JPH0373761A

JPH0373761A - 巻線機

Info

Publication number: JPH0373761A
Application number: JP1204892A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Onishi; 康弘大西
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 1989-08-09
Filing date: 1989-08-09
Publication date: 1991-03-28
Anticipated expiration: 2013-03-25
Also published as: JP2731253B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野］本発明は、変圧器巻線等の静止誘導電気機器の巻線を巻
回するために用いる巻線機に関するものである。

［従来の技術］大形の変圧器等に用いられる多重レヤ巻線は、円筒状の
巻枠に巻線を多層に巻回することにより製作される。

この種の巻線を巻回する巻線機は、巻枠を回転駆動する
巻枠駆動装置と、巻枠の側方を該巻枠の軸線方向に走行
するように設けられたドラム台車と、ドラム台車を駆動
するドラム台車駆動装置と、軸線を巻枠の軸線と平行さ
せた状態でドラム台車に支持された少なくとも１つの導
体供給用ドラムと、ドラム台車と巻枠との間に配置され
て巻枠及びドラムの軸線方向に移動自在に支持された導
体集束装置とを備えていて、ドラムから巻き戻されて導
体集束装置を通過した導体をコイル巻回用導体として巻
枠に巻回するようにしている。またこの種の巻線機では
、巻枠の上方を巻枠の軸線方向に沿って移動するように
設けられたキャリッジに、コイル巻回用導体を巻枠に押
さえ付ける作用をする巻線押えローラが支持されている
。この巻線押えローラは、導体集束装置を通過して巻枠
上に達したコイル巻回用導体に当接した状態でキャリッ
ジと共に巻線進行方向に移動するようになっている。

この種の巻線機において巻線作業を自動化するためには
、ドラムからの導体の繰出し位置を巻線の進行に自動的
に追従させて、巻枠への巻線導体の進入角度を常に適正
な範囲に保つことが必要である。

巻線作業の自動化を試みた巻線機として、巻線作業の進
行に自動的に追従させてドラム台車を移動させるように
したものがある。この巻線機では、キャリッジの移動方
向に沿って多数のリミットスイッチを設けて、キャリッ
ジに設けたドグが各リミットスイッチの操作子を蹴る毎
にドラム台車をリミットスイッチ相互間の間隔に相応し
た距離だけ移動させるようにしている。

［発明が解決しようとする課題］上記の巻線機ではドラム台車をキャリッジに追従させる
ことはできるが、巻枠へのコイル巻回用導体の進入角度
を適正範囲に保つことはできない。

即ちドラムから巻き戻される導体のドラムに対する位置
（導体の繰出し位置）は巻線の進行に伴って時々刻々変
化し、巻線導体のドラムに対する位置の変化に伴って巻
枠への巻線導体の進入角度が変化するため、ドラム台車
をキャリッジに追従させただけでは、巻枠への巻線導体
の進入角度を適正範囲に保つことができない。したがっ
て、上記の巻線機でも、手動スイッチによりドラム台車
駆動装置を操作して巻線導体の進入角度を修正する作業
を行う必要があり、この場合、進入角度の修正は作業者
の目視判断により行う必要があるため、作業に熟練を要
し、ドラム台車の自動追従を図った利点を十分に活かす
ことができなかった。

本発明の１つの目的は、巻枠へのコイル巻回用導体の進
入角度を適正な範囲に保つ作業を熟練を要することなく
、容易に行い得るようにした巻線機を提供することにあ
る。

本発明の他の目的は、巻枠へのコイル巻回用導体の進入
角度を自動的に適正範囲に保つことができるようにした
巻線機を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本願第１の発明は、巻枠を回転駆動する巻枠駆動装置と
、巻枠の側方を該巻枠の軸線方向に走行するように設け
られたドラム台車と、ドラム台車を駆動するドラム台車
駆動装置と、軸線を巻枠の軸線と平行させた状態でドラ
ム台車に支持された少なくとも１つの導体供給用ドラム
と、ドラム台車と巻枠との間に配置されて巻枠及びドラ
ムの軸線方向に移動自在に支持された導体集束装置とを
備えて、ドラムから巻き戻されて集束装置を通過した導
体をコイル巻回用導体として巻枠に巻回する巻線機にお
いて、巻枠へのコイル巻回用導体の進入角度を適正な範
囲に保つ作業を容易に行い得るようにするため、巻線導
体の進入角度を検出する検出器を設けたものである。

この検出器は、集束装置に支持された検出器支持フレー
ムと、導体集束装置と巻枠との間を直線的に伸びるコイ
ル巻回用導体の中心軸線とドラムの中心軸線との双方と
ほぼ直角を成す方向に中心軸線が向けられた状態で検出
器支持フレームに回転自在に支持された主軸と、中間部
が前記主軸に固定されたアームと、アームの長平方向に
間隔をあけた状態で主軸と平行な軸によりアームに支持
されて集束装置を通過したコイル巻回用導体に異なる側
から当接する対のガイドローラと、主軸の回転角度を検
出して検出した回転角度に相応する電気信号を出力する
エンコーダと、エンコーダの出力に基づいて集束装置か
ら巻枠へのコイル巻回用導体の進入角度を検出する導体
進入角度検出手段とにより構成される。

本願第２の発明は、上記の巻線機において巻枠へのコイ
ル巻回用導体の進入角度を自動的に適正範囲に保つこと
ができるようにしたものである。

そのため、この発明においては、上記第１の発明の構成
に加えて更に、進入角度検出手段により検出された進入
角度が巻枠に巻かれるコイルの各ターンの径方向に対す
る傾斜角度に相応した基準進入角度よりも僅かに大きく
設定された第１の設定進入角度以下のときにドラム台車
をコイルの巻回進行方向に移動させる指令を発生する第
１の指令信号発生手段と、進入角度検出手段により検出
された進入角度が第１の設定進入角度よりも大きく設定
された第２の設定進入角度より以上のときにドラム台車
をコイルの巻回進行方向と反対方向に移動させる指令を
発生する第２の指令信号発生手段と、第１の指令信号発
生手段から発生する指令信号及び第２の指令信号発生手
段から発生する指令信号に応じて前記ドラム台車駆動装
置に駆動信号を与える駆動信号発生手段とを備えている
。

また本願第３の発明においては、上記第２の発明の構成
に加えて更に、進入角度検出手段により検出された進入
角度が許容範囲から外れたときにドラム台車及び巻枠を
停止させることを指令する停止指令信号を発生する停止
指令信号発生手段が設けられている。

上記の各構成において、導体集束装置は、ドラム台車に
設けられた複数のドラムからそれぞれ繰り出された導体
を集束させて複数の導体の集合体からなるコイル巻回用
導体を形成して、該コイル巻回用導体を巻枠に導くため
に設けられたものであるが、ドラム台車に１個のドラム
だけが設けられて、該ドラムから繰り出された１本の導
体をコイル巻回用導体として巻枠に導いてコイルを巻回
する場合にも本発明を適用することができる。この場合
には、導体集束装置が単に導体のガイドとして作用する
ことになる。

［作　用］第１の発明において、主軸の回転角度は集束装置から巻
枠に向うコイル巻回用導体の巻枠径方向に対する傾斜角
度の情報を含んでいる。したがってこの主軸の回転角度
に相応した電気信号を発生するエンコーダを設けると、
該エンコーダの出力はコイル巻回用導体の進入角度の情
、報を含んでいる。進入角度検出手段は、このエンコー
ダの出力に必要な処理を施してコイル巻回用導体の進入
角度を求める。

このように、本願第１の発明によれば、時々刻々変化す
る巻枠へのコイル巻回用導体の進入角度を知ることがで
きるため、手動操作によりドラム台車の位置を修正する
場合でも、特に熟練を要すること無く、適確に作業を進
めることができる。

また第２の発明では、上記のようにして検出されたコイ
ル巻回用導体の進入角度に応じて、ドラム台車がコイル
の巻回進行方向または巻回進行方向と反対の方向に移動
させられてコイル巻回用導体の進入角度が適正な範囲に
自動的に保たれる。

従って、巻線作業の進行に伴ってドラム台車の位置を修
正する作業を行う必要がなく、巻線作業の省力化を進め
ることができる。

更に、第３の発明では、コイル巻回用導体の進入角度が
許容範囲から外れた場合に巻枠駆動装置及びドラム台車
駆動装置を停止させて巻線作業を中断させる。このよう
に巻枠駆動装置及びドラム台車駆動装置が停止した場合
には、ドラム台車と巻枠との位置関係を手動操作により
修正し、その後ドラム台車の位置を自動修正する動作に
移行させれば良い。このように、コイル巻回用導体の巻
枠への進入角度が許容範囲から外れた場合に巻線作業を
中断して、ドラム台車の位置を修正する機会を与えるよ
うにすれば、隣り合うターンのコイル巻回用導体が重な
り合った状態で巻かれたり、隣合うターンのコイル巻回
用導体相互間に隙間が生じたり、隣り合うターンの導体
同志が擦り合って絶縁被覆が破損したりするといったト
ラブルが生じるのを防ぐことができ、巻線の品質を良好
に保つことができる。

［実施例コ以下添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の実施例を示したもので、同図において
１は巻枠駆動装置で、この駆動装置は、電動機を駆動源
とする駆動部２と、駆動部２の出力部に一端が接続され
、他端が軸受は装置３により支持された回転軸４とから
なり、回転軸４に巻枠５が取り付けられている。

６はドラム台車、７，７はドラム台車を案内するため、
巻枠駆動装置１の側方に、巻枠５の軸線と平行に配置さ
れた対のレールである。ドラム台車６は、電動機を駆動
源とする図示しないドラム台車駆動装置により駆動され
て巻枠５の軸線方向に往復駆動される。

ドラム台車６の上には、導体供給用ドラム８がその軸線
を巻枠５の軸線と平行させた状態で配置されている。大
容量変圧器の巻線を巻く場合、複数の導体の集合体から
なるコイル巻回用導体を一括して巻回することが多く、
その場合ドラム台車上には複数個のドラム８が設けられ
るが、図示の例では、１個のドラム８のみが設けられて
いる。

ドラム８は図示しない支持装置により回転自在に支持さ
れている。

ドラム台車６と巻枠５との間には、導体集束装置９が配
置されている。この集束装置９は、巻枠５及びドラム８
の間に両者の軸線と平行に配置されたガイドレール１０
．１０により案内されて巻枠及びドラムの軸線方向に自
在に移動し得るようになっている。

ドラム８には、所定量の導体１１が巻回され、該ドラム
から巻き戻されて導体集束装置９を通過した導体がコイ
ル巻回用導体１１′として巻枠５に導かれて、該巻枠に
コイルＷが巻回されるようになっている。

ドラム８からの導体の繰出し位置は、コイル巻回作業の
進行に伴って移動していく。また巻枠５へのコイル巻回
用導体の進入位置も巻線作業の進行に伴って巻枠の軸線
方向に移動していく。導体集束装置９は、ドラム８と巻
枠５との間を伸びる導体の移動に追従して巻枠の軸線方
向に移動する。

巻枠へのコイル巻回用導体の進入位置の移動方向及びド
ラムからの導体の繰出し位置の移動方向は、コイルの巻
回過程により相違する。

第１図は、巻枠５へのコイル巻回用導体０−の進入位置
及びドラム８からの導体１１の繰出し位置が共に図面上
右方向に移動しながら巻回作業が進行するコイル巻回過
程を示している。

第２図は巻枠５へのコイル巻回用導体１１′の進入位置
及びドラム８からの導体の繰出し位置が共に図面上左方
向に移動しながら巻回作業が進行するコイル巻回過程を
示している。

第３図は巻枠５へのコイル巻回用導体の進入位置が図面
上右方向に移動し、ドラム８からの導体の繰出し位置が
図面上左方向に移動しながら巻回作業が進行するコイル
巻回過程を示している。

コイル巻回用導体を巻枠５に対してしっかりと押さえつ
けて、コイルの緩みが生じるのを防止するため、第７図
に示すような導体押え装置１２が設けられている。第７
図は第１図において巻枠を矢印Ａ方向から見て導体押え
装置の要部を示したもので、この押え装置は、直線状の
コイル巻回用導体１１゛が巻枠に巻き込まれてコイル状
になる部分（巻枠の上面部）に取付けられている。

図示の導体押え装置１２は、巻枠の径方向に伸びる軸の
回りを回転するように設けられた第１の押えローラ１２
ａと、巻枠の軸線方向に伸びる軸の回りを回転するよう
に設けられた第２の押えローラ１２ｂとからなり、第１
の押えローラ１２ａはコイルＷの軸線方向からコイル巻
回用導体の側面に当接して該巻線導体を軸線方向に押え
付け、第２の押えローラ１２ｂは、巻線の径方向からコ
イル巻回用導体１１′に当接して該導体を巻枠の外周面
に対して押さえつける。第１の押えローラ１２ａ及び第
２の押えローラ１２ｂは、巻枠の上方に配置された図示
しないキャリッジに支持されて、巻線の進行に伴って巻
枠５の軸線方向に移動する。

尚第７図はコイルの巻回作業が図面上右方向に進行して
いく場合の押えローラ１２ａ、１２ｂの配置を示してい
る。コイル巻回作業が左方向に進行していく場合には、
押えローラ１２ａが押えローラ１２ｂの左側に配置され
る。

導体集束装置９は、複数のドラムからそれぞれ繰り出さ
れた導体１１を集束して導体の集合体からなるコイル巻
回用導体１１′を形成するもので、受は入れた複数の導
体を集束するように案内する複数のガイドローラにより
構成される。

上記のようにドラム８と巻枠５と集束装置９とを配置し
てコイルを巻回する場合、巻枠５へのコイル巻回用導体
１１′の進入角度を適正な範囲に保つようにドラム台車
６の移動を制御する必要がある。

本明細書においては、コイル巻回用導体１１′の直線部
分が水平面上において巻枠５の軸線と直角な面に対して
成す角度を導体進入角度θとする。

この角度θが第１図に示゛すように巻枠の軸線と直角な
面に対して反時計方向に生じる場合を正とし、時計方向
に生ずる場合を負とする。

また巻枠５に既に巻かれているコイルの各ターンを構成
する導体が水平面上で巻枠の軸線と直角な面に対して成
す角度を基準進入角度θ０という。

この基準進入角度θ０の正負の符号のとり方は導体進入
角度θの場合と同様とする。第１図における導体進入角
度θ及び基準進入角度θＯの符号は正であり、第２図に
おける導体進入角度θ及び基準進入角度θ０の符号は負
である。

コイル巻回作業時においては、導体進入角度θの絶対値
が、基準進入角度θＯの絶対値よりも小さいと、コイル
に巻かれようとする導体が既に巻かれたコイルに擦りつ
けられる状態になるため、導体の絶縁被覆が損傷する恐
れがある。導体進入角度θの絶対値が基準進入角度θＯ
の絶対値に比べて小さすぎると巻回されようとする導体
が既に巻かれたコイルの上に乗り上げてしまうこともあ
る。また導体進入角度の絶対値が基準進入角度の絶対値
よりも大きいと、巻回されようとする導体が既に巻かれ
たコイルから離れてしまう。従って理論的には、導体進
入角度θを基準進入角度θＯに等しく保つようにドラム
台車を制御しつつ巻回作業を行うのが望ましいといえる
。しかし、実際には、前述のようにコイル導体押え装置
１２を設けであるため、導体進入角度θの絶対値が基準
進入角度θＧの絶対値よりも若干太き目であっても、コ
イルの巻回は支障なく行われる。即ち、導体進入角度θ
の絶対値は、基準進入角度θ０の絶対値より小さくなっ
てはならないが、該基準進入角度θ０の絶対値より若干
太き（なってもよい。

但し、以上述べたことは導体進入角度θ及び基準進入角
度θ０の正負が一致していることを前提にしている。

またコイル巻回用導体１１′の幅寸法（コイルの軸線方
向に測った導体１１′の寸法）が大きければ大きいほど
基準進入角度θ０の絶対値が大きくなり、コイルの現在
直径（コイル巻回作業時において既に巻かれているコイ
ルの直径）φ１が小さいほど基準進入角度θ０の絶対値
が大きくなる。

本発明においては、導体進入角度θと基準進入角度θ０
とを絶対値で比較して、導体進入角度θの大きさを基準
進入角度θ０の大きさに等しいかまたは該角度θＯより
若干大きめの大きさに保ちつつコイルの巻回作業を進め
るようにドラム台車を制御するため、導体進入角度θの
検出器を導体集束装置９に設けている。

第４図ないし第６図はこの導体進入角度検出器２０の詳
細を示したものである。第４図において２１は導体集束
装置９のフレームにリニアベアリング２２を介して支持
された検出器支持フレームで、この支持フレームはリニ
アベアリングにより巻枠の軸線方向に一定の範囲で移動
し得るようになっている。検出器支持フレーム２１には
、ベアリング収納用の円筒壁部２３が固設され、該円筒
壁部内に収納されてスナップリング２４により抜は止め
が図られたベアリング２５により主軸２６が支持されて
いる。主軸２６は、導体集束装置９と巻枠５との間を直
線的に伸びるコイル巻回用導体１１′の中心軸線と巻枠
５の中心軸線との双方に対してほぼ直角を成す方向に中
心軸線が向くように設けられ、該主軸２６の下端にはア
ーム２７の中間部が固定されている。

アーム２７の両端には主軸２６と平行な軸２８゜２９が
取付けられ、これらの軸２８及び２９にそれぞれガイド
ローラ３０及び３１が回転自在に取付けられている。本
実施例では、ガイドローラ３０及び３１がそれぞれ軸線
方向に並べて配置された多数のローラ３０ａ、３０ａ、
＝−及び３１ａ。

３１ａ、・・・から成っている。

フレーム２１にはまたスプリング支持軸３２が固定され
、この支持軸３２にぜんまい状のスプリング３３の一端
が固定されている。スプリング３３は支持軸３２に巻き
付けられ、該スプリングの他端が主軸２６にボルト３４
により固定されている。主軸２６はスプリング３３によ
り第５図において時計方向に付勢されている。コイル巻
回用導体１１′はガイドローラ３０及び３１の間を通し
て巻枠５に導かれ、スプリング３３により付勢されたガ
イドローラ３０及び３１がコイル巻回用導体１１−に異
なる側から圧接している。

コイル巻回用導体１１′がガイドローラ３０゜３１の間
から離脱するのを防止するため、軸２８の下端と軸２９
の下端との間に渡し板３５が取付けられている。渡し板
３５の一端には孔３５ａが設けられていて、該孔３５ａ
が軸２９の下端に嵌合され、軸２９の下端には該渡し板
の抜は止めを図るためのストッパ３６が固定されている
。渡し板３５の他端には切り欠き３５ｂが設けられて該
切り欠き３５ｂが軸２８の下端に嵌合され、軸２８の下
端に設けられたネジ部２８ａに螺合された蝶ナツト３７
により、渡し板３５の他端が軸２８に固定されている。

検出器支持フレーム２１の上部には主軸２６の回転角度
を検出して検出した回転角度に相応する電気信号を出力
するエンコーダ３８が取付けられている。このエンコー
ダの出力軸３８ａはカップリング３９を介して主軸２６
の上端に設けられたエンコーダ取付は部２６ａに結合さ
れている。

エンコーダ３８としては、インクリメンタル形の２相の
エンコーダが用いられ、このエンコーダは、主軸２６の
回転に伴って第１２図（Ａ）及び（Ｂ）に示すようにＡ
相のパルス信号ＶａとＢ相のパルス信号ｖｂとを出力す
る。本実施例で用いているエンコーダにおいては、パル
ス信号を発生する区間（角度）と、パルス信号が休止す
る区間とが等しく設定されており、パルス信号の発生区
間及び休止区間にそれぞれ対応する主軸２６の回転角度
は１／４度となっている。ここで各パルス信号が発生し
てから、次のパルス信号が発生するまでの間をｌサイク
ルとすれば、機械角の１／２度が電気角では３６０度と
なる。

パルス信号Ｖａ及びｖｂの位相関係は、出力軸２６の回
転方向によって相違する。例えば、主軸２６が上から見
て反時計方向に回転する場合には、Ａ相の信号ＶａがＢ
相の信号ｖｂよりも先に（電気角で９０度位相が進んで
）発生する。このときの時間の経過は第１２図の矢印Ｔ
方向となる。また主軸２６が時計方向に回転する場合に
は、Ａ相の信号ＶａがＢ相の信号ｖｂよりも後から（９
０度位相が遅れて）発生する。このときの時間の経過は
第１２図の矢印Ｔ゛方向なる。

上記エンコーダの出力は、導体進入角度を検出する導体
進入角度検出手段に与えられ、該検出手段により得られ
る導体進入角度の情報がドラム台車の制御に用いられる
。

導体進入角度検出手段は例えば次のようにして主軸の回
転角度を検出する。例えば主軸２６の反時計方向の回転
を正方向の回転とし、一定時間の間に発生するＡ相のパ
ルス信号の計数値から、該一定時間の間に回転した主軸
の回転角度を検出し、人相のパルスとＢ相のパルスとの
いずれが先に発生したかを判別することにより主軸の回
転方向を検出する。

今エンコーダの回転軸が１回転する間にＡ相からＰ「個
のパルス信号が発生するものとし、最初の計測期間にｎ
１個のパルス信号が、次の計測期間にｎ２（ＩＩのパル
ス信号が計数されたとする。

ここで、ｎ１個のＡ相のパルス信号が計数された時及び
ｎ２個のＡ相のパルス信号が計数された時のいずれの場
合も、Ｂ相のパルス信号がＡ相のパルス信号よりも９０
度遅れて発生したとすると、このときの主軸の回転角度
は、（（ｎｌ　＋ｎ２　）／Ｐｒ）Ｘ３６０度で与えら
れる。

またｎ１個の人相のパルス信号が計数された時及びｎ２
個のＡ相のパルス信号が計数された時のいずれの場合も
、Ａ相のパルス信号がＢ相のパルス信号よりも９０度遅
れて発生したとすると、このときの主軸の回転角度は、
−（（ｎｌ＋ｎ２）／Ｐｒ　）　Ｘ３６０度で与えられ
る。

更に、ｎ１個の人相のパルス信号が計数された時にはＢ
相のパルス信号がＡ相のパルス信号よりも９０度遅れて
発生し、ｎ２個のＡ相のパルス信号が計数された時には
、人相のパルス信号がＢ相のパルス信号よりも９０度遅
れて発生したとすると、このときの主軸の回転角度は、
（（ｎｌ　−ｎ２）／Ｐｒ）Ｘ３６０度で与えられる。

第８図は、上記のエンコーダの出力を入力としてドラム
台車を制御する場合の制御装置の構成を概略的に示した
もので、この例ではエンコーダ３８の出力がプログラマ
ブルカウンタ４０に入力され、該プログラマブルカウン
タ内で進入角度検出手段が実現される。また手動操作ス
イッチ類が設けられた操作盤４２が設けられ、この操作
盤によりプログラマブルカウンタ４０及びシーケンサ４
１に必要な指令が与えられる。

プログラマブルカウンタ４０は、エンコーダ３８から２
相のパルス信号を受取って導体進入角度の演算を行うと
ともに、導体進入角度θを基準進入角度θ０に近付ける
ためにドラム台車をいずれの方向に移動させるべきかを
示す走行指令信号を発生する。

シーケンサ４１はプログラマブルカウンタ４０の出力に
応じてドラム台車駆動装置りに右方向駆動信号または左
方向駆動信号を与える。ドラム台車駆動装置りは電磁接
触器４３と該電磁接触器を通して駆動信号が与えられた
ときに所定の方向に回転する駆動電動機４４とからなる
。

第８図に示した制御装置による場合の動作は例えば次の
ように行われる。

コイルの巻回作業を開始するに際しては、最初導体進入
角度θを基準進入角度θ０に等しくしておき、この状態
を基準状態とする。最初導体進入角度θを基準進入角度
θ０に等しくするには、ドラム台車をしかるべき位置に
移動させる必要があるが、この作業は操作盤４２からシ
ーケンサに指令信号を与えることにより行う。即ち、操
作盤４２に設けられている自動手動切り替えスイッチを
「手動」側に切り替え、ドラム台車を右方向に移動させ
ることを指令する右方向走行指令スイッチ、及びドラム
台車を左方向に移動させることを指令する左方向走行指
令スイッチを手動操作する。これらのスイッチが操作さ
れると、シーケンサ４１からドラム台車駆動装置りに右
方向駆動信号または左方向駆動信号が与えられて、ドラ
ム台車６が右方向または左方向に移動する。尚基準状態
の設定は、作業者がコイル巻回用導体１１′の先端を巻
枠５に固定した後、該導体１１′を巻枠の外周に１ない
し２ターン程度巻き付けてから行う。

導体進入角度θを基準進入角度θ０に等しくした後、操
作盤４２のリセットボタンを押し、プログラマブルカウ
ンタ４０に記憶されていた信号の履歴をすべてキャンセ
ルする。

次いで、操作盤の自動手動切り替えスイッチを「自動」
側に切り替えてスタートボタンを押すと、導体進入角度
θを基準進入角度θ０にほぼ等しくするようにドラム台
車を制御する自動制御モードとなり、次いで巻枠駆動装
置１に駆動指令が与えられて巻枠５が回転させられる。

ドラム台車を自動制御するモードでは、プログラマブル
カウンタ４０が導体進入角度θの演算を行うとともに、
演算された導体進入角度θに応じて第９図（Ａ）及び（
Ｂ）に示した走行指令信号を発生する。

シーケンサ４１は、コイルの巻回作業の進行方向に応じ
てプログラマブルカウンタが発生する第９図（Ａ）また
は（Ｂ）の走行指令信号を選択し、選択した走行指令信
号に応じてドラム台車駆動装置りに駆動信号を与える。

ドラム台車駆動装置は、右方向駆動信号が与えられたと
きにドラム台車を右方向に移動させ、左方向駆動信号が
与えられたときにドラム台車を左方向に移動させる。ま
た導体進入角度が許容範囲から外れたときにはシーケン
サからドラム台車駆動装置及び巻枠駆動装置に停止指令
信号が与えられる。

第９図（Ａ）は第１図に示すようにコイルの巻回作業が
右方向に進行していく場合（右方向巻きの場合）に備え
てプログラマブルカウンタが発生する走行指令信号また
は停止指令信号を示し、第９図（Ｂ）は第２図のように
コイルの巻回作業が左方向に進行していく場合（左方向
巻きの場合）に備えてプログラマブルカウンタが発生す
る走行指令信号または停止指令信号を示している。

第９図（Ａ）、（Ｂ）において、内側に斜線が施された
領域はそれぞれの走行指令信号または停止指令信号が発
生する区間を示しており、横軸は導体進入角度θを示し
ている。第９図（Ａ）においてθｉは、基準進入角度θ
０よりも僅かに大きく設定された第１の設定進入角度、
θｅは第１の設定進入角度θｉよりも大きく設定された
第２の設定進入角度である。またθｍｉは導体進入角度
θの許容範囲の下限を定める進入角度下限値、θｍａは
導体進入角度θの許容範囲の上限を定める進入角度上限
値である。第９図（Ｂ）は第９図（Ａ）と００に関し左
右対称となっている。

ここでコイルの巻回作業を右方向に進行させる場合（第
９図Ａの場合）を例にとって導体進入角度と走行指令信
号との関係を説明すると次の通りである。導体進入角度
θが第１の設定進入角度θｊ以下になる（但し斜線領域
内とする）と、プログラマブルカウンタが右方向走行指
令信号を発生し、導体進入角度が第２の設定進入角度０
０以上になると（但し斜線領域内とする）左方向走行指
令信号を発生する。またプログラマブルカウンタは導体
進入角度が進入角度下限値θｍｉより小さくなった場合
及び進入角度上限値θｍａよりも大きくなった場合に停
止指令信号を発生する。

第１の設定進入角度θ１１第２の設定進入角度θｅ、進
入角度の上限値θｍａ及び下限値θｍｉは適宜に変更す
ることができる。

シーケンサ４１は、操作盤４２からの指令信号とプログ
ラマブルカウンタ４０が発生している走行指令信号とに
基いてドラム台車駆動装置りに右方向駆動信号または左
方向駆動信号を与え、これによりドラム台車を右方向ま
たは左方向に移動させて導体進入角度を所定の範囲に保
つように制御する。導体の振動による一時的な導体進入
角度には反応しないようにするため、プログラマブルカ
ウンタが所定の走行指令信号を一定の時間（動作確認時
間）、ｔｓｌの間発生し続けた場合のみシーケンサから
ドラム台車駆動装置に駆動信号が与えられるようになっ
ている。シーケンサは、右方向駆動信号または左方向駆
動信号をそれぞれ一定の動作時間ｔｓ２の間だけドラム
台車駆動装置に与える。

この動作時間が経過するとドラム台車が停止するが、そ
の後プログラマブルカウンタが同じ指令信号を継続して
発生していれば、シーケンサは動作確認時間ｔｓｌの後
、再びドラム台車駆動装置に駆動信号を供給する。

シーケンサによる自動制御動作を行わせる場合には、操
作盤の巻回方向切換スイッチを操作して巻回方向を指定
し、スタートボタンを押す。ここで、巻回方向が第１図
に示したように右方向であるとする。最初は導体進入角
度θが基準進入角度θ０に等しいから、プログラマブル
カウンタは右方向走行指令信号を発生している。従って
シーケンサは動作確認時間が経過した後ドラム台車駆動
装置に右方向駆動信号を与え、ドラム台車を右方向に移
動させる。これにより導体進入角度θが角度θＸになっ
たとする。この状態ではプログラマブルカウンタが指令
信号を出さないためシーケンサも駆動信号を出さず、ド
ラム台車は停止したままである。この状態で右方向巻き
が進行していくと導体進入角度θが徐々に小さくなって
いく（第９図Ａにおいてθがマイナス方向に変化する）
。

導体進入角度θが第１の設定進入角度θｉ以下になると
、プログラマブルカウンタが右方向走行指令信号を発生
し、動作確認時間経過後シーケンサがドラム台車駆動装
置りに右方向駆動信号を与える。これによりドラム台車
は右方向に移動し、導体進入角度θはプラス方向に変化
する。

特殊な場合として、コイルの巻回方向と、ドラムにおけ
る導体の巻回方向とが逆（コイルの巻回進行方向とドラ
ムからの導体の繰出し位置の移動方向とは同じ）で、し
かも巻枠に巻回されているコイルの現在直径φ１がドラ
ムに巻かれている導体の現在直径（現時点におけるドラ
ム巻回導体の直径）φ２よりも大きい場合を考える。こ
の場合、コイル巻回用導体１１″が巻枠に巻き込まれる
点も、ドラムから導体１１が繰り出される点も共に同方
向に移動するが、後者の移動速度が前者の移動速度に比
べて大きいので、導体進入角度θはコイルの巻回作業が
右方向に進行するにつれてプラス方向に変化していく。

この場合には、導体進入角度θが第２の設定進入角度０
０以上になったときにプログラマブルカウンタが左方向
走行指令信号を発生するため、シーケンサは動作確認時
間後ドラム台車駆動装置に左方向駆動信号を与え、ドラ
ム台車を左方向に移動させる。

尚、コイルの巻回進行方向とドラムからの導体の繰出し
位置の移動方向とが互いに逆の場合には、コイルの現在
直径φ１とドラムの導体現在直径φ２との大小関係の如
何にかかわらず、上記のような特殊な状態は生ぜず、コ
イルの巻回作業の進行に伴って導体進入角度がマイナス
方向に変化する。

以上の動作により、導体進入角度θが設定進入角度θ０
よりも若干大きめの値に保たれつつコイルの巻回作業が
行われる。

導体進入角度θが上限値θｍａを超えた場合または下限
値をよりも小さくなった場合には、プログラマブルカウ
ンタが停止指令信号を発生する。このときシーケンサは
ドラム台車駆動装置及び巻枠駆動装置に停止指令を与え
、巻枠及びドラム台車を停止させる。またこのとき操作
盤に設けた異常状態表示手段を動作させる。

第８図の装置においては、プログラマブルカウンタ及び
シーケンサを用いてドラム台車の制御系を構成している
が、これらに代えてマイクロコンピュータを用いてドラ
ム台車の制御系を構成することもできる。

第１０図は、ドラム台車を制御する制御系の構成を機能
実現手段により表現したもので、同図において進入角度
検出手段Ｓ、は、エンコーダ３８の出力を入力として導
体進入角度θを演算する。

第１の指令信号発生手段Ｇ１は、導体進入角度θが基準
進入角度θ０よりも僅かに大きく設定された第１の設定
進入角度θｉ以下になったときにドラム台車６をコイル
の巻回進行方向に移動させる指令を駆動信号発生手段Ｈ
に与える。

また第２の指令信号発生手段Ｇ２は、進入角度検出手段
により検出された進入角度θが第１の設定進入角度θｉ
よりも大きく設定された第２の設定進入角度００以上に
なったときにドラム台車をコイルの巻回進行方向と反対
方向に移動させる指令を駆動信号発生手段Ｈに与える。

更に停止指令発生手段Ｇ３は、進入角度検出手段により
検出された進入角度が許容範囲から外れたときに駆動信
号発生手段Ｈ及び巻枠駆動装置１に停止指令信号を与え
る。

駆動信号発生手段Ｈは、指令信号に応じてドラム台車駆
動装置りに駆動信号を与える。

第１０図の制御系の制御アルゴリズムの一例を、右巻き
の場合（第１図の場合）を例にとって示すと第１１図に
示す通りである。この制御アルゴリズムに従う場合の動
作は次の通りである。

自動制御モードが開始されると、第１の設定進入角度θ
１１第２の設定進入角度θＣ１進入角度下限値θｍｉ及
び進入角度上限値θｍａが読込まれ、次いで進入角度検
出手段により導体進入角度θの演算が行われる。その後
ドラム台車の自動制御動作を許容する指令が与えられて
いるか否かが判別される。この判別は例えば、操作盤に
設けられている自動手動切り替えスイッチが「自動ｊ側
に切り替えられているか否か、及び緊急停止スイッチが
押されているか否かを判別することにより行う。

自動制御動作が許容されている場合には、次に１層分の
巻線作業が完了したか否かの確認を行い、巻線作業が完
了していない場合には、導体進入角度θと進入角度下限
値θｍｉとの大小関係を判別する。この判別の結果導体
進入角度θが下限値θｍｉよりも小さい場合には、ドラ
ム台車駆動装置りに停止指令信号を与えてドラム台車を
停止させるとともに巻枠駆動装置１に停止指令信号を与
え、巻枠５の回転を停止させる。

導体進入角度θが下限値θｍｉ以上のときには、次いで
導体進入角度θと進入角度の上限値θｍａとの大小関係
の判別を行い、導体進入角度θが上限値θｍａを超えて
いるときにはドラム台車駆動装置り及び巻枠駆動装置１
に停止指令を与える。

導体進入角度θが上限値θｍａ以下のときには、該角度
θと第１の設定進入角度θｉとの大小関係を判別し、導
体進入角度θが第１の設定進入角度θｉ以下（但し斜線
領域内）の場合にはドラム台車駆動装置に右方向走行指
令信号を与える。その後再び導体進入角度θの演算を行
い、上記と同じ過程を繰り返して、導体進入角度θと第
１の設定進入角度θｉとの大小関係を判別する過程まで
を行う。この判別の結果導体進入角度θが第１の設定進
入角度θｉよりも大きい場合には、右方向走行指令を停
止させてから角度θと第２の設定進入角度θｅとの大小
関係を判別し、この判別の結果、導体進入角度θが第２
の設定進入角度００以上（但し斜線領域内）の場合には
左方向走行指令を発生させ、再び導体進入角度を演算す
る。以後角度θとθｅとの大小関係を判別する過程まで
を繰り返し、角度θがθｅよりも小さくなったときに左
方向走行指令を停止させる。その後再び導体進入角度θ
を演算し、以下同様の動作を反復させて、導体進入角度
θを第１の設定進入角度θｉと第２の設定進入角度θｅ
との間に保ちつつコイルの巻回作業を続行させる。１層
のコイルの巻線作業が完了したことが検出されると制御
動作が終了する。

この巻線作業の完了は、例えば導体押え装置１２が巻枠
の端部に達したことをリミットスイッチにより検出する
ことにより行う。

上記の実施例ではドラム８が１個の場合について述べた
が、複数個のドラムを有する場合でもドラム台車の制御
を支障なく行うことができる。ドラムがＩ個の場合はド
ラムから巻き戻された導体１１と導体集束装置から巻枠
に供給されるコイル巻回用導体１１′とが一直線上にあ
ったが、ドラムが複数個の場合は、各導体は導体集束装
置部で屈曲することが多い。

したがって、水平面においてドラムの軸に対する垂線と
ドラムから巻き戻された導体１１とがなす角度（導体繰
り出し角度と呼ぶ。）は、導体進入角度θとは必ずしも
等しくはなく、これよりも大きくなることもあれば、小
さくなることもある。

−膜内に云えば、ドラムが複数の場合は、巻線過程にお
ける導体繰り出し角度の変動範囲は導体進入角度の変動
範囲よりも大きくなる。しかし導体進入角度に関しては
、複数個のドラムの場合であってもドラムが１個の場合
と同様である。

上記の実施例では、導体進入角度検出手段により検出さ
れた導体進入角度に基いてドラム台車を自動制御するよ
うにしたが、操作盤に導体進入角度の検出値を表示する
手段を設けて、作業者がその検出値に基いて操作盤の手
動操作スイッチを操作することによりドラム台車を右方
向または左方向に移動させて導体進入角度を適正な範囲
に保ちつつコイルの巻回作業を行うようにしてもよい。

上記の実施例では、導体進入角度が許容範囲を外れたと
きにドラム台車及び巻枠を停止させる手段を設けたが、
この手段は省略することもできる。

［発明の効果］以上のように、請求項１に記載した発明によれば、導体
集束装置に導体の進入角度を検出する機構を設けて、巻
枠への導体の進入角度に関する情報を適確に得ることが
できるようにしたため、ドラム台車の位置の調整を容易
に行うことができる。

また請求項２に記載した発明によれば、導体進入角度の
検出値に応じてドラム台車を自動制御するようにしたの
で、巻線作業の省力化と作業能率の向上とを図ることが
できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はそれぞれ、コイルの巻回方向とド
ラムからの導体の繰出し位置の移動方向が共に右方向の
場合、コイルの巻回方向とドラムからの導体の繰出し位
置の移動方向が共に左方向の場合、及びコイルの巻回方
向が右方向でドラムからの導体の繰出し位置の移動方向
が左方向の場合の本発明の実施例を示す上面図、第４図
は本発明で用いる導体進入角度検出器の構成例を示す断
面図、第５図及び第６図はそれぞれ第４図の■−Ｖ線及
びＶＩ−ＶＩ線断面図、第７図は本発明の実施例で用い
る導体押え装置の構成を概略的に示した説明図、第８図
は本発明の実施例の制御系の構成を示した構成図、第９
図（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の実施例で用いるプログラ
マブルカウンタが発生する指令信号を示した線図、第１
０図は本発明の実施例で用いる制御系の構成を機能実現
手段で表現したブロック図、第１１図は第１０図の制御
系の制御アルゴリズムを示したフローチャート、第１２
図はエンコーダの出力信号波形を示した波′形図である
。１・・・巻枠駆動装置、５・・・巻枠、６・・・ドラム
台車、８・・・ドラム、９・・・導体集束装置、１１・
・・ドラムから巻き戻された導体、１１′・・・導体集
束装置から巻枠に供給されるコイル巻回用導体、２０・
・・導体進入角度検出器、２１・・・検出器支持フレー
ム、２６・・・主軸、２７・・・アーム、３０．３１・
・・ガイドローラ、３３・・・スプリング、３８・・・
エンコーダ、４０・・・プログラマブルカウンタ、４１
・・・シーケンサ、Ｇｌ・・・第１の指令信号発生手段
、Ｇ２・・・第２の指令信号発生手段、Ｇ３・・・停止
指令信号発生手段、Ｈ・・・駆動信号発生手段、Ｄ・・
・ドラム台車駆動装置。第１図第図第図第図第１０図第１１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）巻枠を回転駆動する巻枠駆動装置と、前記巻枠の
側方を該巻枠の軸線方向に走行するように設けられたド
ラム台車と、前記ドラム台車を駆動するドラム台車駆動
装置と、軸線を前記巻枠の軸線と平行させた状態で前記
ドラム台車に支持された少なくとも１つの導体供給用ド
ラムと、前記ドラム台車と巻枠との間に配置されて前記
巻枠及びドラムの軸線方向に移動自在に支持された導体
集束装置とを備え、前記ドラムから巻き戻されて前記導
体集束装置を通過した導体をコイル巻回用導体として前
記巻枠に巻回する巻線機において、前記集束装置に支持
された検出器支持フレームと、前記導体集束装置と巻枠との間を直線的にのびるコイル
巻回用導体の中心軸線と前記巻枠の中心軸線との双方に
対してほぼ直角を成す方向に中心軸線を向けた状態で前
記検出器支持フレームに回転自在に支持された主軸と、中間部が前記主軸に固定されたアームと、前記アームの長手方向に間隔をあけて配置されて、前記
主軸と平行な軸により該アームに支持され、前記集束装
置を通過したコイル導体に異なる側から当接する対のガ
イドローラと、前記主軸の回転角度を検出して検出した回転角度に相応
する電気信号を出力するエンコーダと、前記エンコーダ
の出力に基づいて前記集束装置から巻枠へのコイル導体
の進入角度を検出する導体進入角度検出手段とを具備し
たことを特徴とする巻線機。
（２）巻枠を回転駆動する駆動装置と、前記巻枠の側方
を該巻枠の軸線方向に走行するように設けられたドラム
台車と、前記ドラム台車を駆動するドラム台車駆動装置
と、軸線を前記巻枠の軸線と平行させた状態で前記ドラ
ム台車に支持された少なくとも１つの導体供給用ドラム
と、前記ドラム台車と巻枠との間に配置されて前記巻枠
及びドラムの軸線方向に移動自在に支持された導体集束
装置とを備え、前記ドラムから巻き戻されて前記導体集
束装置を通過した導体をコイル巻回用導体として前記巻
枠に導いて該巻枠に巻回する巻線機において、前記集束装置に支持された検出器支持フレームと、前記導体集束装置と巻枠との間を直線的にのびるコイル
巻回用導体の中心軸線と前記巻枠の中心軸線との双方に
対してほぼ直角を成す方向に中心軸線を向けた状態で前
記検出器支持フレームに回転自在に支持された主軸と、中間部が前記主軸に固定されたアームと、前記アームの長手方向に間隔をあけて配置されて、前記
主軸と平行な軸により該アームに支持され、前記集束装
置を通過したコイル導体に異なる側から当接する対のガ
イドローラと、前記主軸の回転角度を検出して検出した回転角度に相応
する電気信号を出力するエンコーダと、前記エンコーダ
の出力に基づいて前記集束装置から巻枠へのコイル導体
の進入角度を前記巻枠の径方向に対する傾斜角度として
検出する導体進入角度検出手段と前記進入角度検出手段により検出された進入角度が前記
巻枠に巻かれるコイルの各ターンの径方向に対する傾斜
角度に相応した基準進入角度よりも僅かに大きく設定さ
れた第１の設定進入角度以下のときに前記ドラム台車を
コイルの巻回進行方向に移動させる指令を発生する第１
の指令信号発生手段と、前記進入角度検出手段により検出された進入角度が前記
第１の設定進入角度よりも大きく設定された第２の設定
進入角度以上のときに前記ドラム台車をコイルの巻回進
行方向と反対方向に移動させる指令を発生する第２の指
令信号発生手段と、前記第１の指令信号発生手段が発生
する指令信号及び第２の指令信号発生手段が発生する指
令信号に応じて前記ドラム台車駆動装置に駆動信号を与
える駆動信号発生手段とを具備したことを特徴とする巻
線機制御装置。
（３）前記進入角度検出手段により検出された進入角度
が許容範囲から外れたときに前記ドラム台車及び巻枠を
停止させることを指令する停止指令信号を発生する停止
指令信号発生手段を更に備えていることを特徴とする請
求項２に記載の巻線機。