JP3589052B2

JP3589052B2 - 巻線装置および巻線検査方法

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Publication number: JP3589052B2
Application number: JP32977198A
Authority: JP
Inventors: 浩一北岸; 裕司川口
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-11-19
Filing date: 1998-11-19
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2018-11-19
Also published as: JPH11233360A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイル用の線材が巻付けられるボビン軸部において巻乱れの発生を巻線中に高精度で検査できる巻線装置および巻線検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に直状の軸部を有するボビンに線材を巻付けコイル、トランス類を製作する巻線方法は、ボビンまたは線材繰出用ノズルを往復動させ、回転するボビンの軸部に線材を該軸部の接線方向に輪状に巻きつける。その往復動の回数が層数となる。このような巻線方法を採るコイル、トランスでは各層ごとに線材が別れ、かつ一層内では等間隔に整列して巻かれることが好ましい。
【０００３】
巻乱れを検査するため、例えば特開平８−１２４７７７号公報（以下、文献１という）では、ボビンまたは巻線繰出用ノズルの往復回数から線材の巻層数を求め、この巻層数に基づいて該巻層数の線材が正常にボビン上に巻付積層されたときの標準巻付外径を算出し、ボビンに巻付けられた線材の外周位置を検出する外径センサによりコイル実外径を計測し、このコイル実外径と前記標準巻付外径の差が所定値より大となったときに巻乱れが発生したと判定している。
【０００４】
また、特開平９−５５３２９号公報（以下、文献２という）では、レーザ発生源とその受光センサとからなるレーザセンサを用い、線材巻付け工程終了後に、レーザ発生源からのレーザ光がボビン軸部に直角に照射するようにレーザセンサを該軸部の軸方向に沿って走査し、その反射光が線材に当って反射する場合と、線材の下にある絶縁フィルムに当って反射する場合とで反射強度が変ることにより、巻乱れがあると判定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の巻乱れ検査方法において、文献１では、線材巻付け工程の終了後に巻乱れの検査を行っており、巻乱れを検出したときには、その製品を破棄するしかなく、資源の無駄が多くなり生産性が極めて悪い。また、文献２では一層分の巻付けを終えるごとにその層について巻乱れの検査を行っている。従って、この従来技術では巻乱れを検出した場合には１層分全部を巻戻す等しなければならず、生産性がよいとはいえない。
【０００６】
巻き乱れは、特に、巻線方法として、ボビン軸部の軸方向の一端側から徐々に巻端を他端側に進行させ、該一端側から他端側にかけて巻数が増減し巻端が階段状となる斜向巻きを行う場合は、巻端を形成する往復動のエンド位置が一往復ごとに変化するため、該エンド位置付近で巻乱れが発生しやすい。
また、文献１に記載された巻線検査方法では、層数が多い場合や線径が細い線材を巻く場合、必要検出精度を満足できない問題が発生する。
【０００７】
また、文献２に記載された巻線検査方法では、検査工程の時間が必要であり、巻線作業全体からみた１つのコイル製作時間を長くする欠点がある。
本発明は、線材巻付け工程中に巻付け乱れを検出できる巻線装置および巻線検査方法並びにそれらを用いたコイル製造方法を提供することを解決すべき課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ボビンの軸部に線材を巻付けつつ、同時に線材の巻付け進行端近傍における線材の軸方向位置に関する情報を光学的に抽出し、この情報に基づいて線材の巻き乱れを検査する。
このようにすれば、線材巻付けが完了してから巻き乱れ検査を行うのではなく、巻き付け工程と同時にその巻き乱れ検査工程を実施するので、生産性に優れるとともに、巻き付け途中で巻き乱れを検出したらただちに巻き付けを終了することができるので、線材の無駄を低減することができる。
【０００９】
更に、本発明では、線材の巻付け進行端近傍における線材の軸方向位置に関する情報を光学的に抽出するので、巻き乱れが生じれば、他の部位に比較して巻き乱れにより大きな反射率の変動を得ることができ、検出精度の向上を図ることができる。すなわち、巻付け進行端近傍での線材の有無を検出する場合には、僅かな巻き乱れでも確実に検出することができる。
【００１０】
なお、上記光学的な情報抽出は、線材の巻付け進行端近傍にレーザー光などの光ビームのスポットを集中し、その反射ビームの強度で線材とそれ以外の地肌（軸部外周面やフィルム表面など）との反射率の差異を検出する他、線材の巻付け進行端近傍を含む領域をリニアセンサやエリアセンサなどの撮像手段で撮像することによっても上記反射率の差異を検出することができる。
【００１１】
ここで、巻付け進行端とは、線材を普通に輪状に巻付ける場合の線材が巻き進む端をいい、斜向巻きの場合は、線材が巻き進む端または階段状に進む斜向部分の下側の端をいう。
たとえば、この巻付け進行端の所定部位、すなわち、巻付けられた線材の直前のターンの進行側に隣接する部位に線材が存在すれば、巻き乱れは存在せず、存在しなければ巻き乱れが生じたと判定することができる。もしくは、この巻付け進行端から軸方向進行側へ所定距離離れた部位に線材が巻付けられていれば巻き乱れが生じたと判定し、そうでなければ巻き乱れは存在しないと判定することができる。
【００１２】
好適な態様において、照射ビームは、巻付け進行端から軸方向進行側に５０〜１２００μｍ離れた位置に照射する。換言すれば、巻付け進行端から軸方向進行側に５０〜１２００μｍ離れた位置における線材存在情報を光学的に検出する。線径が３０〜６００μｍ程度の通常の小型コイルでは、巻き乱れが生じると線材は、巻付け進行端から軸方向進行側に５０〜１２００μｍ離れた位置にずれるので、このようにすれば精度よく巻き乱れを判定することができる。なお、巻付け進行端から逸脱した線材を判定する場合、巻付け進行端から軸方向進行側に５０μｍ未満の位置を光学的に調べる場合には巻き乱れかどうかを判定することが容易でなく、一方、それが１２００μｍ以上離れた位置を光学的に調べる場合には巻き乱れが生じていたとしても線材を検出することが困難なために巻き乱れを検出することが容易でない。
【００１３】
好適な態様において、時間順次に連続して所定回数、好適には４回以上、巻き乱れと判定する場合に、巻き乱れと最終判定する。このようにすれば、なんらかの原因により一時的に線材が巻付け進行端から軸方向進行側に所定距離ずれて、その後、また正常な巻付け進行端に復帰する場合に、それを巻き乱れと誤検出することがない。
【００１４】
好適な態様において、ボビンの軸部に輪状に巻付けられる線材の予定された巻付け進行端あるいは該巻付け進行端より所定間隔離れた位置での前記線材の有無を照射ビームを発しその反射ビームを受信して該反射ビームの強度を示す信号を出力するセンサ手段を用いて検査することを特徴とする。
また、上記課題を同様に解決した本発明の巻線装置は、ボビンの軸部に輪状に巻付けられる線材の予定された巻付け進行端あるいは該巻付け進行端より所定間隔離れた位置での前記線材の有無を検査しつつ前記線材を前記軸部に巻付ける巻線装置であって、該軸部を一致して前記ボビンが装着される主軸と、該線材を繰出すノズル部をもつ線材供給手段と、該ノズル部から繰出される該線材が該ボビンの軸部に輪状に巻付けられるように該主軸を回転させつつ該軸部の軸方向に該ノズル部を該主軸に対して相対移動させる第１の駆動手段と、照射ビームを発しその反射ビームを受信して該反射ビームの強度を示す信号を出力するセンサ手段と、該センサ手段を保持する検査ヘッドをもち、該巻付け進行端に該センサ手段の照射ビームが同期するように該検査ヘッドを該主軸に対して該軸方向に相対移動させる第２の駆動手段とを具備したことを特徴とする。
【００１５】
本発明の好適な態様では、線材が巻付けられる巻付け進行端あるいは該巻付け進行端より所定間隔離れた位置を狙ってセンサ手段の照射ビームが移動し、その巻付け進行端あるいは該巻付け進行端より所定間隔離れた位置での線材の有無を検出する。従って、線材巻付け工程中に線材が適正な位置に巻かれたか否かを検査することができる。なお、巻付け進行端より所定間隔離れた位置での線材の有無を検出するこの態様は、ある程度の巻き乱れが許される場合に特に有効である。
【００１６】
照射ビームは、前記軸部に直角に交差する方向より巻付け進行側又はその反対側に傾斜した角度で該軸部に入射させることができる。この方法では、線材が巻付け進行端に有るときと無いときとで散乱による反射ビームの強弱差が明確となり、照射ビームを軸部に直角に照射する場合より正確に線材の有無を検査することができる。なお、巻付け進行側又はその反対側に傾斜させる角度は、５〜８５°の範囲が好ましい。
【００１７】
巻付け進行端あるいは巻付け進行端より所定間隔離れた位置での線材の有無は、軸部の表面あるいはその表面に被着される絶縁フィルムもしくは軸部に層状に巻付けられる線材の各層間に介装される絶縁フィルムと前記線材との反射率の相違に基づき反射ビームの前記信号がレベル変化することによって判定することができる。
【００１８】
なお、本発明の方法では、線材の巻線方法として、巻端を軸部の軸方向の一端側から他端側へ徐々に進行させることにより一端側から他端側に向けて線材を上層側へ階段状に巻き付け、巻端が最上層のターンに到達後、巻端を軸部の軸方向の他端側から一端側へ徐々に進行させる斜向巻き方式を採用している。なお、上記巻端とは、本巻線方法によるその時点における最終巻き付け部を意味する。
【００１９】
本発明の巻線装置は、前記センサ手段からの前記信号を入力しそのレベルの変化により前記巻付け進行端あるいは巻付け進行端より所定間隔離れた位置への前記線材の有無を判定する判定手段をもつことができる。これにより、線材巻付け工程中に巻乱れが発生したか否かを自動的に判定することができる。
【００２０】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、線材巻付け工程中に巻乱れの検査が同時に行われ、検査工程の時間を要しない。これによりコイル等の製作サイクルタイムを短くできると共に、資源の無駄を無くして生産性を高めることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の巻線検査方法は、ボビンの軸部に輪状に巻付けられる線材の予定された巻付け進行端の前記線材の有無を照射ビームを発しその反射ビームを受信して該反射ビームの強度を示す信号を出力するセンサ手段を用いて検査する。
ボビンは、その軸部の軸方向を回転する主軸の軸方向と一致して該主軸に装着することが好ましい。線材はノズル部をもつ線材供給手段より所定の張力で繰出す。該ノズル部は前記軸方向に沿って往復移動させる。これにより主軸によって回転する軸部に線材が巻付けられる。
【００２２】
本発明において、通常の輪状にコイル等を巻く場合は、ノズル部と検査ヘッドとを一体化し、共通の駆動手段で移動させることができる。
斜向巻きを行う場合は、例えば軸部の一端側から他端側にかけて徐々に巻付け領域を増加させ、該一端側から他端側に巻数が傾斜状態に増減し巻端が階段状となるように巻付ける。この場合の検査ヘッドは、巻付け進行端が更新される斜向巻き部の下側巻端（巻端の更新端）と同期するように移動させ、ノズル部の移動に同期させる必要はない。
【００２３】
センサ手段の照射ビームは、軸部の軸方向と直角より巻付け進行側又はその反対側に傾斜した角度で該軸部に入射させることが好ましい。
また、照射ビームは、レーザのようなコヒーレント光でも自然光でも使用できる。また、照射ビームは、軸部と直角に交差するように該軸部に照射してもよい
【００２４】
。
【実施例】
以下に本発明の実施例を説明する。
（第１実施例）
第１実施例の巻線装置は、図１に示すように、サーボモータ１および該サーボモータ１によって回転駆動される装着用軸２を備えた主軸装置３と、該装着用軸２に装着されたボビン１０に線材１１を繰出すノズル部４ａをもつ線材供給部材４と、該線材供給部材４を軸方向に移動自在となるようボールナットを介して支持したボールネジ５および該ホールネジ５を回転駆動するサーボモータ６からなるノズル駆動治具７と、該装着用軸２と平行に延びるボールネジ８、該ボールネジ８を回転駆動するサーボモータ９および該ボールネジ８にボールナットを介して軸方向に移動自在に支持された検査ヘッド１２からなり、第２の駆動手段を構成する走査治具１３と、照射窓および受光窓を有するプローブ部１４が該検査ヘッド１２に保持され、レーザ等の光源１５および受光器１６を具備したセンサ手段１７とを主要素として構成され、第１の駆動手段は、該サーボモータ１、６によって構成されている。
【００２５】
前記線材供給部材４は、図示しない線材供給機構から線材を引出しノズル部４ａから所定の張力でボビン１０へ繰出すように構成されている。なお、線材供給部材４は、ノズル部４ａから突き出た線材１０の先端をボビン１０の巻付け初期位置へ係合させる手段をもつ。
センサ手段１７のプローブ部１４は、その照射窓から照射ビームをボビン１０の軸部１０ａに対し巻付け進み側に傾斜した角度で入射させる。入射させる位置は、線材１１が巻付けられる予定の巻付け進行端Ｔの位置である。また、照射ビームは図４に示すように、線材１１の例えば軸心を狙って入射される。なお、プローブ部１４は、それぞれ光源１５および受光器１６とそれぞれのファイバー１８を介して接続されている。
【００２６】
本実施例の検査装置では、受光器１６の出力１６ａを判定する判定手段としての検査用コントローラ１９を備えている。検査用コントローラ１９は、巻付け進行端における線材１１の有無を示す出力１９ａをサーボ系コントローラ２０に入力している。サーボ系コントローラ２０は、サーボモータ１、６および９を制御する信号１ａ、６ａおよび９ａを該サーボモータ１、６および９に出力している。これにより、巻線方法、巻付けピッチ等に応じた主軸２の回転速度、ノズル部４の移動速度および方向の切換え移動パターン等が所定の関係に制御される。検査ヘッド１２の移動速度および方向の切換え移動パターンは、通常の輪状コイルを巻線する場合は、ノズル部４の移動速度および方向の切換え移動パターンと同じになる。斜向巻き部をもつコイルの場合は、斜向部分の巻端に同期させ、ノズル部４の移動速度および方向の切換え移動パターンと同じにする必要はない。
【００２７】
ここで、斜向巻きは、図２に示すように、軸部１０ａの一端側から他端側へ徐々に巻端が進行し、外側の巻端が上層へ階段状になる巻き方である。この斜向巻きでは、巻付け進行端Ｔが符号Ｔ１に示すように既に巻かれた部分の上に重なる場合は問題でなく、そのまま上層に巻付けていってもかまわない。しかし、符号Ｔ２に示すように軸部１０ａの未巻付け部分に突出して巻付けが進行することは、後の巻付け状態を更に悪化するので巻乱れとする。
【００２８】
次に上記巻線装置を用いた線材の巻付け工程を図２に示す斜向巻きを行う場合を例にして図３および図４を参照しつつ説明する。なお、図４において、照射ビームを示す２点鎖線は光軸を示すものである。図３に示すフローチャートは、検査用コントローラ１９の動作の流れを示し、主軸２にボビン１０がチャックされると開始され、初期設定としてのステップＳ１、Ｓ２が実行される。Ｓ１ではＳ１では巻線方法（ここでは斜向巻き）等を設定し、ステップＳ２ではノズル部４ａの移動速度および移動パターン、主軸２の回転速度、照射ビーム走査位置および移動速度および移動パターン等を設定する。ノズル部４ａの移動パターンは、斜向巻きの場合、往復ストロークが軸部１０ａの一端側から他端側へ徐々に大きくなるパターンとなる。検査ヘッド１２の移動速度と移動パターンは、ノズル部４ａの往復動に追従させる必要はなく、斜向巻き端が他端側へ広がる速度に合わせて低速で他端側への移動だけでよい。これによりプローブ部１４から照射ビームが軸部１０ａに巻付けられる線材１１の巻付け進行端Ｔを走査することになる。これらの初期設定は検査用コントローラ１９からサーボ系コントローラ２０に設定される。
【００２９】
ステップＳ３により巻付けが開始されると、ステップＳ４〜Ｓ６が繰返される。即ち、Ｓ４〜Ｓ７は線材巻付け工程中に行われる巻乱れ検査工程であり、本実施例では斜向巻きを行うので、巻付け進行端Ｔが更新されるごとに行われる。巻付け進行端Ｔは、線材１１が一端側から他端側に向う場合に、未巻付けの軸部１０ａに線材１１が巻付けられたときに更新される。
【００３０】
続くステップＳ５は検査用コントローラ１９が受光器１６からの出力１６ａを取込む処理である。ステップＳ６は取込んだ出力１６ａをレベル判定している。巻乱れの判定は、図４に示すように、巻付け進行端Ｔに線材１１が存在するか否かで出力１６ａのレベルが図５、図６に示すように基準レベルＧ１、Ｇ２より上方向に突出するか基準レベルＧ１、Ｇ２かを調べる。出力１６ａのレベル変化は、実施例のように照射ビームを斜めに入射する場合、線材１１が巻付け進行端Ｔに無いとき、線材１１の表面と軸部１０ａの表面の反射率の相違によって図５または図６のようになる。線材１１の表面の反射率が軸部１０ａの表面の反射率より小さいとき、図５のように巻乱れによりＧ１の上方向（レベル大）に変化する。線材１１の表面の反射率が軸部１０ａの表面の反射率より大きいとき、図５のように巻乱れによりＧ２の下方向（レベル小）に変化する。軸部１０ａに表面が絶縁フィルムで覆われているとすると、線材１１の絶縁物質の表面より反射率が大きく、その散乱分が反射ビームとなり、図５に示すように上方向に突出する。
【００３１】
ステップＳ６の巻乱れ検出の詳細な動作を説明する。線材１１が図４のＡに示すように正常な巻付け進行端Ｔに位置していれば、反射ビームは大半が線材表面から反射した成分となり、出力１６ａにレベル変化は生じない。線材１１が図４のＢに示す位置に巻付けられた場合、反射ビームはＬＢに示すように照射ビームの反対側に逸れ、反射ビームとしてプローブ部１４に戻る成分が小さくなる（図６の波形Ｑ）。
【００３２】
線材１１が図４のＣに示す位置に巻付けられた場合、照射ビームは軸部１０ａの表面だけに当って散乱する。このとき、主たる反射ビームは、Ｂの場合よりＬＣ成分の散乱分が多くなり、出力１６ａは、Ｑ波形より低いレベルのＲ波形に示す。検査用コントローラ１９はこのレベル変化を巻乱れとして判定する。
ステップＳ６で巻乱れが無い（Ｙ）と判定されると、検査用コントローラ１９は巻終端か否かを判定し、巻終端でない場合（Ｎ）はステップＳ４に戻り、巻終端の場合（Ｙ）は一つのコイルの巻付け工程を終了する（Ｓ８）。
【００３３】
ステップＳ６で巻乱れ有り（Ｎ）と判定されると、検査用コントローラ１９は、ステップＳ９に進み巻付け作業を停止する。この場合は、警報を発したり自動的に別の修正プログラムを実行等するか、人手により巻き乱れを修正することができる。
他の実施例として、照射ビームは軸部１０ａに直角に交差するように該軸部１０ａに入射させてもよい。この場合に得られる出力１６ａは、巻乱れを検出すると、図５に示す正方向に突出したレベル変化が現れる。
【００３４】
照射ビームを軸部１０ａに直角に交差するように入射させる場合と、本実施例のように斜めに入射させる場合との相違は、本実施例では、反射率の大きい線材と小さい軸部であり、軸部の表面の反射率が前者の場合より大きくなっても検出可能である。
（第２実施例）
上記第１実施例においては、照射ビームを巻線の巻付け進行端Ｔに照射することによって、巻線の乱れを検出していたが、本第２実施例においては、巻線の進行方向の所定間隔はなれた箇所に、照射することを特徴とするものである。
【００３５】
本第２実施例を図７を用いて説明する。
図７に示されるように、図示しない光源からの照射ビームＢＥは、赤色のＬＥＤ光であり、巻付け進行端Ｔより、約１０００μｍ離れた箇所を常にボビン１０に対して垂直方向に照射するようになっている。
そのため、照射ビームＢＥを発する検査ヘッド１２は、ノズル部（図示略）の横方向の移動に伴って、同横方向に移動できるようになっている。
【００３６】
上記構成とすることによって、線材１１が巻き乱れが生じない正常な時には、照射ビームＢＥがボビン１０に照射されることになる。
ところが、巻き乱れが生じた場合には、照射ビームＢＥは、線材１１に照射することになる。この時、巻線１１に照射した場合の反射光の光量とボビン１０に照射した場合の反射光の光量とが図７のＡ円内とＢ円内に模式的に示すように異なり、具体的には、巻線１１に照射した場合の反射光の光量を約２２ｍＶとすると、ボビン１０に照射した場合の反射光は、Ｂ円内に示すように散乱し、この時の光量は約２０ｍＶとなり、巻線１１に照射した場合の光量の方が、大きいため、この光量の差を検出することによって、線材の巻き乱れを検出することができる。
【００３７】
さらに、本第２実施例においては、光源からの照射ビームＢＥを、巻付け進行端Ｔより約１０００μｍ離れた箇所を照射するようにした。
そのため、本第２実施例を採用すれば、巻き乱れがある程度（本第２実施例の場合では、約１０００μｍ）以上の場合になって初めて巻き乱れであることを検出したい場合には、有効な手段である。
【００３８】
（第３実施例）
本第３実施例においては、第２実施例に対して、更に照射ビームＢＥをボビン１０の軸方向の直角方向に対する角度θとして、２０゜斜めより照射することを特徴とする。この場合、検査ヘッド１２は、光源部１２Ａと受光部１２Ｂとに分れて配置される。
【００３９】
その概略構成図を図８に示す。なお、図９にボビン１０に対して垂直に照射した場合の照射部分を示し、図１０にボビン１０に対して斜めに照射した場合の照射部分を示す。
図９の場合では、ボビン１０からの反射光も検出しているが、図１０のように、斜めから照射ビームを照射した場合には、ボビン１０からの反射光は、検出することがない。
【００４０】
そのため、巻線１１に照射した場合の反射光の光量（約２２ｍＶ）の方が、ボビン１０に照射した場合の反射光の光量（約１６ｍＶ）よりも、垂直に照射ビームを照射した場合よりもはるかに大きいため、この光量の差を大きくすることができ、より精度よく線材の巻き乱れを検出することができる。
さらに、本第３実施例においては、照射ビームを斜めから照射しているため、線材の巻線方向に対して平行な線材の箇所では、照射ビームに対して、正反射により、反射光を検出することができる。それに対して、巻端と巻き乱れ部分の端部との間に存在する線材の箇所に照射ビームが照射された場合には、巻端と巻き乱れ部分の端部との間に存在する線材は、巻線方向に対して平行ではない。そのため、照射ビームによる反射光は検出することができない。
【００４１】
以上のように、本第３実施例を採用することによって、巻き乱れがある程度（本第３実施例の場合では約１０００μｍ）以上の場合になって初めて巻き乱れであることをより正確に検出することができる。
本第３実施例においては、照射ビームの照射角度θを２０゜としたが、図１１に示すように、５゜以上であれば、ボビン１０からの反射光量を小とすることができ、線材からの反射光との差を大きくすることができる。
【００４２】
しかしながら、８５゜以下とした場合には、照射ビームで線材の巻き乱れを検出することができなくなるという問題が生じる。そのため、本第３実施例においては、照射ビームの照射角度は、ボビンの軸方向に対して直角方向より５〜８５゜の範囲内で傾けるのが好ましい。
（第４実施例）
この第４実施例では、斜向巻きを行う際に巻線ノズルから斜向巻きによってノズルが移動する分（斜向巻き部分の幅（ボビン軸方向長さ））のオフセット長と規格幅分を離した位置にノズルと一体でセンサを取付ける（図１２）。これにより斜向巻きの巻端の移動と同期してセンサを移動する軸が必要であったのが、ノズルの移動軸だけで巻き乱れの検出が可能となる。
（第５実施例）
上記第２実施例においては、巻線の巻付け進行端Ｔから進行方向へ所定間隔（５０〜１２００μｍ、更に好ましくは１０００μｍ）離れた位置に照射ビームで照射して、線材１１の有無を検査したが、この実施例では、図３に示すステップＳ５にて検査は一定インタバル（ここでは１ｍｓｅ）で順次実施される。そして、Ｓ６における判定においては、直前の連続する複数回（ここでは４回）の検査結果がすべて巻き乱れ（すなわち線材有り）と判定した場合に、最終的に巻き乱れと判定してステップＳ９に進み、そうでなければ巻き乱れなしと判定してステップＳ９に進む。
【００４３】
このようにすれば、なんらかの原因により一時的に線材が巻付け進行端から軸方向進行側に所定距離ずれて、その後、また正常な巻付け進行端に復帰する場合に、それを巻き乱れと誤検出することがない。なお、このような線材１１の軸方向進行側へのずれは、たとえば、線材が軸部上を滑ったり、押し出されたりして生じる場合がある。しかし、このようなずれは多くの場合には、線材１１の張力により正規の位置すなわち巻付け進行端に復帰し、巻き乱れは解消される。したがって、この実施例により一時的な線材ずれを誤検出することがなく、検出精度の向上を実現することができる。
（変形態様）
なお、この第５実施例では、巻線の巻付け進行端Ｔから進行方向へ所定間隔（５０〜１２００μｍ、更に好ましくは１００〜１０００μｍ）離れた位置での時間的に連続する複数回の線材存在結果により初めて巻き乱れを判断したが、同じく実施例１で説明した巻付け進行端での時間的に連続する複数回の線材不存在結果により初めて巻き乱れと判定することもできる。
【００４４】
更に、巻付け進行端での検査と巻付け進行端から進行側に所定距離離れた位置での検査を同時に行ってもよく、あるいはリニアセンサの画素セルを軸方向にならべて常時、線材位置をモニタすることもできる。
なお、線材の軸方向への一時的な位置ずれの発生からその解消までの時間は、通常、ボビンの回動角度で１４４０度すなわちこの実施例ではボビンが４回転する期間内に生じることから、反射光から一定インタバルで順次サンプリングされたデータをそれぞれ判定した各検査結果のうち、少なくとも一つの検査結果と、この検査結果を得たボビン角度位置に対して、このボビンの回動角度で１４４０度を超える角度位置にて検査した検査結果とを含む上記複数の検査結果がすべて巻き乱れを示す場合に最終的に巻き乱れと判定することが、上記一時的な線材ずれ（直後にずれ解消）を巻き乱れと誤判定しないために好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に用いた巻線装置を示す概略構成図である。
【図２】斜向巻きと巻乱れを説明する説明図である。
【図３】実施例での動作を示すフロチャートである。
【図４】実施例の照射ビームを巻付け進行側に斜めの角度で軸部に交差させて入射させた場合の様子を示す動作説明図である。
【図５】実施例の受光器から得られる信号を示す波形図である。
【図６】上記信号の別の例を示す波形図である。
【図７】本発明の第２実施例を示す概略構成図である。
【図８】本発明の第３実施例を示す概略構成図である。
【図９】上記第３実施例の作用を説明するため、ボビンに対して垂直に照射した場合の照射部分を示す説明図である。
【図１０】上記第３実施例の作用を説明するため、ボビンに対して斜めに照射した場合の照射部分を示す説明図である。
【図１１】照射ビームを斜めにする場合の角度範囲を示すグラフであって、縦軸は反射強度、横軸は角度を表す。
【図１２】本発明の第４実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
１、６…サーボモータ、２…主軸、４ａ…ノズル部、５、８…ボールネジ、７…ノズル駆動手段（第１の駆動手段）、９…第２の駆動手段、１０…ボビン、１０ａ…軸部、１２…検査ヘッド、１３…走査治具、１４…プローブ部、Ｔ…巻付け進行端。

Claims

巻端をボビンの軸部の軸方向の一端側から他端側へ徐々に進行させることにより前記一端側から前記他端側に向けて線材を上層側へ階段状に巻き付け、前記巻端が最上層のターンに到達後、前記巻端を前記軸部の軸方向の他端側から一端側へ徐々に進行させる斜向巻き方式で前記ボビンの軸部に線材を巻付けつつ前記線材の巻付け進行端近傍における前記線材の軸方向位置に関する情報を光学的に抽出し、前記情報に基づいて前記線材の巻き乱れを検査することを特徴とする巻線検査方法。
前記情報は、前記線材の巻付け進行端近傍に照射ビームを発して受信した反射ビームの強度に関する情報からなることを特徴とする請求項１記載の巻線検査方法。
前記軸部の軸方向と直角な方向を基準として巻付け進行側又はその反対側に所定角度傾斜した角度で、前記照射ビームを前記軸部に入射させる請求項２記載の巻線検査方法。
前記軸部の表面あるいはその表面に被着される絶縁フィルムもしくは前記軸部に層状に巻付けられる前記線材の各層間に介装される絶縁フィルムと前記線材との反射率の相違による前記反射ビームの強度変化に基づいて、前記巻付け進行端における前記線材の有無を判定する請求項２または３項のいずれか１項に記載の巻線検査方法。
ボビンの軸部に線材を巻付けつつ前記線材の巻付け進行端近傍における前記線材の軸方向位置に関する情報を光学的に抽出し、前記情報に基づいて前記線材の巻き乱れを検査する巻線検査方法であって、
前記情報は、前記線材の巻付け進行端近傍に照射ビームを発して受信した反射ビームの強度に関する情報からなり、
前記照射ビームを、前記巻付け進行端から軸方向進行側に所定間隔離れた位置に照射する巻線検査方法。
前記所定間隔を５０〜１２００μｍとする請求項５に記載の巻線検査方法。
前記線材の巻線方法は、巻端を前記軸部の軸方向の一端側から他端側へ徐々に進行させることにより前記一端側から前記他端側に向けて前記線材を上層側へ階段状に巻き付け、前記巻端が最上層のターンに到達後、前記巻端を前記軸部の軸方向の他端側から一端側へ徐々に進行させる斜向巻き方式である請求項５又は６記載の巻線検査方法。
前記軸部の軸方向と直角な方向を基準として巻付け進行側又はその反対側に５〜８５°だけ傾斜した角度で、前記照射ビームを前記軸部に入射させる請求項５ないし７のいずれか１項に記載の巻線検査方法。
ボビンの軸部に線材を巻付けつつ前記線材の巻付け進行端近傍における前記線材の軸方向位置に関する情報を光学的に抽出し、前記情報に基づいて前記線材の巻き乱れを検査する巻線検査方法であって、
巻端を前記軸部の軸方向の一端側から他端側へ徐々に進行させることにより前記一端側から前記他端側に向けて前記線材を上層側へ階段状に巻き付け、前記巻端が最上層のターンに到達後、前記巻端を前記軸部の軸方向の他端側から一端側へ徐々に進行させる斜向巻き方式で前記軸部に巻き付けられた前記線材の前記巻付け進行端から軸方向に進行側に所定間隔離れた位置における前記線材の有無を光学的に検出することを特徴とする巻線検査方法。
前記線材の前記巻付け進行端から軸方向に進行側に所定間隔離れた位置に照射ビームを発して受信した反射ビームの強度に関する信号に基づいての前記検査により、連続して所定回数だけ前記線材の存在を検出した場合に前記線材の巻き乱れと判定する請求項９記載の巻線検査方法。
前記所定回数は４回以上である請求項１０記載の巻線検査方法。
ボビンの軸部に輪状に巻付けられる線材の予定された巻付け進行端への前記線材の有無を検査しつつ前記線材を前記軸部に巻付ける巻線装置であって、前記軸部を一致して前記ボビンが装着される主軸と、前記線材を繰出すノズル部をもつ線材供給手段と、前記ノズル部から繰出される前記線材が前記ボビンの軸部に輪状に巻付けられるように前記主軸を回転させつつ前記軸部の軸方向に前記ノズル部を前記主軸に対して相対移動させる第１の駆動手段と、照射ビームを発しその反射ビームを受信して該反射ビームの強度を示す信号を出力するセンサ手段と、前記センサ手段を保持する検査ヘッドをもち、前記巻付け進行端に前記センサ手段の照射ビームが同期するように前記検査ヘッドを前記主軸に対して前記軸方向に相対移動させる第２の駆動手段、とを具備したことを特徴とする巻線装置。
前記センサ手段は、前記照射ビームを、前記巻付け進行端より、常に所定間隔離れた位置を照射し、該線材の有無を検出する請求項１２記載の巻線装置。
前記所定距離は、５０〜１２００μｍである請求項１３記載の巻線装置。
前記センサ手段からの前記信号を入力しそのレベルの変化により前記巻付け進行端への前記線材の有無を判定する判定手段をもつ請求項１２記載の巻線装置。
前記センサ手段は、前記照射ビームを前記軸部の軸方向と直角より巻付け進行側又はその反対側に傾斜した角度で該軸部に入射させる請求項１２記載の巻線装置。
前記センサ手段の発する前記照射ビームを前記軸部の軸方向より５〜８５°進行側又はその反対側に傾斜させた角度で該軸部に入射させる請求項１２記載の巻線検査方法。
前記巻付け進行端への前記線材の有無を、前記軸部の表面あるいはその表面に被着される絶縁フィルムもしくは該軸部に層状に巻付けられる前記線材の各層間に介装される絶縁フィルムと前記線材との反射率の相違に基づき前記反射ビームの前記信号がレベル変化することによって判定する判定手段を有する請求項１２記載の巻線装置。
巻端を前記軸部の軸方向の一端側から他端側へ徐々に進行させることにより前記一端側から前記他端側に向けて前記線材を上層側へ階段状に巻き付け、前記巻端が最上層のターンに到達後、前記巻端を前記軸部の軸方向の他端側から一端側へ徐々に進行させる斜向巻き方式のコイル製造方法であって、
ボビンの軸部に線材を巻付けつつ前記線材の巻付け進行端近傍における前記線材の軸方向位置に関する情報を光学的に抽出し、
前記情報に基づいて前記線材の巻き乱れを判定し、
巻乱れが無いと判定されると巻終端で巻付け工程を終了し、
巻乱れ有りと判定されると巻付けを停止することを特徴とするコイル製造方法。
巻乱れ有りと判定されて巻付けを停止した後に、巻き乱れを修正することを特徴とする請求項１９記載のコイル製造方法。
前記巻付け進行端から軸方向進行側に所定間隔離れた位置に連続して所定回数だけ前記線材の存在を検出した場合に前記線材の巻き乱れと判定することを特徴とする請求項１９又は２０に記載のコイル製造方法。
前記所定回数は４回以上であることを特徴とする請求項２１記載のコイル製造方法。
前記情報は、前記線材の巻付け進行端近傍に照射ビームを発して受信した反射ビームの強度に関する情報からなり、
前記照射ビームを、前記巻付け進行端から軸方向進行側に所定間隔離れた位置に照射することを特徴とする請求項１９から２２のいずれか１項に記載のコイル製造方法。
前記軸部の軸方向と直角な方向を基準として巻付け進行側又はその反対側に所定角度傾斜した角度で、前記照射ビームを前記軸部に入射させることを特徴とする請求項２３に記載のコイル製造方法。
前記所定角度は、５〜８５°であることを特徴とする請求項２４に記載のコイル製造方法。