたＣ型形状の貯線リング及び巻線リングにおいて、貯線リングカット部と巻線リングカット部を合わせることにより、巻線装置へのトロイダルコアのセット及び取外し、線材の除去を容易にすることを特徴とする。
【００１２】
線材が貯線リングから外れることを防止するため、貯線リングを巻線リングの内側に設け全体として一つのリングを形成することを特徴とする。
【００１３】
Ｃ型形状の貯線リング及び巻線リングの変形を押さえるため、貯線リング駆動ローラ及び巻線リング駆動ローラの接する貯線リングの内側、巻線リングの外側をニードルベアリング又は滑りのよいリング変形防止用の枠で覆うことを特徴とする。
【００１４】
線材を貯線リングへ確実に固定するため、貯線リングに筒状穴、筒状孔又は貫通穴を設け、さらに貫通穴隣に弾性板等を設けることを特徴とする。
【００１５】
張力一定巻線を行うため、巻線リングに張力センサを設け線材の張力をフィードバックする張力制御機構を有することを特徴とする。
【００１６】
張力一定巻線を行うため、巻線時に貯線リングに掛かるトルクを貯線リング駆動ローラを通じて測定し、フィードバックすることによりトルクを一定に保ち、張力一定巻線を行うトルク制御機構を有することを特徴とする。
【００１７】
巻線時に生じる線材のキンクや絶縁被覆破壊を防止し、線材の流れを安定化させるため、巻線リングに線材の張力による力の釣合を利用したキンク防止装置を設けることを特徴とする。
【００１８】
トロイダルコアの中心軸をずらさず確実に固定し、回転させるために、トロイダルコア固定用ローラとトロイダルコア固定用ベルトを用いた固定装置を設けることを特徴とする。
【００１９】
【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１６はその巻線リングに取り付けられた線材送り出し部の拡大斜視図、図１７はその巻線時の状態を示す斜視図である。
【００２０】
図５の状態で図１８、１９に示すように、固定装置がトロイダルコア１３に接地し、トロイダルコア固定用ローラ２４とトロイダルコア固定用ベルト２５で両側からトロイダルコア１３を挟み込むようにして固定することにより、トロイダルコアの中心軸２６をずらさずにトロイダルコアを固定することができる。
【００２１】
線材９が細線の場合は特に図１２に示すように、あらかじめ線材９をストロー状の管１０に通しておくことにより、線材９が折れ曲がらないようにし、また線材９を貯線リング６に固定するには、貯線リング６の貫通穴７と巻線リング１の線材送り出し穴３が一直線上になるように貯線リング６及び巻線リング１を移動させ、ストロー状の管１０を貯線リング６の貫通穴７に配置し、図１３に示すように線材９を貫通穴７に送り、弾性板８で挟み固定する。また図１５に筒状穴２７、筒状孔２８を用いた場合の線材固定方法を示す。
【００２２】
図１４の矢印方向ｂに貯線リング６を回転させ貯線を開始すると、貯線リング６の貫通穴７に通された線材９は貫通穴７でＬ字状に折れ曲がり、線材９が流れにくくなるため貯線リング６に線材９を巻き付けることができる。また図１５の筒状穴２７、筒状孔２８を用いた場合同様にして線材９を巻き付けることができる。
【００２３】
貯線終了後、巻線リング１を図１６の矢印方向ａに回転させながら、巻線リング１の線材送り出し穴３から出ている線材９を張力センサ４、線材送り出し溝５を通してキンク防止装置２に掛け、そしてストロー状の管１０からの線材９の流れを止める。
【００２４】
図１７の矢印方向ａ、ｂに巻線リング１及び貯線リング６を独立に回転させ、同時にトロイダルコア１３を回転させながら巻線を行う。
【００２５】
図９の矢印方向ａに巻線リング１が回転すると、線材９が貯線リング６からほどかれていくため弛みを生じるが、この弛みを貯線リング６が巻取るように矢印方向ｂに回転することで巻線を行うことができる。
【００２６】
キンク防止装置２は、図１０に示すように、線材９の張力が両端のプーリ２２に働くとキンク防止装置の回転中心２３を軸にして、力の釣合いにより両端のプーリ２２と線材９のなす角が一定（α＝β）になるため、巻線時には図１１に示すようになす角が９０°以下にならず、結果としてキンクを防止し線材９の流れをよくする。
【００２７】
線材９の流れがよいため、線材９の張力又は貯線リング６に働くトルク等を測定、フィードバックすることにより、張力一定巻線を行うことができる。
【００２８】
トロイダルコイル１３に数回巻線を行い線材９がトロイダルコア１３にしっかりと固定されたら、線材９をストロー状の管１０の先端から、必要長さを残し切断する。
【００２９】
もし線材９が途中で断線したり絡まったりした場合は、図６に示すようにＣ型形状の貯線リングカット部６ｋと巻線リングカット部１ｋを合わせ、残りの線材束９を一度に切断し除去する。
【００３０】
巻線が終了し、貯線リング６に余った巻き終りの線材９は上記【００２９】と同様にして除去し、トロイダルコイルを取り出す。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のトロイダル巻線方法は、巻線時に貯線リング及び巻線リングをモータ等により貯線時の貯線リングの回転方向と同方向に独立に回転させ、その巻線リングと貯線リングの回転の差分がトロイダルコアへ巻き付けられる線材の長さとし、これにより線材をらせん状に巻き付けてトロイダルコイルを形成するようにしたため、巻線張力が一定で安定したトロイダル巻線ができるという顕著な効果を奏するものである。
また、本発明のトロイダル自動巻線機は、貯線リング及び巻線リングがリングの一部分をカットしたＣ型形状になっており、トロイダルコアの巻線装置へのセット又は取り外し、並びに、巻線終了時に貯線リングに残った線材や貯線時及び巻線時の線材の絡まり、外れ、断線などにおける線材の除去を、巻線リングカット部と貯線リングカット部を合わせることにより行うようにしたため、従来手作業で行わなければならなかった巻線工程の完全自動化を可能とする顕著な効果を奏するものである。
また、キンク防止装置を用いることにより、線材に掛かる負荷を大幅に軽減し、今まで難しかった線材の張力一定巻線を可能にし、生産性を上げ安定した高密度の巻線を行うことが可能となった。
さらに、請求項３に係る発明においては、貯線時及び巻線時に前記貯線リングから線材が外れることを防止することが可能となった。請求項４に係る発明においては、貯線リング及び巻線リングの変形を押さえることが可能となった。また、請求項５に係る発明においては、貯線リングに線材を確実に固定することができる。請求項６及び請求項７に係る発明においては、さらに張力一定巻線を行うことが可能となった。請求項８に係る発明においては、さらに巻線時に生じる線材のキンクや絶縁被覆破壊を防止することが可能となった。請求項９に係る発明においては、さらにトロイダルコアを確実に保持、回転させることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトロイダルコア自動巻線機の一例について、各構成部材を上下方向に離間して示した分解斜視図である。
【図２】従来のトロイダル巻線機の一例を貯線リング及び巻線リングを上下方向に離間して示した分解斜視図である。
【図３】従来のトロイダル巻線機の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態の貯線リング及び巻線リングを示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態のトロイダルコアをセットする時の状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態の線材を除去する時の状態を示す斜視図である。
【図７】従来のトロイダル巻線機の巻線時における貯線リング及び巻線リングの回転方向、線材の流れの状態を示す説明図である。
【図８】従来のトロイダル巻線機の巻線リング１周ごとの線材の供給状態を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施形態の巻線時における貯線リング及び巻線リングの回転方向、線材の流れの状態を示す説明図である。
【図１０】本発明のキンク防止装置の一実施形態を示す平面図である。
【図１１】本発明の一実施形態の巻線リング１周ごとのキンク防止装置の動きと線材の供給状態を示す説明図である。
【図１２】本発明の一実施形態の貯線リングへの線材固定時におけるストロー状の管と線材の状態を示す説明図である。
【図１３】本発明の一実施形態の線材固定時における貯線リング断面とストロー状の管の一部拡大説明図である。
【図１４】本発明の一実施形態の貯線リングへの線材固定後におけるストロー状の管と線材の状態を示す説明図である。
【図１５】本発明の一実施形態の線材固定時における線材固定方法を示す貯線リング断面の一部拡大説明図である。
【図１６】本発明の一実施形態の巻線リングに取り付けられた線材送り出し部の拡大斜視図である。
【図１７】本発明の一実施形態の巻線時におけるキンク防止装置と線材の軌跡を示す斜視図である。
【図１８】本発明の一実施形態のトロイダルコアと固定装置のトロイダルコア接地時の斜視図である。
【図１９】本発明の一実施形態のトロイダルコアと固定装置のトロイダルコア固定時の斜視図である。
【符号の説明】
１  巻線リング
１ｋ  巻線リングカット部
２  キンク防止装置
３  線材送り出し穴
４  張力センサ
５  線材送り出し溝
６  貯線リング
６ｃ  円周溝
６ｋ  貯線リングカット部
７  貫通穴
８  弾性板
９  線材
１０  ストロー状の管
１１  リング変形防止用の枠
１２  ニードルベアリング
１３  トロイダルコア（断面）
１３ｉ  中心貫通孔
１４  巻線リング駆動ローラ
１５  貯線リング駆動ローラ
１６  従来の巻線リング
１７  巻線リング開口部
１８  ワイヤガイド
１９  ガイドローラ
２０  従来の貯線リング
２０ｃ  従来の貯線リング円周溝
２１  貯線リング開口部
２２  プーリ
２３  キンク防止装置の回転中心
２４  トロイダルコア固定用ローラ
２５  トロイダルコア固定用ベルト
２６  トロイダルコアの中心軸
２７  筒状穴
２８  筒状孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0004345939.tif 000016
【図１６】
0004345939.tif 000017
【図１７】
0004345939.tif 000018
【図１８】
0004345939.tif 000019
【図１９】
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