JPS6351527B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は巻線機に関するもので、微細穴を有し
たトロイダルコアを２コ微小な間隙で定置したビ
デオヘツドに線材を巻きつけることを目的とする
ものである。

従来例の構成とその問題点 第１図は微小穴を有したトロイダルコア１をベ
ースに定置したビデオヘツドで、微細穴を通し
て、トロイダルコア１の左右に線材２を６ターン
〜20ターン巻線したものであるが、微細穴が0.3
mm×0.25mm程度と極めて小さいため、従来のトロ
イダル巻線機では、巻線が不可能である。この問
題を解決するために種々の巻線方法が提案されて
いる。その例は、 流体を用いて線材をガイド
に沿つて圧送するもの、 線材の先端に磁性体
を付けて、磁気制御するもの、 微細穴に線材
の先端をコア穴に臨ませ、真空吸引するもの（特
開昭56−148812号公報）、 線材の先端を認識
し位置補正するもの等があるが、これらは微細穴
を通して、トロイダルコア１の外側に巻線するも
のである。微細穴が極小であるため、上記の巻線
も、極めて困難で種々の課題があるのが現状であ
る。さらに、微細穴を有したトロイダルコア１を
２コ微小な間隔（0.4〜0.5mm）を有して結合され
たトロイダルコア１の巻線は、微小穴と微小なす
きまに線材２を通して、その間に巻くため、自動
化が困難で、人手に頼つているのが現状であつ
た。

発明の目的 本発明は上記問題に鑑み、人手に頼らず複数の
中空穴もしくは、すきまを有したトロイダルコア
に２つの穴もしくはすきまを通して、その間に線
材を巻き付ける巻線方法および巻線装置を提供す
るものである。

発明の構成 本発明は、トロイダルコアを保持する手段と線
材を把持し、線材の先端をトロイダルコアの穴も
しくはすきまの一方の側より挿入するとともに、
挿入後、線材の把持を開放し、移動してトロイダ
ルコアの穴もしくは、すきまの他方の側より、所
定距離引きだされた線材を把持する把持手段と、
トロイダルコアの穴もしくは、すきまに挿入され
た線材を上記把持手段の開放の後、トロイダルコ
アの他方の側に遠ざかる方向に引き出す線材の引
出し手段と、上記把持手段をトロイダルコアの一
方側から他方側に回転・移動させ、さらに所定の
経路を通過して元の位置に戻るよう移送する移送
手段と、上記移送手段の回転方向と同一に前記ト
ロイダルコアを保持する手段を半回転ずつ回転・
停止できる回転手段から構成されており、線材を
トロイダルコアの穴もしくはすきまに通した後、
トロイダルコアの保持手段を、巻線方向と同一方
向に半回転させ、常に一方側から線材を通すこと
により、２つの穴もしくはすきまの間に線材を巻
きつけることができるという効果を有する。

実施例の説明 第２図は本発明の実施例であるビデオヘツド
で、0.25mm×0.3mmの微細穴を有した左右対称な
トロイダルコア１を１対、微小な間隔（0.4〜0.5
mm）を有してベースに結合しており、１対のトロ
イダルコア１には、各々微細穴を通し、左右に線
材３を６ターンから20ターン巻きつける。中央部
の巻線が本発明の目的とするものである。

次に第３図〜第１２図により装置の概略構成を
説明する。

〔装置の全体構成〕

第３図は装置全体を示す外観図で、３は本体、
４は基板で、本体３に固定されている。５は巻線
機構部で、基板４上に組み込まれている。６は認
識用TVカメラ、７はモニターTVで、本体３の
上部に組み込まれている。認識用TVカメラ６は
巻線機構部５の上部に位置し、トロイダルコア１
の微細穴および線材２の先端の位置認識用であ
る。８は制御装置、９は操作スイツチで、制御装
置８は本体３の下部に、操作スイツチ９は本体３
の上部にそれぞれ組み込まれている。

〔巻線機構部〕

第４図において、１０はトロイダルコア１を固
定するワーク保持部、１１はワーク保持部１０の
回転駆動部でトロイダルコアを反転させる。１２
はXY移動部、１３はパルスモータでXY移動部
１２のＸ軸・Ｙ軸に各１個付属しており、ワーク
保持部１０をＸ方向、Ｙ方向の任意の位置に移動
できるようになつており、基板４上に固定されて
いる。また、ワーク保持部１０は、XY移動部の
上面に締結されている。１４は線材を把持する巻
線チヤツク、１５は巻線チヤツク回転部、１６は
巻線チヤツク回転用のパルスモータ、１７は巻線
チヤツク１４の締結要素である。巻線チヤツク１
４は、エヤーによつて開閉するエヤーチヤツク
で、巻線チヤツク回転部１５の回転軸に締結され
ているが、一定量偏心した位置関係にあり、パル
スモータ１６で、巻線チヤツク回転部１５の回転
軸を駆動させると、巻線チヤツク１４は、偏心し
た半径で円運動する。また、巻線チヤツクの回転
角はパルスモータで自在に設定、動作できるとと
もに精度よく停止できる構造としている。１８は
巻線チヤツク上下駆動部、１９は上下駆動用パル
スモータ、２０は移動ブロツク、２１は巻線チヤ
ツク前後駆動部、２２は前後駆動用パルスモー
タ、２３は巻線チヤツク前後駆動部２１の移動ブ
ロツクである。巻線チヤツク上下駆動部１８の移
動ブロツク２０の上部に巻線チヤツク回転部１５
が固定されている。また、巻線チヤツク上下駆動
部１８はパルスモータ１９で駆動され、鉛直方向
の任意の位置に精度よく停止できるようにしてい
る。巻線チヤツク上下駆動部１８は、巻線チヤツ
ク水平駆動部２１の移動ブロツク２３に固定され
ている。巻線チヤツク水平駆動部２１は基板４に
取り付けられているとともに、パルスモータ２２
で駆動され、水平方向の任意の位置に精度よく停
止できるようにしている。

２４は線通しチヤツク、２５は線通しチヤツク
上下駆動部、２６はパルスモータ、２７は移動ブ
ロツクである。線通しチヤツク２４はエヤーによ
つて開閉するエヤーチヤツクで、トロイダルコア
１の微細穴のセンターと同軸上に配し、微細穴に
通つた線材を把持する。また線通しチヤツク上下
駆動部２５の移動ブロツク２７は、トロイダルコ
ア１の微細穴のセンターと平行で鉛直方向に上下
し、線通しチヤツク２４が固定されている。ま
た、線通しチヤツク上下駆動部２５は、基板４に
取り付けられているとともに、パルスモータ２６
で駆動され、鉛直方向の任意の位置に精度よく停
止できるようにしている。

２８は線材２を供給するための巻線ボビン、２
９は線材２を把持するとともに切断する線供給用
把持・切断装置である。

〔ワーク保持部および回転駆動部〕

第５図はワーク保持部１０と回転駆動部１１の
外観図、第６図はその断面図である。

ワーク保持部１０はトロイダルコア１を保持す
るもので、回転駆動部１１の回転軸３０に締結し
ている。回転軸３０は回転駆動部本体３１に嵌合
された２つの回転軸受３２により保持されている
とともに、２つの回転軸受３２の中間部に、一方
向回転軸受３３を圧入嵌合した回転用歯車３４を
配している。回転用歯車３４にかみ合う駆動歯車
３５は、回転軸３０に直交する方向の円筒状の歯
車で、回転駆動部本体３１に形成されたシリンダ
部をエヤーによる摺動往復するピストン構造とな
つている。また回転軸３０の中央にはエヤー穴を
設け、ワーク保持部１０を締結した時のエヤーの
通路としている。ワーク保持部はおおまかには、
ワーク保持本体３６と、ワーク保持本体３６に形
成されたシリンダ部を摺動するピストン３７と、
このピストン３７により移動する前後ブロツク３
８と、前後ブロツク３８に支点ピン３９を介し、
回動できるよう締結されたワーク保持具４０から
構成されており、ワーク保持本体３６上に定置さ
れたトロイダルコア１をワーク保持具４０で押
え、保持できるようにしている。

〔テンシヨン装置〕

第７図はテンシヨン装置で、４１はテンシヨン
ローラ、４２はテンシヨンアーム、４３はモー
タ、４４はアームストツパーである。テンシヨン
アーム４２の一端は線材２と直交する方向に曲
げ、テンシヨンローラ４１が回転するよう構成
し、テンシヨンアーム４２の他端は、モータ４３
の回転軸に締結している。モータ４３の回転はテ
ンシヨンアーム４２を介し、テンシヨンローラ４
１がトロイダルコア１の下部をトロイダルコア１
に当接しないよう、しかも、トロイダルコア１の
穴のセンターを横切るように揺動運動し、線材２
のたるみを吸収するとともに、線材２をトロイダ
ルコア１の巻線方向に移送し、巻きぐせをつけた
後、アームストツパー４４によつて、テンシヨン
アーム４２は停止する。本テンシヨン装置のテン
シヨン力はモータ４３のトルクを電気的に制御す
ることにより調整できる。

〔線供給装置〕

第８図は線供給装置で、第４図に示すように、
巻線ボビンから線材２を供給するものである。巻
線ボビン２８は基板４上に締結されたボビンガイ
ド４５上に定置され、円筒上でアクリル製のボビ
ンケース４６に覆われている。巻線ボビン２８の
線材２は、ボビンケース上ぶた４７のセンターに
取り付けられたノズル４８と線ガイド４９を経
て、線供給ブラケツト５０に取り付けられたテン
シヨン用ノズル５１と、線供給テンシヨンアーム
５２を経て、線供給用把持・切断装置２９に到達
する。線供給用把持・切断装置２９は、線材２の
把持機能と切断機能を有し、巻線中は線材２を把
持しており、巻線完了後、線材２を切断する構成
としている。

上記構成において、本実施例の巻線の動作順序
を第９，１０図を用いて示す。

(1) トロイダルコア１をワーク保持部１０に供
給、取付ける。

(2) ワーク保持部１０を塔載したXY移動部１２
により、認識位置まで移動させ、トロイダルコ
ア１の穴位置および、すきまの位置を認識用
TVカメラ６で認識し、位置づれを読み取り、
補正する。

(3) 線供給用把持・切断装置２９まで、巻線チヤ
ツク水平動作部２１を移動させ、巻線チヤツク
１４で線材２の一端を把持し供給する。

(4) 第９図ａに示すように、一方の巻線に必要な
長さの線材２をトロイダルコア１の微細穴を通
して引き出す。

(5) 第９図ｂ，ｃ，ｄに示すように、引き出した
線材２を巻回し、再度、微細穴に通して引き出
す。この一連の動作を必要巻数繰り返す。

(6) 第９図ｅ，ｆに示すように、必要巻数の巻線
が完了した線材２の一端を、トロイダルコア１
を反転させたのち、線処理用穴に通す。

(7) 第１０図ｇ，ｈに示すように、線供給用把
持・切断装置２９まで、巻線チヤツク水平動作
部２１を移動させ、巻線チヤツク１４で、線材
の他端を把持し、トロイダルコア１の下側を通
り、供給する。

(8) 第１０図ｉ，ｊ，ｋに示すように、トロイダ
ルコア１を半回転させた後、線材２の先端をト
ロイダルコア１の中央部のすきまに通し、引き
出す。さらに第１０図ｌ，ｍ，ｎに示すように
引き出された線材２を巻回するとともに、線材
２の巻回方向と同一方向にトロイダルコア１を
半回転させ、次に、トロイダルコア１の微細穴
に線材２の先端を通し、引き出す。第１０図
ｉ，ｊ，ｋ，ｌ，ｍ，ｎに示す一連の動作を必
要巻数繰り返す。

(9) 第１０図ｏに示すように、必要巻数の巻線が
完了した線材２の先端を線処理穴に通す。

(10) トロイダルコア１を取り出す。

以上で一連の動作を完了するが、本発明に関す
る穴からすきまへの巻線方法について第４〜１図
に基づき詳細に説明する。第１１図は巻線チヤツ
ク１４の動作を連続的に示したものであるが、巻
線チヤツク１４の主な状態について、Ａは認識位
置、Ｂは線通し準備位置、Ｃは線通し位置、Ｄは
把みかえ位置と定める。巻線チヤツク１４はＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの状態を２回経て、１巻きを完了す
る。認識位置Ａでは巻線チヤツク１４で把持され
た線材２の先端を認識用TVカメラで読み取り、
位置づれ量をワーク保持部１０を塔載したXY移
動部１２を動作させ補正した後、巻線チヤツク１
４を巻線チヤツク回転部１５で180゜回転させ、線
通し準備位置Ｂに達する。回転動作は毎回、正確
な位置で停止するよう、巻線チヤツク回転用パル
スモータ１６で駆動する。180゜回転すると、巻線
チヤツク１４に把持された線材２の先端は、鉛直
方向の下向きとなり、トロイダルコア１の微細穴
もしくはすきまのセンターまたは線材２を通す目
標とする位置の鉛直線と一致する。次に巻線チヤ
ツク回転部１５を鉛直方向に移動させる巻線チヤ
ツク上下駆動部１８にて下降させ、微細穴に線材
２の先端を通し、巻線チヤツク１４は線通し位置
Ｃに達する。線通し位置Ｃにおいて、第１２図に
示すように線材２の先端はトロイダルコア１の微
細穴もしくはすきまを通してトロイダルコア１の
下に線通しチヤツク２４で把持できる長さ突き出
した状態となり、線通しチヤツク２４で線材２の
先端を把持するとともに、巻線チヤツク１４は開
き、線材２を放す。次に線通しチヤツク２４は線
材２を把持して、線通しチヤツク上下駆動部２５
により、予め設定された量を鉛直方向に下降す
る。線通しチヤツク上下駆動部２５は、移動量が
自由に設定でき、正確に移動させるため、パルス
モータ２６で駆動させる。線通しチヤツク上下駆
動部２５が下降した時、線通しチヤツク２４に把
持された線材２は、トロイダルコア１の微細穴と
鉛直方向にほぼたるみのない状態としている。次
に線材２を把持していなく、かつ開いた状態の巻
線チヤツク１４は、巻線チヤツク前後駆動部５３
により、線材２およびトロイダルコア１と干渉し
ない位置に後退して、巻線チヤツク上下駆動部１
８で予め設定された量を鉛直方向に下降させ、さ
らに巻線チヤツク前後駆動部５３にて、巻線チヤ
ツク１４が、線材２を把持できる位置まで前進し
た後、巻線チヤツク１４を閉じて、線材２を把持
し把みかえ位置Ｄに達する。把みかえ位置Ｄで線
通しチヤツク２４を開放した後、巻線チヤツク１
４は巻線チヤツク上下駆動部１８と巻線チヤツク
回転駆動部１５により、鉛直方向に上昇しつつ回
転させ、認識位置Ａに向う。把みかえ位置Ｄから
認識位置Ａへ、巻線チヤツクが上昇・回転する
時、第７図に示すテンシヨン装置で、トロイダル
コア１に線材がたるみなく、かつ、線材２を損傷
することなく巻線できるようにしている。把みか
え位置Ｄから、認識位置Ａに巻線チヤツク１４が
上昇・回転する時、最初の一定量は回転すること
なく、単に鉛直方向に上昇するようにしており、
その後上昇と回転が同時に動作するようにしてい
る。最初の一定量の上昇により、線材２はたるみ
を発生するが、そのたるみをテンシヨンローラ４
１の回転動作で吸収し、テンシヨンを作用させて
いる。テンシヨンローラ４１はテンシヨンアーム
４２を介して、モータ４３で回転運動を与えられ
るが、トロイダルコア１に線材２がたるみなく、
かつ、損傷することのない一定テンシヨンを与え
つつ、巻線チヤツク１４の上昇に応じて、テンシ
ヨンローラ４１がトロイダルコア１の巻き方向で
近傍を円運動していく。テンシヨンローラ４１の
回転はアームストツパー４４により設定された回
転角以上は動作せず、巻線チヤツク１４の上昇と
回転が同時に動作する時には、線材２のたるみを
吸収せず、従つてテンシヨンも作用しなくなる
が、トロイダルコア１に一度巻き付けられた線材
２は、たるむこともない。

また、把みかえ位置Ｄから、認識位置Ａへ巻線
チヤツク１４が回転・上昇する時、トロイダルコ
ア１も巻線チヤツク１４の回転方向と同一方向に
半回転する。これは前述したように、次に線材２
の先端を通すべくトロイダルコア１の微細穴もし
くは、すきまは下向きとなつているため、トロイ
ダルコア１を半回転させることにより、常に上方
からの線通しとならしめるためである。次に、第
５図・第６図を用いて、ワーク保持部１０の回転
動作を説明する。ワーク保持本体３６とワーク保
持具４０で押え、保持されたトロイダルコアは回
転駆動部１１の回転軸３０を半回転させることに
より反転するが、回転方向は可逆ではなく、一方
向の回転が必要である。

回転駆動部本体３１に形成されたシリンダ部
に、エヤーを供給することにより、ピストン構造
となつた円筒状の駆動歯車３５は、回転軸３０と
直交する方向に移動する。駆動歯車３５とかみ合
つた回転用歯車３４は、一方向回転軸受３３の作
用により駆動歯車３４が前進した時のみ半回転
し、後退する時は回転しない。すなわち、駆動歯
車３４が一往復すると、回転軸３０は半回転す
る。

このように、巻線チヤツク１４がＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄの状態を経て、かつ、トロイダルコア１を半回
転させる一連の動作を２回繰り返すことにより、
微細穴および、すきまを通してその間に線材２を
１ターン巻きつけることができる。上記動作を必
要巻線、繰り返すことにより、所定の巻線が実現
できるが巻線が進行するにつれて、巻線２はトロ
イダルコア１に巻きつけられるため、線材２の長
さが短くなつてくる。そのため、巻線が進行する
たびに短くなる線材２の長さをあらかじめ算出
し、巻線チヤツク上下駆動部１８および線通しチ
ヤツク駆動部２５の上昇および下降移動量を自在
に設定できるようにしている。

なお、本実施例においては、微細穴を有したト
ロイダルコアを２コ微細な間隙を有して、結合さ
れた中央部への巻線であるため、微細穴とすきま
の間への巻線となつたが、２つのすきまの間で
も、２つの穴形状への巻線でもよい。

また、本実施例においては、トロイダルコアの
穴が極めて小さいため、線材の先端を認識し、位
置補正するものとしたが、トロイダルコアの穴も
しくは、すきまが大きい時は、認識機能は不要と
なる。

また、巻線動作については、鉛直方向の上下と
回転動作の組合せとしたが、水平動作と回転動作
の組合せでも、回転動作のみでもよい。駆動につ
いても、パルスモータとしたが、DCモータでも
他の駆動要素を用いてもよい。

さらに、ワーク保持部の回転動作は一方向回転
軸受を利用してエヤーシリンダによる駆動とした
が、ラチエツトやゼネバカム等の他の伝達要素を
用いてもよく、駆動についても、モータ・ソレノ
イド等の駆動要素を用いてもよい。

要は、複数の中空穴もしくは、すきまを有した
トロイダルコアに２つの穴もしくは、すきまを通
して、その間に線材を巻きつけるため、トロイダ
ルコアの一方の穴もしくは、すきまに線材の一端
を挿入し、トロイダルコアから突出した線材を引
き出し、引き出された線材を巻回し、テンシヨン
を作用させて、再度、線材の先端を他方の穴もし
くは、すきまに挿入することを繰り返すことによ
り、２つの穴もしくは、すきまの間に巻線する方
法において、一方の穴もしくは、すきまに線材を
通し、さらに他方の穴もしくは、すきまに通す
際、トロイダルコアを線材の巻回方向と同一方向
に半回転させ、常に一方側から線材を挿入するこ
とを特徴とするもので、本発明によれば、従来困
難とされ人手に頼つていた巻線作業の自動化を実
現する効果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例のビデオヘツドの平面図、第
１図は同側面図、第２図は本発明の一実施例
におけるビデオヘツドの平面図、第２図は同側
面図、第２図は同トロイダルコアの拡大図、第
３図は本発明の一実施例における巻線装置の斜視
図、第４図は同巻線装置の巻線機構部の斜視図、
第５図は同巻線装置のワーク保持部の斜視図、第
６図は同ワーク保持部の側面断面図、第７図は同
巻線装置のテンシヨン装置の斜視図、第８図は同
巻線装置の線供給装置の正面図、第９図ａ〜ｆは
同巻線装置の巻線順序を示す斜視図、第１０図ｇ
〜ｏは同巻線順序を示す斜視図、第１１図は同巻
線装置の巻線動作を連続的に示した説明図、第１
２図は同巻線装置の線通し時における拡大斜視図
である。 １……トロイダルコア、２……線材、１０……
保持する手段、１４……把持手段、２４……引き
出し手段、１５，１９，２０，２１，２２，２３
……移送手段、３７……回転手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の中空穴、もしくはそれに類する穴形状
   またはすきまを有したトロイダルコアに２つの穴
   もしくはすきまに通して、その間に線材を巻き付
   けるため、トロイダルコアの一方の穴もしくはす
   きまに線材の一端を挿入し、トロイダルコアから
   突出した線材を引き出し、この引き出された線材
   を巻回し、テンシヨンを作用させて、再度、線材
   の先端をトロイダルコアの他方の穴もしくはすき
   まに挿入することを繰り返すことにより、２つの
   穴もしくはすきまの間に、巻線する方法におい
   て、一方の穴もしくは、すきまに線材を通し、さ
   らに他方の穴もしくはすきまに通す際、トロイダ
   ルコアを線材の巻回方向と同一方向に半回転さ
   せ、常に一方側から線材を挿入することを特徴と
   する巻線方法。 ２ トロイダルコアを保持する手段と、線材を把
   持し、線材の先端をトロイダルコアの穴もしくは
   すきまの一方の側より挿入するとともに、挿入後
   線材の把持を開放し、移動して上記トロイダルコ
   アの穴もしくはすきまの他方の側より所定距離引
   き出された線材を把持する把持手段と、上記トロ
   イダルコアの穴もしくはすきまに挿入された線材
   を上記把持手段の把持開放の後、上記トロイダル
   コアの穴もしくはすきまの他方の側から遠ざかる
   方向に引き出す線材の引出し手段と、上記把持手
   段を、上記トロイダルコアの一方側から他方の側
   に回転・移動させ、さらに所定の経路を通過して
   元の位置にもどるよう移送する移送手段と、上記
   移送手段の回転方向と同一に、前記トロイダルコ
   アを保持する手段を半回転ずつ回転・停止できる
   回転手段とからなる巻線装置。