JP2012204414A - 巻線システム - Google Patents

Abstract

【課題】トラブル等が発生した場合でも、稼働率が低下することを防止できる巻線システムを提供する。
【解決手段】コアＴ１を供給するためのコア供給部１２と、コア供給部１２から供給されたコアＴ１にワイヤを巻き付けるための巻線集合部１４と、巻線集合部１４においてワイヤが巻き付けられたコアＴ２を排出するためのコア排出部２０と、を有する巻線システム１０であって、巻線集合部１４は、各々独立して駆動してコアＴ１にワイヤを巻き付ける複数の巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、コアにワイヤを巻き付けるための巻線システムに関する。

特許文献１には、インデックス方式で多連（１０連）によって構成されている巻線装置が記載されている。この巻線装置は、インデックスの各ステージで、始線処理、からげ、巻線、終線処理などの工程を行い、かつ各々の工程を同時に実行しているものである。

特許文献２には、多連の巻線機を備えた多連巻線装置が記載されている。多連巻線装置は、多連の巻線機を備えているが、共通の駆動装置を採用している。

特開２００１−２３０１４４号公報 特開平１０−３２１３６号公報

しかしながら、特許文献１の巻線装置では、インデックスの任意の連でトラブル等が発生した場合、巻線装置の設備全体が停止することになる。これにより、巻線装置の稼働率が低下する問題が生じる。

また、特許文献２の多連巻線装置では、共通の駆動装置が採用されているため、１つの巻線機にトラブル等が発生すると、多連巻線装置の設備全体が停止することになる。これにより、多連巻線装置の稼働率が低下する問題が生じる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、トラブル等が発生した場合でも、稼働率が低下することを防止できる巻線システムを提供することを目的とする。

本発明は、コアを供給するためのコア供給部と、前記コア供給部から供給された前記コアにワイヤを巻き付けるための巻線集合部と、前記巻線集合部において前記ワイヤが巻き付けられた前記コアを排出するためのコア排出部と、を有する巻線システムであって、前記巻線集合部は、各々独立して駆動して前記コアに前記ワイヤを巻き付ける複数の巻線部を備えていることを特徴とする。

この場合、前記巻線部の前記巻線集合部に対する連結状態または離脱状態を判定する接続判定ラインを備えたことが好ましい。

この場合、前記コアに巻き付けられた前記ワイヤを前記コアの電極に半田付けするための半田付け部を前記巻線集合部と前記コア排出部の間に備えたことが好ましい。

この場合、前記巻線集合部の任意の前記巻線部を前記巻線集合部から離脱させてメンテナンスを行うための調整部をさらに備えたことが好ましい。

本発明によれば、複数の巻線部のうち一部の巻線部がトラブル等により停止した場合でも、その他の巻線部が独立して駆動可能であるため、巻線システム全体が停止するという事態を防止することができる。これにより、複数の巻線部のうち一部の巻線部がトラブル等により停止した場合において、巻線システムの稼働率が大幅に低下することを防止でき、生産効率の大幅な低下を防止できる。

また、巻線部の巻線集合部に対する連結状態または離脱状態を判定する接続判定ラインが備えられているため、巻線部の巻線集合部に対する連結状態または離脱状態を判定することができる。

また、巻線集合部と半田付け部とが別々に設けられているため、巻線集合部の複数の巻線部においてワイヤが巻き付けられたコアを、半田付け部においてまとめて半田付けすることができる。これにより、巻線システムの生産効率を高めることができる。

さらに、調整部が設けられているため、トラブル等が発生した任意の巻線部を巻線集合部から離脱させ、調整部に移動させることができる。これにより、トラブル等が発生した巻線部を調整部において新しい巻線部に交換したり、あるいはメンテナンスすることができるとともに、その間、他の巻線部が継続して駆動しているため、巻線システムの稼働率が大幅に低下することを防止できる。この結果、巻線システムの生産効率の大幅な低下を防止できる。

本発明の一実施形態に係る巻線システムの構成図である。 本発明の一実施形態に係る巻線システムの通常運転時の状態を示す概念図である。 本発明の一実施形態に係る巻線システムを構成する巻線集合部の任意の巻線部をメンテナンスしている状態の概念図である。 本発明の一実施形態に係る巻線システムを構成する巻線集合部の３つの巻線部における「供給」、「巻線」、「取出し」の各工程のタイミングチャートである。

本発明の一実施形態に係る巻線システムについて、図面を参照して説明する。

図１に示すように、巻線システム１０は、ワイヤが巻き付けられるコアＴ１を供給するためのコア供給部１２と、コアＴ１にワイヤを巻き付けるための巻線集合部１４と、巻線集合部１４のうち所定の巻線部を巻線集合部１４から離脱させてメンテナンスを行うための調整部１６と、コアＴ１に巻き付けられたワイヤの端部をコアＴ１の電極に半田付けするための半田付け部１８と、ワイヤが巻き付けられかつ半田付けされたコアＴ２を排出するためのコア排出部２０と、を備えている。

なお、図１では、ワイヤが巻き付けられていないコアをＴ１で図示し、ワイヤが巻き付けられているコア（適宜、「ワイヤ巻き付け済みコア」という）をＴ２で図示している。

また、巻線システム１０は、コア供給部１２、巻線部１４、半田付け部１８にコアを移動させるための一軸ロボット２２を備えている。一軸ロボット２２は、制御装置２１（図２参照）により駆動され、所定の軸方向に移動可能な吸着ヘッド２４を備えている。吸着ヘッド２４は、コアＴ１をコア供給部１２から巻線集合部１４へ搬送し、また、コアＴ２を巻線集合部１４から半田付け部１８へ搬送する。

なお、一軸ロボット２２及び吸着ヘッド２４は、巻線システム１０において各部間の搬送手段として共有される。

コア供給部１２は、コアＴ１を整列搬送する。コア供給部１２は、供給部バッファ２６を備えている。供給部バッファ２６に、所定数のコアが並べられる。コアは、ボビンと、鍔部と、で構成されている。鍔部には、予め下地電極が形成されている。コア供給部１２の一例として、振動フィーダ等が用いられる。

巻線集合部１４は、各々独立して駆動してコアにワイヤを巻き付ける複数の巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄで構成されている。各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄは、同じ構成であるため、一の巻線部１４Ａのみについて説明する。

なお、図１では、一例として、４機の巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄが図示されているが、４機に限られるものではなく、５機以上の巻線部で構成されていてもよいし、３機以下の巻線部で構成されていてもよい。

また、巻線集合部１４とは、各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄが制御装置２１に電気的に接続されて駆動可能となっている状態の各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄの集合体と定義する。

巻線部１４Ａは、コア取入部２８Ａと、巻線機構部３０Ａと、巻線取出バッファ３２Ａと、コアＴ１を巻線機構部３０Ａへ供給しかつワイヤ巻き付け済みコアＴ２を巻線取出バッファ３２Ａに取り出すコア取出機構３４Ａと、を有している。

調整部１６は、巻線集合部１４の近傍に設けられている。調整部１６は、メンテナンスや部品交換などの必要が生じた所定の巻線部を他の巻線部から一時的に離脱させ、巻線集合部１４から退避させるための領域を意味する。

調整部１６には、全ての巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄが退避できるように構成されている。例えば、各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄから調整部１６にかけて、それぞれレールが設けられている。そして、各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄがレール上を移動することにより、巻線集合部１４にある各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄを調整部１６に円滑に導くことができる。

ここで、各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄは、制御装置２１に対して着脱可能に接続されている。そして、各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄが各々独立して駆動するように構成されている。例えば、各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄは、配管コネクタ（図示省略）及び配線コネクタ１５により、配管系（図示省略）および制御装置２１に接続されている。これにより、各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄが各々独立して駆動可能になる。一方、各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄの配管コネクタ及び配線コネクタ１５が外れることにより、各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄが巻線集合部１４から離脱可能になる。

各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄと制御装置２１の間にはそれぞれ接続判定用の配線（接続判定ライン）が設けられている。任意の巻線部の配線コネクタ１５が外されることにより、任意の巻線部と制御装置２１との接続判定ラインが開放となり、任意の巻線部が巻線集合部１４から離脱状態であると認識される。

コア取入部２８Ａには、コア供給部１２の供給バッファ２６のコアＴ１が吸着ヘッド２４によって供給される。コア取入部２８Ａには、コア検出センサ（図示省略）が設けられている。コア取入部２８Ａにあるコアが不足している場合には、コア検出センサからの信号を受けて一軸ロボット２２の吸着ヘッド２４が駆動され、コア供給部１２の供給バッファ２６のコアＴ１がコア取入部２８Ａへ供給される。また、コア取入部２８Ａには、搬送ベルトが設けられている。コア取入部２８Ａへ供給されたコアＴ１は、搬送ベルトによってコア取出機構３４Ａの近傍へ搬送される。

コア取出機構３４Ａは、コア取入部２８ＡのコアＴ１をピックアップして巻線機構部３０Ａへ供給する。

巻線機構部３０Ａは、コアＴ１を保持するハンドを有している。コアＴ１がハンドによって保持された状態で所定の軸回りに回転しながら、ワイヤ供給部（図示省略）から供給されたワイヤがコアＴ１に巻き付けられていく。

ここで、コアＴ１へのワイヤの巻付方法について説明する。コアＴ１の片方の鍔部には、予め下地電極が印刷されている。そして、コアＴ１の鍔部にワイヤの端部をからげ、コアを回転させてボビンにワイヤを巻き、その後、同じ片方の鍔部にワイヤをからげて、ワイヤを切断する。これにより、コアに巻き付けられたワイヤは、２本の端部を有している。

巻線機構部３０ＡによってコアＴ１にワイヤが巻き付けられた後、コア取出機構３４Ａは、ワイヤ巻き付け済みコアＴ２をピックアップして巻線取出バッファ３２Ａへ搬送する。

巻線取出バッファ３２Ａは、搬送ベルトを有している。巻線取出バッファ３２Ａへ供給されたワイヤ巻き付け済みコアＴ２は、搬送ベルトによって所定の方向へ搬送されるとともに、巻線取出バッファ３２Ａにおいて所定の時間留まる。これにより、巻線取出バッファ３２Ａには、複数のワイヤ巻き付け済みコアＴ２が並べられる。巻線取出バッファ３２Ａには、コア検出センサ（図示省略）が設けられている。コア検出センサは、十分なバッファ数のワイヤ巻き付け済コアＴ２が並んでいるかどうかを制御装置２１へ信号出力する。

なお、巻線取出バッファ３２Ａに並べられたワイヤ巻き付け済みコアＴ２のワイヤの端部は、この段階で半田付けされていない。

そして、巻線取出バッファ３２Ａのワイヤ巻き付け済みコアＴ２は、所定のタイミングで一軸ロボット２２の吸着ヘッド２４によって、半田付け部１８の半田付け取入部３６へ供給される。

半田付け部１８は、半田付け取入部３６を備えている。半田付け取入部３６には、コア検出センサ（図示省略）が設けられている。半田付け取入部３６にあるワイヤ巻き付け済みコアＴ２が不足している場合には、コア検出センサ（図示省略）からの信号を受けて一軸ロボット２２の吸着ヘッド２４が駆動され、いずれかの巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄの巻線取出バッファ３２Ａのワイヤ巻き付け済みコアＴ２が半田付け取入部３６へ供給される。半田付け取入部３６には、ワイヤ巻き付け済みコアＴ２を半田付け部本体３８へ搬送するための搬送ベルトが設けられている。

半田付け部本体３８は、半田付け取入部３６から搬送されてきたワイヤ巻き付け済みコアＴ２に対して半田付けを行う。半田付け部本体３８では、ワイヤの２本の端部がコアの鍔部に印刷された下地電極に半田付けされる。

なお、半田付け部本体３８では、複数のワイヤ巻き付け済みコアＴ２に対して同時に又は連続して半田付けが行われる。

コア排出部２０には、半田付けされたワイヤ巻き付け済みコアＴ２が半田付け部１８から搬送されてくる。コア排出部２０では、半田付けされたワイヤ巻き付け済みコアＴ２がパレットなどの搬送治具などに収容され、別の場所に排出される。

次に、巻線集合部１４の任意の巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄをメンテナンスする場合について説明する。

（通常運転時）
図２に示すように、巻線集合部１４の各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄが駆動しているときには、各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄが制御装置２１に電気的に接続された状態になっている。各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄと制御装置２１の間の接続判定ラインは短絡しており、任意の巻線部と巻線集合部１４は連結状態であると認識される。

（メンテナンス時）
巻線集合部１４の巻線部１４Ｂが故障した場合には、巻線システム１０を一時停止した後、図３に示すように、配管コネクタ及び配線コネクタ１５を外して、当該巻線部１４Ｂを配管系および制御装置２１から離脱させる。このとき、巻線部１４Ｂと制御装置２１の間の接続判定ラインは開放しており、巻線部１４Ｂと巻線集合部１４は離脱状態であると認識される。そして、離脱状態の巻線部１４Ｂを調整部１６に移動する。巻線部１４Ｂは、レール上をスライドして調整部に移動され、所定のメンテナンスが施される。

一方、巻線集合部１４にある他の巻線部１４Ａ、１４Ｃ、１４Ｄは、制御装置２１に対して電気的に接続されているため、巻線システム１０の運転を再開することにより駆動状態となる。このため、駆動中の各巻線部１４Ａ、１４Ｃ、１４Ｄにおいて、コアＴ１にワイヤが巻き付けられる。これにより、メンテナンスしている巻線部１４Ｂのみが駆動停止しており、他の巻線部１４Ａ、１４Ｃ、１４Ｄは駆動してコアに対するワイヤの巻き付け作業が継続実施される。

巻線部１４Ｂのメンテナンスが終了した後、調整部１６に退避している巻線部１４Ｂを巻線集合部１４側に移動する。ここで、巻線システム１０を一時停止し、配管系および制御装置２１に対して、配管コネクタ及び配線コネクタ１５を接続する。これにより、巻線部１４Ｂと制御装置２１の間の接続判定ラインは短絡し、巻線部１４Ｂと巻線集合部１４は連結状態であると認識される。そこで、巻線システム１０の運転を再開することにより、巻線部１４Ｂを含めた巻線集合部１４が駆動状態となる。

なお、巻線部１４Ｂの連結は、位置決めピンで位置決めされた後、レバー操作により固定される。巻線部１４Ｂの離脱は、レール上をスライドさせてもよいし、レールから外して巻線部１４Ｂを別の調整用テーブルへ移動させてもよい。

次に、巻線集合部１４の任意の巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄに設備トラブルが発生した場合について説明する。

（設備トラブル発生時）
各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄと制御装置２１の間にはそれぞれ正常運転判定用の配線（正常運転ライン）が設けられている。例えば、巻線部１４Ｃにおいてワイヤ断線などのトラブルが発生した場合は、巻線部１４Ｃから制御装置２１への正常運転信号がＯＦＦとなり、巻線部１４Ｃがトラブル状態であると認識される。このとき、巻線部１４Ｃでの巻線動作および巻線部１４Ｃに対するコアＴ１、Ｔ２の供給、取出しは行われないが、他の巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｄは継続して正常運転される。トラブルの発生した巻線部１４Ｃは、トラブル要因を除去した後、巻線集合部１４へ連結され正常運転される。

次に、巻線システム１０における巻線動作の流れを説明する。

図４に示すように、ワイヤが巻き付けられていないコアＴ１がコア供給部１２から巻線集合部１４の各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄへ供給される（供給）。

巻線集合部１４では、各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４ＤによってコアＴ１にワイヤが巻き付けられる（巻線）。

各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄによってワイヤが巻き付けられたワイヤ巻き付け済みコアＴ２は、各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄから取り出される（取出し）。

そして、ワイヤ巻き付け済みコアＴ２は、半田付け部１８へ供給される。半田付け部１８において、ワイヤ巻き付け済みコアＴ２のワイヤの端部が下地電極に半田付けされる。

このように、巻線システム１０では、主として、供給→巻線→取出→半田付けという各工程を経る。

ここで、コアＴ１がコア供給部１２から巻線集合部１４の各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄに供給され、ワイヤが巻き付けられて、各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄから取り出され、半田付け部１８に供給される工程（供給→巻線→取出）まで、の一連の動作のタイミングチャートを図４に示す。

なお、図４では、３つの巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃを例にとる。

図４に示すように、１つの目の巻線部１４Ａに、コアＴ１が供給され、ワイヤが巻き付けられているときに、２つの目の巻線部１４Ｂに、コアＴ１が供給される。そして、１つの目の巻線部１４Ａからワイヤ巻き付け済みコアＴ２が取り出され、２つの目の巻線部１４Ｂに供給されたコアＴ１にワイヤが巻き付けられているときに、３つの目の巻線部１４Ｃにコアが供給される。

１つの目の巻線部１４ＡにコアＴ１が供給されているときに、２つの目の巻線部１４Ｂからワイヤ巻き付け済みコアＴ２が取り出される。そして、１つの目の巻線部１４ＡにコアＴ１が供給され、２つの目の巻線部１４Ｂからワイヤが巻き付けられたコアＴ２が取り出されているときに、３つの目の巻線部１４Ｃにおいて、ワイヤがコアＴ１に巻き付けられる。

以後、図４のタイミングチャートに示すように各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃにおいて、供給→巻線→取出しの各工程のタイミングがずらされて、順次、ワイヤがコアＴ１に巻き付けられていく。

以上のように、本実施形態の巻線システム１０によれば、巻線集合部１４に各々独立して駆動する複数の巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄを備えているため、１つの巻線部に不具合が発生した場合でも、他の巻線部の駆動が継続することにより、コアＴ１にワイヤを巻き続けることができる。これにより、巻線システム１０の稼働率の大幅な低下を防止できる。

また、半田付け部１８において複数のワイヤ巻き付け済みコアＴ２に対して同時に又は連続して半田付けが行われる。これにより、半田付け工程の効率を向上することができる。

また、各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄにおけるワイヤの巻き付け工程とは独立して、半田付け部１８において半田付けが行われる。これにより、各巻線部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄにおけるワイヤの巻き付け工程と半田付け部１８における半田付け工程とは、相互に時間の制約を受けることがない。

１０ 巻線システム
１２ コア供給部
１４ 巻線集合部
１４Ａ 巻線部
１４Ｂ 巻線部
１４Ｃ 巻線部
１４Ｄ 巻線部
１６ 調整部
１８ 半田付け部
２０ コア排出部

Claims (4)

1. コアを供給するためのコア供給部と、
   前記コア供給部から供給された前記コアにワイヤを巻き付けるための巻線集合部と、
   前記巻線集合部において前記ワイヤが巻き付けられた前記コアを排出するためのコア排出部と、
   を有する巻線システムであって、
   前記巻線集合部は、各々独立して駆動して前記コアに前記ワイヤを巻き付ける複数の巻線部を備えていることを特徴とする巻線システム。
2. 前記巻線部の前記巻線集合部に対する連結状態または離脱状態を判定する接続判定ラインを備えたことを特徴とする請求項１に記載の巻線システム。
3. 前記コアに巻き付けられた前記ワイヤを前記コアの電極に半田付けするための半田付け部を前記巻線集合部と前記コア排出部の間に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の巻線システム。
4. 前記巻線集合部の任意の前記巻線部を前記巻線集合部から離脱させてメンテナンスを行うための調整部をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の巻線システム。

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