JPS61285706A - 巻線方法およびその装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は巻線方法およびその装置とくにドーナツ状をし
た巻枠に連続的に巻き付けるトロイダルコイル巻線の自
動化に好適な巻線方法およびその装置に関するものであ
る。

〔発明の背景〕

従来、磁気記碌製品たとえば磁気ディスク装置およびＶ
ＴＲなどに使用される磁気ヘッドにおいては、たとえば
第７図に示すように、線径がｃＬ０３〜α０５ｍｍ程度
の細い電線１を１ｍｍ角以下程度の小さな巻線穴２に通
してコア３の周囲に数巻乃至数十巻にトロイダル状に巻
線したものが使用されている。また従来、上記巻線をす
る場合には。

取扱う部品が小さいので、電線１を巻線穴２に通す（線
通し）ときおよび電線１をコア３の周囲に巻き付ける（
線巻き）ときの電線１の張力管理が困難であるとの理由
から、顕微鏡を用いて人手作業に頼っているのが現実で
ある。そのため、Ｗ、価低減あるいけ増産上大きな問題
罠なっている。と〈Ｋ線引き出し、あるいけ線巻きのと
き、張力が大きすぎると、電線１が断線などの損傷を発
生し、逆に小さすぎると、線巻きの巻きふくらみが大き
くなって巻線寸法が所定値を超えて巻線性能（線通し、
線引出し、線巻き付は性能）を一定に保持′することが
困難である。これの主な原因は線引出し５巻き付は機能
を有する張力付与機構における動作案内部の摩擦抵抗の
変動などの機械的特性の不安定あるいは張力付与駆動部
の駆動力（モータのトルクなど）制御の不安定などが考
えられる。

すなわち、従来の張力付与機構はたとえば第８図に示す
如きもので、４けガイドにして、平板ｔｕ形状ＫＦＴＪ
曲げて軸４ａの両端部を回転自在に支持し、かつ一端部
４′ヲ他端部４よりも上方に長く形成してその上端部に
モータ４ｂｔ固定支持するとともにその軸部ＡＱ１を回
転自在に支持し、中央部に上下方向に長く形成された案
内溝Ａｄｆ実設し１図示位量を前端位置として後述の磁
気ヘッド９に対し後方に移動しうるように支持されてい
る。

５ａ、５ｂけ２個のプーリにして、夫々上記モータ４ｂ
の細部４ｃおよび上記軸ＡａＫ固定支持され、懸架する
糸６にて接続している。７は張力棒にして、軸心方向く
一体に形成された大径部７ａおよび小径部７ｂを有し、
その大径部７ａＫ電線８を懸架し、その小径部７ｂを上
記糸６に固定支持され、その先端部を上記案内溝４内に
摺動自在に挿入している。９け磁気ヘッドにして、一端
部上記張力棒７の大径部７８下方位置に上下方向に貫通
する巻線穴Ｐａｆ：有するコア９ｂを固定支持している
。１０ａ、１０ｂは２個のクリッパにして、上記コア９
ｂをはさんでその上下方向両側位置に上下方向に移動自
在に支持されている。上記の構成であるから、電線８に
断線などの損傷を与えない程度の張力を与える駆動力に
てモータ４ｂｉ駆動すると、その細部４Ｃおよび上部プ
ーリ５＆が回転し、糸６を介して下部プーリ５ｂが回転
するので。

上記糸６に固定支持された張力棒７が案内溝４ｄ内にそ
うて下降する。また上部クリッパ１０ｍが下降して電線
８の先端部を巻線穴９ａ内に挿入すると、下部クリッパ
１０ｂが上記巻線穴９ａ内より押出した電線８を掴み上
部クリッパ１０ｍが放す。然る後、張力棒７が案内溝４
ｄ内下端部に達して上記モータ４ｂの駆動が停止すると
、ガイド４が図示位置より後方に移動して張力棒７の大
径部７８Ｋｌ！！架された電線８をはずしたのち、ガイ
ド１が図示位置まで前方に移動して停止する。ついで下
部クリッパ１０ｂがコア９ｂの周囲を回動しながら電線
８をコア９ｂに巻き付けると、既に待機している上部ク
リッパ９ａが電線８の先端部を掴み、また下部クリッパ
９ｂが電線８を放して元の位置まで移動する。然る後、
上部クリッパ９ａが上昇し、張力棒７の大径部７ａの周
囲を回動しながら電線８を大径部７ａに懸架し、下降し
て図示位置に達して停止し、モータ３が駆動すると、２
個のプーリ５ａ、５ｂおよび糸６を介して張力棒７が案
内溝４内にそうて上昇しながら電線８に張力を与えてコ
イル９ｂに巻き付けられた電線８を締め付け、以下上記
の作用を繰返してコイル９ｂに順次電線８を巻き付ける
。然るに上記の構成においては、モータ３は速度および
位置に関するフィードバック制御がなされていないため
、張力棒７が案内溝４内を摺動するさいの摩擦抵抗忙よ
り第９図１ａ）　Ｋ実線および破線にて示す如く変化す
るので。

これに伴なって電ｌｓ８に加わる張力が不安定になシ、
張力が強い方に変化したときには第９図ら）Ｋ示す如く
、電ｌｓ８が断線などの損傷を発生する。

またコイル９ｂの周囲に電線８を巻き付けしているとき
く電線１に加わっている張力を把握する方法がなかった
ので、上記断線などの電線８に発生する損傷がトロイダ
ル巻線の自動化上大きな障害になっている。なお従来の
この種の巻線自動化装置においてはたとえば特開昭５９
−４８９１０号公報および特開昭５６−１４８８１２号
公報などがある。

〔発明の目的〕

本発明は前記従来の問題点を解決し１巻線時の電線に加
わる張力を所定の値に制御してトロイダルコイル自動巻
線の高速化および信頼性の向上を可能とする巻線方法お
よびその装置を提供するととＫある。

〔発明の概要〕

本発明は前記の目的を達成するため発明したもので、そ
の発明の一つは、可動部分でない被巻線体（たとえば磁
気ヘッド）を位置決め、保持する保持機構忙殺けられた
検出機構にて、上記被巻線体に巻き付は中に発生する線
の張力を検出するとともＫ、この検出された張力値に基
いて張力付与機構を制御し、巻線中に発生する線の張力
を常に予しめ設定された値に保持させることを特徴とす
るもので６シ、他の発明の一つけ上記方法の発明を直接
実施する装置に関する発明にして、可動部分でない被巻
線体（たとえば磁気ヘッド）を位置決め、保持する保持
機構に、上記被巻線体く巻き付は中に発生する線の張力
を検出し、この検出された張力値に基いて張力付与機構
を制御する検出機構を設け１巻線中に線に発生する張力
を常に予じめ設定された値に保持させるように構成した
ことを特徴とするものでらる。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を示す第１図乃至第６図により説
明する。第」図は本発明の一実施例を示す巻線装置の正
面図、第２図はその側面図、第３図は張力検出機構を示
す斜視図、第４図は張力制御ブロック図、第５図（ａ）
はサーボモータ速度制御曲線図、　（ｂｌはテンシ冒ン
ローラの移動量制御曲線図、（）は減速制御曲線図、第
６図は作動行程説明図である。同図において、１１はベ
ースにして１間隔をおいて平行［２個のフレーム１２ａ
、１２ｂを直立状に固定支持している。上記一方の７レ
ーム１２ａは　形状をして、直立状をしたネジ軸１３の
両端部を回転自在に保持し、上面に上記ネジ軸１３の上
端部に接続する駆動モータ１４ｆ：固定支持している。

１５はナツトにして、上記ネジ軸１３に螺合支持されて
いる。１６はブラケットにして一端部を上記ナツト１５
に固定支持され、他端部に上方に突出する軸受１６ａｉ
固定支持している。１７社グリッパ駆動用モータにして
、上記軸受１６ａに固定支持されている。１８はグリッ
パにして上記グリッパ駆動用モータ１７に接続し上記軸
受１６ａに回転自在に支持され、内部には図示していな
いが、外方に突出する２組のフィンガ１８ｇ、１８ｂを
互いに独立して開閉およびＹ方向に移動させる機構を内
蔵しているう上記他方のフレーム１２ｂ　＃ｉ平板状に
形成され、上下方向中央部に磁気ヘッド位置決め、保持
機構１９と、その上下方向両側に２組のテンシ四す２０
ａ、２０ｂとを支持している。

上記磁気ヘッド位置決め、保持機構１９は、第３図に示
す如く磁気へラド２１の上下方向を介挿するように支持
するコア支持台２２と、このコア支持台２２ｆ：Ｘ方向
およびＹ方向に摺動自在に支持し上記他方のフレーム１
２ｂの内側面に固定支持されたコア摺動台２３と、上記
他方のフレーム１２ｂの外側面に固定支持され、上記コ
ア支持台２２６ｘ方向およびＹ方向に摺動させるＸＹ駆
動モータ２４とを保有し、かつ上記コア支持台２２ＩＣ
は上記磁気ヘッド２１の後方位置に上下方向の２個の切
欠穴２５により上下方向の肉厚を薄くして上記磁気ヘッ
ド２１の巻線穴２１ｂを有するコア２１ａの周囲に電線
３４を巻線中に発生する張力に連動して歪を発生する張
力検出体２６を形成し、この張力検出体２６の上下面に
該張力検出体２６の歪量を検出する２個の抵抗線歪ゲー
ジ２７を保有している。上記２組のテンシ冒す２０ａ　
２０ｂけ夫々上下方向に長く形成されたケース２８ｍ、
２８ｂと、これらケース２８ａ、２８ｂ内上下両端部に
夫々軸２９ａ；２９ｂｅ介して回転自在に支持され、糸
５０ｔｌＣて接続する２個のグーｌ７３１ａ、５１ｂと
、上方の軸２９ａの外端部に接続するサーボモータ３２
ｍ、　３２ｂ（下方のテンシ璽す２０ｂ側）と、上記糸
３０に細部３３ｍを固定支持され、電線３４を懸架する
テンシロンプーリ３５ａ、３３ｂ　（下方のテンシ冒す
２０ｂ側）と、上記他方のフレーム１２ｂに固定支持さ
れ、圧縮空気の給排により上記ケース２８ａ、２８ｂを
夫々Ｘ方向に移動する空気シリンダ５４ｍ、３４ｂと、
上記他方のフレーム１２ｂの上記空気シリンダ５Ａａｓ
ａｂの上下方向両側位置に互いＥＸ方向に平行に摺動自
在に支持され、上記ケース２８ａ、２８ｂの移動を案内
する案内軸５５ａ、３５ｂとを保有している。

つぎに第４図において３６はマイクロプロセッサにして
、上記抵抗線歪ゲージ２７よ多巻線時に発生する張力Ｔ
の大きさと、その方向を入力したとき、たとえば第８図
に示す如く、上記サーボモータ３２ａ、　３２ｂを予じ
め設定された速度曲線Ｕｔより減速させ、上記張力Ｔが
所定値Ｔｍを超えないように減速度を調整し、所定時間
ｉ、Ｇまでに上記テンシロンプーリ３３ａ、３３ｂがＸ
ＳからＸＧまで移動して位置決めするように演算し、そ
の結果に基いてディジタル信号を出力し、かつ上記サー
ボモータ５２ｍ、５２ｂの速度３７ｍおよび位置３７ｂ
ｉ速度検出器３８および位置検出器３９を介して一定周
期毎にフィードバックする如くしている。４２ＦｉＤ／
Ａ変換器にして、上記マイクロプロセッサ３６からのデ
ィジタル信号をアナログ信号に変換する如くしている。

４５ａ、４３ｂけ２個のサーボアンプにして上記Ｄ／Ａ
変換器４２からのアナログ信号を増巾して上記サーボモ
ータ３２ａ、５２ｂに出力する如くしている。上記の構
成であるから、第６図１ａｌに示す如く、上方のサーボ
モータ３２ａの駆動によ勺上方のテンシロンプール３３
ａが下降し、また上記上方のテンシロンプーリ５３ａＫ
より所定の張力を保持する電線３４の端部が上方のフィ
ンガ１８ａにより掴まれて磁気ヘラ１２１０巻線穴２１
ｂの上方位置に達すると、同図（ｂｌＫ示す如く、下方
のフィンガ１８ｂが開いて第１図と矢印ＡＫて示す位置
よル内方に引き込んだのち、駆動モータ１４の正方向へ
の駆動によって上記２個のフィンガ１８ａ１８ｂを保持
するクリッパ１７が下降するので、これに伴なって電線
３４の端部が巻線穴２Ｉｂ内を挿通する。ついで下方の
フィンガ１８ｂがコア２１ａの下方位置に達し、外方に
移動して巻線穴２１ｂの下方位置に達すると、下方のフ
ィンガ１８ｂが閉じて電線３４の端部を掴み、同時に上
方のフィンガ１８ａが開いて電＠３ａを離したのち、内
方に移動する。同図１ｃｌに示す如く、上方のフィンガ
１８ａが上記コア２１ａの下方位置に達し、外方に移動
して巻線穴２１ｂの下方位置に達すると、上方のフィン
ガ１８ａが閉じて電線３４の端部を掴み、同時に下方の
フィンガ１８ｂが開いて電線５４の端部を放したのち、
内方に移動する。ついで同図ｉｄｌに示す如く、下方の
空気シリンダ３４ｂが圧縮空気の給排の切換により下方
のケース２８ｂを介して下方のテンシロンプーリ５５ｂ
がクリッパ１７側に前進してコア２１ａの下方位置に達
して停止すると、同図（ｅｌＫ示す如く上記下方のテン
シロンプーリ５５ｂの下方位置に違したクリッパ１７が
回動し、上方のフィンガ１８ａが下方のテンシロンプー
リ３３ｂの周囲を回動して電線３４を下方のテンシロン
プーリ５３ｂ　ＫＲ架する。ついで同図（ｆｌに示す如
く、上方の空気シリンダ３４ａへの圧縮空気の給排の切
換にょ）上方のテンシロンプーリ３３ａが他方のフレー
ム１２ｂ側に後退移動し、同時に同図値）に示す如く下
方のサーボモータ５２ｂの駆動によ勺下方のテンシロン
プーリ５３ｂが下降して上方のテンシロンプーリ３３ａ
の外周面に懸していた電線５４’（外すと同時に巻線穴
２１ｂから挿出する。ついで同図ｈ）に示す如く、上方
空気シリンダ５４ａへの圧縮空気の給排の切換により上
方のテンシ冒ンプーリ５５ａｉ’クリッパ１７側に前進
移動したのち、同図＋ｉｌ　Ｋ示す如くクリッパ１７が
上方のテンシ璽ンプーＩＪ５３ａの上方位置において回
動し上方のフィンガ１８ａが上方のテンシ冒ングーリ５
５ａの周囲を回動して電線３４を上方のテンシ嘗ンプー
リＳｅｍの外周に懸架する。ついで同図（ｊ）に示す如
く下方の空気シリンダＳＡｂへの圧縮空気の給排の切換
により、下方のテンシ嘗ンプーリ３３ｂが他方のフレー
ム１２ｂｌｌＫ後退して、外周面に懸架していた電ｌｌ
３４を上方のフィンガ１８ａの下降によりはずしたのち
、電線５４１１Ｃ張力を与える。然る後、上方のフィン
ガ１８ｍが同図−１に示す位置に達すると、以下上記作
用を繰返してコア２１ａの周囲に電線３４ｔ−順次トロ
イダル巻きを自動的に行なうことができる。上記のよう
にして電線３４をコア２１ｍの周囲に順次トロイダル巻
きしているときに電線３４に張力が発生し、磁気ヘッド
２１およびコア支持台２２ｆ：介して張力検出体２６に
第３図に破線にて示す方向に曲げ応力および曲げ歪が発
生すると、と九ｔ−２個の抵抗線歪ゲージ２７が検出し
てマイクロプロセッサ３６に信号を出力するので、マイ
クロプロセッサ３６は、先ずサーボモータ５２ａ、５２
ｂを減速したのち、上記張力Ｔが予じめ設定された値Ｔ
ｍを超えないようにサーボモータ５２ａ、Ｓ２ｂの減速
度を調整して所定時間ｔ、ａ　４でにテンシ璽ンプーリ
３３ａ、３３ｂの位置をＸｓ位置よりＸＧ位置まで移動
するように演算してその結果に基いてサーボモータ３２
ａ。

３２ｂを速度制御し、このサーボモータ５２ａ、５２ｂ
の速度および位置を速度検出器３８および位置検出器３
９が検出して上記マイクロプロセッサ３６にフィードバ
ックする。

したがって巻線中の電線３４に発生する張力を常に検出
するとともに辷れを制御して予しめ設定された張力に所
定時間内に保持し、とれによって電１ｓ５４が断線など
くよる損傷を防止し、かつ自動化をはかることができる
。

〔発明の効果〕

本発明は以上述べたる如く、巻線の断線などＫよる破線
を防止し、かつ巻線の自動化をはかることができるので
、原価低減および増産化をはかることができ、かつ自動
トロイダル巻線の信頼性および機能性を向上することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す巻線装置の正面図、第
２図はその側面図、第３図は張力検出機構を示す斜視図
、第４図は張力制御プはツク図、第５図−１はサーボモ
ータの速度制御曲線図、ら）はテンシ璽ンローラの移動
量制御曲線図、第６図は作動行程説明図、第７図位従来
の磁気ヘッドのトロイダル巻線を示す斜視図、第８図は
その巻線装置における張力付与機構を示す斜視図、第９
図龜）はその張力棒の作動速度曲線図、（ｂｌは張力制
御曲線図である。 １．８，３４・・・電線、２．２１ｂ・・・巻線穴、６
゜２１Ｊ１１・・・コア、４・・・ガイド、５．３１・
・・プーリ。 ６．３０・・・糸、９．２１−・・磁気ヘッド、１０．
１８・・・クリッパ、１１・・・ベース、１２ｍ、１２
ｂ・・・フレーム、１３・・・ネジ軸、１４・・・駆動
モータ、１７・・・グリッパ駆動モータ、１９・・・磁
気ヘッド位置決め。 １１７に＃ｐｍ１Ｍ−２０直−２Ｑｂ・・・テンシ璽ナ
ー　２）・、・コア支持台、２４・・・ＸＹ駆動モｉり
、２６・・・張力検出体、２７・・・抵抗線歪ゲージ％
２８ａ、　２８ｂ・・・ケース、２９ａ、２９ｂ−・・
軸、３２ａ、　３２ｂ　用サーボモータ、５４ａ、Ｓ４
ｂ・・・空気シリンダ、３６・・・マイクロプロセッサ
、３７ａ・・・速度検出器、３７ｂ・・・位置検出器、
３８・・・速度検出器、３９・・・位置検出器、４２・
・・Ｄ／Ａ変換器、４３ｍ、４３ｂ・・・サーボアンプ
代理人弁理士　小　川　勝　舅　゛ 第１Ｍ 第２図 才４図 ′ｔ）−太 ；１−６図 （イ＞　　　　　　　ｔｙ）＞　　　　　　　ｔｈ＞　
　　　　　　（Ｌ）　　　　　　ｔｒｉ＞Ｄ オフ図 才８図 矛９図 Ｏ崎間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記事項からなることを特徴とする巻線方法。 （イ）上方の張力付与機構に懸架されて張力を与えられ
   た線の端部を掴んだグリップ機構の移動により上記線の
   端部を被巻線体の巻線穴内に挿通し、 （ロ）上記上方の張力付与機構を上記グリップ機構に対
   して反対方向に移動するとともにグリップ機構の移動に
   より上記上方の張力付与機構より線を取り外し、 （ハ）下方の張力付与機構を上記グリップ機構側に移動
   し、上記グリップ機構を回動して線を下方の張力付与機
   構に巻き付け、 （ニ）上記下方の張力付与機構を上記グリップ機構に対
   して反対方向に移動するとともに上記グリップ機構の移
   動により上記下方の張力付与機構より線を取り外し、 （ホ）上方の張力付与機構を上記グリップ機構側に移動
   し、上記グリップ機構を回動して線を上方の張力付与機
   構に巻き付け、 （ヘ）上記グリップ機構を移動して再び線の端部を巻線
   穴に挿通して被巻線体に順次線を巻線し、 （ト）このとき線に発生する張力を上記被巻線体を支持
   する非可動部に形成された張力検出機構にて検出し、 （チ）この検出に基づいて張力制御機構により上記張力
   付与機構に有し、線を懸架する部材の移動速度を制御す
   る。 ２、被巻線体を支持して水平方向に移動させる被巻線体
   の位置決め、支持する被巻線体支持機構と、この被巻線
   体支持機構をはさんでその上下方向両側に配置され、線
   を懸架する部材を上下方向に移動して線に張力を付与す
   る張力付与機構と、水平方向、上下方向および旋回方向
   に移動して線を掴んで輸送するクリップ機構と、上記被
   巻線体支持機構に形成され、線の張力を検出する張力検
   出機構と、この張力検出機構の指令に基づいて上記張力
   付与機構の上記部材の移動速度を減速させる張力制御機
   構とを設けたことを特徴とする巻線装置。