JPH0659973B2 - テンション装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の構成］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、電気機器用のコイル等を製作する自
動捲線機に組み込まれて、巻回中の線材に及ぼす緊張力
を自動調節出来る様にしたテンション装置に関する。

（従来の技術） 産業用の各種の自動制御機械等には多数個のソレノイド
が組み込まれるが、此等は半導体回路によって作動制御
されることが多いので、ソレノイドコイルも省電力タイ
プものが用いられ、一般に消費電力は２〜５Ｗで、コイ
ルの線材としては0.010〜0.08mm程度の極細線を使用し
ており、巻回中に断線する可能性が高い。

このソレノイドコイルの製作には当然自動捲線機が使わ
れるが、所定の巻上がり外径に仕上げて所定の抵抗値を
与え、又、巻回中に線材に及ぼされる緊張力によってボ
ビンが変形する等の不都合を防ぐ為には、この緊張力は
巻回中絶えず適性値に保つ必要がある。

そして、線材の巻き始めや巻き終わり端は、線材を複数
条束ねて撚りを掛けることによってリード線を形成させ
たうえ、ボビンに設けた端子に巻き付けて固定してい
る。その際には、線材に及ぼす緊張力を線材の巻回時よ
りは強くして、確実な回撚及び巻き付けが行える様に配
慮する必要がある。

茲で、従来のソレノイドコイル用捲線機の構成を、特公
昭６０−１１６７８号公報の図面を引用して描いた第
７，８図によって略記すると、先ず、ソレノイドコイル
は、第８図の様にボビン８１に線材ａを所定回数巻回
し、その両端を複数条に束ねて撚り掛けリード線部分８
２を形成させたうえ、ボビン８１に設けた端子８３に巻
き付け固定して作られている。

次に、第７図によってこのテンション装置の概略構成を
説明すると、線材ａをドラム８４から引き出し、圧接力
可変の圧接機構８５に挿通挟持させたうえ、案内腕８６
の先端のテンションローラ８７を通して捲線機の本体部
に導く様になっている。

案内腕８６は基端を基盤８８に枢支され、ばねによって
上向きに回動付勢されており、圧接機構８５と案内腕８
６とによってテンション装置が構成されている。

８９は線材aに撚りを掛けるツイスト機、９０は線材aの
回撚用ピンである。

９１は本体部で、９２はボビン８１の取付装置、９３は
ボビンチャック、そして９４はボビン８１に線材aを巻
回し、又、リード線部分８２を端子８３に巻き付ける作
業を自動的に行うフライヤー機構である。

このテンション装置の特徴は、ボビン８１に巻回されつ
つある線材aに、テンション装置によって及ぼされる緊
張力が、何等かの原因で過度に高まった場合には、案内
腕８６が大きく下向きに回動されて、この動きを受けた
図示しない圧接力解除手段によって、圧接機構８５の圧
接作動を一時的に解除させ、緊張力が緩和されて線材a
の断線を防ぐ様になっている。

（発明が解決しようとする課題） 然し乍ら、上記構成のテンション装置は、線材aに設定
値以上の緊張力が及ぼされた時には、自動的に圧接機構
８５の作動が解除されるので、以下に列挙する多くの不
都合が生じる。

イ） リード線部分８２を回撚形成させたうえ、端子８
３に巻き付ける時等には、コイルの巻回形成時よりも大
きな緊張力を線材aに及ぼさないと、撚りか十分に掛か
らず、又、巻き付けを確実に行えないが、その様な大き
な緊張力を与えられない。

ロ） その為、不良は巻付け状態の修正や、リード線の
はんだ付け等の為の、余分な作業を余儀なくさせられる
ことが少くない。

ハ） 線材aの上記回撚や巻付け作業を行う時には、テ
ンション装置を手動操作しても良いが、そうすれば、自
動捲線機の作動効率が著しく低下してしまう。

ニ） 線材aが極細の場合には、圧接機構８５が圧接解
除作動する直前に線材ａが断線してしまう可能性が高
い。

ホ） 圧接機構８５の圧接解除作動の直後に、線材aが
一時的に弛緩してボビン８１への巻回が不均等に行なわ
れる可能性が高い。

そこで、本発明の目的は、線材への緊張力を制御出来る
様にしたものに於いて、上記一連の不具合を略解消させ
ることの出来るテンション装置を提供するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記の目的を達成する為の本発明によるテンション装置
は、 線材をボビン等に巻回する巻回工程と、巻回末端に撚り
を掛けてリード線を形成し端子に巻付ける回撚工程との
切替時に、線材に及ぼす緊張力の強さを自動的に変更で
きるようにしたものであって、 挟持力が相対的に小さい第１の挟持機構１３、及び相対
的に大きい第２の挟持機構１４と、 前記第２の挟持機構１４の挟持力を解除させる解除手段
１４Ａと、 線材に及ぼす緊張力の調節手段４２を付設したテンショ
ン機構３３と、 前記解除手段１４Ａと調節手段４２とを駆動制御する制
御装置５１とを備え、 巻回工程では、解除手段１４Ａを解除作動させると共
に、調節手段４２を緊張力を弱める側に作動させ、 回撚工程では、解除手段１４Ａを反解除作動させると共
に、調節手段４２を緊張力を強める側に作動させるよう
に構成した。

そして、第１及び第２の挟持機構１３及び１４は、線材
を挟持する上下１組の挟持部材２０，２０及び３１，２
６と、挟持部材２０及び３１の上面を押圧する夫々複数
の錘２１Ａ，２１Ｂ，…及び３２Ａ，３２Ｂ，…と、此
等各錘群の上面を押圧して揺動を防ぐ押えばね２２とを
備える構成とし、挟持部材３１は、可撓性支持板２９に
支持させるとよい。

又、解除手段１４Ａとして、挟持部材２６を挟持部材３
１に接離動させるエアシリンダ２３を用いるとよい。

（作 用） 線材の巻回工程では、挟持力が小さい方の挟持機構１３
を働かせ、挟持力の大きい挟持機構１４は、挟持力の解
除手段１４Ａを働かせて休止させると共に、テンション
機構３３の調節手段４２が、線材に及ぼす緊張力を弱め
る側に働く様に、連動手段５１を作動させることによっ
て、線材は比較的弱い緊張状態に保たれて、スムーズな
巻回が行なわれる。

そして、線材の巻き始め又は巻き終わり端に撚りを掛け
てリード線部分を形成したり、此のリード線部分を端子
に巻き付ける回撚工程では、解除手段１４Ａと調節手段
４２とが、上記とは逆に働く様に連動手段５１を作動さ
せることによって、２つの挟持機構１３，１４が共に働
き、且つ、テンション機構３３は緊張力が高められる側
に切替作動させるので、線材には、断線の恐れを生じな
い限度に於いて、より大きな緊張力が及ぼされて、リー
ド線部分の回撚形成や端子への巻付作業等が確実に行な
われる。

（実施例） 以下に、本発明を電気機器用コイルの捲線機に組み込ま
れるテンション装置に適用した一実施例に就き、第１図
乃至第６図を参照しながら説明する。

先ず、線材aの供給機構部分を含む、テンション装置の
全体構成を示した第１図に於いて、１は装置のスタンド
で門形をしており、１対の支柱２，２の中程の高さ位置
には、架台３を設けて、茲に４個の線材ドラム４が置か
れている。５は各線材ドラム４から繰り出された線材a
を上方に引き上げる為のガイド部材、６は両支柱２，２
の上端間に架設されたビームである。

Ａはテンション装置で、この場合は、線材ドラム４の個
数に対応した４基のテンション装置Ａがビーム６の上部
に所定の間隔を隔てて横並びに固設されている。尚、各
テンション装置Ａの相互間には、夫々の設置高さに階段
状段差を設けている。各テンション装置Ａを通して繰り
出された線材aは、図の左方に設置された図示しない捲
線機に導かれる。

次に、テンション装置Ａの詳細な構造を示した第２図乃
至第４図に於いて、７は装置の基盤で、横長長方形をな
して、装置の前後方向(第３図の左右方向)に配置され、
支持部材８，９，１０を用いてビーム６に固設されてい
る。

１１は基盤７の底縁から水平に突設した架台で、この架
台１１上には装置の後方から順に所定間隔を隔てて、線
材aの除塵装置１２、第１の挟持機構１３及び第２の挟
持機構１４が設置されている。

第３図に示した様に、除塵装置１２は、架台１１に立設
した支軸１５に２枚の穴あき円盤１６，１６を遊嵌さ
せ、此等両円盤１６，１６相互の当接面には夫々穴あき
フエルト円板１７を張り付けた構成になっている。線材
aはこの２枚のフエルト円板１７，１７間に挿通され
る。

第１の挟持機構１３は、架台１１に立設した支軸１８の
下端部に円盤状の台部１９を嵌着させ、その上に、耐摩
セラミック製の穴あき円板から成り、線材aを挟持する
２枚の挟持部材２０，２０を、支軸１８に遊嵌状態で載
せ、更にその上に、夫々重さが異なる複数枚の穴あき円
板状の錘２１Ａ，２１Ｂ，…を落とし込んで構成されて
いる。尚、両挟持部材２０，２０相互の当接面周縁には
丸みを持たせている。

線材aは、２枚の挟持部材２０，２０の間に鋏み込まれ
た状態で、錘２１Ａ，２１Ｂ，…の重さに応じた強さの
挟持力を受ける。２２は錘２１Ａ，２１Ｂ，…の揺動を
防ぐ弱い押さえばねである。

第２の挟持機構１４には、挟持力の解除手段１４Ａが付
設されているので、先ずその構造を第３図によって説明
すると、架台１１の下側に第１のエアシリンダ２３を上
向きに固設し、そのピストンロッド２４を架台１１の上
方に突出させて、その頂端に支軸２５を立設し、この支
軸２５の下端部に穴あき円盤状をした挟持部材２６を嵌
着して構成されている。

次に、第２の挟持機構１４の構成を説明すると、架台１
１の上面に挟持部材２６を囲繞する配置を以て３本の支
柱２７を立設し、各支柱２７の頂面にはピン２８を突設
している。

２９は三角形をした可撓性支持板で、その各頂端近かく
に設けた孔３０にピン２８を遊嵌させた状態で、３本の
支柱２７の頂面に支持されており、中央部には、支軸２
５の挿通孔を穿っている。

３１は上記挟持部材２６と対をなす別の挟持部材で、耐
摩セラミック製の穴あき円盤状をしており、可撓製支持
板２９の下面に垂下状に固着されている。

３２Ａ，３２Ｂ，…は、夫々穴あき円盤状をした錘で、
支軸２５に挿通された状態で可撓性支持板２９上に載置
され、弱いばね２２によって揺動を抑制される。

３３は基盤７の上部に組み付けたテンション機構で、第
１，第２の挟持機構１３，１４と捲線機本体にセットさ
れたボビンとの間に架け渡された線材aに、所要の大き
さの緊張力を及ぼす役割を果たすものである。

このテンション機構３３の概略の構成は、第２図〜４図
に示した様に、基盤７に水平に突設された支軸３４(第
４図参照)にその基端を枢支されて、その先端にテンシ
ョンプーリ３５を設けたテンションアーム３６と、この
テンションアーム３６に上向きの回動付勢力を及ぼす延
びばね３７とから成る。

テンション機構３３を更に詳しく説明すると、テンショ
ンアーム３６の基端は、ベースブロック３８に一体に設
けた取着部材３９に嵌着されている。そして、円盤状の
ベースブロック３８の中心部にその一端を軸嵌された支
軸３４の他端は、基盤７の前側上部に設けたベアリング
４０の軸穴に嵌着されている。

ベースブロック３８には上向きに突出杆４１を設けて、
その先端に延びばね３７の一端側が連結されている。３
８aはベースブロック３８に突設されて、その回動範囲
を規制するストッパである。

４２は、テンション機構３３が線材aに及ぼす緊張力を
調節する調節手段としての、第２のエアシリンダで、基
盤７の上部後方にブラケット４３を用いて固定されい
る。

そして、前記ばね３７の他端側は、この第２のエアシリ
ンダ４２のピストンロッド４４の先端部に連結されてい
る。４５はピストンロッド４４の後退動限界位置を任意
に設定する役割を果たす可動ストッパである。

又、基盤７の前側の上部と下部には、テンションアーム
３６の上下方向の揺動範囲を規制する為の、規制位置の
調整が可能な上下動ストッパ４６，４７を夫々設けてい
る。更に、基盤７の下部の前後２個所には夫々線材aの
ガイドローラ４８，４９を設けている。

第６図に於いて、５０は捲線機の本体部であって、マイ
クロコンピユータを用いた、捲線機のプログラム制御装
置５１が連動手段として組み込まれている。この装置に
は、挟持力の解除手段１４Ａを構成する第１のエアシリ
ンダ２３と、線材aに及ぼす緊張力の調節手段としての
第２のエアシリンダ４２とを、所定の作動関係のもとに
連動させる。

５２はエアバルブで、第１、第２のエアシリンダ２３，
４２の作動を司る。５３はエアコンプレッサである。

次に、上記構成の作用を、第８図に示したミニソレノイ
ドを製作する場合に就いて説明する。

先ず、第１の挟持機構１３と第２の挟持機構１４との夫
々に、製作すべきソレノイドコイルの形状・寸法や線材
aの線径・材質等に適合する様に予め経験的に選定され
た、最適な重さの錘２１Ａ，…、３２Ａ，…を載せる。

そして、更に、第２のエアシリンダ４２の可動ストッパ
４５の位置、及び上下動ストッパ４６，４７の位置を、
夫々経験的に設定された所定位置にセットすると共に、
制御装置５１には所定の作動プログラムを設定すること
によって、製作すべきソレノイドコイルに対応した、テ
ンション装置の調整作業が完了する。

この状態のもとでは、エアバルブ５２の開閉コントロー
ル回路が、第１のエアシリンダ２３のピストンロッド２
４を下降動させ、又、第２のエアシリンダ４２のピスト
ンロッド４４を前進動させている。その為、第２の挟持
機構１４は線材aの挟持作動を解除され、テンション機
構３３は第２のエアシリンダ４２によるばね３７の引張
度合を低減されて、線材aに及ぼす緊張力を弱められて
いる。

そこで、線材ドラム４から繰り出した線材aをガイド部
材５を通したうえ、第２図の様にガイドローラ４８を経
て除塵装置１２の上下２枚のフエルト円板１７，１７の
間に鋏み込んで挿通させ、次いで、第１の挟持機構１３
の上下１対の挟持部材２０，２０の間に鋏み込んで挿通
させ、更に、この時には、挟持力解除手段１４Ａが解除
作動状態にある第２の挟持機構１４の、上下１対の挟持
部材２６，３１間の隙間を通過させた後、ガイドローラ
４９を経てテンションプーリ３５に架け渡したうえ、前
述のツイスト機(第７図参照)を経て捲線機の本体部５０
に予めセットされているコイルボビンの一方の端子に巻
き付け固定させる。

然る後、捲線機を駆動せると、線材aがボビンに巻き取
られて行くのに伴って、線材ドラム４から引き出された
線材aは、除塵装置１２によって付着していた塵埃を拭
い取られたうえ、第１の挟持機構１３によって比較的弱
く挟持されながら、休止状態にある第２の挟持機構１４
を言わば素通りし、ガイドローラ４９、テンションプー
リ３５を経て、ボビンに巻き取られていく。

そして、その間に、線材aはテンション機構３３と第１
の挟持手段１３との協働によって比較的弱い適度の緊張
力を与えられて、この緊張力による断線の恐れを生ずる
ことなく、ボビンに均等に巻回されて行く。

巻き上げの終了段階に達すると、線材aに前述のリード
線部分を形成させるべく、制御装置５１を指示によっ
て、ツイスト機が作動開始すると共に、第６図に示した
様に、第１のエアシリンダ２３が上昇作動される。その
為、挟持部材２６が持ち上げられて線材aを挟んだ状態
で挟持部材３１に当接されたうえ、更に可撓性支持板２
９を幾分持ち上げるので、第２の挟持機構１４は作動解
除の状態を解かれ、錘３２Ａ，３２Ｂ，…の重量に相当
する挟持力が線材aに及ぼされる。

一方、第２のエアシリンダ４２は後退動されて、ばね３
７が強く引張されるので、テンション機構３３が線材a
に及ぼす緊張力が増大する。

この様な状態のもとでは、ツイスト機が線材aに及ぼす
大きな引張力に対抗し得る強さの逆向きの緊張力が、テ
ンション機構３３によって線材aに及ぼされるので、リ
ード線部分の回撚形成を確実に行うこが出来る。そし
て、このリード線部分をボビンの端子に巻き付ける時に
も、確実に強く巻き付けることが出来る。

この様にして、１個のミニソレノイドが完成すると、制
御装置５１の指示によって、第１のエアシリンダ２３は
再び下降動され、又第２のエアシリンダ４２は後退動さ
れて、次のミニソレノイドの巻回形成工程に備える。

尚、上記構成では、第１、第２の２つの挟持機構１３，
１４を設けているが、此等の挟持機構は２つ以上設ける
と共に、第２のエアシリンダ４２を２段階以上の異なる
ストロークを以て作動させる様にすれば、テンション機
構３３による線材aへの緊張力をよりきめ細かく自動調
節することも出来る。

又、挟持機構１３，１４の各１対の挟持部材２０，２
０，２６，２９間に挟持力を及ぼす方法として、上記実
施例の錘に代えて、ばねとその付勢力増減手段とから成
る調圧機構等を用いることも出来るが、錘を用いれば、
挟持力の調節をより正確且つ簡便に行えると共に、調圧
機構の構成をより単純化させることが出来る。

本発明によるテンション装置は、勿論極細線材以外の線
材の巻回にも適するが、電気機器用コイルの捲線機に限
られず、各種の機器に組み込むテンション装置としても
有効に使用出来る。

［発明の効果］ 以上の説明によって明らかなように、本発明によるテン
ション装置は、以下に列挙した如き様々の優れた効果を
奏する。

イ） 巻回工程では、挟持力の異る２つの挟持機構のう
ち、挟持力の大きい方を休止させ、且つ、テンション機
構の挟持力を弱めて、巻回工程に最適の緊張力に自動調
整されるので、極細線材でも断線の恐れなく緊密に巻回
されて、不良品の発生が殆ど無くなる。

ロ） 一方、回撚工程では、２つの挟持機構を共に働か
せると共に、テンション機構の挟持力を強めて、回撚工
程に最適の緊張力に自動調整されるので、巻回端に撚り
を掛けて補強し端子に巻き付ける操作が確実に行われ、
回撚不確実による不良品の発生が殆ど無くなる。

ハ） 巻回工程と回撚工程との相互切替時に、夫々の工
程の最適緊張力への自動切替が行われるので、従来は手
作業に頼っていた回撚工程の自動化が達成されて、生産
性が大幅に向上する。

ニ） 使用線材の太さや材質が異なる毎に、２つの挟持
機構の挟持力を夫々の最適値に調節する面倒な作業も、
複数の錘を加減するだけで正確・迅速に行える。

ホ） 錘の荷重は、可撓性支持板に支持された挟持部材
を介して弾力的に線材に伝えられるので、挟持が確実に
行われ、且つ、緊張力の変動時等に線材に及ぼされるシ
ョックが緩和される。

ヘ） 又、走行中の線材が積み重ねた錘を揺動させる不
都合は、押えばねにより解消される。

ト） 線材巻回作業中の作業工程の切替毎に、線材への
緊張力を各工程の最適値に自動切替出来るという優れた
機能を備えながら、その主要な機械的要素は、構造が比
較的単純な２つの挟持機構とテンション機構だけで足り
るので、安価に提供出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は線材ドラムと４基のテンション装置を取り付けた
スタンドの斜視図。第２図乃至第５図は夫々線材への緊
張力を低めた状態にあるテンション装置を示すもので、
第２図は斜視図、第３図は側面図、第４図は平面図、第
５図は正面図である。第６図は線材への緊張力を高めた
状態にあるテンション装置の側面図であって、捲線機の
本体部も略示されている。 第７図は従来例を示す見取図であり、第８図は本発明の
テンション装置を用いて製作された、ミニソレノイド用
コイルの斜視図である。 符号表 １……スタンド、４……線材ドラム ６……ビーム材、７……基盤 １１……架台、１２……除塵装置 １３……第１の挟持機構 １４……第２の挟持機構 １４Ａ……挟持力の解除手段 １５，１８，２５……支軸 １７……フエルト円板、１９……台部 ２０，２０及び２６，３１……挟持部材 ２１Ａ，２１Ｂ，…、３２Ａ，３２Ｂ，……錘 ２３……第１のエアシリンダ ２４，４４……ピストンロッド ２８……ピン、２９……可撓性支持板 ３３……テンション機構 ３５……テンションプーリ ３６……テンションアーム ３７……ばね、３８……ベースブロック ４２……第２のエアシリンダ（調節手段） ４６，４７……上下動ストッパ ５０……捲線機の本体部 ５１……制御装置 ５２……エアバルブ Ａ……テンション装置、ａ……線材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】線材をボビン等に巻回する巻回工程と、巻
   回末端に撚りを掛けてリード線を形成し端子に巻付ける
   回撚工程との切替時に、線材に及ぼす緊張力の強さを自
   動的に変更できるようにしたものであって、 挟持力が相対的に小さい第１の挟持機構１３、及び相対
   的に大きい第２の挟持機構１４と、 前記第２の挟持機構１４の挟持力を解除させる解除手段
   １４Ａと、 線材に及ぼす緊張力の調節手段４２を付設したテンショ
   ン機構３３と、 前記解除手段１４Ａと調節手段４２とを駆動制御する制
   御装置５１とを備え、 巻回工程では、解除手段１４Ａを解除作動させると共
   に、調節手段４２を緊張力を弱める側に作動させ、 回撚工程では、解除手段１４Ａを反解除作動させると共
   に、調節手段４２を緊張力を強める側に作動させるよう
   に構成したことを特徴とするテンション装置。
2. 【請求項２】前記第１及び第２の挟持機構１３及び１４
   は、線材を挟持する上下１組の挟持部材２０，２０及び
   ３１，２６と、挟持部材２０及び３１の上面を押圧する
   夫々複数の錘２１Ａ，２１Ｂ，…及び３２Ａ，３２Ｂ，
   …、と此等各錘群の上面を押圧して揺動を防ぐ押えばね
   ２２とを備え、 前記挟持部材３１は、可撓性支持板２９に支持されてお
   り、 前記解除手段１４Ａは、前記挟持部材２６を挟持部材３
   １に接離動させるエアシリンダ２３を備えることを特徴
   とする請求項１記載のテンション装置。