JPS6323645B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トロイダル状のコアの小さな孔に細
い電線を自動的に巻付けるための装置に関する。

例えばビデオテープレコーダのヘツドは、円盤
状で、その外周縁に複数のコアを有している。そ
のコアには、小さな電線巻付け用の孔が形成され
ており、この孔に直径0.03mm程度の細い電線が巻
付けられている。この電線は、磁気テープなどの
トレース時に磁気テープの磁気的記録信号を電気
信号に変換する。

従来、この電線の巻付け作業は、コアの孔を光
学的に拡大視しながら、手作業により行われてい
た。この手作業によると、生産の能率が悪く、大
量生産が困難であるから、製品の価格は、勢い高
価なものとなつている。このような事情から、こ
の巻線作業の自動化が望まれている。

一方、国際公開第84／00077号の発明は、巻線
チヤツクを巻線方向に移動させることによつて、
巻線を行なうことを示しており、また特開昭56−
148812号の発明は、真空吸引の原理を用いて、電
線をトロイダルコアの孔に巻付けることを示して
いる。しかし、上記のいずれの技術でも、巻付け
過程で電線がクランプまたはチヤツクによつて持
ち変えられるため、動作が複雑になるほか、電線
の位置決め過程で、その先端部分が光学的に検出
され、その位置データによつて電線の先端とトロ
イダルコアの孔の位置とが相対的に位置決めされ
るため、顕微鏡や高分解能のテレビカメラなどの
画像処理装置が不可欠であり、またその補正のた
めに、各補正方向ごとにサーボモータなどが必要
となる。このため、位置決め装置が複雑となつ
て、価格的な面で実用化が困難であり、またその
巻付けごとにサーボ制御による位置決めが必要と
なるため、巻線工程の高速自動処理が不可能であ
る。

したがつて、本発明の目的は、画像処理装置や
サーボ制御などの高度な位置決め技術を応用しな
いで、電線をコアの孔に直線状に矯正しながら整
列状態で巻付けられるようにすることである。

上記目的のもとに、本発明は、真空吸引による
空気流によつて電線をコアの孔および吸引パイプ
の中に通し、その後に電線の先端を直線状に矯正
しつつ位置決めし、その先端をコアの孔にＶ字状
の把持面により位置決め状態で案内するようにし
ている。特に本発明は、コアの孔に通された電線
を吸引パイプの先端に設けられた一対の摩擦的保
持手段により保持し、一定の張力を与えながら、
電線をコアに整然と巻付け、同時に摩擦的な滑り
保持により電線の巻ぐせを矯正する点に特徴を有
する。

ところで上記吸引パイプが電線の巻付けのため
に旋回運動をするとき、真空吸引用のチユーブも
吸引パイプとともに引きづられて移動するため、
吸引パイプの運動は、チユーブの動きに制限さ
れ、またそのチユーブの重さのために高速化でき
ない状況にある。

したがつて本発明の他の目的は、旋回運動可能
な吸引パイプと真空吸引用のチユーブとを分離
し、吸引パイプの運動上の障害を取り除くことで
ある。

上記目的のもとに、本発明は、定位置に吸引用
のチユーブを取付け、その先端の吸盤を真空源の
圧力変化に応じて、吸引パイプに対して弾性変形
により吸着または離れるようにしている。

以下、本発明を図に示す実施例にもとづいて具
体的に説明する。

まず、第１図は、この種のコア１を示してい
る。このコア１は、厚さ0.4mm程度のフエライト
製の板状体で、縦横２ないし３mm程度の大きさに
成形してある。このコア１のトレース面３の近く
に、0.3mm以下程度の巻線用の孔２が形成されて
おり、この孔２と対応する両端縁部に直径0.03mm
程度の柔軟な電線４が巻付けられている。この電
線４の巻数は、製品によつて異なるが、通常、左
右とも５ないし15回程度である。そしてこのトロ
イダル状のコア１は、第２図に示すように、コア
ベース５の先端位置に接着などにより取付けら
れ、このコアベース５により図示しないヘツドの
外周縁に取付けられる。

さて、第３図は、本発明の巻線装置１１の前提
となる巻線方法の工程順を示している。この巻線
方法は、挿通工程Ａ、移送工程Ｂ、位置決め工程
Ｃおよび案内工程Ｄからなつている。そして第４
図は挿通工程Ａを、第５図、第６図および第７図
は移送工程Ｂを、第８図は位置決め工程Ｃを、最
後の第９図は案内工程Ｄをそれぞれ示している。

まず、挿通工程Ａでは、所定の長さの電線４の
巻き始め端が第４図に示すように、コア１の一方
の側から孔２の近くまで案内され、その後に吸引
パイプ６の先端がコア１の他方の側から孔２の中
心位置に接近し、その外周に密着する。この状態
で吸引パイプ６が真空吸引を行なつて、孔２に電
線４の挿通方向に空気流を起こす。この空気流
は、電線４の端部を引き込み、その電線４ととも
に孔２を通過し、吸引パイプ６の内部に達する。
この吸引時にコア１の一方の側に周囲から孔２に
入り込む空気流が形成されるから、電線４の端部
は、ほぼ孔２の近くに位置しておけばよく、正確
な位置決めは、特に必要とされない。このように
して電線４の一端は、真空吸引による空気流によ
り、コア１の孔２を通過する。

続く移送工程Ｂでは、吸引パイプ６が第５図に
示すようにゴムなどの一対の保持体３０により電
線４を摩擦的に保持したまま後退し、続いて第６
図に示すようにコア１の他方の側から一方の側へ
と反転しながら移動し、電線４をコア１の巻付け
方向へ移送させる。このとき、一対の保持体３０
は、電線４に対して一定の張力を掛け、摩擦的に
滑りながら、電線４をコア１の孔２に巻付けて行
くから、電線４は、直線状に矯正され、コア１の
稜線部分でも面にそつて整然と巻付けられる。な
お、このときの吸引パイプ６の旋回運動時の回転
中心は、コア１の孔２の近くに設定されるが、吸
引パイプ６は、反転の後に、やや上方に移動し、
電線４の先端を約５cm程度だけ内部に引き込んで
いる。また工程中に、送風パイプ３７は、その吹
き出し口３８から前方向に風を発生させている。
このためループ状の電線４は、周囲の機器部品な
どにからまない方向に位置づけられている。

つぎの位置決め工程Ｃでは、第８図のように、
吸引パイプ６の下端位置に、一対の把持爪７が移
動してきて、そのＶ字状の把持面８（第１３図お
よび第１４図参照）で電線４の先端部分を位置決
め状態で保持すると同時に、電線４の先端部分が
カツタ９により、切り取られる。一対の把持爪７
は、孔２の中心線上で電線４を把持しているか
ら、この状態で電線４の先端は、直線状に矯正さ
れつつ、正確に位置決めされる。また電線４の先
端部分は、吸引パイプ６に引き込まれていると
き、吸引時の振動により、複雑に屈曲する傾向に
ある。しかしカツタ９がその先端部分を切除する
ため、電線４の先端つまり切り口部分は、孔２の
中心線上の位置に正確に位置決めされる。なお、
電線４の所定長さは、巻付けに必要な長さのほか
に、切り落とされる分を加えた長さに設定され
る。

最後の案内工程Ｄでは、第９図のように、一対
の把持爪７が上下逆となるように反転しながら、
下方に移動し、電線４の切り口側先端部分を孔２
の位置に臨ませる。この状態で吸引パイプ６は、
再びコア１の他方の側すなわち下方に復帰し、再
び真空吸引を始める。このようにして再び挿通工
程Ａが開始される。もちろんこのとき一対把持爪
７は、電線４の先端部分の保持を解放する。また
必要に応じて一対の送りローラ１０が付設され
る。この一対の送りローラ１０は、電線４を孔２
の方向に送り出す。このようにして電線４は、コ
ア１の孔２を通じてコア１に巻付けられる。

以上の一連の工程は、電線４の巻数に対応した
回数にわたつて、連続的に順次繰り返される。

上記巻線方法は、巻線作業の機械化のために、
下記の点で有利である。すなわち挿通工程Ａで
は、孔２に流れ込む空気流が電線４の端部をコア
１の一方の側から他方の側に流入させるから、電
線４の挿入端について位置決めが特に必要とされ
ない。また移送工程Ｂでは、保持体３０が電線４
を滑り状態で摩擦的に挟み込んでいるから、電線
４に所定の張力が掛けられ、また電線４の巻きぐ
せが矯正される。しかも位置決め工程Ｃでは、カ
ツタ９が電線４の先端の屈曲部分を切り落とすた
め、電線４の切り口側の先端つまり挿入端が勝手
な方向を向かず、常に孔２の中心線上にあるの
で、電線４の孔２に対する挿通が画一化され、か
つ一対の把持爪７が進退運動により、電線４の切
り口側先端部分を正確に位置決めしながら把持す
るため、電線４の先端部の位置決め手段が特に必
要とされない。したがつて、電線４の巻付けは、
手作業よりも早く、機械的に円滑に行われる。

つぎに第１０図ないし第２２図は、上記巻線方
法にもとづく本発明の巻線装置１１を示してい
る。この巻線装置１１は、前述の吸引パイプ６、
一対の把持爪７、カツタ９、一対の保持体３０お
よび送風パイプ３７のほかに、ホルダ１２、移送
装置１３および案内装置１４を備えている。

上記ホルダ１２は、案内装置１４の側面に取付
けられており、上面でコア１を支持し、かつその
コア１を弾性体の押え板１５により定位置で着脱
自在に固定している。また移送装置１３は、吸引
パイプ６を反転させながら、電線４の巻付け方向
に旋回運動により移動させるものでベース１６の
上に取付けられ、回転軸１７、アーム１８により
吸引パイプ６を垂直方向に支持している。回転軸
１７は、駆動機構１９によつて駆動され、180度
回転し吸引パイプ６の上下を反転させる。また吸
引パイプ６は、先端にテーパー状の吸引口４０を
備えており、スライダ２０によりアーム１８に対
し摺動自在に取付けられており、このスライダ２
０は、アーム１８の先端に取付けられた駆動ユニ
ツト２１および駆動ロツド２２により駆動される
関係にある。また送風パイプ３７は、逆Ｕ字状
で、反転軸２５をまたいだ状態で、案内装置１４
に取付けられている。

そして案内装置１４は、一対の把持爪７を反転
軸２５により支持している。この反転軸２５は、
駆動機構２６によつて駆動され、180度回転し、
かつ上下および前後方向に移動自在としてある。
反転軸２５の先端にヘツド２７が取付けられ、一
対の把持爪７がヘツド２７の案内軸２８に対し進
退自在に支持されている。なお、一対の把持爪７
の駆動源は、図示しないが、例えば電磁プランジ
ヤーにより行われる。一対の把持爪７は、第１２
図に示すように、櫛歯状になつており、その対向
面でＶ字状の把持面８を形成している。この一対
の把持爪７は、理論的には第８図および第９図の
ように、一個でもよいが、電線４の矯正長を長く
するために、第１２図のように、複数上下の方向
に設けられている。また把持爪７の上方部分に一
対の送りローラ１０が回転自在に取付けられてい
る。この送りローラ１０は、図示しない内蔵のモ
ータにより、矢印方向に駆動できるようになつて
いる。なお、カツタ９は、いずれかの把持爪７の
反転前での上面に固定されている。そしてヘツド
２７の前面および側面に電線４が引つ掛からない
ようにするため、中心位置分割型で、滑らかな曲
面のカバー３９が取付けられている。

さらに、第１５図ないし第１９図に示すよう
に、上記吸引パイプ６の上端小径部には、板ばね
リング３５が摺動自在に設けられている。この板
ばねリング３５は、圧縮ばね３６により常に吸引
パイプ６の先端方向に付勢され、このガイドカラ
ーストツパ３２に当たつている。板ばねリング３
５に、取付けねじ３３により取付けられた一対の
板ばね３１は、ガイドカラーストツパ３２の溝３
２ａの内部にあつて、それに案内されて動く。そ
して上記板ばね３１の先端対向面には、それぞれ
保持体３０が固定されている。この保持体３０
は、例えばゴムなどの柔軟で摩擦係数の大きな材
料からなつている。また一対の板ばね３１の先端
部分には、それぞれ位置決め板４１が設けられて
いる。それぞれの位置決め板４１は、Ｌ字状で、
対向状態にあり、対向面にＶ字状の位置決め溝４
２を形成している。なお板ばねリング３５の当接
部３５ａは、ストツパー３４に対応している。ま
た、もう一つの当接部３５ｂは、スイツチ４７に
対応している。このストツパー３４およびスイツ
チ４７は、ホルダ１２などに固定されている。

また吸引パイプ６の後端部分には、第１０図お
よび第２０図に示すように、平板状の吸着板５０
が取付けられ、この吸着板５０および吸引パイプ
６に接続孔４８が設けられている。そしてこの接
続孔４８は、吸引パイプ６の内部に通じており、
かつこの吸引パイプ６が挿通工程Ａの位置にある
ときに、吸盤４３と対向している。この吸盤４３
は、柔軟な弾性部材例えばゴムなどにより構成さ
れており、管４４の先端に固定されている。この
管４４は、ブラケツト４５の長孔５１の内部でス
プリング５２に付勢されつつ上下動自在に取付け
られて、案内装置１４の側面に固定されている。
この管４４の後端は、フレキシブルチユーブ２３
により電磁弁４６を介在させつつ真空源２４に接
続さている。この電磁弁４６の駆動部４６ａは、
第２２図に示すように、リミツトスイツチ４７と
ともに電源４９に直列に接続されている。

そして、吸引パイプ６、吸盤４３、管４４およ
び吸着板５０は、配管手段を構成している。

つぎに上記巻線装置１１の一連の動作を説明す
る。

最初に電線４は、必要な長さだけ送り込まれ、
その先端部分をコア１の一方の側から孔２の内部
に臨ませている。この電線４の送出しは、公知の
測長供給手段により行われてる。次に吸引パイプ
６は、コア１の他方の側すなわち下方位置あつ
て、そこからコア１の方向に移動する。その途中
でストツパー３４が当接部３５ａに当つて板ばね
リング３５の動きを止めるため、一対の板ばね３
１は、第１６図のように、吸引パイプ６の先端曲
面にそつて開放状態となる。このとき当接部３５
ｂがスイツチ４７に当り、それをオン状態とする
ため、電磁弁４６は、開放状態となつて、吸盤４
３から外気を吸い込み、真空源２４の方向に向け
て流す。このときに吸盤４３の内部が負圧となる
ため、吸盤４３は、つぼまる方向に弾性変形を
し、第２０図に実線で示すように、吸着板５０に
密着する。このように吸引パイプ６の内部に吸引
口４０から接続孔４８を経て真空源２４に向かう
空気流が発生する。その後も吸引パイプ６が上昇
するため、その吸引口４０は、なにもない状態の
ままコア１の下面の孔２に上端面を密着させ、真
空源２４からの空気流により真空吸引を行い、電
線４を孔２に通し、吸引パイプ６の内部に引き込
む（挿通工程Ａ）。

つぎに吸引パイプ６は、コア１の下方に降り
る。このとき、当接部３５ａがストツパー３４か
ら離れるため、板ばねリング３５は、圧縮ばね３
６の弾力を受けて上昇するので、保持体３０は、
吸引された電線４を板ばね３１の弾性によつて把
持する。この間に管４４が長孔５１にそつてスプ
リング５２に打ち勝つて下降するから、吸盤４３
は、吸着板５０に対して吸着状態のまま吸引パイ
プ６とともに移動をする。一対の保持体３０が電
線４を把持する直前に一対の位置決め板４１は、
相互に当接し、Ｖ字状の位置決め溝４２により、
電線４を吸引パイプ６の中心位置へ正確に案内を
する。このため一対の保持体３０は、電線４を正
しい位置で把持をすることになる。また、この下
降過程で当接部３５ｂがスイツチ４７から離れる
ため、電源４９がオフになり、電磁弁４６が閉じ
て、吸着板５０と吸盤４３との間の負圧空気流が
なくなり、それらの吸着状態が自動的に解除され
る。続いて移送装置１３の駆動機構１９は、回転
軸１７を180度旋回させ、吸引パイプ６の上下を
反転させながら、吸引パイプ６をコア１の上方に
移動させる。移動時に送風パイプ３７は、その吹
き出し口３８から空気を出し、その流れにより下
方約45度の方向に電線４を吹き、周囲の機械など
に電線４が巻付かないようにしている。この移動
過程で、一対の保持体３０は、摩擦的に電線４を
保持し、一定の張力を掛けながら巻き、また、電
線４を直線状に矯正する。吸引パイプ６の回転中
または回転後に駆動ユニツト２１は、スライダ２
０を回転軸１７から離れる方向に移動させるた
め、吸引パイプ６は、上方位置で電線４の先端を
少しだけ吸い込んだまま一対の保持体３０を保持
している（移送工程Ｂ）。

続いて反転軸２５が前進して定位置で停止して
から、一対の把持爪７が相互に接近する。このと
き対向の把持面８は、電線４を斜面で中心方向に
案内し、電線４を軽く挟持して位置決めする。こ
のときカツタ９は、電線４の先端部分を切り落と
す（位置決め工程Ｃ）。

その後、反転軸２５は、180度回転し、下方に
あつた送りローラ１０を上方に位置させ、かつ電
線４の切り口を下向きにしながら電線４の切り口
側端部つまり挿入端を孔２の位置まで案内する
（案内工程Ｄ）。この間、吸引パイプ６は、元の下
方位置まで戻つており、次の吸引に備える。吸引
パイプ６が真空吸引を開始すると同時に、一対の
把持爪７は、やや後退し、電線４の拘束を解く。
同時に送りローラ１０が電線４を孔２の方向に送
り込むため、電線４は、コア１の孔２から再び吸
引パイプ６の内部に入る。このようにして電線４
の一回の巻付けが完了する。

以上の動作を繰り返すことにより、電線４は、
コア１の孔２に所定の回数だけ巻付けられる。巻
付けの進行とともに、電線４の長さが短くなるた
め、それに対応して駆動ユニツト２１は、スライ
ダ２０を回転軸１７の方向に移動させている。

なお、以上の一連の動作は、リミツトスイツチ
およびシーケンス回路を組み合わせることにより
制御できる。また電磁弁４６の閉じる時点は、タ
イマーで設定することもできる。

本発明では、吸引パイプがコアの孔から離れて
いくと同時に、一対の保持体が吸引された電線を
把持するため、空気的吸引力が弱くなつても、電
線が確実に保持しながら移送でき、また吸引パイ
プから送られてくる電線を矯正すると同時に、コ
アの孔に電線がゆるみのない状態で整然と巻付け
られる。このためコアの孔に高い密度での巻付け
ができる。また電線の挿入端が一対のＶ字状の把
持面に挟まれて、位置決めされ、かつその挿入端
が孔内の気流によつて孔内に通されるので、高度
な位置決め技術を駆使しなくても、小さな孔に対
する細い電線の位置決め挿入が簡単かつ高速で実
現できる。さらに、吸引パイプが真空源の配管系
から分離しているので、吸引パイプの軽量化が可
能であり、したがつて高速旋回運動が実現でき、
また配管系が吸引パイプの運動と関係なく、静止
状態にあるから、他の部品などにからまることも
なくなる。さらに吸盤が真空源の圧力によつて自
動的に吸引パイプに吸着するから、特別な制御や
接続器が必要とされず、それだけ構造が簡単にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はコアの平面図、第２図はコアベースお
よびコアの平面図、第３図は巻線方法の工程順序
図、第４図ないし第９図は巻線方法の説明図、第
１０図は本発明の巻線装置の正面図、第１１図は
ヘツド部分の正面図、第１２図はカバーの取外し
状態でのヘツド部分の正面図、第１３図および第
１４図は把持爪の平面図、第１５図および第１６
図は吸引パイプの側面図、第１７図は第１６図に
おけるＡ−Ａ線の断面図、第１８図および第１９
図は位置決め板の部分の拡大平面図、第２０図は
吸盤部分の拡大断面図、第２１図は吸盤支持部分
の拡大断面図、第２２図は吸引駆動部分の回路図
である。 Ａ……挿通工程、Ｂ……移送工程、Ｃ……位置
決め工程、Ｄ……案内工程、１……コア、２……
孔、４……電線、６……吸引パイプ、７……把持
爪、８……把持面、９……カツタ、１１……巻線
装置、１２……ホルダ、１３……移送装置、１４
……案内装置、１７……回転軸、２１……駆動ユ
ニツト、２４……真空源、２５……反転軸、３０
……把持爪、３１……板ばね、３２……ガイドカ
ラーストツパ、３４……ストツパー、３６……圧
縮ばね、３７……送風パイプ、３８……吹き出し
口、３９……カバー、４１……位置決め板、４３
……吸盤、４６……電磁弁、４７……スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トロイダル状のコア１を定位置で支持するホ
   ルダ１２と、コア１の他方の側でコア１に接離可
   能で真空源２４に配管手段により接続された吸引
   パイプ６と、この吸引パイプ６の先端部に取付け
   られ電線４を摩擦的に保持する一対の保持体３０
   と、上記吸引パイプ６をコア１の他方の側から一
   方の側へと反転させつつ電線４の巻付け方向に移
   動させる移送装置１３と、コア１の一方の側で電
   線４をＶ字状の把持面８により挟み込み位置決め
   状態で把持する一対の把持爪７と、コア１の一方
   の側で保持体３０に設けられ電線４の先端を切除
   するカツタ９と、上記の把持爪７を反転させなが
   ら把持状態の電線４の切り口側の先端をコア１の
   一方の側から孔２の近くまで導びく案内装置１４
   とを具備することを特徴とする巻線装置１１。 ２ 一対の保持体３０を板ばね３１により吸引パ
   イプ６に対して摺動自在に支持し、吸引パイプ６
   の接離運動時に一対の保持体３０を吸引パイプ６
   の先端外周面に当接させることにより開閉させる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の巻
   線装置１１。 ３ 上記配管手段を吸引パイプ６側の吸着板５０
   と真空源２４に接続された管４４側の吸盤４３と
   で構成し、真空源２４の圧力変化により吸引パイ
   プ６の接続孔４８の位置に取付けられた吸着板５
   ０に対して吸盤４３を接離させることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の巻線装置１１。