JP3638558B2

JP3638558B2 - 巻線装置

Info

Publication number: JP3638558B2
Application number: JP2002033412A
Authority: JP
Inventors: 英和佐武; 直樹橋口; 啓司 ▲たか▼井; 直樹梶田; 展明三宅; 康樹木村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2002-02-12
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2022-02-12
Also published as: JP2003234233A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばコア、ボビン等のワークにマグネットワイヤを整列巻きで高速に巻回する巻線装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は例えば特開昭６１−１５５５０号公報等に開示される従来の巻線装置の概略構成を示す平面図である。
図において、１は連結された状態で順次搬送され、所定の位置に保持されるワークとしてのコア、２は所定の位置に保持されたワーク１と対応する位置に配置された台枠、３は台枠２上に回転可能に支持される送りネジ軸、４はこの送りネジ軸３に連結され送りネジ軸３を回転駆動させる第１のモータである。
【０００３】
５は送りネジ軸３の回転により図中矢印Ａ、Ｂで示す方向に移動可能な移動台、６はこの移動台５上に回転可能に支持され、内部を介して供給されるマグネットワイヤ７を案内する筒状の回転部材、８は移動台５上に配設され、歯付きベルト９を介して回転部材６を回転駆動させる第２のモータ、１０は回転部材６の回転に伴ってコア１の周囲を周回し、回転部材６によって案内されるマグネットワイヤ７をコア１に巻回するワイヤノズルである。
【０００４】
次に、上記のように構成される従来の巻線装置の動作を図に基づいて説明する。
まず、コア１が所定の位置に保持されると、第２のモータ８が駆動され歯付きベルト９を介して回転部材６が回転を開始する。すると、この回転によってワイヤノズル１０がコア１の周囲に沿って周回を開始し、この周回が整列領域を通過して、１ピッチだけ進められる領域に差し掛かる位置において、第１のモータ４が駆動されて送りネジ軸３が回転し、移動台５が図中矢印Ａで示す方向に移動を開始し、ワイヤノズル１０も矢印Ａで示す方向に移動する。
そして、ワイヤノズル１０の周回が１ピッチ分だけ進められる領域を外れて、再び整列領域に差し掛かる位置において第１のモータ４が停止して、移動台５の移動も停止しワイヤノズル１０は１ピッチ分コア１の軸方向に移動して移動を中断する。
【０００５】
以上の動作により、ワイヤノズル１０はコア１の矩形状の周囲の３面（整列領域）を、コア１の軸心に対して直角方向に周回した後、残りの１面（１ピッチ分だけ進められる領域）を１ピッチ分斜めに周回する。そして、この動作を繰り返すことにより、供給されるマグネットワイヤ７をコア１の３面に整列、１面にクロスさせて順次巻回する。次いで１層目の巻回が終了すると、今度は第１のモータ４が逆方向に回転駆動され、移動台５が矢印Ｂで示す方向に移動して、ワイヤノズル１０も１層目とは逆方向に移動され、１層目と同様の動作を繰り返すことにより２層目の巻回が行われる。以下、同様の動作が繰り返されて所望の層数に巻回された巻線が完成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の巻線装置は以上のように構成され、マグネットワイヤ７の巻回が行われており、整列巻きを行う場合、ワイヤノズル１０は第２のモータ８の駆動によりコア１の周囲を１周回する間に、第１のモータ４の間欠駆動によりコア１の軸方向に１ピッチ、すなわち、マグネットワイヤ６の線径分だけ移動する必要がある。
しかしながら、生産性の向上のために第２のモータ８により巻回速度を上げても、コア１の軸方向の間欠駆動を送りネジ３の回転によって行っており、しかも間欠駆動される移動台５上に回転部材６や第２のモータ８等の重量物が載置されているので慣性が大きくなり、送りに必要な加速度を得るのが困難となるため、高速での整列巻きが不可能となり生産性が低下するという問題点があった。
【０００７】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、高速での整列巻きを可能とし、生産性の向上を図ることが可能な巻線装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る巻線装置は、ワイヤノズルを所定の位置に保持されるワークの周囲に周回させる第１のモータ、およびワイヤノズルをワークの軸方向に間欠移動させる第２のモータを備え、ワイヤノズルにより供給されるマグネットワイヤをワークに整列巻回するようにした巻線装置において、第１のモータを第２のモータとは別置きにし、第２のモータとしてリニアサーボモータを用いるとともに第１のモータをワークの軸方向に間欠移動させる第３のモータを備えたものである。
【０００９】
又、この発明の請求項２に係る巻線装置は、請求項１において、第３のモータとしてリニアサーボモータを用いるようにしたものである。
【００１０】
又、この発明の請求項３に係る巻線装置は、請求項１または２において、第２および第３のモータを同期して駆動するようにしたものである。
【００１１】
又、この発明の請求項４に係る巻線装置は、請求項１ないし３のいずれかにおいて、ワイヤノズルの周回方向の位置を順次検出し、各位置に応じて回転速度を制御するようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における巻線装置の概略構成を示す平面図、図２は図１におけるワイヤノズルの回転制御を説明するためのブロック図である。
【００１３】
図において、１１は連結された状態で順次搬送され、所定の位置に保持されるワークとしてのコア、１２はこの所定の位置に保持されたコア１１と対応する位置に設置された台板（図示せず）上に、所定の間隔を介し対向して配置された一対の台枠、１３はこれら両台枠１２間に所定の間隔を介し両台枠１２と平行に延在して配置された一対の第１のガイド枠、１４はこれら両第１のガイド枠１３に案内されてコア１１と接離する方向に移動可能な第１の移動台、１５はこの第１の移動台１４上に回転可能に支持され、供給されるマグネットワイヤ１６を内部を通して案内する筒状の回転部材で、回転することにより先端に取り付けられたワイヤノズル２８を、コア１１の周囲に周回させマグネットワイヤ１６をコア１１に巻回させることによりコイル１７を形成する。
【００１４】
１８は両ガイド枠１３の一側に所定の間隔を介して平行に配置され、回転可能に支持される送りネジ軸、１９はこの送りネジ軸１８に連結され送りネジ軸１８を回転駆動させる第３のモータとしての送りネジ軸回転用モータ、２０は送りネジ軸１８の回転により第１の移動台１４と同様に一対の第２のガイド枠（図示せず）に案内され、コア１１と接離する方向に移動可能な第２の移動台、２１はこの第２の移動台２０上に配置される第１のモータとしての回転部材回転用モータで、歯付きベルト２２を介して回転部材１５を回転駆動する。
【００１５】
２３は両台枠１２に沿ってそれぞれ固着して配置される一対の固定子２３ａと、第１の移動台１４の固定子２３ａとそれぞれ対向する側面に固着して配置される一対の可動子２３ｂとでなる第２のモータとしてのリニアサーボモータで、第１の移動台１４を駆動させて両第１のガイド枠１３上を移動させる。２４は第１の移動台１４の移動方向に沿って配置され、可動子２３ｂを検出することにより第１の移動台１４の位置を検知する第１の位置センサ、２５は送りネジ軸回転用モータ１９の回転を検出することにより、第２の移動台２０の位置を検知する第２の位置センサ、２６は回転部材１５の回転を検出することにより、ワイヤノズル２８の周方向位置を検知する第３の位置センサ、２７は回転部材回転用モータ２１の回転位置を検知する第４の位置センサである。
【００１６】
次に、上記のように構成される実施の形態１における巻線装置の動作を図に基づいて説明する。
まず、コア１１が所定の位置に保持されると、回転部材回転用モータ２１が駆動され歯付きベルト２２を介して回転部材１５が回転を開始する。すると、回転によりワイヤノズル２８がコア１１の周囲に沿って周回を開始し、次いで、この周回が整列領域を通過して、１ピッチだけ進められる領域に差し掛かる位置において、送りネジ軸回転用モータ１９および両リニアサーボモータ２３が駆動され、第１の移動台１４は固定子２３ａおよび可動子２３ｂの働きにより、又、第２の移動台２０は送りネジ軸１８の回転によりそれぞれコア１１から離れる方向に移動を開始し、ワイヤノズル２８も同方向に移動する。
【００１７】
この時、第１および第２の位置センサ２４、２５により第１および第２の移動台１４、２０の位置が検知され、両移動台１４、２０が同期して移動するように図示しない制御手段により制御されている。そして、ワイヤノズル２８の周回が１ピッチ分だけ進められる領域を外れて、再び整列領域に差し掛かる位置において送りネジ軸回転用モータ１９および両リニアサーボモータ２３が停止して、両移動台１４、２０の移動も停止しワイヤノズル２８は１ピッチ分コア１１の軸方向に移動して移動を中断する。
【００１８】
以上の動作により、ワイヤノズル２８はコア１１の矩形状の周囲の３面（整列領域）を、コア１１の軸心に対して直角方向に周回した後、残りの１面（１ピッチ分だけ進められる領域）を１ピッチ分斜めに周回する。そして、この動作を繰り返すことにより、供給されるマグネットワイヤ１６をコア１１の３面に整列、１面にクロスさせて順次巻回する。次いで１層目の巻回が終了すると、今度は送りネジ軸回転用モータ１９および両リニアサーボモータ２３がそれぞれ逆方向に駆動され、第１および第２の移動台１４、２０がそれぞれコア１１に接近する方向に移動して、ワイヤノズル２８も１層目とは逆方向に移動され、１層目と同様の動作を繰り返すことにより２層目の巻回が行われる。以下、同様の動作が繰り返されて所望の層数に巻回された巻線１７が完成する。
【００１９】
一方、図２に示すように第３の位置センサ２６および第４の位置センサ２７では、ワイヤノズル２８の周回方向位置および回転部材回転用モータ２１の回転位置が検知されており、歯付きベルト２２に伸びあるいは緩みが発生して、回転部材回転用モータ２１の回転位置に対して、ワイヤノズル２８の周回方向位置に遅れあるいは進みが発生した場合には、この遅れあるいは進みをなくすように、コントローラ２９により回転部材回転用モータ２１の速度がそれぞれ制御され、回転部材１５を介してワイヤノズル２８に伝達される。
【００２０】
このように上記実施の形態１によれば、ワイヤノズル２８を周回させるための回転部材回転用モータ２１を、回転部材１５が配置される第１の移動台１４とは別の第２の移動台２０上に配置することにより、第１の移動台１４上に配置される部材の重量を軽くして慣性を小さくするとともに、第１の移動台１４をリニアサーボモータ２３で駆動して移動させるようにしているので、高速での整列巻きが可能となり生産性の向上を図ることができる。
【００２１】
又、第１および第２の位置センサ２４、２５で、それぞれ第１および第２の移動台１４、２０の位置を検知し、同期をとって移動させるようにしているので、回転部材回転用モータ２１から回転部材１５への回転伝達を、例えばベルト等のような簡単な手段で行っても、第２の移動台２０側の移動が遅れてベルトが外れるような事態も回避され、簡単な手段で行えるのでコストの低減が図れることは勿論のこと、信頼性の向上を図ることが可能になる。
【００２２】
さらに又、第３および第４の位置センサ２６、２７で、回転部材回転用モータ２１の回転位置およびワイヤノズル２８の周方向位置を検知し、回転部材回転用モータ２１の回転位置に対して、ワイヤノズル２８の周回方向位置に遅れあるいは進みが発生した場合には、この遅れあるいは進みをなくすように回転部材回転用モータ２１を制御するようにしているので、コア１１の周囲の全面を同じ巻回速度で巻回することができ、良好な整列巻きが可能となるため、信頼性の向上をさらに図ることができる。
【００２３】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２における巻線装置の概略構成を示す平面図である。
図において、上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。３０は一対の台枠１２と同様に、台板（図示せず）上に所定の間隔を介し対向して配置された一対の第２の台枠、３１はこれら両台枠３０間に所定の間隔を介し両台枠３０と平行に延在して配置された一対の第３のガイド枠である。
【００２４】
３２はこれら両第３のガイド枠３１に案内されて、コア１１と接離する方向に移動可能な第３の移動台で、回転部材回転用モータ２１がこの上に配置され歯付きベルト２２を介して回転部材１５を回転駆動するようになっている。３３は両台枠３０に沿ってそれぞれ固着して配置される一対の固定子３３ａと、第３の移動台３２の固定子３３ａとそれぞれ対向する側面に固着して配置される一対の可動子３３ｂとでなる第３のモータとしてのリニアサーボモータ、３４は第３の移動台３２の移動方向に沿って配置され、可動子３３ｂを検出することにより第３の移動台３２の位置を検知する第５の位置センサである。
【００２５】
このように上記実施の形態２によれば、回転部材回転用モータ２１が配置される第３の移動台３２の移動を、第１の移動台１４と同様にリニアサーボモータ３３で駆動するようにしているので、第３の移動台３２を第１の移動台１４の移動に追従させることが容易となり、生産性の向上は勿論のこと、さらに信頼性の向上を図ることが可能になる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、ワイヤノズルを所定の位置に保持されるワークの周囲に周回させる第１のモータ、およびワイヤノズルをワークの軸方向に間欠移動させる第２のモータを備え、ワイヤノズルにより供給されるマグネットワイヤをワークに整列巻回するようにした巻線装置において、第１のモータを第２のモータとは別置きにし、第２のモータとしてリニアサーボモータを用いるとともに第１のモータをワークの軸方向に間欠移動させる第３のモータを備えたので、高速での整列巻きを可能とし、生産性の向上を図ることが可能な巻線装置を提供することができる。
【００２７】
又、この発明の請求項２によれば、請求項１において、第３のモータとしてリニアサーボモータを用いるようにしたので、生産性の向上は勿論のこと、信頼性の向上を図ることが可能な巻線装置を提供することができる。
【００２８】
又、この発明の請求項３によれば、請求項１または２において、第２および第３のモータを同期して駆動するようにしたので、生産性の向上は勿論のこと、信頼性の向上を図ることが可能な巻線装置を提供することができる。
【００２９】
又、この発明の請求項４によれば、請求項１ないし３のいずれかにおいて、ワイヤノズルの周回方向の位置を順次検出し、各位置に応じて回転速度を制御するようにしたので、さらに信頼性の向上を図ることが可能な巻線装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における巻線装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１におけるワイヤノズルの回転制御を説明するためのブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態２における巻線装置の概略構成を示す平面図である。
【図４】従来の巻線装置の概略構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１１コア、１４第１の移動台、１５回転部材、
１６マグネットワイヤ、１７コイル、２０第２の移動台、
２３，３３リニアサーボモータ、２３ａ，３３ａ固定子、
２３ｂ，３３ｂ可動子、２８ワイヤノズル、３２第３の移動台。

Claims

ワイヤノズルを所定の位置に保持されるワークの周囲に周回させる第１のモータ、および上記ワイヤノズルを上記ワークの軸方向に間欠移動させる第２のモータを備え、上記ワイヤノズルにより供給されるマグネットワイヤを上記ワークに整列巻回するようにした巻線装置において、上記第１のモータを上記第２のモータとは別置きにし、上記第２のモータとしてリニアサーボモータを用いるとともに上記第１のモータを上記ワークの軸方向に間欠移動させる第３のモータを備えたことを特徴とする巻線装置。
第３のモータとしてリニアサーボモータを用いたことを特徴とする請求項１記載の巻線装置。
第２のモータおよび第３のモータは同期して駆動されることを特徴とする請求項１または２記載の巻線装置。
ワイヤノズルの周回方向の位置を順次検出し、上記各位置に応じて回転速度を制御するようにしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の巻線装置。