JPH0734955B2 - 線材成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、線材成形方法に係り、特にトロイダルコアの
巻線装置に線を一定範囲内の曲率半径に成形して供給す
るために好適な線材成形方法に関する。

〔従来の技術〕

この種、線供給装置の従来技術としては、特開昭59-193
013号公報に開示されている技術がある。

この従来技術では、線を直線状に矯正して供給するよう
にしている。

ところで、トロイダルコアへの巻線の一つの有効な技術
として、円形の線ガイドに沿って、２個一対をなすロー
ラで構成された複数組の送りローラで線を送り、巻線す
る巻線装置の開発が進められている。この巻線装置で
は、これに供給される線の曲率半径が線ガイドの曲率半
径と大きく異なると、線ガイドの側壁から受ける線の抗
力が大きくなり、線に座屈が生じる。そこで、線を一定
範囲内の曲率半径に成形して供給する必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来技術では線を一定範囲内の曲率半径に曲げ
る機能を持っていない。したがって、前述のごとく、一
定範囲の曲率半径に成形した線を必要とする巻線装置に
は適用できないという問題があった。

本発明の目的は、前記従来技術の問題を解決し、線を一
定範囲内の曲率半径に曲げて供給することが可能な線材
成形方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、対向して配置された一対の、各々の直径が異
なるローラに線材を挾んで案内し、該ローラの一方を駆
動し、他方のローラを非駆動とし、直径の小さいローラ
の方向に線材を弧状に成形することを特徴とする。

〔作用〕

前記本発明の１番目の発明では、線に対して張力付与機
構により一方向に一定の大きさの張力を加える。

ついで、前記線を張力付与機構による張力付与方向と異
なる方向に共通の接線を持つ２個一対のローラからなる
線成形用のローラ対に線をはさみ、ローラを回転させ
る。これにより、前記線は前記張力付与機構とローラ対
の間で張力を受けるため、直線状に矯正され、さらに張
力付与機構による張力付与方向と異なる方向に共通の接
線を持つ２個一対のローラからなる線成形用のローラ対
の引っ張り力と、張力付与機構により加えられる張力の
方向が異なるため、線は一定の曲げモーメントを受け、
一定範囲内の曲率半径に曲げられる。したがって、前記
ローラ対間を通過させることにより、前記線を一定範囲
の曲率半径に成形して供給することができる。

一般にボビンに巻かれている線の曲率半径は、ボビンの
外側と芯に近い所では異なるが、この発明ではいったん
線を直線状に矯正したうえで、線に一定の曲げモーメン
トを加えるようにしているので、線の曲率半径のばらつ
きを小さくすることができる。

また、前記本発明の２番目の発明では、線に対して張力
付与機構により一方向に一定の大きさの張力を加える。

そして、前記線を直径の異なる２個一対のローラからな
る少なくとも一組の線成形用のローラ対に線をはさみ、
ローラを回転させる。その結果、前記線は張力付与機構
と線成形用のローラ対の間で張力を受けるため、直線状
に矯正される。さらに、線成形用のローラ対の直径の異
なるローラを回転させて線を送ると、線が２個のローラ
から受ける応力の分布が異なり、線に曲げモーメントが
加わるため、線成形用のローラ対の線巻き込み側と線繰
り出し側の線の曲率半径が異なる。したがって、前記線
成形用のローラ対間を通過させることにより、前記線を
一定範囲内の曲率半径に成形して供給することができ
る。

前記線成形用のローラ対から繰り出される線の曲率半径
は、このローラ対に送り込まれた線に加わる張力の大き
さと方向により異なるが、この発明では線に加える張力
の大きさと方向を一定に保つことができるので、繰り出
される線の曲率半径のばらつきを小さくすることができ
る。

また、ボビンに巻かれている線の曲率半径は、ボビンの
外側と芯に近い所で異なるが、この発明では張力付与機
構とローラ対の間でいったん線を直線状に矯正したうえ
で、線に曲げモーメントを加えて曲げるようにしている
ので、線の曲率半径のばらつきをさらに小さくすること
ができる。

なお、この発明において、前記ローラ対を複数組設け、
この複数組のローラ対に線を繰り返し送ると、この線の
曲率半径は徐々に小さくなり、やがてローラ径とローラ
の材質で決まる一定値に収束する。したがって、複数組
のローラ対に線を繰り返し送ることにより、線の曲率半
径のばらつきをより一層小さくすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図〜第４図は本発明の１番目の発明の一実施例を示
すもので、第１図は斜視図、第２図および第３図は第１
図のII-II線およびIII-III線断面図、第４図は作用説明
図である。

これらの図に示す実施例の線供給装置は、ベース１と、
線３のボビン２と、２個一対のローラ4,4′で構成され
た送りローラ対と、プーリ14と、２個一対のローラ2
1′,21′で構成された線成形用のローラ対と、カバー22
とを備えている。

前記ベース１には、プーリ移動用の長穴13が形成されて
いる。

前記ボビン２は、ベース１に、第１図に矢印で示す一方
向に回転可能に支持されていて、線３を繰り出すように
なっている。

前記線３の送りローラ対を構成されているローラ4,4′
のうちの、一方のローラ４は第２図に示すように、回転
軸５およびカップリング６を介して、ベース１に設置さ
れたモータ７に連結されている。他方のローラ４′は、
第２図に示すように、揺動アーム８に固定された軸９に
軸受10を介して回転可能に取り付けられている。前記揺
動アーム８は、第２図に示すように、ピン11によりベー
ス１に揺動可能に支持され、かつトーションスプリング
12によりローラ４にローラ４′を密着させる方向に付勢
されている。したがって、前記一方のローラ４は駆動ロ
ーラとされており、他方のローラ４′は被動ローラとさ
れている。

前記プーリ14は、第１図および第３図に示すように、前
記ベース１に形成された長穴13内に配置されている。ま
た、プーリ14は第３図に示すように、回転軸15および軸
受16,16′を介してスライダ17に回転可能に支持されて
いる。前記スライダ17は、同第３図に示すように、ブッ
シュ18を介してガイドレール19,19′に取り付けられて
おり、第１図に矢印で示す方向に往復移動可能に支持さ
れている。

前記プーリ14は、第３図に示すように、ベース１とスラ
イダ17間に設けられた引っ張りばね20によりボビン２か
らの線３の繰り出し方向と平行な方向に引っ張られてい
る。

この実施例では、プーリ14と引っ張りばね20とにより、
線３に対して一方向に一定の大きさの張力を加える張力
付与機構を構成している。

前記線成形用のローラ対を構成しているローラ21,21′
は、第１図に示すように、前記プーリ14の線繰り出し側
に配置されている。さらに、前記ローラ21,21′は第４
図から分かるように、前記プーリ14と引っ張りばね20と
による線３への張力付与方向（第４図中の張力Ｆ参照）
に対して、共通の接線方向Ｐが異なるように設けられて
いる。また、前記ローラ21,21′のうちの、一方のロー
ラ21は前記送りローラ対のローラ４と同様、モータに連
結されていて駆動ローラとされており、他方のローラ2
1′は送りローラ対のローラ４′と同様、揺動アームと
トーションスプリングを介して前記ローラ21に密着する
方向に付勢されていて被動ローラとされている。そし
て、前記ローラ21,21′とにより線３に曲げモーメント
を加え、線３を一定範囲内の曲率半径に成形し得るよう
になっている。

前記送りローラ対のローラ４と線成形用のローラ対のロ
ーラ21とは、同じ周速で回転するように制御されてい
る。

前記カバー22は、第１図に示すように、ベース１上にお
いて線成形用のローラ対の繰り出し側に配置されてい
る。このカバー22には、一定範囲内の曲率半径に成形さ
れた線３のガイド溝23が形成されており、このガイド溝
23を通じて巻線装置（図示せず）に、成形された線３を
供給するようになっている。

前記実施例の線供給装置は、次のように運転され、作用
する。

まず、ボビン２から線３を引き出し、送りローラ対を構
成しているローラ4,4′間に通し、プーリ14に巻き付
け、線成形用のローラ対を構成しているローラ21,21′
間に通して初期設定を行う。

次に、ローラ4,4′およびローラ21,21′のうちの、駆動
ローラであるローラ4,21を回転させ、線３を送る。

その間、張力付与機構を構成している引っ張りばね20に
よりプーリ14が引っ張られているため、第４図に示すよ
うに、プーリ14と線成形用のローラ対のローラ21,21′
間の線3aに張力Ｆが加わり、この張力Ｆにより線3aが直
線状に矯正される。

実験によれば、直径30〜50μｍ程度の線３の場合、伸び
が１％程度になるまで張力Ｆを加えることにより、この
線３をほぼ直線状に矯正することができる。

さらに、線成形用のローラ対のローラ21,21′間を通る
線3bには、ローラ21,21′から受ける、ローラ21,21′の
共通の接線方向Ｐの引っ張り力ｆとプーリ14を介して線
３に作用する引っ張りばね20の張力Ｆの方向が異なるた
め、曲げモーメントが作用する。この曲げモーメントに
より、前記いったん直線状に矯正された線3aがローラ2
1,21′間を通過すると、一定範囲内の曲率半径に成形さ
れる。なお、成形された線を第１図および第４図に符号
3cで示す。

なお、ボビン２に巻かれている線３の曲率半径は、ボビ
ン２の外側と芯に近い所では異なるが、この実施例では
線３をいったん直線状に矯正したのち、一定の曲げモー
メントを加えて曲げるようにしているので、成形された
線３の曲率半径のばらつきを小さくすることができる。

また、線３がローラ21,21′から受ける曲げモーメント
は、線３に付与された張力とその方向により異なるが、
この実施例ではプーリ14と引っ張りばね20とによる張力
付与機構により、張力とその方向をほとんど一定となし
得るので、曲げモーメントを一定とすることができ、し
たがってローラ21,21′から繰り出される線３の曲率半
径のばらつきを小さくすることができる。

実験によれば、線成形用のローラ対のローラ21,21′と
して直径15mmのステンレス製ローラを用い、ローラ21,2
1′の押圧力を200gとし、線３として導体直径35μｍの
パラレス線を用い、付与する張力Ｆを20gとし、ローラ2
1,21′の共通の接続方向Ｐと前記張力Ｆの方向のずれ角
を５°とした場合、ローラ21,21′から繰り出された線
３の曲率半径を80mm±10mmの範囲内で成形することがで
きた。

次に、第５図〜第７図は本発明の２番目の発明の一実施
例を示すもので、その第５図は斜視図、第６図は同作用
説明図、第７図は線成形用のローラ対の線送り特性を示
す図である。

これらの図に示す実施例の線供給装置では、プーリ14の
線繰り出し側に、線成形用のローラ対を構成しているロ
ーラ24,24′の組、ローラ25,25′の組、ローラ26,26′
の組、ローラ27,27′の組が順次配列され、ベース１に
支持されている。

前記ローラ24,24′の組、ローラ25,25′の組、ローラ2
6,26′の組、ローラ27,27′の組のうちのローラ24,24′
の接点とプーリ14の外周を結ぶ接線と、ローラ24,24′
の共通の接線とが一致する位置に設けられている。前記
ローラ24,24′、ローラ25,25′の組、ローラ26,26′の
組、ローラ27,27′の組は、成形される線３の曲率半径
の円弧軌跡上に間隔をおいて設けられている。さらに、
ローラ24,24′の組、ローラ25,25′の組、ローラ26,2
6′の組、ローラ27,27′の組の一方のローラ24,25,26,2
7は第５図に示すように、他方のローラ24′,25′,26′,
27′よりも大径に形成されており、前記第２図に示す送
りローラ対のローラ４と同様、モータに連結されていて
駆動ローラとされている。また、他方のローラ24′,2
5′,26′,27′は、前記第２図の送りローラ対のローラ
４′と同様、揺動アームおよびトーションスプリングを
介してそれぞれ対応するローラ24,25,26,27に密着する
方向に付勢されていて、被動ローラ（非駆動ローラ）と
されている。そして、前記ローラ24,24′の組、ローラ2
5,25′の組、ローラ26,26′の組、ローラ27,27′の組に
より、線３に繰り返し曲げモーメントを加え、線３を徐
々に一定範囲の曲率半径に成形するように構成されてい
る。

前記送りローラ対のローラ４と線成形用のローラ対のロ
ーラ24,25,26,27とは同じ周速で回転するように制御さ
れている。

なお、この第５図〜第７図に示す実施例の他の構成につ
いては、前記第１図〜第４図に示す実施例と同様であ
る。

前記第５図〜第７図に示す実施例の線供給装置は、次の
ように運転され、作用する。

すなわち、ボビン２から線３を引き出し、その線３を送
りローラ対のローラ4,4′間に通し、プーリ14に巻き付
け、ついで線成形用のローラ対を構成しているローラ2
4,24′の組、ローラ25,25′の組、ローラ26,26′の組、
ローラ27,27′の組に通し、初期設定を行う。

次に、送りローラ対のローラ4,4′、および線成形用の
ローラ対を構成しているローラ24,24′の組、ローラ25,
25′の組、ローラ26,26′の組、ローラ27,27′の組を回
転させ、線３を送る。

ここで、プーリ14と引っ張りばね20とにより構成されて
いる張力付与機構により、プーリ14と線成形用のローラ
対のローラ24,24′の組間の線3dに張力Ｆが加わり、こ
の張力Ｆにより線3dが直線状に矯正される。

ついで、前記ローラ24,24′の組の一方のローラ24と他
方のローラ24′の直径が異なるため、第６図に示すよう
に、ローラ24,24′間にはさまれている線3eにローラ24
とローラ24′から作用する応力の分布が異なり、その結
果線3eに曲げモーメントＭが作用する。この曲げモーメ
ントＭにより、前記いったん直線状に矯正された線3dは
ローラ24,24′間を通過する時に、一定範囲内の曲率半
径に成形される。

そして、ローラ25,25′の組、ローラ26,26′の組、ロー
ラ27,27′の組にはさまれた線3f,3g,3hも、それぞれ一
方のローラ25,26,27と他方のローラ25′,26′,27′の直
径の違いによる曲げモーメントＭを受けて一定範囲内の
曲率半径に成形され、線３は最終段階では所期の曲率半
径に成形され、カバー22に形成されたガイド溝23を通じ
て巻線装置（図示せず）に供給される。なお、成形され
た線を第５図および第６図において符号31で示す。

実験の結果、１本の線を直径の異なる２個一対のローラ
からなるローラ対に繰り返して通過させると、第７図に
示すように、線の曲率半径が徐々に小さくなり、やがて
ローラ径とローラの材質によって決まる一定値に収束す
ることが確認された。したがって、この実施例のごと
く、線成形用の４組のローラ対に線３を通過させて徐々
に成形して行くことによって、曲率半径のばらつきをよ
り一層小さくすることができる。

なお、この第５図〜第７図に示す実施例の他の作用につ
いて、前記第１図〜第４図に示す実施例と同様である。

また、この第５図〜第７図に示す実施例において、線成
形用のローラ対の組数は線の材質、線径および成形すべ
き曲率半径等によって任意に選定される。

さらに、第１図〜第４図に示す実施例、および第５図〜
第７図に示す実施例とも、張力付与機構は、図面に示す
構造のものに限らず、要は線３に対して一方向に一定の
大きさの張力を加え得る構造であればよい。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明の１番目の発明によれば、線に対し
て一方向に一定の大きさの張力を加える張力付与機構
と、この張力付与機構による張力付与方向と異なる方向
に共通の接線を持つ２個一対のローラからなりかつ張力
を与えられた線に曲げモーメントを加える線成形用のロ
ーラ対とを備え、前記張力付与機構により線に、一方向
に一定の大きさの張力を加えて直線状に矯正し、ついで
前記張力付与機構による張力付与方向と異なる方向に共
通の接線を持つ２個一対のローラで構成された線成形用
のローラ対に線をはさみ、前記ローラを回転させて線に
一定の曲げモーメントを作用させ、曲げるようにしてい
るので、線を一定範囲内の曲率半径に成形して供給し得
る効果がある。

また、本発明の２番目の発明によれば、線に対して一方
向に一定の大きさの張力を加える張力付与機構と、直径
の異なる２個一対のローラからなりかつ張力を与えられ
た線に曲げモーメントを加える少なくとも一組の線成形
用のローラ対とを備え、前記張力付与機構により線に、
一方向に一定の大きさの張力を加えて直線状に矯正した
うえで、直径の異なる２個一対のローラで構成された線
成形用のローラ対に線をはさみ、前記ローラを回転させ
て線に曲げモーメントを作用させ、曲げるようにしてい
るので、この２番目の発明によっても、線を一定範囲内
の曲率半径に成形して供給し得る効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の１番目の発明の一実施例を示
すもので、第１図は斜視図、第２図および第３図は第１
図のII-II線およびIII-III線断面図、第４図は作用説明
図、第５図〜第７図は本発明の２番目の発明の一実施例
を示すもので、第５図は斜視図、第６図は同作用説明
図、第７図は線成形用のローラ対の線送り特性を示す図
である。 １……ベース ２……ボビン ３……線 4,4′……送りローラ対を構成しているローラ 14……張力付与機構を構成しているプーリ 20……同引っ張りばね 21,21′……線成形用のローラ対を構成しているローラ 22……成形された線のガイド溝を有するカバー 24,24′;25,25′;26,26′;27,27′……線成形用のロー
ラ対を構成しているローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福本 洋介 神奈川県小田原市国府津2880 株式会社日 立製作所小田原工場内 (56)参考文献 特開 昭59−4934（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向して配置された一対の、各々の直径が
   異なるローラに線材を挟んで案内し、該ローラの一方を
   駆動し、他方のローラを非駆動とし、直径の小さいロー
   ラの方向に線材を弧状に成形する線材成形方法。