JPH0859075A - 整列密着巻線装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コンピューター制御の巻線装置であって、線材
繰出し用固定ガイドホイールと巻付けボビンとの間に複
数のガイドホイールが直線上に配置され、左右に揺動自
在で、且つクランプできる揺動基台を有するシフト機構
を設けることにより、完全な整列密着巻を効率的に得
る。 【構成】第１層巻線時には揺動基台（６）をクランパー
（９）でクランプし、ステッピングモーター（２５）で
ボビン駆動機構（３）を動かしてボビン（１７）の巻始
め位置と揺動基台（６）のガイドホイール（７）の列線
とを一致させる。サーボモーター（２３）によりボビン
（１７）を回し、１ターン終了直前で、ステッピングモ
ーター（２５）を所定角度回し、ボビン（１７）を計算
したピッチ量だけステップ送りする。第２ターン以下も
同様にする。第２層以降はクランパー（９）を解除し
て、揺動基台（６）をフリーにして、線材（１６）の送
り角が一定になるようコンピューター制御し、ボビン
（１７）を連続して巻線する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は円形の断面を持った線
材を、鍔のついた円筒形の巻取ボビンに、自動的に整
列、かつ密着して巻取る装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】円形の断面を持った線材を整列、且つ密
着して巻くためには、１層目の巻きが重要である。この
場合１層目の終わりに線径の１／２のギャップを残すこ
とが２層目以降の巻を成功させる大きな要因であること
は周知の事実である。従って従来は１層目の終わりに線
径の１／２のギャップが残るように、櫛状の用具を用い
る、あるいは巻く線材に合せた溝を付けた専用ボビンを
用いたりしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法では上記し
たように特別の道具を用いる必要があり、又は専用の溝
つきボビンを用いる必要があった。更に２層目以降の巻
き制御が不十分なため、整列密着巻を自動かつ確実に行
う事が出来なかった。従って、余計な経費が掛かる外、
巻線の品質の安定を図ることが出来ず、工程上の問題が
多々あった。本発明の目的はこれらの問題点を解決する
ためになされたもので、特殊な用具やボビンを用いるこ
となく完全な整列密着巻きを確実に効率的に作成し、経
費の削減と工程の安定を図ることを目的とする。

【０００４】

【問題を解決するための手段】ボビンの送り用ステッピ
ングモーターを備えたコンピューター制御の巻線装置で
あって、線材の固定ガイドホイールとボビンの間に、複
数のガイドホイールを基台上に一直線に配置し、その直
線がボビンの軸と直交するように保持され、且つそのボ
ビンの軸方向に自由に移動可能にされた揺動基台を有
し、その揺動基台上のガイドホイールのラインが固定ガ
イドホイールと同一線上になった時に、その揺動基台を
クランプする機構を有するシフト機構部を設けたことを
特徴とするボビン整列密着巻線装置を使用する。

【０００５】そしてボビンに線材を巻く前に、ボビンの
巻幅、位置及び巻線の線径をセンサーによる自動測定、
又は人力で測定したデーターを入力装置よりコンピュー
タに入力して第一層目の整列密着巻の巻終り時に、線径
の１／２のギャップが巻線とボビン鍔の内側との間に出
来るように、巻線の最大巻数と巻線の送り量すなわち巻
き線のピッチを計算する。第一層目巻線開始時は、前記
のクランプした揺動基台上のガイドホイール上から直線
に延びた巻線材がボビン巻き初め側の鍔の内側に平行に
ジャストタッチするように第一巻線位置を線径からコン
ピューターで計算し、ボビン駆動装置により一致させ
る。巻線時、第一巻線以降は巻線の巻初めのボビンの巻
線導入孔位置の直前の回転位置にて、ボビン駆動装置で
ボビンを軸方向に前記計算した送り量だけステップ状に
移動させて線材を整列密着巻する。これを一巻毎に第一
層目の巻終わりまで行う。第２層以降の巻き層の巻き線
時には揺動基台のクランプを解除して揺動基台を自由に
移動可能とし、揺動基台のクランプ位置からの移動量を
距離センサーで計測し、その値をボビン駆動機構にフィ
ードバックしてボビンに巻かれる線材の送り角度を一定
に保って巻き線する。

【０００６】

【作用】第一層の巻き線時には、揺動基台はシフト機構
部にクランプされるので、繰出しリールから繰出される
線材は固定ガイドホイールを経て揺動基台上の複数のガ
イドホイールによりボビンの軸に直角に、すなわちボビ
ンの鍔の内面と平行にボビンの巻き付け面に巻き付けら
れる。ボビンの鍔の巻線導入孔から始まる第一ターンが
巻かれ、一回転して導入孔の直前の回転位置でボビンは
軸方向にコンピューターで計算された巻線の１ピッチ分
だけボビン駆動機構によりステップ状に移動される。従
って巻線は第一ターンの巻始め部分に乗り上げること無
く、必要なピッチ離れた位置で第２ターンが始まる。第
２ターンの巻線は第一ターンの巻線と平行になることは
明らかである。第２ターンの巻が終わりに近ずくと、前
記したのと同様に巻線導入孔の直前で巻線の１ピッチ分
だけステップ状に移動させる。以下同様に第一層の終わ
りまで同様の操作が行われる。計算された所定回数巻き
線されると最後のターンの巻線とボビン鍔内側との間に
は線径の１／２のギャップが残る。

【０００７】従って次のターンで巻線は第２層に移る。
この時揺動基台のクランプを解除する。揺動基台のクラ
ンプ位置からのずれ量をセンサーで測定し、ボビン巻付
け面と揺動基台の最も近いガイドホイールとの距離デー
ターから線材の送り角度をコンピューターで計算する。
そして線材の線径、ボビンの径等から予め設定されてい
る最適送り角度と比較し、そのずれデーターをボビン駆
動機構にフィードバックして最適な線材の送り角度が維
持される。このように制御することにより、第２層目の
巻線は第１層目の巻線と巻線との凹部に安定して巻かれ
る。第３層目以降も同様に巻線され、完全な整列密着巻
が得られる。

【０００８】

【実施例】以下図面を参照して更に詳細に述べる。図１
（Ａ）は本発明の巻線機の平面図、図１（Ｂ）は同正面
図である。図２は本発明の要部の斜視図である。図３は
本発明の制御ブロック図である。図１（Ａ）（Ｂ）に於
いて、１は巻線機構部であり、２は張力制御機構部であ
る。図１及び図２に於いて、３はボビン駆動機構で、ボ
ビンを回転軸に取り付け、回転させるとともに軸方向に
移動させる。４はシフト機構部であって、巻線材送り位
置を調節する。５は固定ガイドホイールで線材供給機構
から線材を受ける。６は揺動基台であって、長辺方向に
複数のガイドホイール７を有し、長辺方向軸とガイドホ
イール７、７を結ぶ線とは平行になっている。また基台
６はガイドシャフト８、８によってその短辺方向に貫通
して支持され、ガイドシャフト８、８方向に容易に移動
可能にされている。なおガイドシャフト８、８は長辺軸
とは直交している。更に基台６は特定の位置でクランパ
ー９によりクランプされ固定されるようになっている。
又、基台６の一端には距離センサードッグ１０が設けら
れており、シフト機構部４上に設けられた距離センサー
１１によってそれらの間の距離が測定されるようになっ
ている。１２は不図示のシャフトモーターにて駆動され
るローラーでベルト１３によってガイドシャフト８、８
に固定されているローラー１４、１４を駆動する。従っ
てガイドシャフト８、８は常に回転しているのでシャフ
ト８、８と基台６との摩擦は小さく、基台はシャフト
８、８の軸に沿って動き易くされている。１５はクラン
パープランジャーでクランパー９を動かすに使用され
る。１６は巻線用線材、２８は速度エンコーダーであ
る。

【０００９】１７はボビンである。１８はボビンのホー
ルダーである。１９はボビン駆動シャフトである。２０
はボビン回転駆動サーボモータでベルト２１を介してプ
ーリー２２に回転力を伝えボビン１７を回転させる。２
３はボビンエンコーダーでボビン１７の回転につれて回
転角度信号を発信する。２４はボールスクリューでボビ
ン駆動機構３を介してボビン１７をその軸方向に移動さ
せる。２５はボールスクリュウを駆動するボビン移動ス
テッピングモータであって、ボビン１７をステップ送
り、又は連続送りする。２６はボビン移動センサーであ
ってボビンの移動中心信号を出力する。２７は巻幅セン
サーであってボビン１７の両側の鍔の位置を検出し、コ
ンピューターでその巻幅を計算する。

【００１０】図３において１００はコンピューター制御
機構であってＣＰＵ１０５、およびＲＯＭ１０６，ＲＡ
Ｍ１０７，Ａ／Ｄ変換回路１１０，Ｄ／Ａ変換回路１０
９及びカウンター１０８等で構成されている。装置のス
タート／停止等は操作盤１０１からＣＰＵ１０５に入力
して行われる。ＣＰＵ１０５は先ず、ステッピングモー
ターでボビン駆動機構３を前後に動かし、その時のセン
サー２６、２７の位置データとステッピングモーターへ
の駆動パルス数より、ボビンの巻幅および位置を算出す
る。そして入力パラメータースイッチ１０２からの線幅
データから一層目第一ターン目の初期巻線位置およびス
テップ幅を計算する。ボビンの巻速度制御は、予め操作
盤１０１から入力した設定速度と、一定時間当たりの速
度エンコーダー２８からのパルス数をカウンター１０８
で計測した現速度データーから、ＣＰＵ１０５は速度出
力データーを算出し、Ｄ／Ａ変換回路１０９を通して回
転駆動サーボモーターへ出力して行う。一層目のステッ
プ動作はボビンエンコーダー２３からのパルス数をＣＰ
Ｕ１０５で監視し、巻初め位置を原点として算出したパ
ルス数の位置で先に計算したステップ量だけステッピン
グモーター２５でボビン駆動機構を駆動して行う。これ
を繰り返して第一層目を巻く。第一層目を終了した時点
でクランパプランジャー１５を駆動して揺動基台６のク
ランパー９を解除する。２層目はＡ／Ｄ変換回路１１０
で変換されたセンサー１１からのアナログ値を、前もっ
て算出した値と比較し、差分をステッピングモーター２
５にフィードバックし，線材の遅れ角を一定にして巻
く。ＲＯＭ１０６には制御、演算プログラムおよび基本
パラメーターを記憶する。ＲＡＭ１０７は一時パラメー
ターの記憶に使用される。

【００１１】次に、本発明の巻線装置の作動、及び巻線
の方法を説明する。先ず、ボビン１７をボビン駆動シャ
フト１９にボビンホールダー１８で取り付ける。線材の
径、ボビンの巻幅等をセンサー２７およびパラメーター
スイッチ１０２からコンピュターを通してメモリＲＡＭ
１１０に入力する。コンピューター１０５は第一層の整
列密着巻の終わり時に線径（Ｄ）の１／２のギャップが
最終巻線とボビン鍔内側間に出来る最大の巻数（Ｎ）と
その巻線のピッチ（Ｐ）を計算する。この時の巻線のピ
ッチは次の如くなる。

【数１】

【００１２】第１層目を巻く時には揺動基台６をクラン
パー９でシフト機構部４にクランプする。そして固定ガ
イドホイール５とガイドホイール７を結ぶ線とボビン１
７の巻き始め側の鍔の内側の面から線径Ｄの１／２離れ
た位置とを一致させる。次にボビン１７を回転させて鍔
にある巻線導入孔をガイドホイール７からの線材１６が
ボビン１７の底面に接する位置まで移動させる。線材１
６の先端をボビン鍔の巻線導入孔を通して固定すると共
に線材に張力をかけ、回転角度データーをゼロにリセッ
トする。ここでステッピングモーター２５を止めたまま
で、ボビン回転駆動サーボモーター２０をスタートさせ
る。ボビン駆動シャフト１９端にあるボビンエンコーダ
ー２３の信号をＣＰＵ１０５でカウントし１回転になる
手前で第一層巻線のピッチ（Ｐ）だけボビン１７を移動
させるように駆動部１０３を介してステッピングモータ
ー２５を駆動する。従って図４に示すごとくボビン１７
は１ピッチ分だけステップ送りされ移動するので線材１
６は第１ターンの線材と重なること無く第２ターンは第
１ターンと平行に巻かれる。第３ターン以下第Ｎターン
まで同様な巻線が繰り返される。

【００１３】続いて第２層の巻線に移る。ここで揺動基
台６をクランプしているクランパー９をクランパープラ
ンジャー１５で外し、揺動基台６を自由に可動出来るよ
うにする。第１層目の第Ｎターンが終了した時点で第Ｎ
ターンの巻線とボビンの鍔の内側の面との間には線径Ｄ
の１／２のギャップしか残っていない。従って第Ｎ＋１
ターン目を巻くと、第Ｎターンの線と鍔との間に乗上げ
るようにして自ずと第２層目の巻きに移る。この時点で
ボビン送り用ステッピングモータは停止している。更に
巻かれると線材は第１層目とは反対の方向に、直前に巻
かれた線材に沿って巻かれていく、この時、揺動基台６
は線材１６に引張られて中心線からずれていく、このず
れを距離センサー１１で測定し、予め線径、ガイドホイ
ール７とボビン１７との距離等から計算した最適送り角
度（α）図５とのずれをステッピングモーター２５にフ
ィードバックして最適送り角度を維持する。従って線材
は第１層目の線材と線材との凹部に安定して巻かれる。
第３層以降も同様に巻かれる。かくて完全な整列密着巻
きが完成する。

【００１４】

【発明の効果】本発明は以上述べたように構成し、第一
層目はステップ送りで巻線し、第２層目以降は送り角度
を最適になるよう制御することにより、特殊な道具や特
殊なボビンを用いることなく完全な整列密着巻を確実に
効率的に製作し、経費の削減と工程の安定を図ることが
出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の巻線装置の平面図である。
（Ｂ）は本発明の巻線装置の正面図である。

【図２】本発明の要部の斜視図である。

【図３】本発明の制御のブロック図である。

【図４】第１層目の巻を示す平面図である。

【図５】第２層目の巻を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 巻線機構部 ２ 張力制御機構部 ３ ボビン駆動機構 ４ シフト機構部 ５ 固定ガイドホイール ６ 揺動基台 ７ ガイドホイール ８ ガイドシャフト ９ クランパー １０ 距離センサードッグ １１ 距離センサー １２ プーリー １３ ベルト １４ プーリー １５ クランパープランジャー １６ 巻線用線材 １７ ボビン １８ ボビンクランパー １９ ボビン駆動シャフト ２０ ボビン回転駆動サーボモータ ２１ ベルト ２２ プーリー ２３ ボビンエンコーダー ２４ ボールスクリュー ２５ ボビン移動ステッピングモーター ２６ ボビン移動センサー ２７ 巻幅センサー ２８ 速度エンコーダー １００ コンピューター制御部 １０１ 操作盤 １０２ パラメータ入力スイッチ １０３ ステッピングモータ駆動部 １０４ サーボモーター駆動部 １０５ ＣＰＵ １０６ ＲＯＭ １０７ ＲＡＭ １０８ カウンター １０９ Ｄ／Ａ変換回路 １１０ Ａ／Ｄ変換回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】巻取ボビンの送り用ステッピングモーター
   を備えたコンピューター制御の巻線装置であって、線材
   の固定ガイドホイールとボビンの間に、複数のガイドホ
   イールを基台上に一直線に配置し、その直線がボビンの
   軸と直交するように保持され、且つそのボビンの軸方向
   に自由に移動可能にされた揺動基台を有し、基台のガイ
   ドホイールのラインが固定ガイドホイールと同一線上に
   なった時に、その揺動基台をクランプする機構を有する
   シフト機構部を設けたことを特徴とするボビン整列密着
   巻線装置。
2. 【請求項２】ボビンにコイルを巻く前に、ボビンの巻
   幅、位置及び巻線の線径をセンサーによる自動測定、又
   は人力で測定したデーターを入力装置よりコンピュータ
   に入力し、第一層目の整列密着巻の巻終り時に、線径の
   １／２の空間（ギャップ）が巻線とボビン鍔の内側との
   間に出来るように、巻線の最大巻数と巻線の送り量を計
   算し、第一層目巻線時は、前記のクランプした揺動基台
   上のガイドホイール上から直線に延びた線材がボビン巻
   き初め側の鍔の内側に平行にジャストタッチするように
   第一巻線位置を線径からコンピューターで計算して、ボ
   ビン駆動装置により一致させ、巻線時、第一巻線以降は
   巻線の巻初めのボビンの巻線導入孔位置の直前の回転位
   置にて、ボビン駆動装置でボビンを軸方向に前記計算し
   た送り量だけステップ状に移動させて線材を整列密着巻
   し、これを一巻毎に第一層目の巻終わりまで行い、さら
   に第２層以降の巻き層の巻き線時には揺動基台のクラン
   プを解除し、揺動基台を自由に移動可能として、揺動基
   台のクランプ位置からの移動量をボビン駆動機構にフィ
   ードバックしてボビンに巻かれる線材の送り角度を一定
   に保って巻く事を特徴とする巻線方式。