JP2810391B2 - コイル巻線機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はコンピュータの磁気ヘッド等のコイル巻線機
に関する。

（従来の技術） コンピュータのフロッピディスクに記録されたデータ
の読出しを行う磁気ヘッドは非常に小さなコイルを備え
ている。磁気ヘッドのコイルは、たとえば直径が0.03mm
というようなごく細い線材（ワイヤ）を、コア部に巻き
付けて形成するが、コア部の空隙も0.4mm程度ときわめ
て小さく、いちいちこの空隙を通しながら線材を巻き回
していく巻線作業は、拡大鏡などを用いて行う、非常に
手間のかかる面倒なものとなっていた。

（発明が解決しようとする課題） したがって、これらの巻線作業は巻線機械によって自
動的に行なわれることが好ましく、このため、例えば特
開昭60−170009号公報や特公昭62−43530号公報等によ
って巻線装置が提案されているが、いずれも巻線動作の
確実性や安定性の点で必ずしも満足のできるものではな
い。

非常に小さな間隙に極く細い線を通しながら巻き付け
ていくこのコイル巻線作業は、作業効率や歩どまりを考
慮すると、必ずしも全自動で行う必要もなく、作業者の
手を借りての半自動でも確実性が保証されれば十分に採
算のとれるものとなる。

本発明はこのような観点から、確実で安定した巻線作
業を能率よく行えるコイルの巻線機を提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手段） そこで本発明は、ワイヤコイルを巻くコア部をそなえ
るワークを着脱自在に保持するワークヘッドと、ステッ
プモータに駆動されてこのワークヘッドをコイルを一巻
きする毎にコイルピッチ方向に１ピッチづつ移動させる
手段と、上記コア部のコア穴にワイヤを挿通案内するよ
うにワークヘッドに近接して設けたワイヤガイドと、モ
ータにより前記ワークヘッドの周囲をほぼ半周にわたり
ストッパに当接するまで回動するとともにモータ停止時
に初期位置に向けて付勢されるテンションアームと、テ
ンションアームの初期位置を規制する停止部材と、この
テンションアームに傾動可能に取り付けられたテンショ
ンローラと、テンションアームの回動限でテンションロ
ーラと当接して傾斜しワイヤを外させるストッパと、テ
ンションアームの回動限と連動してコア部に巻き付けら
れたワイヤを押圧保持するワイヤ押さえとを備え、作業
者がワークヘッドにワークをセットし、手でワイヤをワ
イヤガイドに沿って押し入れてコア穴に挿通し、テンシ
ョンローラにワイヤ端を巻き付けた後、テンションアー
ムによりワイヤを半周にわたり手前に引き回したとき、
前記ワイヤ押さえが自動的に作動してコア部のワイヤを
押え、前記回動限に達するとストッパによりテンション
ローラから巻き付けられたワイヤを外すとともに、モー
タが作動してワークヘッドを１ピッチ移動させ、最後に
テンションアームが停止部材のある初期位置に向けて反
回転して、コイルの一巻きを完了する方法を備えたこと
を特徴とする。

（作用） したがって、手でワイヤガイドに沿ってコイルワイヤ
を押し入れると、ワイヤは磁気ヘッドのコア穴を挿通す
る。反対側に抜き出したワイヤを、テンションアームの
テンションローラに手で掛け回し、そのままワイヤをほ
ぼ半周にわたり手前に引き回す。

これによりコア部にワイヤがほぼ一巻きされるが、こ
の状態でワイヤ押さえが作動して、コア部に巻き付けた
ワイヤを押さえる。

前記ワイヤの巻き付け力はテンションアームにかかる
略一定の回動トルクに応じて決まる。

ワイヤを一巻きする間にワークヘッドがコイルのピッ
チ方向に１ピッチだけ移動する。次に同じ動作を作業者
が繰り返すと、ワイヤはさらに一巻きされることになる
が、ワークがコイルの１ピッチ分だけ移動するので、次
の巻き線が重なったり、離れたりすることがない。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１図〜第３図に示すように、機枠１の上面には後述
するワークＷ（磁気ヘッド）を保持するワークヘッド２
が配置される。ワークヘッド２はワークＷを着脱自在に
クランプするもので、ワークステージ３に対して回動自
在に取付けたワーククランプ４と、ワークホルダ５との
間にワークＷを握持する。ワーククランプ４は圧縮バネ
６により閉じ方向に付勢される。

ワークヘッド２はワークＷを保持した状態で上下方向
にスライドすることができ、このため、ワークステージ
３と直角方向に延びるステージシャフト７が、機枠１に
取付けたガイド８に案内されて摺動自在に保持されてい
る。

ステージシャフト７の下端にはカムプレート10に従動
するローラ９が取付けてあり、カムプレート10の回転に
応じてステージシャフト７を上下方向に移動させる。カ
ムプレート10はステップモータ11の回転軸に結合され、
ステップモータ11に入力するステップ信号に応じて１ス
テップづつ回転する。ステップモータ11は後述するが、
前記ワークＷのコイルを１巻きする毎に１ステップだけ
回転し、カムプレート10を介して、コイルの巻線径に相
当する１ピッチ分だけステージシャフト７をリフトさせ
る。

なお、ステップモータ11は機枠１の内部に前記ガイド
８と共に固定されている。

ワークヘッド２のワークＷを保持する周辺に位置し
て、機枠１の上面には馬てい形のガイドベース15が取付
けられる。第４図、第９図にも示すように、ガイドベー
ス15には前記ワークＷのコアＡのコア穴Ｂに通すコイル
線材（ワイヤＣ）を案内する前方、後方のワイヤガイド
16、17が設けられる。

前方のワイヤガイド16にはクサビ形の案内壁18が形成
され、ワイヤガイド16の内部には案内壁18と平行に棒状
の磁石21が配置され、ワイヤＣを軽く吸着して案内壁18
の隔部に沿っての押し入れをガイドする。

後方のワイヤガイド17にはこの案内壁18の延長上に位
置して案内隙間19が形成され、後述するように、ワイヤ
Ｃを案内壁18に沿って押し入れていくと、自動的にワー
クＷのコア穴Ｂを通るようになっている。

ワイヤガイド16と17はワークＷをはさんで両側に位置
し、後方のワイヤガイド17にはガイドベース15に沿って
半円形の庇部20が形成され、その下面をワイヤＣが通過
しうるように、ガイドベース15との間に一定の間隙を維
持する。

ワークＷのコア部Ａに巻き付けるワイヤＣに一定の張
力を付与するために、ガイドベース15の周囲をワークＷ
とほぼ同じ高さで水平に回動するテンションアーム25が
設けられる。

このテンションアーム25の回転中心に位置する駆動軸
26は、可逆的に回転するACモータ27の回転軸に継手28を
介して連結され、モータ発生トルクが伝達される。

テンションアーム25の先端にはワイヤＣを掛け回すテ
ンションローラ29が配設され、このテンションローラ29
はブラケット30に対してスイング軸31を介して一方向に
傾動可能に取付けられる。テンションローラ29を起立状
態に保持するためにコイルスプリング32でスイング軸31
が付勢される。

テンションアーム25の初期位置を規制するための停止
部材33が機枠１の上面に取付けられるとともに、テンシ
ョンアーム25が所定角度範囲だけ回動したときにテンシ
ョンローラ29に当接してテンションローラ29を傾斜させ
るストッパ３が取付けられる（第８図参照）。

前記駆動軸26は機枠１に対して軸受35を介して回転自
在に支持されるが、駆動軸26の途中には、第７図にも示
すように、テンションアーム25を初期位置に向けて一定
のトルクで戻すためにテンッションプーリ37が取付けら
れるとともに、このテンションプーリ37にバネプーリ39
に巻かれたコンストンバネ38の一端が連結している。コ
ンストンバネ38は常に一定の張力でテンションプーリ37
を巻き取る。

テンションアーム25の回転位置を検出して後述するよ
うな作動信号を出力するために、第６図にも示すよう
に、駆動軸26には水平な位置検知プレート40が取付けら
れ、このプレート40の周囲に位置して４個の近接スイッ
チ41a、41b、41c、41dが所定の角度間隔をもって配設さ
れる。これら各スイッチ41a〜41dは位置検知プレート40
の回転位置により作動するもので、それぞれブラケット
42に位置調整可能に支持されている。

次に前記ワークＷの先端部に位置して、ワイヤＣの一
巻き毎にコア部ＡにワイヤＣを押さえ付け、コイル巻付
け力を一定に保持するワイヤ押さえ43が設けられる。

ワイヤ押さえ43はガイドベース15に取付けたピン44に
よって回動自在に支持されるとともに、水平リンク45、
クランクレバー46を介してソレノイド47のプッシュロッ
ド48と当接する。

クランクレバー46は水平なピン49によりガイドベース
15に回動自在に支持され、したがってソレノイド47が励
磁されてプッシュロッド48が突出すると、クランクレバ
ー46が押しあげられ、リターンスプリング50に抗して水
平リンク45を引き込み、ワーク押さえ43を図中時計回り
方向に駆動してワークヘッド２から離す。

リターンスプリング50はガイドベース15の下面に取付
けた支持ピン52との間に介装され、ワイヤ押さえ43を閉
じ方向に付勢する。

ただし、ワイヤ押さえ43と水平リンク45とは、水平リ
ンク45に形成した長孔53にワイヤ押さえ43のピン54が挿
入され、リンクストローク方向に一定の間隙をもって連
結する。

したがってワイヤ押さえ43は閉じ位置において、ワー
クＷとの間に間隙相当分のガタをもつが、ワイヤ押さえ
43をワークＷに一定の圧力でもって押し付けるために、
押さえスプリング55によって閉じ方向に付勢されてい
る。

つまり、開き位置にあるワイヤ押さえ43を閉じ位置付
近まで戻すのは、水平リンク45に連結した強いリターン
スプリング50により素早く行い、ワークＷに対しては弱
い押さえスプリング55によって所定の軽い圧力で押し付
ける。

以上のように構成され、次に作用について説明する。

まず、予めワイヤＣの先端に細く短い案内用のピアノ
線Ｄを接着剤等により接着する。このピアノ線Ｄは、ワ
イヤガイド16、17に沿ってワイヤＣをスムーズに案内す
るために有効である。

ワークＷをワークヘッド２にセットするために、図示
しないセットボタンを押すと、ステップモータ11が回転
してカムプレート10によりステージシャフト７が最大に
リフトし、ワークステージ３がせりあがり、ワークＷの
取付けを容易にする。

作業者が手でワーククランプ４を圧縮スプリング６に
抗して開き、ワークホルダ５との間にワークＷをセット
し、クランプする。

ワークＷはコア部Ａがワーク押さえ43を向くようにセ
ットされる。

ワークＷを取付けた後にスタートボタンを押すと、再
びステップモータ11が回転してワークステージ39を初期
位置まで降下させる。

この初期状態（スタート位置）ではコア部Ａのコア穴
Ｂの最上部をワイヤＣが通るように、ワイヤガイド16、
17との高さ位置関係が予め設定されている。

ワイヤＣを手で持ってワイヤガイド16のクサビ形の案
内壁18の隅部に沿って、先端のピアノ線Ｄを押し入れて
いく。ピアノ線Ｄは磁石21に吸着されるので、この隅部
に沿っての押し入れはスムーズに行なわれ、これにより
ワークＷのコア穴Ｂを確実に通過するように案内され
る。

ピアノ線Ｄは他方のワイヤガイド17の案内隙間19を通
るので、これをワイヤガイド16の後方に真っ直ぐに引き
だすことにより、ワイヤＣもコア穴Ｂを通る。ワイヤＣ
を所定回数だけコア部Ａに巻き付けるのに必要な長さだ
け手で引き出したら、ワイヤＣの繰り出し側を固定し、
時計回り方向にワイヤＣを引き回す。

このときワイヤＣをテンションアーム25のテンション
ローラ29に外側から巻き回し、時計回り方向に引くこと
により、テンションアーム25も一緒に回動するが、テン
ションアーム25は駆動軸26に連結したコンストンバネ38
により反時計回り方向へ常に一定の回転トルクを付与さ
れているため、これに打ち勝ってワイヤＣを強くあるい
は弱く引いても、ワイヤＣをコア部Ａに巻き付ける張力
は一定になる。

このようにして時計回り方向にほぼ半周ワイヤＣを手
で引けば、コア部ＢにはワイヤＣが１巻きされることに
なる。

ところで、この途中において、テンションアーム25と
一体的に回転する位置検知プレート40の回転位置によ
り、まず、近接スイッチ41bが作動し（近接スイッチ41a
については後で説明する）、これにより前記したステッ
プモータ11が１ステップだけ回転してカムプレート10を
介してステージシャフト７がリフトし、ワークヘッド２
がワークＷに巻くコイルの１ピッチ分だけ上昇する。

テンションアーム25がほぼ120゜ほど回転すると、近
接スイッチ41cが作動してソレノイド47が短時間だけ励
磁され、プッシュロッド48が瞬間的にリフトする。これ
により、クランクレバー46、水平リンク45を介してワイ
ヤ押さえ43が開き、これとコア部Ｂとの間にワイヤＣが
入る。この後直ぐにソレノイド47は消磁されるため、リ
ターンスプリング50により水平リンク45が戻され、ワイ
ヤ押さえ43が閉じる。

ただしワイヤ押さえ43がコア部Ｂに接触したときの閉
じ力はスプリング55によって決定されるので、仮にワイ
ヤＣを放しても、ワイヤＣは適切な押圧力で保持される
とともに、ワイヤ押さえ43の復帰時にコア部Ｂが強くた
たかれることもない。

さらにテンションアーム25が回転すると、スイッチ41
dが作動し、これによりACモータ27が正転方向（時計回
り）に極短時間だけ駆動される。

この位置でテンションアーム25のテンションローラ29
がストッパ34に当接するが、同時にACモータ27によりテ
ンションアーム25は時計回り方向に駆動されるため、ス
イング軸31を支点にしてテンションローラ29が回転前方
へと傾斜する。このため、テンションローラ29に掛け回
していたワイヤＣは、張力を増やすことなくスムーズに
外れてフリーになる。

このようにワイヤＣをフリーにする際に、テンション
ローラ29をスプリング32に抗して引き倒す必要がないた
め、ワイヤＣがコア部Ａに強く食い込まず、一定の張力
に維持される。

ワイヤＣがテションローラ29から外れた状態で、ワイ
ヤＣはコア部Ａに一巻きされ、かつその状態でワイヤ押
さえ43により保持されているため、フリーになっても巻
き付けたワイヤＣが緩むことはない。

テンションローラ29が傾斜しても、それ以上はテンシ
ョンアーム25が回転することができず、しかもACモータ
27の駆動も直ぐに解除されるため、ワイヤＣが外れる
と、駆動軸26にかかるコンストンバネ38の付勢力でテン
ションアーム25は元の位置に向けて反時計回り方向に回
動する。初期位置においてテンションアーム25は停止部
材33によって回転を阻止され、かつそのとき近接スイッ
チ41aが作動してACモータ27を瞬時の間だけ逆転させ、
総てを初期状態に復帰させる。

このようにしてコア部ＡにワイヤＣを一巻きしたら、
再び上記した動作を作業者が繰り返して、二巻き目に入
る。ワイヤＣの巻き数に応じてワークＷが１ピッチづつ
移動し、所定数だけ巻くと、巻き付け力が一定の一列に
正しく整列したコイルが完成する。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、一定の巻き付け力で、
正しく整列させたコイルを、安定して生産することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す全体的な斜視図、第２図
は縦断面図、第３図は平面図、第４図はワイヤガイドの
側面図、第５図は第２図のＡ−Ａ線断面図、第６図は同
じくＢ−Ｂ線断面図、第７図はＣ−Ｃ線断面図、第８図
はストッパの側面図、第９図はワークとワイヤガイドの
関係を説明する斜視図である。 ２……ワークヘッド、７……ステージシャフト、10……
カムプレート、11……ステップモータ、15……ガイドベ
ース、16,17……ワイヤガイド、25……テンションアー
ム、26……駆動軸、27……ACモータ、29……テンション
ローラ、34……ストッパ、38……コンストンバネ、43…
…ワイヤ押さえ、45……水平リンク、47……ソレノイ
ド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01F 41/08 G11B 5/17

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワイヤコイルを巻くコア部をそなえるワー
   クを着脱自在に保持するワークヘッドと、ステップモー
   タに駆動されてこのワークヘッドをコイルを一巻きする
   毎にコイルピッチ方向に１ピッチづつ移動させる手段
   と、上記コア部のコア穴にワイヤを挿通案内するように
   ワークヘッドに近接して設けたワイヤガイドと、モータ
   により前記ワークヘッドの周囲をほぼ半周にわたりスト
   ッパに当接するまで回動するとともにモータ停止時に初
   期位置に向けて付勢されるテンションアームと、テンシ
   ョンアームの初期位置を規制する停止部材と、このテン
   ションアームに傾動可能に取り付けられたテンションロ
   ーラと、テンションアームの回動限でテンションローラ
   と当接して傾斜しワイヤを外させるストッパと、テンシ
   ョンアームの回動限と連動してコア部に巻き付けられた
   ワイヤを押圧保持するワイヤ押さえとを備え、作業者が
   ワークヘッドにワークをセットし、手でワイヤをワイヤ
   ガイドに沿って押し入れてコア穴に挿通し、テンション
   ローラにワイヤ端を巻き付けた後、テンションアームに
   よりワイヤを半周にわたり手前に引き回したとき、前記
   ワイヤ押さえが自動的に作動してコア部のワイヤを押
   え、前記回動限に達するとストッパによりテンションロ
   ーラから巻き付けられたワイヤを外すとともに、モータ
   が作動してワークヘッドを１ピッチ移動させ、最後にテ
   ンションアームが停止部材のある初期位置に向けて反回
   転して、コイルの一巻きを完了する方法を備えたことを
   特徴とするコイル巻線機。