JPH06260362A - トロイダルコイル巻線機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シャトルリングの中心を環状コアが通らない
場合、すなわち、巻線時にシャトルリングに支持された
蓄線コマ及び環状コア間の距離が変化する場合に、蓄線
コマ及び環状コア間の線材の弛みの発生を防止すること 【構成】 蓄線コマ３８はシャトルリング１５に離接可
能に支持され、それらの間には磁力による吸引力が作用
している。ガイドプレート３５は、シャトルリング１５
の回転に伴って公転する蓄線コマ３８に係合し、蓄線コ
マ３８と環状コア１４との間の距離が大きい領域では蓄
線コマ３８をシャトルリング１５に接近させる。このた
め、蓄線コマ３８の自転には環状コア１４から離れた位
置で大きな制動力が作用する。前記蓄線コマ３８が公転
したときに蓄線コマ３８と環状コア１４との間の線材３
９が弛む領域には、線材３９を巻き戻す手段４２，５２
が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、線材の張力を制御しな
がら環状コアに線材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。

【０００２】

【従来の技術】モ−タの構成要素であるトロイダルコイ
ルは、環状コアに線材を巻いて形成される。環状コアに
線材を巻くときに用いられる従来のトロイダルコイル巻
線機は、特開平１−２７２１０５号公報、特開平２−６
０１１６号公報等に記載されている。次に図８により、
従来のトロイダルコイル巻線機の概略を説明する。図８
において、環状コア０１は、コア用基台０２に支持され
た複数個のロ−ラ０３（下部の２個は駆動用）に挟まれ
鉛直面内で回転する。この環状コア０１に線材を巻くト
ロイダルコイル巻線機は、巻線機用基台０４を有してい
る。巻線機用基台０４上には複数のガイドローラ０６
（１個のみ図示）、及びモータ０７により回転駆動され
る駆動歯車０８が配置されている。前記複数のガイドロ
ーラ０６によって回転自在に支持された巻線リング（以
下、シャトルリングという）０９は、その外周に形成さ
れた歯車に噛み合う前記駆動歯車０８によって回転駆動
される。

【０００３】前記シャトルリング０９は、前記環状コア
０１を貫通しており、その上面には蓄線コマ０１１が自
転可能に支持されている。蓄線コマ０１の自転に対して
は一定のブレーキ（自転制動力）が加えられており、ま
た、蓄線コマ０１１には線材０１２が繰り出し可能に貯
えられている。したがって、前記シャトルリング０９が
１回転すれば、蓄線コマ０１１は環状コア０１の中心孔
を通って環状コア０１を１周する。すなわち、シャトル
リング０９の回転に伴って蓄線コマ０１１は公転する。
この蓄線コマ０１１が１周だけ公転する間に、一端が環
状コア０１に固定された線材０１２は蓄線コマ０１１か
ら繰り出されながら環状コア０１に１回転分が巻き付
く。

【０００４】このようなトロイダルコイル巻線機におい
ては、巻線時に線材が弛むと弛んだ線材が他の構成部材
たとえばシャトルリング０９を支持するガイドローラ０
６等に絡まったりして断線を起こす。したがって、蓄線
コマ０１１から繰り出される線材０１２の張力は、でき
るだけ一定に保持することが好ましい。巻線時に前記線
材０１２の張力を一定に保持するには、前記環状コア０
１の径とシャトルリング０９の径をほぼ同径とし、か
つ、シャトルリング０９の中心を環状コア０１が通るよ
うにすればよい。このようにしておくと、蓄線コマ０１
１が環状コア０１を１周する間、蓄線コマ０１１と前記
環状コア０１との間に張られる線材すなわち張設線材の
長さ（以下、前記張設線材の長さを、前記「環状コアと
蓄線コマとの距離」とする）が常に一定である。この場
合、蓄線コマ０１１に一定の制動力（ブレ−キ）を掛け
ておくだけで、線材の張力が一定に保たれる。この場
合、シャトルリング０９を正逆どちらの方孔に回転させ
ても環状コア０１への巻線が可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、シャトル
リング０９の中心を環状コア０１が通るようにするため
には、シャトルリング０９の外径が環状コア０１の内径
よりもよりも小さいことが必要である。もし、シャトル
リング０９の外径よりも環状コア０１の内径が小さくな
ると、環状コア０１がシャトルリング０９の中心を通る
ことができなくなる。環状コア０１がシャトルリング０
９の中心からずれた位置を通る状態で巻線を行う場合、
シャトルリング０９の回転に伴い公転する蓄線コマ０１
１と環状コア０１との距離が変化する。

【０００６】前記公転により蓄線コマ０１１が移動する
領域のうち、前記距離（蓄線コマ０１１と環状コア０１
との距離）が増加する領域では、蓄線コマ０１１から繰
り出される線材（すなわち、前記張設線材）０１２に、
常時張力を発生させることができる。この場合は、環状
コア０１に巻線を施すことが可能である。しかしなが
ら、前記公転により蓄線コマ０１１が移動する領域のう
ち、前記距離（蓄線コマ０１１と環状コア０１との距
離）が減少する領域では、蓄線コマ０１１から繰り出さ
れる線材（すなわち、前記張設線材）０１２が弛む。こ
の場合は、前記張設線材０１２に張力が発生しないの
で、環状コア０１に適切な巻線を施すことが困難とな
る。

【０００７】したがって従来、サイズが定まっているシ
ャトルリング０９を用いて環状コア０１に巻線を行う場
合には、環状コア０１のサイズが制限されるので、巻線
機は環状コア０１のサイズに対応した専用機となり汎用
性に欠け各種サイズの環状コアに対応できない。このた
め、サイズが定まったシャトルリング０９では、トロイ
ダルコイルの多種少量生産ができないという問題点があ
った。

【０００８】本発明は、前記事情に鑑み、トロイダルコ
イル巻線機において、下記（Ｏ01）、（Ｏ02）の記載内
容を課題とする。 （Ｏ01） シャトルリングの中心を環状コアが通らない
場合、すなわち、巻線時にシャトルリングに支持された
蓄線コマ及び環状コア間の距離が変化する場合に、蓄線
コマ及び環状コア間の線材の弛みの発生を防止するこ
と。 （Ｏ02） 定まったサイズのシャトルリングを用いて種
々のサイズの環状コアに対する巻線を可能にすること。

【０００９】

【課題を解決するための手段】次に、前記課題を解決す
るために案出した本発明を説明するが、本発明の要素に
は、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実
施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。な
お、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する
理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明
の範囲を実施例に限定するためではない。

【００１０】前記課題を解決するために、本出願の第１
発明のトロイダルコイル巻線機は、環状コア（１４）が
保持された所定の平面に垂直な平面内で回転可能且つ前
記環状コア（１４）の孔を貫通するシャトルリング（１
５）、このシャトルリング（１５）に自転可能に支持さ
れるとともにシャトルリング（１５）の回転に伴って公
転し且つ線材（３９）が繰り出し可能に蓄えられた蓄線
コマ（３８）、この蓄線コマ（３８）の前記自転に制動
力を作動させる自転制動力発生手段（４１）、及び前記
シャトルリング（１５）を回転させるシャトルリング回
転支持装置（１９）を備え、前記シャトルリング（１
５）が回転したときに前記蓄線コマ（３８）から繰り出
される線材（３９）を前記環状コア（１４）に巻き付け
るトロイダルコイル巻線機において、下記の構成要件
（Ｙ01）を備えたことを特徴とする、（Ｙ01） 前記シ
ャトルリング（１５）の回転時に公転する蓄線コマ（３
８）の移動領域のうち、この蓄線コマ（３８）と前記環
状コア（１４）との間に張られる張設線材（３９）の長
さとして定義される前記環状コア（１４）と蓄線コマ
（３８）との距離が減少する領域において、前記蓄線コ
マ（３８）に線材巻戻し方向の回転力を作動させる線材
巻戻し手段（４２，５２）が設けられたこと。

【００１１】また、本出願の第２発明のトロイダルコイ
ル巻線機は、前記第１発明のトロイダルコイル巻線機に
おいて、下記の要件（Ｙ02）を備えたことを特徴とす
る、（Ｙ02） 前記シャトルリング（１５）の中心が前
記環状コア（１４）を含む平面からずれた位置に配置さ
れて、前記環状コア（１４）と蓄線コマ（３８）との距
離が減少する領域が狭く且つ前記距離が増加する領域が
広くされたこと。

【００１２】また、本出願の第３発明のトロイダルコイ
ル巻線機は、前記第１または２発明のトロイダルコイル
巻線機において、下記の要件（Ｙ03）を備えたことを特
徴とする、（Ｙ03） 前記自転制動力発生手段（４１）
は、前記環状コア（１４）と蓄線コマ（３８）との距離
が増加する領域では、前記蓄線コマ（３８）の自転に対
して前記距離の長いときに短いときよりも大きな制動力
を作用させる構成を備えたこと。

【００１３】また、本出願の第４発明のトロイダルコイ
ル巻線機は、前記第３発明のトロイダルコイル巻線機に
おいて、前記自転制動力発生手段（４１）が下記の要件
（Ｙ04）〜（Ｙ06）を備えたことを特徴とする、（Ｙ0
4） 前記蓄線コマ（３８）を前記自転の軸方向に移動
可能に支持することにより、蓄線コマ（３８）を前記シ
ャトルリング（１５）に対して接近した位置と離れた位
置との間で移動可能に支持する手段、（Ｙ05） 前記蓄
線コマ（３８）の前記シャトルリング（１５）に対向す
る部分及び前記シャトルリング（１５）の前記蓄線コマ
（３８）に対向する部分にそれぞれ、永久磁石又は磁性
材料のうちの一方及び他方が設けられたこと、（Ｙ06）
前記シャトルリング（１５）の回転に伴って公転する
蓄線コマ（３８）に係合し、蓄線コマ（３８）と環状コ
ア（１４）との間の前記距離が大きい領域では小さい領
域よりも蓄線コマ（３８）をシャトルリング（１５）に
接近させるリング状のガイドプレート（３５）。

【００１４】

【作用】次に、前述の特徴を備えた本発明の作用を説明
する。前述の特徴を備えた本出願の第１発明のトロイダ
ルコイル巻線機では、シャトルリング（１５）は、環状
コア（１４）が保持された所定の平面に垂直な平面内で
回転可能に配置され且つ前記環状コア（１４）の孔を貫
通している。このシャトルリング（１５）は、シャトル
リング回転支持装置（１９）により回転させられる。こ
のシャトルリング（１５）に自転可能に支持された蓄線
コマ（３８）は、シャトルリング（１５）の回転に伴っ
て、環状コア（１４）を貫通しながら公転する。蓄線コ
マ（３８）は、前記公転と同時に自転し、その自転によ
り蓄線コマ（３８）から繰り出される線材（３９）が環
状コア（１４）に巻き付けられる。前記蓄線コマ（３
８）と前記環状コア（１４）との間に張られる線材すな
わち張設線材（３９）の長さとして定義される前記環状
コア（１４）と蓄線コマ（３８）との距離は、環状コア
（１４）がシャトルリング（１５）の中心を通っていな
い場合は、周期的に増減する。

【００１５】前記蓄線コマ（３８）には、自転制動力発
生手段（４１）により前記自転に制動力が作用してい
る。このため、前記環状コア（１４）と蓄線コマ（３
８）との距離が増加する領域においては、前記蓄線コマ
（３８）から繰り出される線材（３９）には張力が生じ
ているので、環状コア（１４）への巻線は線材（３９）
が弛むことなく適切に行える。前記環状コア（１４）と
蓄線コマ（３８）との距離が減少する領域においては、
線材巻戻し手段（４２，５２）により、前記蓄線コマ
（３８）に線材巻戻し方向の回転力が作用させられる。
これにより、前記環状コア（１４）と蓄線コマ（３８）
との距離が減少する領域においても、環状コア（１４）
への巻線は線材（３９）が弛むことなく適切に行える。

【００１６】前述の特徴を備えた本出願の第２発明のト
ロイダルコイル巻線機では、前記シャトルリング（１
５）の中心が前記環状コア（１４）を含む平面からずれ
た位置に配置されて、前記環状コア（１４）と蓄線コマ
（３８）との距離が減少する領域は狭く且つ前記距離が
増加する領域は広くなっている。このため、前記環状コ
ア（１４）と蓄線コマ（３８）との距離が減少する領域
（すなわち、前記蓄線コマ（３８）に線材（３９）巻戻
し方向の回転力を作用させる範囲）を狭くすることがで
きる。したがって、前記蓄線コマ（３８）に線材（３
９）巻戻し方向の回転力を作動させる線材巻戻し手段
（４２，５２）の構成を小型化することが可能となる。

【００１７】前述の特徴を備えた本出願の第３発明のト
ロイダルコイル巻線機では、前記自転制動力発生手段
（４１）が、前記環状コア（１４）と蓄線コマ（３８）
との距離が増加する領域で、前記蓄線コマ（３８）の自
転に対して前記距離の長いときに短いときよりも大きな
制動力を作用させる。これにより、前記環状コア（１
４）と蓄線コマ（３８）との距離が増加する領域におい
て、前記環状コア（１４）と蓄線コマ（３８）との間の
線材（３９）に作用する張力の差を少なくすることがで
きる。この理由を次に説明する。

【００１８】蓄線コマ（３８）が等速度で公転している
とすると、単位時間当たりの蓄線コマ（３８）の移動距
離は常に一定である。この場合、環状コア（１４）に対
する蓄線コマ（３８）の移動方向を考慮しなければ、蓄
線コマ（３８）が環状コア（１４）に近い程、一定時間
に蓄線コマ（３８）が環状コア（１４）の回りを回転移
動する角度は大きい。すなわち、巻線される環状コア
（１４）から見た場合、蓄線コマ（３８）が近くにいる
ときは遠くにいるときよりも単位時間当たりの回転角度
が大きくなる。したがって、環状コア（１４）の断面形
状を円筒と仮定すると、環状コア（１４）に巻かれる単
位時間当たり線材（３９）の量は蓄線コマ（３８）が環
状コア（１４）の近くにいるときの方が多くなる。すな
わち、蓄線コマ（３８）が等速度で公転している場合、
蓄線コマ（３８）の位置が環状コア（１４）に近い程、
蓄線コマ（３８）からの線材（３９）の繰り出し速度が
大きくなる。したがって、蓄線コマ（３８）の自転制動
力が一定の場合、前記線材（３９）の繰り出し速度が大
きい位置（蓄線コマ（３８）と環状コア（１４）が近い
位置）において、繰り出される線材（３９）の張力が大
きくなる。そこで、蓄線コマ（３８）が環状コア（１
４）に近い位置に有るときに、遠い位置に有るときより
も前記自転制動力を小さくすれば、前記環状コア（１
４）と蓄線コマ（３８）との間の線材（３９）に作用す
る張力の差を少なくすることができる。

【００１９】前述の特徴を備えた本出願の第４発明のト
ロイダルコイル巻線機では、前記蓄線コマ（３８）は、
前記自転の軸方向に移動可能に支持され、前記シャトル
リング（１５）に対して接近した位置と離れた位置との
間で移動可能である。この蓄線コマ（３８）はガイドプ
レート（３５）に係合しながら前記シャトルリング（１
５）の回転に伴って公転するとき、蓄線コマ（３８）と
環状コア（１４）との間の前記距離が大きい領域では小
さい領域よりもシャトルリング（１５）に接近させられ
る。前記蓄線コマ（３８）及び前記シャトルリング（１
５）のそれぞれの対向する部分にはそれぞれ、永久磁石
又は磁性材料のうちの一方及び他方が設けられているの
で、蓄線コマ（３８）とシャトルリング（１５）とが接
近した領域では蓄線コマ（３８）とシャトルリング（１
５）との間に大きな磁力（吸引力）が作用する。

【００２０】この吸引力が大きい場合、蓄線コマ（３
８）が自転するときの自転部分とこれを支持する固定部
分との間の摩擦抵抗力が増大する。また、蓄線コマ（３
８）とシャトルリング（１５）との間に作用する磁力が
大きくなると前記磁性材料に生じる渦電流に基づく自転
制動力も大きくなる。したがって、蓄線コマ（３８）が
環状コア（１４）から遠い位置に有るときに、近い位置
に有るときよりも前記自転制動力を大きくすることがで
きるので、前記環状コア（１４）と蓄線コマ（３８）と
の間の線材（３９）に作用する張力の差を少なくするこ
とができる。

【００２１】

【実施例】次に、図面に基づいて本発明のトロイダルコ
イル巻線機の実施例を説明する。図１は本発明のトロイ
ダルコイル巻線機の一実施例の全体図、図２は同実施例
の環状コアを支持する装置の説明図、図３はシャトルリ
ングとこれを支持するロ−ラと環状コア等の配置を示す
平面図、図４はシャトルリングを回転駆動するための回
転支持装置の説明図で、図４Ａは前記図３のIVＡ−IVＡ
線断面図、図４Ｂは図３の矢印IVＢから見た図で、図５
は蓄線コマの説明図、図６はシャトルリングの回転時に
環状コアと蓄線コマとの距離が増加又は減少する領域と
線材巻戻し手段の説明図、図７はガイドプレートの展開
図である。

【００２２】なお、本発明の実施例の説明中において、
「前方」は図中の矢印Ｘ1方向、「後方」は図中の矢印
Ｘ2（図１参照）方向を意味する。また、図中、「○」
の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向か
う矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたもの
は紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
また、「左方」は図中の矢印Ｙ1方向（図１，２参照）
すなわち前記「後方」を向いたときの左手側の方向を意
味し、「右方」は図中の矢印Ｙ2方向を意味するものと
する。図１、２においてコア用基台１は、一対のガイド
レール２、２に沿って前後方向Ｘ1−Ｘ2方向に移動可能
に支持されており、モータ３により移動させられるよう
になっている。

【００２３】コア用支持基台１にはシャフト支持部材４
（図２参照）が固定されており、シャフト支持部材４に
は、それぞれベアリング６を介して一対の段付のコア駆
動用シャフト７、７が回転可能に支持されている。コア
駆動用シャフト７には段が２か所設けられており、図２
中左側の段部にはベアリング６が装着され、図２中右側
の段部にはナット装着用のネジ７aが形成されている。
このコア駆動用シャフト７の軸方向（図２中左右方向）
の移動は、前記段部に装着されたベアリング６及びネジ
７aに螺着されたナットにより阻止されている。各コア
駆動用シャフト７は前記コア用基台１に支持された駆動
モータＭにより歯車を介して回転駆動されるようになっ
ている。前記各コア駆動用シャフト７には、コア駆動用
ローラ８が装着されている。コア駆動用ローラ８は、耐
磨耗性の弾性材料から構成されている。

【００２４】また、前記シャフト支持部材４には、ベア
リング１１を介して一本のコア押さえ用シャフト１２が
回転可能に支持されている。このコア押え用シャフト１
２は前記コア駆動用シャフト７とほぼ同様の構成によ
り、その軸方向（図２中左右方向）の移動が、段部に装
着されたベアリング１１及び右端部に形成されたネジ１
２aに螺着されたナットにより阻止されている。また、
前記コア押さえ用シャフト１２には、コア押さえ用ロー
ラ１３が装着されている。コア押さえ用ローラ１３も、
耐磨耗性の弾性材料から構成されている。前記一対のコ
ア駆動用ローラ８、８及びコア押さえ用ローラ１３によ
って環状コア１４が、図１で紙面を含む平面内に保持さ
れている。前記環状コア１４は、前記コア用基台１が前
記一対のガイドレール２、２に沿って前後方向Ｘ1−Ｘ2
方向に移動したとき、図３，６の実線位置と二点鎖線位
置との間で移動するようになっている。

【００２５】前記環状コア１４が配置された平面に垂直
な平面（図１で紙面に垂直な左右方向に延びる平面）内
にはシャトルリング１５が配置されている。このシャト
ルリング１５は、前記環状コア１４を貫通している。こ
の実施例では、シャトルリング１５に対する環状コア１
４の位置が図３，６の実線又は二点鎖線に示す位置（す
なわち、シャトルリング１５の中心を通るＹ軸（図６参
照）からずれた位置）に設定されている。この理由につ
いては後述する。

【００２６】図４Ａにおいて、前記シャトルリング１５
は、外周部の上部に被駆動歯車１５aが設けられ、内周
部上部に被ガイド用凸条１５bが設けられている。前記
シャトルリング１５を支持するための巻線機用基台１６
（図１参照）は、複数の支柱１７とそれらの支柱１７に
よって支持された基板１８とから構成されている。基板
１８は（平面図）図３に示すような、四辺形の平板の一
辺が部分的に切除された形状を有している。そして、そ
の切除部分に前記環状コア１４が基板１８に対して垂直
に配置されている。図１において、前記基板１８上には
シャトルリング回転支持装置１９が支持されている。シ
ャトルリング回転支持装置１９は、前記基板１８上に配
置された回転可能な複数のシャトルリング外周ガイドロ
ーラ２１（図３，４Ａ参照）、および複数のシャトルリ
ング内周ガイドローラ２２（図３，４Ａ参照）を有して
いる。シャトルリング外周ガイドローラ２１は、図４か
ら分かるように、シャトルリング１５の被駆動歯車１５
aの下面を支持するように配置されたフランジ部２１aを
有している。

【００２７】このシャトルリング外周ガイドローラ２１
は、前記基板１８に支持されたローラ支持軸２３（図４
参照）の上端にベアリングを介して回転自在に支持され
ている。また、前記シャトルリング内周ガイドローラ２
２も前記シャトルリング外周ガイドローラ２１と略同様
に構成され、基板１８上に同様に支持されている。

【００２８】図１，４Ｂから分かるように、前記基板１
８には、シャトルリング駆動モータ３１によって回転駆
動されるシャトルリング駆動歯車３２が配置されてい
る。このシャトルリング駆動歯車３２は前記シャトルリ
ング１５の被駆動歯車１５aと噛み合ってシャトルリン
グ１５を回転駆動するためのものである。図４Ｂにおい
て、前記シャトルリング駆動モータ３１は、基板１８の
下面に取り付けられおり、その出力軸３１aに前記シャ
トルリング駆動歯車３２が装着されている。

【００２９】図１において、前記基板１８上に複数本の
支柱３４が設けられ、支柱３４の上端にはリング状のガ
イドプレート３５が固定されている。図７はガイドプレ
ート３５を展開して示した展開図である。ガイドプレー
ト３５は周方向に沿って厚みが異なり後述する蓄線コマ
が公転するときの蓄線コマの上下方向の位置を制御する
ためのものである。図７に示すθは、図６のθに対応し
ており、図６の矢印Ｙで示した軸から時計方向に計った
角度である。図７において、１周３６０度の範囲のう
ち、Ｙ軸（θ＝０度）を中心とする６０度分３５aは水
平な上面が高い位置に設定されている。また、θ＝１８
０度を中心とする１８０度分３５bは水平な上面が低い
位置に設定されている。前記３５aと３５bとを接続する
２つの６０度分３５cは、一方が上り勾配で形成され他
方が下り勾配で形成されている。なお、前記ガイドプレ
ートの高低の落差は、線材径、巻線スピ−ドなどにより
求められ設計される。その設計の方法については後述す
る。

【００３０】図５において、シャトルリング１５の上面
にはシャフト３６が固定されている。シャフト３６に
は、ベアリング３７を介して蓄線コマ３８が装着されて
いる。蓄線コマ３８は上下方向中央部及び下部に線材３
９を蓄える溝３８aを有し、上部に前記ガイドプレート
３５に支持されるフランジ３８bを有している。前記蓄
線コマ３８及びベアリング３７は、前記シャフト３６を
中心に回転自由且つ軸方向にスライド自由となってい
る。また、線材３９は巻線の前工程にて蓄線コマ３８に
巻取られ蓄線されている。前記蓄線コマ３８の上端は、
前記シャフト３６上端に固定された弱い板バネ４０によ
り下方に押圧されている。この板バネ４０は、蓄線コマ
３８がシャフト３６から離脱するのを防止している。

【００３１】蓄線コマ３８の下端面（すなわち、シャト
ルリング１５に対向する面）には永久磁石４１が取付ら
れている。この永久磁石４１がシャトルリング１５の側
に吸引されるようにシャトルリング１５は磁性体で構成
されている。シャトルリング１５が回転すると蓄線コマ
３８は公転する。このとき、蓄線コマ３８は図５に示す
ように、その上部のフランジ３８b下面が前記ガイドプ
レート３５上面にガイドされて、周期的にシャトルリン
グ１５に近づいたり離れたりする。蓄線コマ３８とシャ
トルリング１５とが接近したときには、それらの間の吸
引力が大きくなる。前記吸引力が大きいときには、蓄線
コマ３８が回転するときの回転部材とそれを支持する固
定部材（シャフト３６及びガイドプレート３５等）との
間の摩擦力が大きくなり蓄線コマ３８の自転に制動力が
作用する。また、蓄線コマ３８が自転するときにはシャ
トルリング１５に渦電流が発生するので、極めて小さい
が渦電流による制動力も発生している。しかしながら、
この渦電流による制動力は無視できる程小さい。したが
って、前記永久磁石４１及びシャトルリング１５を構成
する磁性体により自転制動力発生手段が構成されてい
る。

【００３２】前記自転制動力の大きさを調節することに
より、巻線時の蓄線コマ３８の位置（公転位置）に応じ
て生じる線材３９に加わる張力の変動を少なくするとが
できる。前記自転制動力の調節は、前記ガイドプレート
３５の高低の落差を調節し、蓄線コマ３８の位置（公転
位置）に応じて蓄線コマ３８とシャトルリング１５との
間の吸引力を調節することにより行うことができる。前
記ガイドプレート３５の高さを定めるには例えば次のよ
うにすればよい。すなわち、本実施例と略同様の構成を
有し、蓄線コマ３８の上下しない装置を用いて、シャト
ルリング１５からの蓄線コマ３８の高さを所定値に保持
した状態で線材の種類毎に巻線を行い、巻線時の蓄線コ
マの位置（公転位置）に対応して線材に加わる張力を線
材の種類毎に求める。前記所定値を変化させて（すなわ
ち、蓄線コマ３８の高さを種々変化させて、巻線時の蓄
線コマの位置（公転位置）に対応して線材に加わる張力
を線材の種類毎に求める。このようにして得られたデー
タから、巻線時の蓄線コマの位置（公転位置）に対応し
て線材に加わる張力を一定にできる蓄線コマの高さ（す
なわち、前記ガイドプレート３５の高低の落差）が線材
の種類毎に求められる。

【００３３】図６から分かるように、前記シャトルリン
グ１５の回転時に公転する蓄線コマ３８の移動領域に
は、この蓄線コマ３８と前記環状コア１４との間に張ら
れる線材３９の長さが増加する領域（図６のＱ1からＱ
2，Ｑ3を通ってＱoに至る範囲、なお、Ｑ1〜Ｑoについ
ては後述）と減少する領域（図６のＱoからＱ4を通って
Ｑ1に至る範囲、なお、Ｑ4については後述）とがある。
前記線材３９の長さが減少する領域では蓄線コマ３８及
び環状コア１４間の線材３９に張力を発生させるため
に、蓄線コマ３８を線材巻戻し方向に回転させる手段を
設けなければならない。したがって、前記線材３９の長
さが増加する領域は広い方がよい。

【００３４】図６から分かるように、環状コア１４がシ
ャトルリング１５の中心を通るＹ軸からずれた位置（実
線又は二点鎖線で示す位置）に配置された場合、Ｙ軸上
に配置された場合に比べて、前記線材３９の長さが増加
する領域を広くすることができる。したがって、この実
施例では、前記コア用基台１（図１，２，３参照）を前
記ガイドレール２，２上で前後方向（Ｘ1−Ｘ2方向）に
移動させることにより、環状コア１４を、図３，６に示
す実線位置または二点鎖線位置に配置するようにしてい
る。すなわち、１個の環状コア１４に巻線する場合、順
巻きの巻線領域と逆巻きの巻線領域とを交互に配置する
ことがある。この場合に環状コア１４に順巻きに巻線す
るときには、図３，６において実線位置に環状コア１４
を配置し、シャトルリング１５を時計方向に回転させ
る。次に、環状コア１４に逆巻きに巻線するときには、
図６において二点鎖線位置に環状コア１４を配置し、シ
ャトルリング１５を反時計方向に回転させる。

【００３５】前記図６に示す順巻きの場合（環状コア１
４が実線位置に有り、シャトルリング１５を時計方向に
回転させる場合）において、環状コア１４の断面の４つ
の角をＰ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4とし、Ｐ1、Ｐ2を結ぶ直線と
シャトルリング１５の内周との交点をＱ1とし、Ｐ2、Ｐ
3を結ぶ直線とシャトルリング１５の内周との交点をＱ2
とし、Ｐ3、Ｐ4を結ぶ直線とシャトルリング１５の内周
との交点をＱ3とし、Ｐ4、Ｐ1を結ぶ直線とシャトルリ
ング１５の内周との交点をＱ4とし、シャトルリング１
５の中心ＯとＰ4とを結ぶ直線とシャトルリング１５の
内周との交点をＱoとする。また、直線Ｐ1Ｑ1をＬ1、直
線Ｐ2Ｑ2をＬ2、直線Ｐ3Ｑ3をＬ3、直線Ｐ4Ｑ4をＬ4と
し、直線Ｐ4ＱoをＬoとする。この場合、蓄線コマ３８
の公転に伴い、蓄線コマ３８と環状コア１４との間の線
材の長さは順次、Ｌ1から、Ｌ2、Ｌ3、Ｌo、Ｌ4、Ｌ1と
変化する。そして、線材の長さがＬoから順次Ｌ4、Ｌ1
に変化する間、すなわち、点ＱoからＱ1までの間が、前
記線材の長さの減少する領域である。

【００３６】前記順巻きのときに前記蓄線コマ３８と環
状コア１４との間に張られる線材の長さ（すなわち前記
環状コア１４と蓄線コマ３８との距離）が減少する領域
には、前記蓄線コマ３８に線材巻戻し方向の回転力を作
動させる順巻き用の線材巻戻し手段４２が配置されてい
る。図１，６，５において、線材巻戻し手段４２は、円
弧状の摩擦プレート４３と、この摩擦プレート４３に連
結された被ガイドバー４４及びピストンロッド４５を有
している。前記被ガイドバー４４はガイドシリンダ４６
により左右方向Ｙ1−Ｙ2方向にスライド可能に支持され
ている。また、前記ピストンロッド４５は駆動シリンダ
４７により左右方向（Ｙ1−Ｙ2方向）に移動させられ
る。前記符号４３〜４７で示された要素から前記順巻き
用の線材巻戻し手段４２が構成されている。

【００３７】そして、図６でシャトルリング１５が時計
方向に回転して、環状コア１４に順巻きの巻線を施す場
合には、前記線材巻戻し手段４２の摩擦プレート４３が
左方に移動し、前記蓄線コマ３８に接触する位置に保持
される。この状態で蓄線コマ３８がシャトルリング１５
とともに公転すると、前記蓄線コマ３８と環状コア１４
との間に張られる線材の長さ（すなわち前記環状コア１
４と蓄線コマ３８との距離）が減少する領域において、
蓄線コマ３８は前記摩擦プレート４３に摩擦接触して線
材巻戻し方向に自転する。

【００３８】また、前記逆巻きのときには、前記蓄線コ
マ３８は図３，６の二点鎖線位置に保持される。そし
て、シャトルリング１５は反時計周りに回転される。こ
の場合の前記蓄線コマ３８と環状コア１４との間に張ら
れる線材３９（図１，２，５参照）の長さ（すなわち前
記環状コア１４と蓄線コマ３８との距離）が減少する領
域には、前記蓄線コマ３８に線材巻戻し方向の回転力を
作動させる逆巻き用の線材巻戻し手段５２（図６参照）
が配置されている。この逆巻き用の線材巻戻し手段５２
は、前記順巻き用の線材巻戻し手段４２の要素４３〜４
７に対応する要素５３〜５７、すなわち、円弧状の摩擦
プレート５３、被ガイドバー５４、ピストンロッド５
５、ガイドシリンダ５６、駆動シリンダ５７により構成
されている。この逆巻き用の線材巻き戻し手段５２は、
図１に示すように、前記基板１８（図１参照）に複数の
支柱６１（１個のみ図示）を介して支持された支持部材
６２によって支持されている。

【００３９】（実施例の作用）次に、前記実施例の作用
を説明する。前述の実施例のトロイダルコイル巻線機で
は、前記環状コア１４に所定回数の順巻きと所定回数の
逆巻きとが繰り返し行われる。前記順巻きの際には、前
記環状コア１４が図６の実線で示す位置（シャトルリン
グ１５の中心が前記環状コア１４を含む平面からずれた
位置）に保持される。また、前記線材巻戻し手段４２の
摩擦プレート４３が左方（Ｙ1方向）に移動し、前記蓄
線コマ３８に接触する位置に保持され、且つ、前記線材
巻戻し手段５２の摩擦プレート５３が左方（Ｙ1方向）
に移動し、前記蓄線コマ３８から離れた位置に保持され
る。このとき前記摩擦プレート４３は、前記順巻きのと
きに前記蓄線コマ３８と環状コア１４との間に張られる
線材の長さ（すなわち前記環状コア１４と蓄線コマ３８
との距離）が減少する領域に配置されている。

【００４０】この状態で、シャトルリング１５は時計方
向（図６の矢印方向）に回転される。このとき、シャト
ルリング１５に自転可能に支持された蓄線コマ３８は、
シャトルリング１５の回転に伴って、環状コア１４を貫
通しながら公転する。この公転時、環状コア１４は一端
が前記環状コア１４に固定された線材３９に引っ張られ
て自転する。その自転により蓄線コマ３８から繰り出さ
れる線材３９が環状コア１４に巻き付けられる。

【００４１】前記蓄線コマ３８と前記環状コア１４との
間に張られる張設線材３９の長さとして定義される前記
環状コア１４と蓄線コマ３８との距離は、環状コア１４
がシャトルリング１５の中心を通っていない場合は、周
期的に増減する。前記蓄線コマには、前記永久磁石４１
及びシャトルリング１５を構成する磁性体により自転制
動力発生手段が構成されている。この自転制動力発生手
段により前記自転に蓄線コマ３８に制動力が作動してい
る。このため、前記環状コア１４と蓄線コマ３８との距
離が増加する領域においては、前記蓄線コマ３８から繰
り出される線材３９には張力が生じているので、環状コ
ア１４への巻線は線材３９が弛むことなく適切に行え
る。

【００４２】また、前記蓄線コマ３８は、ガイドプレー
ト３５に係合しながら前記シャトルリング１５の回転に
伴って公転するとき、蓄線コマ３８と環状コア１４との
間の前記距離が大きい領域では小さい領域よりもシャト
ルリング１５に接近させられる。前記蓄線コマ３８の下
端には永久磁石４１が固定され、また前記シャトルリン
グ１５は磁性材料で形成されているので、蓄線コマ３８
と環状コア１４とが接近した領域では蓄線コマ３８とシ
ャトルリングとの間に大きな磁力（吸引力）が作用す
る。この吸引力が大きい場合、蓄線コマ３８が自転する
ときの自転部分とこれを支持する固定部分（ガイドプレ
ート３５等）との間の摩擦抵抗力が増大する。このよう
に、環状コア１４と蓄線コマ３８との距離が増加する領
域において、前記蓄線コマ３８の自転に対して前記距離
の長いときに短いときよりも大きな制動力が作用する
と、前記環状コア１４と蓄線コマ３８との間の線材３９
に作用する張力の差を少なくすることができる。

【００４３】シャトルリング１５が時計方向に回転し
て、環状コア１４に順巻きの巻線が施される場合には、
前記線材巻戻し手段４２の摩擦プレート４３が左方（Ｙ
1方向）に移動し、前記蓄線コマ３８に接触する位置に
保持されている。このとき前記摩擦プレート４３は、前
記蓄線コマ３８と環状コア１４との間に張られる線材の
長さ（すなわち前記環状コア１４と蓄線コマ３８との距
離）が減少する領域に配置されている。この場合前記蓄
線コマ３８がシャトルリング１５とともに公転して、前
記蓄線コマ３８と環状コア１４との間に張られる線材３
９の長さ（すなわち前記環状コア１４と蓄線コマ３８と
の距離）が減少する領域に進入すると、蓄線コマ３８は
前記摩擦プレート４３に摩擦接触して線材巻戻し方向に
自転する。このため、前記環状コア１４と蓄線コマ３８
との距離が減少する領域において線材３９は巻戻され、
弛まない。

【００４４】また、前記逆巻きの際には、前記環状コア
１４が図６の二点鎖線で示す位置（シャトルリング１５
の中心が前記環状コア１４を含む平面からずれた位置）
に保持される。また、前記線材巻戻し手段４２の摩擦プ
レート４３が右方（Ｙ2方向）に移動し、前記蓄線コマ
３８から離れた位置に保持され、且つ、前記線材巻戻し
手段５２の摩擦プレート５３が右方（Ｙ2方向）に移動
し、前記蓄線コマ３８に接触する位置に保持される。こ
のとき前記摩擦プレート５３は、前記蓄線コマ３８と環
状コア１４との間に張られる線材の長さ（すなわち前記
環状コア１４と蓄線コマ３８との距離）が減少する領域
に配置されている。この状態で、シャトルリング１５は
反時計方向に回転される。このとき、前記順巻きと同様
に、線材３９は弛むことなく、環状コア１４に巻き付け
られる。

【００４５】前記環状コア１４の位置を図６のＹ軸から
ずらすことにより、前記順巻き及び逆巻きのいずれの場
合にも、前記環状コア１４と蓄線コマ３８との距離が減
少する領域を狭く且つ前記距離が増加する領域を広くす
ることができる。このように、前記環状コア１４と蓄線
コマ３８との距離が減少する領域を狭くすると、その領
域に配置する前記線材巻き戻し手段４２，５２の構成を
小型にすることができる。

【００４６】（変更例）以上、本発明の実施例を詳述し
たが、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内
で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更
実施例を下記（Ｈ01）〜（Ｈ02）に例示する。

【００４７】（Ｈ01） 本発明は１個の環状コア１４に
順巻き及び逆巻きの巻き線を施すトロイダルコイル巻線
機以外に、順巻き又は逆巻きの一方の巻き線のみを行う
トロイダルコイル巻線機にも適用することが可能であ
る。前記一方の巻き線のみを行う場合には、線材巻戻し
手段４２，５２の前記摩擦プレート４３，５３を移動さ
せる必要はなくなるので、線材巻き戻し手段４２，５２
の構成を簡素化することが可能となる。 （Ｈ02） 蓄線コマ３８の自転制動力を発生させるため
のガイドプレート３５と蓄線コマ３８との間の押し付け
力（又は吸引力）は、磁性材料と永久磁石とを用いる代
わりに永久磁石と永久磁石とを用いることが可能であ
り、また、永久磁石４１の代わりに電磁石を使用するこ
とも可能であり、さらに、板バネ、コイルバネ等の力を
使用することも可能であり、さらにまた、エアシリンダ
を使用することも可能である。

【００４８】

【発明の効果】前述の本発明のトロイダルコイル巻線機
は、下記の効果（Ｅ01）〜（Ｅ02）を奏することができ
る。 （Ｅ01） シャトルリングの中心を環状コアが通らない
場合、すなわち、巻線時にシャトルリングに支持された
蓄線コマ及び環状コア間の距離が変化する場合でも、常
に蓄線コマ及び環状コア間の線材に張力を発生させる
（線材の弛みを防止する）ことができる。 （Ｅ02） 定まったサイズのシャトルリングを用いて種
々のサイズの環状コアに対する巻線を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明のトロイダルコイル巻線機の一
実施例の全体説明図である。

【図２】 図２は同実施例の環状コアを支持する装置の
説明図である。

【図３】 図３は同実施例のシャトルリングを支持する
装置の説明図で、前記図１のIII−III線断面図である。

【図４】 図４は同実施例のシャトルリングを支持する
装置の説明図で、図４Ａは前記図３のIVＡ−IVＡ線断面
図、図４Ｂは前記図３の矢印IVＢから見た部分図であ
る。

【図５】 図５は同実施例の蓄線コマの説明図である。

【図６】 図６は同実施例のシャトルリングの回転に伴
い公転する蓄線コマと環状コアとの位置関係及び線材巻
戻し手段の説明図である。

【図７】 図７は同実施例の蓄線コマを昇降案内するガ
イドプレートの説明図で、展開図である。

【図８】 図８は従来のトロイダルコイル巻線機の全体
説明図である。

【符号の説明】

１４…環状コア、１５…シャトルリング、３５…ガイド
プレート、３８…蓄線コマ、３９…線材、４１…自転制
動力発生手段（永久磁石）、４２，５２…線材巻戻し手
段、

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状コアが保持された所定の平面に垂直
   な平面内で回転可能且つ前記環状コアの孔を貫通するシ
   ャトルリング、このシャトルリングに自転可能に支持さ
   れるとともにシャトルリングの回転に伴って公転し且つ
   線材が繰り出し可能に蓄えられた蓄線コマ、この蓄線コ
   マの前記自転に制動力を作動させる自転制動力発生手
   段、及び前記シャトルリングを回転させるシャトルリン
   グ回転支持装置を備え、前記シャトルリングが回転した
   ときに前記蓄線コマから繰り出される線材を前記環状コ
   アに巻き付けるトロイダルコイル巻線機において、下記
   の構成要件（Ｙ01）を備えたことを特徴とするトロイダ
   ルコイル巻線機、 （Ｙ01） 前記シャトルリングの回転時に公転する蓄線
   コマの移動領域のうち、この蓄線コマと前記環状コアと
   の間に張られる張設線材の長さとして定義される前記環
   状コアと蓄線コマとの距離が減少する領域において、前
   記蓄線コマに線材巻戻し方向の回転力を作動させる線材
   巻戻し手段が設けられたこと。
2. 【請求項２】 下記の要件（Ｙ02）を備えたことを特徴
   とする請求項１記載のトロイダルコイル巻線機、 （Ｙ02） 前記シャトルリングの中心が前記環状コアを
   含む平面からずれた位置に配置されて、前記環状コアと
   蓄線コマとの距離が減少する領域が狭く且つ前記距離が
   増加する領域が広くされたこと。
3. 【請求項３】 下記の要件（Ｙ03）を備えたことを特徴
   とする請求項１または２記載のトロイダルコイル巻線
   機、 （Ｙ03） 前記自転制動力発生手段は、前記環状コアと
   蓄線コマとの距離が増加する領域では、前記蓄線コマの
   自転に対して前記距離の長いときに短いときよりも大き
   な制動力を作用させる構成を備えたこと。
4. 【請求項４】 前記自転制動力発生手段が下記の要件
   （Ｙ04）〜（Ｙ06）を備えたことを特徴とする請求項３
   記載のトロイダルコイル巻線機、 （Ｙ04） 前記蓄線コマを前記自転の軸方向に移動可能
   に支持することにより、蓄線コマを前記シャトルリング
   に対して接近した位置と離れた位置との間で移動可能に
   支持する手段、 （Ｙ05） 前記蓄線コマの前記シャトルリングに対向す
   る部分及び前記シャトルリングの前記蓄線コマに対向す
   る部分にそれぞれ、永久磁石又は磁性材料のうちの一方
   及び他方が設けられたこと、 （Ｙ06） 前記シャトルリングの回転に伴って公転する
   蓄線コマに係合し、蓄線コマと環状コアとの間の前記距
   離が大きい領域では小さい領域よりも蓄線コマをシャト
   ルリングに接近させるリング状のガイドプレート。