JP3580570B2 - 巻線装置及び巻線方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、巻線装置および巻線方法に関する。さらに詳しくは、単一のコアに対して線材の種類が異なる複数巻のコイルを巻線する巻線装置の自動化，汎用性，巻線効率等に係る改良と、この巻線装置を使用した巻線方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、巻線装置としては、例えば、特公昭５７−４２２０７号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
この従来の巻線装置は、線材が巻線されるコア（ボビン）を回動可能に支持するスピンドルを備えた線材巻取側と、コアに１本の線材を旋回供給するフライヤを備えた線材供給側とからなる。
【０００４】
この従来の巻線装置では、コアのからげ用突起に線材の端末をからげ処理する際にスピンドルの回転を停止しフライヤを回転させてフライヤ巻し、コアの本体に線材を巻線する際にフライヤの回転を停止しスピンドルを回転させてスピンドル巻することが行われる。このため、フライヤ巻，スピンドル巻を切換えることによって、スピンドルにコアを支持したまま単一のコアに対して軸線が異なる複数巻のコイルを巻線することが可能になる。この結果、各コイルの巻線ごとのコア着脱の手間が省略され、巻線効率が高くなることが期待される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来の巻線装置では、線材供給側から供給される線材が１本であり、複数巻きのコイルの線材の種類（材質，線径等）を異ならせようとすると、１つの種類の線材によるコイルの巻線が終了した後、線材巻取側からコアを取り外して別の種類の線材が供給される線材供給側に対応する線材巻取側に装着しなければならない。また、コアの着脱に伴って、各線材供給側において各線材の供給，停止，端末処理等を夫々制御しなければならない。このため、単一のコアに線材の種類が異なる複数巻のコイルを簡単に巻線することができないという問題点がある。
【０００６】
さらに、コイルの巻線の軸線の選択がフライヤ巻，スピンドル巻の切換えによって行われ、スピンドルの回転軸と同一線上，直交線上にある軸線の二者択一のコイルしか巻線することができないため、汎用性が低いという問題点がある。
【０００７】
さらに、スピンドル巻の際にはフライヤの回転を停止しなければならないため、回転を停止しているフライヤと線材との抵抗等によって巻線効率が低くなるという問題点がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、単一のコアに線材の種類が異なる複数巻のコイルを自動的に巻線することのできる巻線装置，巻線方法を提供することを第１の課題とする。また、第１の課題に加えて、複数巻のコイルの軸線の選択範囲を広げて汎用性を高め、線材の巻線速度を高速にして巻線効率を高めた巻線装置，巻線方法を提供することを第２の課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述の第１の課題を解決するため、本発明に係る巻線装置は、請求項１に記載のように、線材が巻線されるコアを回動可能に支持するスピンドルを備えた線材巻取側と、コアに線材を供給する線材供給側とからなる巻線装置において、線材供給側には線材の端末を保持可能な端末保持部を有する複数の供給系を設け、線材供給側の供給系の少なくとも１系統はコアに線材を旋回供給するフライヤであり、線材巻取側，線材供給側の一方または双方には、線材供給側の各供給系と線材巻取側とを選択対応させる移動手段であって線材巻取側，線材供給側の相対移動によりスピンドル，フライヤの回転軸のなす角度を変更可能とする移動手段を設け、線材巻取側，線材供給側の間には線材の端末を前記端末保持部と受渡して一時的に保持し移動させる端末案内機構を設けたことを特徴とする手段を採用する。
【００１０】
さらに、前述の第１の課題を解決するため、本発明に係る巻線方法は、請求項２に記載のように、請求項１の巻線装置を用い、線材供給側の１つの供給系の端末保持部に保持されている線材の端末を端末案内機構に受け取らせて一時保持しておき、線材巻取側のコアに線材を巻始めからげ処理した後に、端末案内機構を移動させて線材の端末を巻始めからげ処理部分から切断して線材の保持を解除し、続いて、線材巻取側のコアに線材を巻線し巻終りからげ処理した後に、線材の巻終り部分を端末案内機構に一時保持させて移動させて切断し、切断形成された線材の端末を前記端末保持部に引き渡し、その後、移動手段により線材巻取側を線材供給側の別の１つの供給系に対応させて同様の作業を繰返すことを特徴とする手段を採用する。
【００１１】
また、前述の第２の課題を解決するため、本発明に係る巻線方法は、請求項３に記載のように、請求項２の巻線方法において、線材供給側の供給系がフライヤである場合に、移動手段により線材巻取側のスピンドルと線材供給側のフライヤとの回転軸を同一線上に設定し、スピンドル，フライヤを互いに逆方向へ回転させて線材巻取側のコアに線材を巻線することを特徴とする手段を採用する。
【００１２】
【作用】
前述の手段によると、移動手段を作動させることで、コアを線材巻取側から着脱せずに線材供給側の各供給系に移動させることができる。各供給系における線材の端末は、端末保持部，端末案内機構の連係によって処理される。移動手段を作動させることで、スピンドル，フライヤの回転軸のなす角度を変更することができる。スピンドル，フライヤの回転軸のなす角度の変更は、コアに巻線されるコイルの軸線の変更となる。
【００１３】
また、前述の手段によると、スピンドル，フライヤの回転軸を同一線上に設定した場合、スピンドル，フライヤを互いに逆方向へ回転させると、コアに線材が高速で巻線される。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明に係る巻線装置および巻線方法の実施例を図面に基いて説明する。
【００１５】
図１〜図２９は、本発明に係る巻線装置および巻線方法の第１実施例を示すものである。
【００１６】
この実施例では、レーザディスク用ピックアップコイルに用いられるコイル素子Ａを巻線形成するものを示してある。
【００１７】
このコイル素子Ａは、図２９に示すように、鉄材等で形成されたコアＢにコイルＣを巻線してなる。コアＢは、取付孔Ｂａと、取付孔Ｂａを中芯とする中空形の胴部Ｂｂと、胴部Ｂｂを介して相対する２枚の張出板Ｂｃ，Ｂｄと、張出板Ｂｃ，Ｂｄの両側に突出した複数本のからげ用突起Ｂｅからなる。コイルＣは、コアＢの胴部Ｂｂに巻線される１巻のメインコイルＣａと、メインコイルＣａの軸線と直交して張出板Ｂｃ，Ｂｄの端部に掛渡し巻線される２巻のサブコイルＣｂ，Ｃｃと、からげ用突起Ｂｅに巻線されるからげコイルＣｄとからなる。
【００１８】
この実施例は、図１，図２に示すように、コイルＣを形成する２本の線材Ｘ，Ｙが夫々巻線される線材巻取側１と、線材Ｘ，Ｙが供給される線材供給側２と、線材Ｘ，Ｙの端末が案内される端末案内機構３とで構成されている。
【００１９】
線材巻取側１は、水平方向に配設されたビーム１１と、ビーム１１に支持されたスピンドル１２とからなる。
【００２０】
スピンドル１２は、後端部がギア１３等を介してモータ１４に連結して回転駆動され、先端部が内拡型コレチャック等の把持部に形成されてコアＢの取付孔Ｂａを嵌合取付けするようになっている。
【００２１】
この線材巻取側１には、ビーム１１を前後，左右，上下に移動させる移動手段４が付設されている。この移動手段４は、前後動機構４１，左右動機構４２，上下動機構４３をクロステーブル構造等により組合せてなるもので、サーボモータ，エアシリンダ等のアクチュエータが複数基組合され後述の動作において自動制御されるようになっている。
【００２２】
線材供給側２は、水平方向に配設されたビーム２１と、ビーム２１に支持された第１の供給系２２，第２の供給系２３とからなる。
【００２３】
第１の供給系２２は、１本の線材Ｘを供給するもので、図示しない供給部から供給された線材Ｘが挿通されるノズル２２１と、線材Ｘの端末を保持する端末保持部２２２とからなる。ノズル２２１は、ビーム２１に固定されたＬ字形のアーム２２３に固定されている。端末保持部２２２は、線材Ｘの端末を弾圧挟持して保持する構造からなるもので、弾圧に抗して押圧する解除部２２４によって線材Ｘの端末の保持が解除されるようになっている。なお、解除部２２４は、ビーム２１に支持されている。
【００２４】
第２の供給系２３は、他の１本の線材Ｙを供給するもので、図示しない供給部から供給された線材Ｙが挿通されるフライヤ２３１と、線材Ｙの端末を保持する端末保持部２３２とからなる。フライヤ２３１は、ビーム２１に回転可能に支持された中空のフライヤ軸２３１ａと、フライヤ軸２３１ａの先端に取付けられたＬ字形のフライヤアーム２３１ｂと、フライヤアーム２３１ｂの先端に取付けられたフライヤノズル２３１ｃとからなる。このフライヤ２３１のフライヤ軸２３１ａは、後端部が図示しないモータ等に連結して回転駆動されるようになっている。端末保持部２３２は、線材Ｙの端末を弾圧挟持して保持する構造からなるもので、弾圧に抗して押圧する解除部２３３によって線材Ｙの端末の保持が解除されるようになっている。なお、解除部２３３は、フライヤアーム２３１ｂの後端に支持されている。
【００２５】
この線材供給側２は、線材巻取側１の移動手段４のような機構が設けられず、固定位置を保持するようになっている。
【００２６】
端末案内機構３は、線材Ｘ，Ｙを挟み込み可能なクリップ部３１と、クリップ部３１を前後，左右，上下に移動させまた回動させる移動部３２とからなる。移動部３２は、線材巻取側１のビーム１１に支持されている。従って、この端末案内機構３は、線材巻取側１と一体的にもまた独立しても前後，左右，上下の移動が可能である。
【００２７】
この実施例では、運転使用に際して、まず、スピンドル１２にコアＢを取付ける。次に、移動手段４を駆動して、図１に実線で示すように、コアＢを線材供給側２の一方の線材Ｘの第１の供給系２２の下方に位置させる。
【００２８】
そして、図３〜図１３に示すように、第１の供給系２２において線材Ｘのからげ処理，巻線を行う。
【００２９】
まず、図３に示すように、線材供給側２の第１の供給系２２のノズル２２１，端末保持部２２２の間に張り渡されている線材Ｘの端末に対して、端末案内機構３を移動部３２により上昇させてクリップ部３１で補足する。
【００３０】
次に、図４に示すように、解除部２２４により端末保持部２２２における線材Ｘの端末の保持を解除し、線材Ｘの端末を端末案内機構３に一時的に保持させる。このとき、移動部４によりビーム１１を移動させて、ノズル２２１と端末案内機構３との間にコアＢのからげ用突起Ｂｅを位置させる。
【００３１】
次に、図５に示すように、移動部４によりビーム１１，コアＢを旋回させて、コアＢのからげ用突起Ｂｅに線材Ｘの端末を巻始めからげ処理してからげコイルＣｄを形成する。なお、コアＢの旋回は移動部４の前後，左右の移動を組合せることより可能であるが、別個の旋回専用駆動手段を設備して使用することも可能である。
【００３２】
次に、図６に示すように、端末案内機構３をコアＢから離間する方向へ移動させ、線材Ｘの端末に引張力を加えて線材ＸをからげコイルＣｅから切断する。
【００３３】
次に、図７，図８に示すように、ノズル２２１をコアＢの胴部Ｂｂ上に位置させおき、線材巻取側１のスピンドル１２を回転させて、コアＢの胴部Ｂｂに線材Ｘを巻線してメインコイルＣａを形成する。このとき、コアＢを移動させて、巻線厚さが均等になる巻揃えを行う。なお、この間に、端末案内機構３を下向きに回動させ、先に切断した線材Ｘの端末を降下排出させる。
【００３４】
次に、図９，図１０に示すように、コアＢを旋回させて、コアＢのからげ用突起Ｂｅに線材Ｘを巻終わりからげ処理してからげコイルＣｄを形成する。なお、このとき、端末案内機構３は、待機している。
【００３５】
次に、図１１〜図１３に示すように、コアＢをノズル２２１をから離間させて線材Ｘの巻終り部分を引き延ばしておき、端末案内機構３を上昇させて線材Ｘの巻終り部分をノズル２２１，コアＢの間で補足させる。そして、端末案内機構３をノズル２２１側へノズル２２１を越えて移動させ、線材Ｘの巻終り部分を巻終わりからげ処理したからげコイルＣｄから切断して線材Ｘの端末を形成する。その後、さらに端末案内機構３の移動を継続して、線材Ｘの端末を端末保持部２２２に引き渡し保持させノズル２２１との間に掛け渡す。而後、端末案内機構３は、図３に示すような待機体勢になる。
【００３６】
第１の供給系２２における線材Ｘのからげ処理，巻線が終了した後には、移動手段４を駆動して、図１に２点鎖線で示すように、コアＢを線材供給側２の他方の線材Ｙの第２の供給系２３の下方に位置させる。
【００３７】
そして、図１４〜図２８に示すように、第２の供給系２３において線材Ｙのからげ処理，巻線を行う。
【００３８】
まず、図１４に示すように、線材供給側２の第２の供給系２３のフライヤノズル２３１ｃ，端末保持部２３２の間に張り渡されている線材Ｙの端末に対して、端末案内機構３を移動部３２により上昇させてクリップ部３１で補足する。
【００３９】
次に、図１５に示すように、解除部２３３により端末保持部２３２における線材Ｙの端末の保持を解除し、線材Ｙの端末を端末案内機構３に一時的に保持させる。このとき、フライヤ軸２３１ａによりフライヤアーム２３１ｂを９０度回転させ、移動部４によりビーム１１を移動させて、フライヤノズル２３１ｃと端末案内機構との間にコアＢのからげ用突起Ｂｅを位置させる。
【００４０】
次に、図１６に示すように、移動部４によりビーム１１，コアＢを旋回させて、コアＢのからげ用突起Ｂｅに線材Ｙの端末を巻始めからげ処理してからげコイルＣｄを形成する。
【００４１】
次に、図１７に示すように、端末案内機構３をコアＢから離間する方向へ移動させ、線材Ｙの端末に引張力を加えて線材ＹをからげコイルＣｅから切断する。
【００４２】
次に、図１８に示すように、移動手段４によりビーム１１を移動させて、フライヤ軸２３１ａの軸線がコアＢの胴部Ｂｂの軸線と直交するように位置させる。
【００４３】
次に、図１９，図２０に示すように、線材巻取側１のスピンドル１２を回転させずに、コアＢを上昇させてフライヤアーム２３１ｂを旋回させ、コアＢの張出板Ｂｃ，Ｂｄの端部に線材Ｙを掛渡し巻線してサブコイルＣｂを形成する。このとき、コアＢを昇降移動させて、巻線厚さが均等になる巻揃えを行う。なお、この間に、端末案内機構３を下向きに回動させ、先に切断した線材Ｙの端末を降下排出させる。
【００４４】
次に、図２１，図２２に示すように、フライヤアーム２３１ｂの旋回を中断して、スピンドル１２を回動させてコアＢを１８０度回転させる。なお、前記サブコイルＣｂを独立させるために、コアＢの回転の前にコアＢのからげ用突起Ｂｅに巻終りからげ処理を行うこともできる。
【００４５】
次に、図２３に示すように、フライヤアーム２３１ｂを旋回させ、コアＢの張出板Ｂｃ，Ｂｄの反対側の端部に線材Ｙを掛渡し巻線してサブコイルＣｃを形成する。このとき、コアＢを昇降移動させて、巻線厚さが均等になる巻揃えを行う。なお、前述のように前記サブコイルＣｂを独立させた場合には、サブコイルＣｃの巻線の前にコアＢのからげ用突起Ｂｅに巻始めからげ処理を行う。
【００４６】
次に、図２４，図２５に示すように、コアＢを降下させてから、移動部４によりビーム１１，コアＢを旋回させて、コアＢのからげ用突起Ｂｅに線材Ｙの端末を巻終わりからげ処理してからげコイルＣｄを形成する。なお、このとき、端末案内機構３は、待機している。
【００４７】
次に、図２６〜図２８に示すように、コアＢをフライヤ２３１をから離間させて線材Ｙの巻終り部分を引き延ばしておき、端末案内機構３を上昇させて線材Ｙの巻終り部分をフライヤノズル２３１ｃ，コアＢの間で補足させる。そして、端末案内機構３をフライヤノズル２３１ｃ側へ移動させ、線材Ｙの巻終り部分を巻終わりからげ処理したからげコイルＣｄから切断して線材Ｙの端末を形成する。その後、フライヤアーム２３１ｂを９０度回転させ、端末保持部２３２を降下させて、線材Ｙの端末を端末保持部２３２に引き渡し保持させフライヤノズル２３１ｃとの間に掛け渡す。而後、端末案内機構３は、図１４に示すような待機体勢になる。
【００４８】
この結果、単一のコアＢに対して軸線が９０度異なる複数巻のコイルを自動的に巻線できることになる。
【００４９】
なお、この実施例では、前述の動作において、線材供給側２を固定位置に保持して移動手段４により線材巻取側１を専ら移動動作させるため、運転効率が良好で駆動制御が容易である。
【００５０】
図３０，図３１は、本発明に係る巻線装置および巻線方法の第２実施例を示すものである。
【００５１】
この実施例では、線材供給側２にも、ビーム２１を前後，左右，上下に移動させる移動手段５が付設されている。この移動手段５は、前後動機構，左右動機構，上下動機構をクロステーブル構造等により組合せてなるもので、サーボモータ，エアシリンダ等のアクチュエータが複数基組合され前述の第１実施例の動作において自動制御されるようになっている。
【００５２】
この実施例によると、第１実施例における線材巻取側１の移動手段４の動作に対して、線材供給側２の移動手段５を代替動作させたり連係動作させたりすることができ、高速運転が可能となる。
【００５３】
図３２は、本発明に係る巻線装置および巻線方法の第３実施例を示すものである。
【００５４】
この実施例では、線材供給側２の移動手段５にビーム２１を少なくとも９０度回転する機能を備えてある。
【００５５】
この実施例によると、線材供給側２の他方の線材Ｙの第２の供給系２３での巻線において、スピンドル１２，フライヤ２３１の回転軸ａ，ｂが水平で同一線上にあるように設定することができる。
【００５６】
そして、スピンドル１２，フライヤ２３１を逆方向へ回転させると、線材Ｙの巻速度を加速させて、コアＢの胴部ＢｂにメインコイルＣａを極めて高速で巻線させることができる。
【００５７】
以上、図示した実施例の外に、スピンドル１２，フライヤ２３１の回転軸ａ，ｂのなす角度を変更すれば、単一のコアＢに対して軸線が９０度以外に異なる複数巻のコイルを巻線することも可能である。
【００５８】
さらに、線材供給側２において、第１の供給系２２を２基以上設けて第２の供給系２３のフライヤ２３１構造を装備しない実施例とすることもできる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る巻線装置，巻線方法は、各請求項共通として、コアを線材巻取側から着脱せずに線材供給側の各供給系に移動させ、各供給系における線材の端末を端末保持部，端末案内機構の連係によって処理することができるため、単一のコアに線材の種類が異なる複数巻のコイルを自動的に巻線することができる効果がある。
【００６０】
さらに、スピンドル，フライヤの回転軸のなす角度を変更することにより、コアに巻線されるコイルの軸線を異ならせることができ、多様の軸線のコイルの巻線が可能となるため、汎用性が高くなる効果がある。
【００６１】
さらに、スピンドル，フライヤの回転軸を同一線上に設定して両者を逆回転させることができるため、線材の巻速度が高速となり巻線効率が高くなる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る巻線装置，巻線方法の第１実施例を示す要部の斜視図である。
【図２】図１の全体の側面図である。
【図３】図１，図２の運転使用の第１の供給系における最初の動作状態を示す要部の側面図である。
【図４】図３に続く動作状態を示す側面図である。
【図５】図４に続く動作状態を示す側面図である。
【図６】図５に続く動作状態を示す側面図である。
【図７】図６に続く動作状態を示す側面図である。
【図８】図７の斜視図である。
【図９】図７，図８に続く動作状態を示す側面図である。
【図１０】図９に続く動作状態を示す側面図である。
【図１１】図１０に続く動作状態を示す側面図である。
【図１２】図１１に続く動作状態を示す側面図である。
【図１３】図１２に続く動作状態を示す側面図である。
【図１４】図１，図２の運転使用の第２の供給系における最初の動作状態を示す要部の側面図である。
【図１５】図１４に続く動作状態を示す側面図である。
【図１６】図１５に続く動作状態を示す側面図である。
【図１７】図１６に続く動作状態を示す側面図である。
【図１８】図１７に続く動作状態を示す側面図である。
【図１９】図１８に続く動作状態を示す側面図である。
【図２０】図１９の斜視図である。
【図２１】図１８，図１９に続く動作状態を示す側面図である。
【図２２】図２１に続く動作状態を示す側面図である。
【図２３】図２２に続く動作状態を示す側面図である。
【図２４】図２３に続く動作状態を示す側面図である。
【図２５】図２４に続く動作状態を示す側面図である。
【図２６】図２５に続く動作状態を示す側面図である。
【図２７】図２６に続く動作状態を示す側面図である。
【図２８】図２７に続く動作状態を示す側面図である。
【図２９】本発明に係る巻線装置，巻線方法の第１実施例の製造対象となるコイル素子の斜視図である。
【図３０】本発明に係る巻線装置，巻線方法の第２実施例を示す要部の斜視図である。
【図３１】図３０の全体の側面図である。
【図３２】本発明に係る巻線装置，巻線方法の第３実施例を示す要部の斜視図である。
【符号の説明】
１ 線材巻取側
１１ ビーム
１２ スピンドル
２ 線材供給側
２１ ビーム
２２ 第１の供給系
２２１ ノズル
２２２ 端末保持部
２３ 第２の供給系
２３１ フライヤ
２３２ 端末保持部
３ 端末案内機構
４，５ 移動手段
Ｂ コア
Ｘ，Ｙ 線材
ａ，ｂ 回転軸

Claims (3)

1. 線材が巻線されるコアを回動可能に支持するスピンドルを備えた線材巻取側と、コアに線材を供給する線材供給側とからなる巻線装置において、線材供給側には線材の端末を保持可能な端末保持部を有する複数の供給系を設け、線材供給側の供給系の少なくとも１系統はコアに線材を旋回供給するフライヤであり、線材巻取側，線材供給側の一方または双方には、線材供給側の各供給系と線材巻取側とを選択対応させる移動手段であって線材巻取側，線材供給側の相対移動によりスピンドル，フライヤの回転軸のなす角度を変更可能とする移動手段を設け、線材巻取側，線材供給側の間には線材の端末を前記端末保持部と受渡して一時的に保持し移動させる端末案内機構を設けたことを特徴とする巻線装置。
2. 請求項１の巻線装置を用い、線材供給側の１つの供給系の端末保持部に保持されている線材の端末を端末案内機構に受け取らせて一時保持しておき、線材巻取側のコアに線材を巻始めからげ処理した後に、端末案内機構を移動させて線材の端末を巻始めからげ処理部分から切断して線材の保持を解除し、続いて、線材巻取側のコアに線材を巻線し巻終りからげ処理した後に、線材の巻終り部分を端末案内機構に一時保持させて移動させて切断し、切断形成された線材の端末を前記端末保持部に引き渡し、その後、移動手段により線材巻取側を線材供給側の別の１つの供給系に対応させて同様の作業を繰返すことを特徴とする巻線方法。
3. 請求項２の巻線方法において、線材供給側の供給系がフライヤである場合に、移動手段により線材巻取側のスピンドルと線材供給側のフライヤとの回転軸を同一線上に設定し、スピンドル，フライヤを互いに逆方向へ回転させて線材巻取側のコアに線材を巻線することを特徴とする巻線方法。

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