WO1997019014A1

WO1997019014A1 - Dispositif d'enroulement pour materiau filamentaire

Info

Publication number: WO1997019014A1
Application number: PCT/JP1996/003335
Authority: WO
Inventors: Masayuki Yusa
Original assignee: Nittoku Engineering Co., Ltd.
Priority date: 1995-11-17
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 1997-05-29
Also published as: JP2806899B2; CN1178510A; KR100253025B1; JPH09192733A; CN1165476C; KR19980701415A

Description

明細書線条材の巻取装置技術分野

本発明は、線条材の巻取装置に関するものであり、特に巻き取り時の線条材のテンション変動の吸収、及び重量売りされる線条材の巻き取りに関するものである。背景技術

線条材を卷き取る巻取装置に係わる技術として、例えば特開 3 - 1 5 9 5 4 1号公報には、電動機のコイルを巻き線する卷線機が開示されている。この巻線機は、一端にドラムが備えられかつ他端が回動自在に支持された支柱を設け、ヮィャドラムから繰り出された電線を上記ドラムに巻き付けて支柱の中程をエアーシリンダによって引づ張ることにより電線にテンシヨンを付与するという技術を採用している。

また、特開平 7 — 2 2 0 3 6 3 6号公報及び特開昭 6 3— 6 7 3 1号公報には、テレビ等に用いられる偏向ヨーク（偏向コイル）の巻線機が開示されている。偏向ヨークの場合、ラッパ状に形成されたボビンの溝に沿って線条材が非同心状に複雑な経路で巻回される。

さらに、重量売りされる線条材を巻き取る従来の巻取装置は，軸に挿入されたハンダスプールを回転させて糸ハンダを繰り出し、これを所定の巻き数だけ巻き取ることにより所定重量の線条材を巻き取るものである。しかし、上記特開平 3— 1 5 9 5 4 1号公報の巻線機にあっては、外部に設けられたエア一シリンダによって支柱を引っ張る構成のテンション付加機構を用いているため、慣性が大きいために電線のテンション変動を充分に吸収して一定のテンションに保つことが困難である。また、このような巻取機にあっては、エアーシリンダの特性に応じた特定のテンション変動周期において共振現象が生じるためテンション制御が機能しない状態が生じる。また、特開平 7 - 2 2 0 3 6 3 6号公報あるいは特開昭 6 3 - 6 7 3 1号公報に記載された偏向ヨークの巻線技術では、線条材を複雑な経路に沿って非同心形状に巻回するので、巻線時における線条材のテンション変動はかなり大きなものとなり、テンション変動に起因して線条材が局部的に緩んで巻回される現象が生じる。このように線条材が緩んで巻回された部分では、線条材が蛇行したりするために良好な巻き状態が得られない。偏向ヨークの偏向精度は、線条材の巻き状態によって左右されるので、卷線時にテンション変動が生じると線条材が蛇行して偏向ヨークから発生される磁界に歪みが生じ、偏向精度が低下する。さらに、重量売りされる線条材を巻き取る巻取装置においては、細径で破断し易い糸ハンダ等を巻き取る場合に、巻き取り中に糸ハンダが延びたり、あるいは糸ハンダ内にフラックスが不均一に混入されている等の理由から、巻取前にハンダスプールに巻回されている糸ハンダは部位によって単位長さの重量（重量比率 ) が一定ではない。したがって、糸ハングの巻き数を管理する従来の巻取装置では、正確に目標重量の糸ハンダを巻き取ることができないため巻き取りの後に手作業によって卷取重量を調節しなければならず、巻取作業の作業能率が悪い。発明の開示

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、以下の目的の達成を図るものである。

( 1 ) 巻取時における線条材のテンション変動に対する応答性を速くする。

( 2 ) 線条材のテンション制御における慣性を小さくする。

( 3 ) 線条材のテンション変動の検出感度を向上させる。

( 4 ) 偏向ヨークの偏向精度を向上させる。

( 5 ) 重量売りされる線条材の卷取作業の作業能率を向上させる。上記目的を達成するために、本願発明は、線条材を繰り出す繰出手段と、線条材を卷き取る巻取手段と、線条材のテンションを検出するテンション検出手段とからなる線条材の巻取装置において、前記テンション検出手段の検出値に基づいて線条材の繰り出し速度を変更して該線条材のテンションを一定に調節するテンション調節手段を備えるという手段を採用している。このような本願発明によれば、テンション調節手段は繰出手段による線条材の繰り出し速度を変更して線条材のテンションを調節するのでテンション変動に対する応答性が向上する。また、本願発明は、線条材を繰り出す繰出手段と、線条材を巻き取る卷取手段と、線条材のテンションを検出するテンション検出手段とからなる線条材の卷取装置において、前記テンション検出手段の検出値に基づいて線条材の繰り出し速度を変更して該線条材のテンションを一定に調節するテンション調節手段をを具備し、前記繰出手段は巻取手段の巻取速度に同期して線条材を繰り出すという手段が採用される。このような手段を採用した本願発明によれば、テンション変動に対する応答性が向上すると共に、卷取手段の巻取速度に同期して線条材が繰り出されるので、特に巻き取り開始時あるいは巻き取り終了時に線材に与えるテンシヨンの変動を押さえることができる。一方、本願発明は、以下のような手段を採用したことをも特徴としている。すなわち、巻き取りの開始と同時に線条材の卷取重量を順次計測する重量計測手段を具備し、該重量計測手段によって計測された線条材の卷取重量に基づいて所定重量の線条材を巻き取るという手段が採用される。このような手段を採用した本願発明によれば、目的とする状量の線材を確実に巻き取ることが可能である。したがって、巻取終了後に線材の巻取重量を計測する場合に比較して巻き取り作業の能率を向上することが可能である。また、本願発明は、線条材を繰り出す繰出手段と、線条材を巻き取る巻取手段と、線条材のテンションを検出するテンション検出手段とからなる線条材の卷取装置において、前記テンション検出手段の検出値に基づいて線条材の繰り出し速度を変更して該線条材のテンションを一定に調節するテンション調節手段と、卷き取りの開始と同時に線条材の卷取重 fiを順次計測する重量計測手段を具備し、該重量計測手段によって計測された線条材の巻取重量に基づいて所定重量の線条材を巻き取るという手段を採用している。この場合、上記テンション調節手段の採用による効果に加えて、テンション調節手段は繰出手段による線条材の繰り出し速度を変更して線条材のテンションを調節するので、テンション変動に対する応答性が向上する。さらに、本願発明は、線条材を繰り出す繰出手段と、線条材を巻き取る巻取手段と、線条材のテンションを検出するテンション検出手段とからなる線条材の巻取装置において、前記テンション検出手段の検出値に基づいて線条材の繰り出し速度を変更して該線条材のテンションを一定に調節するテンション調節手段と、巻き取りの開始と同時に線条材の巻取重量を順次計測する重量計測手段を具備し、前記繰出手段は卷取手段の卷取速度に同期して線条材を繰り出し、重量計測手段によって計測された線条材の巻取重量に基づいて所定重量の線条材を巻き取るという手段を採用している。このような手段を採用した本願発明によれば、テンション変動に対する応答性が向上すると共に、巻取手段の卷¾速度に同期して線条材が繰り出されるので、特に巻き取り開始時あるいは巻き取り終了時に線材に与えるテンションの変動を押さえることができる。図面の簡単な説明

次の図面は、本発明をさらに理解するため、以下に説明される最良の実施形態を補足するものである。すなわち、

図 1は、本発明に係わる線条材の卷取装置の第 1実施形態を示す巻取系統図である。

図 2は、本発明に係わる線条材の卷取装置の第 1実施形態において、掛回手段の他の構成例を示す斜視図である。

図 3は、本発明に係わる線条材の巻取装置の第 1実施形態を示すプロック図である。

図 4は、本発明に係わる線条材の卷取装置の第 2実施形態で用いられるファンネル型ボビンの構成例を示す斜視図である。

図 5は、本発明に係わる線条材の卷取装置の第 2実施形態を示す巻取系統図である。

図 6は、本発明に係わる線条材の巻取装置の第 3実施形態を示す巻取系統図である。

図 7は、本発明に係わる線条材の卷取装置の第 3実施形態において、巻取部の詳細構成を示す斜視図である。

図 8は、本発明に係わる線条材の巻取装置の第 4実施形態を示す巻取系統図である。

図 9は、本発明に係わる線条材の卷取装置の第 4実施形態において、制御系統の構成を示すプロック図である。

図 1 0は、本発明に係わる線条材の卷取装置の第 4実施形態において、基準 £ 量変化量の一例を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明に係わる線条材の卷取装置に係わり、図 1〜図 1 0を参照して第 1から第 4実施形態について説明する。

〔第 1実施形態〕

図 1は、第 1実施形態である糸ハンダ卷取装置の構成を示す巻取系統図である。この図において、符号 1はハンダスプールであり、糸ハンダ 2 (線条材）が卷回されて繰出モータ 3の軸に揷着されている。該ハンダスプール 1 (貯蔵手段）と繰出モータ 3とは繰出手段を形成している。糸ハンダ 2は、径が 0 . 2 m m程度で極めて細く破断し易い糸状ハンダである。繰出モータ 3には、速度の応答性の良い制御用サ一ボモータ、例えば交流サーボモータや直流サーボモー夕、あるいはベクトルインバータモ一夕等が適用され、後述する卷取用のスピンドルモータに同期してハンダスプール 1に卷回された糸ハンダ 2を繰り出す。繰出モータ 3 として交流サーボモータを用いた場合、長時間の使用に対して性能劣化が少ないのでメンテ十ンス性が向上する。また、この繰出モータ 3の軸には、その回転数を検出するフィ一ドバヅクュニッ卜 3 a力 s 設けられている。符号 4はトルクァクチユエ一夕、 4 aはアーム、 4 bはアーム位置検出装置（位置検出手段）であり、これら各部はテンション検出手段を形成している。トルクァクチユエ一夕 4は、応答性能に優れた慣性の少ない直流サーボモータや交流サーボモータあるいは低慣性のべクトルインバータモータやコアレスモー夕等が適用され、その軸にはアーム位置検出装置 4 b及び糸ハンダ 2の掛回手段としてのアーム 4 aが設けられている。アーム 4 aは，慣性を抑えるために比重の小さい材料によって形成されており、トルクァクチユエ一夕 4の軸に直交するように装着されるとともに両端には回動自在な一対のプーリ 4 a：、 4 a；；が設けられる。このプーリ 4 a■,、 4 a "こは、糸ハング 2がアーム 4 aの軸に対して軸対象となるように Z状に掛け回される。アーム位置検出装置 4 bは、ポテンショメータや口一タリーニンコーダ等が適用され、アーム 4 aの回動変位を検出する。なお、上述した掛回手段は、図 2に示すように構^してもいすなわち、トルクァクチユエ一夕 4の軸に中心が取り付けられた円盤 1 0の片面に周縁部に沿つて一定間隔を隔てて回動自在な複数のプーリ 1 0 aを設け、これらプーリ 1 0 aのうち対角線上に対向する 2つのプーリ 1 0 aに糸ハンダ 2を Z状に掛け回す。このようにプーリ 1 0 aを複数設けた場合、円盤 1 0が矢印 X 2方向に回動したときに糸ハンダ 2は隣のプーリ 1 0 aに巻き付けられることになるので、糸ハンダ 2の方向はプーリ 1 0 aに対して常に接線方向となるように維持されて糸ハンダ 2を極端に屈曲させることを防止することができる。符号 5は管状の卷取ノズルであり、糸ハンダ 2が挿通された伏態でボビン 6の軸線方向すなわち矢印 Y l， Y 2方向に往復移動するようになっている。ボビン 6 はスピンドルモータ 7の軸に取り付けられており、該スピンドルモー夕 7が作動することにより糸ハンダ 2を卷き取る。このスピンドルモータ 7とボビン 6 とは巻取手段を形成している。スピンドルモータ 7には応答性に優れた直流サーボモ一夕や交流サーボモータ等の速度制御用モータが適用され、その軸には回転数を検出するフィードバックユニット 7 aが取り付けられる。また、符号 8， 9は、糸ハンダ 2を巻き付けて移送方向を変えるガイドローラである。次に、図 3を参照して上記糸ハンダ巻取装置の制御構成について説明する。この図において、符号 1 1は操作盤、 1 2は表示器、 1 3は巻取制御装置、 1 4 , 1 5 , 1 7はドラ 1 6はテンション制御装置である。

操作盤 1 1には各種操作ボタンが設けられており、巻取開始およびポビン 6への糸ハンダ 2の巻取重量等の各種操作情報が入力される。表示器 1 2は、例えば液晶表示器であり、当該糸ハンダ巻取装置の作動状態等を表示する。巻取制御装置 1 3は、 MP U (マイクロプロセッサ） 1 3 a、 ROM (読み出し専用メモリ） I 3 b、 RAM (読み出し/書き込みメモリ） 1 3 c、及び図示しないインターフェースによって構成されている。 R〇 : i 3 bには、当該糸ハンダ巻取装置全体の制御に係わる制御プログラムが記憶されている。 RAM I 3 cには、 M P U 1 3 aが上記制御プログラムに沿つた制御処理を行う際の各種演算結果が記憶される。 MP U 1 3 aは、操作盤 1 1から入力された各種操作情報に基づいて上記制御プログラムに沿った処理を行って、繰出モータ 3を駆動するドラ ' 1 4とスピンドルモータ 7を駆動するドライバ 1 5、及びテンション制御装置 1 6の作動を制御するを制御する。ドラ 1 4は繰出モ一夕 3を駆動し、フィーツクユニット 3 aは繰出モ一夕 3の回転状態を検出して巻取制御装置 1 3にフィードバックする。ドライバ 1 5はスピンドルモータつを駆動し、フィ一 'ックュニット 7 aはスビンドルモータ 7の回転状態を検出して巻取制御装置 1 3にフィードバックする。テンション制御装置 1 6は、トルクァクチユエ一タ 4に一定電流を流すようにドラ 1 7を制御するとともに、アーム位置検出装置 4 bから入力されたフィードパック信号を卷取制御装置 1 3に出力する。ここで、上述した各構成要素のうち、トルクァクチユエ一夕 4とアーム 4 a ( 掛回手段）とアーム位置検出装置 4 b、及び巻取制御装置 1 3 とテンション制御装置 1 6等によってテンション調節手段が構成されている。次に、上記糸ハンダ巻取装置の動作について説明する。

操作盤 1 1から巻取重量が入力されて糸ハンダ 2の巻取が指; ;されると、巻 ¾ 制御装置 1 3によってスピンドルモー夕 Ίの速度が所定の速度値 V：に到達するまで順次上昇させられる。また、このスピンドルモータ 7の回転に同期して、繰出モータ 3の速度も速度値 V Iに到達するまで順次上昇させられる。このように、スピンドルモータ 7の回転に同期するように繰出モータ 3が制御されるので、巻取開始時に糸ハンダ 2に加えられる過渡的なテンション変動が大幅に押さえられるとともに、糸ハンダ 2が弛むことを防止する二とができるなお、巻取開始からのスピンドルモータ 7の総回転数は巻取制御装置 1 3の内部に設けられたカウンタによって計数され、この計数値に基づいて糸ハンダ 2の巻取重量が判断される。このように糸ハング 2の巻き取りが開始されると、巻取期間中の糸ハンダ 2のテンションは以下のように制御される。すなわち、アーム 4 aに掛け回された糸ハンダ 2のテンションが変動するとアーム 4 aが矢印 X 2方向に変位し（図 1参照 ) 、その変位量がアーム位置検出装置 4 bによって検出されてテンション制御装置 1 6にフィードバヅクされる。テンション制御装置 1 6は、このアーム 4 aの変位量を卷取制御装置 1 3に出力する。そして、巻取制御装置 1 3は、このァーム 4 aの変位が元に戻るように繰出モータ 3の回転速度を変更する指示をドライノ、 - 1 4に出力する。この変更指示に従ってドライノ 1 4は繰出モー夕 3に供給する駆動電流を変更する。この結果、糸ハンダ 2の繰出速度が変更されてアーム 4 aの位置が正規の位置に戻って糸ハンダ 2のテンションが規定のテンションに復帰する。ここで、繰出モー夕 3は、上述したように応答性能に優れた低慣性のモータが適用されるので、微妙な繰出速度の調節を高速に行うことが可能である。また、トルクァクチユエ一夕 4も応答性能に優れた低慣性のモータが適用されるので、糸ハンダ 2の微少なテンション変動を高速に検出することができる。したがって、卷取時に糸ハンダ 2に加えられるテンションの変動は追従性良くかつ微少な変動についても抑制されて、糸ハンダ 2は一定のテンションでボビン 6に卷き取られる。そして、スピンドルモータ 7が所定の回数数だけ回転すると、巻き取り制御装置 1 3によってスピンドルモータ 7の速度が徐々に減速され、糸ハンダ 2を所定の巻き数だけ卷き取った時点でスピンドルモ一夕 7が停止される。このとき、繰出モータ 3は巻き取り開始時と同様にスピンドルモー夕 7の回転に同期されて徐々に減速される。なお、上記図 2に示した掛回手段を用いた場合においても、糸ハンダ 2のテンションの変動による円盤 1 0の矢印 X 2方向の変位がフイードバックされて糸ハンダ 2のテンションが一定に保たれる。また、本実施形態では、線条材として糸ハンダを巻き取る場合について説明したが、本願発明はこれに限されるものではなく、糸ハンダに限らず破断し易い線条材の卷取に有効である。さらに、糸ハンダ 2の卷取速度つまり移送速度に応じて、該糸ハンダ 2に作用する粘性抵抗が変化することになる。したがって、フィードバックユニット 3 a あるいはフィードバックュニヅト 7 aの出力に基づいて糸ハンダ 2の移送速度を検出し、粘性抵抗に基づくハンダ 2のテンションの変化を移送速度に比例する # # # により算出し、この算出値に基づいてトルクァクチユエ一夕 4に供給する電流の値を調節することが有効である。また、上述したように、繰出モータ 3はスピンドルモータ 7の回転に同期するように繰り出し速度が制御されるが、高加速度で卷取を行う場合には繰出モータ 3がスピンドルモータ 7の卷取速度あるいはアーム 4 aの変位速度に追従できない事態が生じる場合がある。このような事態に対応して、繰出モー夕 3がスピンドルモータ 7の卷取速度あるいはアーム 4 aの変位速度に追従できないことをフィ―ドバツクユ二ット 3 a， 7 a及びアーム位置検出装置 4 bの各出力から検出して繰出モー夕 3の繰り出し速度を調整することが有効である。

〔第 2実施形態〕

次に、本発明の第 2実施形態について図 4及び図 5を参照して説明する。この実施形態は、上述した特開平 7— 2 2 0 3 6 3 6号公報に示された偏向ヨークの卷取機に本願発明を適用したものであり、上記第 1実施形態と同一の構成部材には同一符号を付してその説明を省略する。なお、この実施形態では、線条材としては表面にエナメル等が塗布された細径（例えば直径 0 . 2 5 m m ) の導電線を複数本撚り合わせた撚線 2 ' が適用される。図 4は、偏向ヨークを構成するファンネル型ボビン（巻取手段）の構成例を示す斜視図である。この図に示すように、ファンネル型ポビン 2 0は、ラッパ状のポビン本体 2 0 aと、該ボビン本体 2 0 aの上部（開口側）において縁に沿って互いに平行かつポビン本体 2 0 aの中心軸 Lに垂直に設けられた 2つのフランジ 2 0 b , 2 0 cと、ポビン本体 2 0 aの下部（ネヅク側）において縁に沿って互いに平行かつポビン本体 2 0 aの中心軸 Lに垂直に設けられた 2つのフランジ 2 0 d , 2 0 eとから形成される。上記フランジ 2 0 bには、撚線 2 ' を巻き付けるための複数の切欠 2 0 b 1が設けられ、フランジ 2 0 eにも同様に切欠 2 0 e 1 が複数設けられる。図 5は、上記ファンネル型ボビン 2 0に撚線 2 ' を巻回する本実施形態の卷取装置の構成を示す平面図である。この図において、ファンネル型ボビン 2 0は、！ 1 ボビン支持機構 2 1によって上記中心軸 Lが X— X' 軸と一致するようにベース部材 2 2に固定配置される。そして、ノズル機構 2 3とフック機構 2 4の作動によって撚線 2 ' が順次巻回されるようになつている。なお、この図では、紙面左右方向を 3次元座標の X軸、紙面の垂直方向を Y軸、紙面上下方向を Z軸としている。ノズル機構 2 3は、ファンネル型ボビン 2 0に巻き付ける撚線 2 ' を先端部から送り出すノズル 2 3 a, 2 3 bと、該ノズル 2 3 a, 2 3 bを X軸に平行な X 1軸あるいは X 軸中心に角度 01あるいは角度 01' だけ回動させるノズル 0駆動機構 2 3 cと、ノズル 2 3 a， 2 3 bを上記 3次元座標空間内で移動させるノズル X Y Z駆動機構 2 3 d、またシリンダ 2 3 eの先端部に取り付けられ、ファンネル型ボビン 2 0への巻き付けが終了した撚線 2 ' をノズル 2 3 a , 2 3 b ' - ら切り離すカツタ 2 3 f から構成される。フック機構 2 4は、フック 2 4 a， 2 4 bを 3次元座標空間内で移動させると共に、 X2軸あるいは X2' 軸を中心に角度 02あるいは角度 02' だけ回動させるフック X Y Z Θ駆動機構 2 4 cと、撚線 2 ' の卷き始め時に該撚線 2 ' を絡める卷始クランプ 2 4 dと、上記フック X Y Z 0駆動機構 2 4 cにって 3次元座標空間内で移動させられるシリンダ 2 4 eの先端部に取り付けられ、撚線 2 ' の巻き始め時に該撚線 2 ' をファンネル型ボビン 2 0の所定の巻始位置に案内する卷始フック 2 4 f とから構成される。なお、本実施形態の制御構成は、上記図 3に示したブロック図においてボビン 6とスピンドルモータ 7とフィ一ドバックュニット 7 aとドライノ、 * 1 5 とを削除した構成となる。このように形成されたファンネル型ボビン 2 0には、線条材が図 4に示すように矢印 a (ポビン本体 2 aの内側を通る） →矢印 b→矢印 c→矢印 d→矢印 e ( ボビン本体 2 aの内側を通る） →矢印 f→矢印 g→矢印 h 矢印 aの順で、すな！ 2 わち複雑な経路に沿って非同心状に卷回される。例えば、ノズル 2 3 aが X軸のフック機構 2 4側に移動されて撚線 2 ' の先端部がフック 2 4 aに引っかけられ、該フック 2 4 aが移動されてフランジ 2 d , 2 e間の溝に撚線 2 ' が巻き付けられ、さらにノズル 2 3 aがノズル 0駆動機構 2 3 c側かつフランジ 2 b , 2 c の上方に移動されて撚線 2 ' がボビン本体 2 aの内側からフランジ 2 b， 2 c間の溝に巻き付けられる。このような撚線 2 ' の巻き付けにおいてノズル 2 3 aは 3次元座標空間内で移動されるが、該ノズル 2 3 a内を通過してファンネル型ボビン 2 0に巻き付けられる撚線 2 ' の繰出速度は、ノズル 2 3 aの移動速度に応じて入きく変動することになる。この結果、巻取時に撚線 2 ' に加えられるテンションは大きく変動し、撚線 2 ' が局部的に緩んで巻回されることになる。しかし、上述したテンション制御装置 1 6によって駆動されるトルクァクチュエー夕 4は、応答性能に優れ慣性の少ない直流サーボモータや交流サーボモー夕あるいは低慣性のべクトルィンバー夕モ一夕やコアレスモータ等によって構成されるので、上記撚線 2 ' のテンション変動を吸収することが可能である。この結果、撚線 2 ' がテンション変動に起因して蛇行する現象が抑えられ、撚線 2 ' は、ファンネル型ボビン 2 0の表面に沿って整然と卷回される。なお、本願発明は、上記ファンネル型ポビン 2 0のみならず、特開昭 6 3— 6 7 3 1号公報等に記載された垂直コイルと水平コイルとを共に巻き付けるタイプのボビンにも適用することができる。

〔第 3実施形態〕

次に、図 6及び図 7を参照し、本願発明の第 3実施形態について説明する。なお、上記第 1実施形態及び第 2実施形態と同一の構成部材には同一符号を付してその説明を省略する。上記第 2の実施形態では、鞍型形状のファンネル型ボビンに線条材を巻き付けて偏向ヨークを形成する巻取装置について説明したが、本実施形態の巻線装置は、線条材として自己融着線を用い、ボビンを使用することなく、雄/雌の巻型を型締めして形成される鞍型形状の隙間に卷型を回転させることにより線条材を巻回し、さらに線条材に通電して卷回された線条材を相互に融着させて偏向ヨークを形成するものである。なお、自己融着線は、例えば加熱によって溶解する塗料が塗布された導電線であり、これを撚り合わせて撚線 2 " が形成されている。図 6は本実施形態の構成を示す図である。この図において、符号 3 0は巻取部 (巻取手段）であり、下金型 3 1 と上金型 3 2とによって形成される。例えば、下金型 3 1は装置本体（図示略）に固定され、上金型 3 2は上下動自在に装置本体に支持されるようになっている。そして、上金型 3 2が降下して下金型 3 1に嵌合することによって下金型 3 1 と上金型 3 2 との間に鞍型形状の隙間が形成され、この隙間に撚線 2 " が挿入されて巻回されるようになつている _c 図 7は上金型 3 2が下金型 3 1から離間した状態を示す斜視図である。この図に示すように、上金型 3 2は、平板な上台座 3 2 a及び該上台座 3 2 aの下面に設けられた上巻型部 3 2 bと線材ガイド部 3 2 c , 3 2 dとから形成される。上卷型部 3 2 bは、鞍型形状に形成された上巻型面 3 2 b !と該上巻型面 3 2 b 1の略中心に設けられた連結部 3 2 b 2と該連結部 3 2 b 2に形成された連結孔 3 2 b 3等から形成される。

—方、下金型 3 1は、平板な下台座 3 1 a及び該下台座 3 2 aの上面に設けられた下巻型部 3 1 bと線材ガイド部 3 1 c , 3 1 dとから形成される。下巻型部 3 1 bは、上記上巻型部 3 2 bの上巻型面 3 2 b 1に嵌合するように形成された下卷型面 3 1 b lと上記連結孔 3 2 b 3に先端が挿入される突起部 3 1 b 2等から形成される。なお、下金型 3 1 と上金型 3 2とにそれそれ設けられた上記線材ガイド部 3 1 c , 3 1 d , 3 2 c , 3 2 dは、卷取時に撚線 2 " が下金型 3 1 と上金型 3 2との間の隙間に侵入するのを容易にするために設けられている。なお、本実施形態の制御構成は、上記図 3に示したブロック図において、スピンドルモータ 7にポビン 6に代えて卷取部 3 0を装着した構成となる。また、この場合、卷取部 3 0はボビン 6と比較して重量物であり、スピンドルモータ 7にはトルクの大きなものが適用される。このように形成された巻取装置によれば、撚線 2 " を上巻型面 3 2 b 1と下巻型面 3 1 b 1との間に挿入した状態で上金型 3 2が降下されて型締めされる。ここで、上巻型面 3 2 b lと下巻型面 3 1 b lとは一定の距離を隔てて対向配置されることになり、該上巻型面 3 2 b lと下巻型面 3 1 b lとによって鞍型形状の隙間が形成される。なお、撚線 2 " の先端部は下台座 3 2 a上に設けられたクランプ手段 (図示略）によって保持されている。この状態において、卷取部 3 0つまり上金型 3 2と下金型 3 1が水平面内で回転されると、撚線 2 " は下巻型部 3 1 bと上巻型部 3 2 bとの間に侵入して連結部 3 2 b 2の周りに上記隙間に沿って鞍型形状に巻回される。そして、このように巻回された撚線 2 " に電流を通電することによって該撚線 2 " の表面が融着されて、鞍型形状の偏向ヨークが形成される。ここで、撚線 2 " は下巻型部 3 1 bと上巻型部 3 2 bとの間に侵入しながら卷回されるが、このとき撚線 2 " は上巻型面 3 2 b !と下巻型面 3 1 b lの形状に沿つて上下動しながら非同心円状に巻回されるので、繰出速度が大きく変動する。したがって、撚線 2 " は、大きなテンション変動を伴って卷取部 3 0に巻き取られる。しかし、上述したテンション制御装置 1 6によって駆動されるトルクァクチュエー夕 4は、応答性能に優れ慣性の少ない直流サ一ボモー夕や交流サーボモータあるいは低慣性のべクトルインバ一夕モータやコアレスモー夕等によって構成されるので、上記撚線 2 " のテンション変動を容易に吸収することが可能である。この結果、該テンション変動に起因して撚線 2 " が局部的に蛇行あるいは緩く巻回される現象が抑えられ、撚線 2 " は、連結部 3 2 b 2を中心に一定のテンションで巻回される。上記第 2実施形態及び第 3実施形態で説明した偏向ヨークは、ブラウン管等において磁界によって電子ビームを偏向させるものであり、撚線 2，（あるいは撚線 2 " ) が局部的に蛇行あるいは緩く巻回されていると、発生される磁界が歪んで偏向精度が低下する。しかし、本願発明の卷取装置によれば、複雑な形状に線条材を卷回する場合においても線条材の巻取テンションを一定に維持することができるので、偏向精度の良い高品質の偏向ヨークを製造することができる。

〔第 4の実施形態〕

次に、図 8から図 1 0を参照して、本発明の第 4実施形態について説明する。なお、上記第 1実施形態から第 3実施形態で説明した構成部材と同一の構成部材には同一符号を付してその説明を省略する。図 8は、本実施形態の構成を示した巻取系統図である。この図において、符号 1 ' は多量の糸ハンダ 2が巻回されたハンダスプールであり、重量計 4 0上に載置されてその重量が計測されるようになっている。繰出モ一夕 3の軸には、回転数を検出するフィードバックュニット 3 aと糸ハンダ 2を巻き付けて移送させるローラ 3 bとが取り付けられている。また、ガイドローラ 4 1 A , 4 1 Bは、所定巻き付け角度だけ糸ハンダ 2をローラ 3 bに巻き付けるためのものである。この実施形態では、ハンダスブール 1 ' と繰出モータ 3とフィードバックユニット 3 aとローラ 3 b、及びガイドローラ 4 1 A , 4 1 Bによって繰出手段が形成されている。次に、図 9を参照して本実施形態の制御構成について説明する。

本実施形態において、操作盤 1 1，は、糸ハンダ 2の総巻取重量（巻取目標重量）を入力できるように構成されると共に、表示器 1 2 ' は上記卷取目標重量や実際に巻き取られた糸ハンダ 2の巻取重量を表示するように構成される。すなわち、巻取制御装置 1 3 ' に備えられた R OM 1 3 bの一部は電気的な消去/書き込みが可能な E E P R OMによって構成されており、この E E P R〇Mには糸ハンダ 2を卷き取る際の単位時間当たりの重量変化量の標準値（基準重量変化量）が上記卷取目標値毎にテーブル形式で記憶されている。なお、この基準重量変化量の詳細については後述する。次に、このように構成された本糸ハンダ巻取装置の動作について詳しく説明する。まず、操作盤 1 1，から糸ハンダ 2の巻取目標値として、例えば 5 0 0 g力 s 入力されて卷取開始ボタンが押下されると、巻取制御装置 1 3 ' は以下のように繰出モータ 3、スピンドルモータ 7、及びテンション制御装置 1 6を制御する。図 1 0は、上記 R OM 1 3 bに記憶された基準重量変化量を示すグラフである。このグラフにおいて、ハンダスプール 1 ' の重量変化量が時刻 0 (卷取開始）〜時刻 T 1までの間では一定の割合で直線的に値 G 1まで増加し、時刻 T！から時刻 T2までの間では値 G 1のまま一定、また時刻 T2から時刻 T 3 (巻取終了）までの間では値 G 1から一定の割合で減少する特性となっている。巻取制御装置 1 3 ' は、重量計 4 0から入力されるハンダスプール 1 ' の重量を卷取開始から一定時間置きにサンプリングして R AM 1 3 cに順次記憶する。そして、ある時刻 t ti (n=整数）においてサンプリングされた重量値から前回（時刻 111-1) の重量値を減算することにより、時刻 t nにおける重量変化量を算出する。そして、この重量変化量が時刻 t nに該当する上記基準重量変化量と等しくなるように、繰出モータ 3及びスピンドルモ一夕 7の卷取速度を制御する。このとき、巻取制御装置 1 3，は、スピンドルモータ 7の巻取速度に同期するように繰出モー夕 3の繰出速度を制御する。すなわち、巻取制御装置 1 3 ' は、特性直線 L 1に示すように巻取開始から時刻 T 1までの間、各サンプリング時刻における重量変化量が直線的に値 G1まで増加するように繰出モータ 3及びスピンドルモ一夕 7を制御する。この結果、糸ハンダ 2の移送速度は徐々に増加され、この期間において 1 0 0 gがボビン 6に巻き取られる。また、巻取制御装置 1 3 ' は、時刻 T 1から時刻 T 2までの期間では、特性直線 L 2に示すように各サンプリング時刻における重量変化量が一定値 G 1となるように繰出モー夕 3及びスピンドルモータ 7を制御する。この結果、糸ハンダ 2は一定の移送速度で巻き取られ、この期間において 3 0 0 gが巻き取られる。さらに、時刻 T 2から時刻 T 3 (巻取終了）までの期間において、卷取制御装置 1 3 ' は、特性直線 L 3に示すように、各サンプリング時刻におる重量変化量か一定値 G 1から直線的にゼロとなるように繰出モータ 3及びスピンドルモータ 7を制御する。この結果、糸ハンダ 2は一定の移送速度で巻き取られ、この期間において 1 0 0 gが巻き取られる。このように、巻取開始から巻取終了までの各時刻におけるハンダスプール 1 ' の重量変化量が基準重量変化量と一致するように繰出モータ 3及びスピンドルモ —夕 7を制御することにより、時刻 0から時刻 T 3までの間に 5 0 0 gの糸ハンダ 2がボビン 6に巻き取られる。なお、この巻き取り期間中に、巻取ノズル 5は、矢印 X I、 X 2方向に往復運動をしてボビン 6上における糸ハンダ 2の巻回位置を順次ずらし、糸ハンダ 2が均一な巻き厚でポビン 6に巻回されるように動作する

この巻取期間中、糸ハンダ 2の巻取テンションは、ロッド 4 aに Z状に巻き付けられた糸ハンダ 2の張力 T a、すなわちトルクモータ 4のトルクとしてトルク検出ユニット 4 bによって検出される。そして、このトルク検出値は、テンション制御装置 1 6を介して巻取制御装置 1 3 ' に送出される。巻取制御装置 1 3 ' は、該トルク検出値が所定値よりも大きくなつたと判断す！ 8 ると、繰出モータ 3の回転速度がスビンドルモータ 7の回転速度に対して上昇させるように制御し、巻取テンションを低下させて所定値に復帰させる。一方、卷取制御装置 1 3 ' は、上記トルク検出値が所定値よりも小さくなつたと判断すると、繰出モ一夕 3の回転速度をスピンドルモ一夕 7の回転速度に対して降下させるように制御し、卷取テンションを上昇させて所定値に復帰させる。このように、トルクモ一夕 4に備えられた口ッド 4 aによって糸ハンダ 2の張力 T aを検出することにより、該糸ハンダ 2の巻き取りテンションが一定に制御される。特に、巻き取りの立ち上がり時及び立ち下がり時における巻取テンションの変動によって糸ハンダの延びあるいはが破断を防止することができる。なお、本実施形態では、トルクモー夕 4を巻取ノズル 5の手前に設ける構成を採用したが、卷取ノズル 5とボビン 6との間にトルクモータ 4を備える構成とすることにより、巻取テンションをさらに正確に検出して制御することが可能である。この場合、トルクモータ 4の代わりに高精度な位置決めが可能な各種サーボモータを用いてもよい。また、糸ハンダ 2に圧接された可動部材の変位（糸ハンダのテンシヨンによって変動する）を作動トランス等によって検出する機構を用いて糸ハンダのテンションを検出する手段が考えられる。この場合、上記ロッド 4 aのように糸ハンダ 2を Z状に巻き付ける必要がないので、巻取開始時における過渡テンションの上昇を抑えることが可能である。さらに、本実施形態では本願発明を糸ハンダの巻取装置に応用した場合について説明したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、糸ハンダ 2と同様に重量売りされるグラスファイバ糸等の巻き取りにも応用することが可能である。

Claims

請求の範囲

1 . 線条材を繰り出す橾出手段と、線条材を巻き取る巻取手段とからなる線条材の卷取装置において、巻き取りの開始と同時に線条材の卷取重量を順次計測する重量計測手段を具備し、該重量計測手段によって計測された線条材の卷取重量に基づいて所定重量の線条材を卷き取ることを特徴とする線条材の巻取装置。

2 . 線条材を繰り出す繰出手段と、線条材を巻き取る巻取手段と、線条材のテンシヨンを検出するテンション検出手段とからなる線条材の卷取装置において、前記テンション検出手段の検出値に基づいて線条材の繰り出し速度を変更して該線条材のテンションを一定に調節するテンション調節手段と、巻き取りの開始と同時に線条材の巻取重量を順次計測する重量計測手段を具備し、該重量計測手段によって計測された線条材の卷取重量に基づいて所定重量の線条材を巻き取ることを特徴とする線条材の卷取装置。

3 . 線条材を繰り出す繰出手段と、線条材を巻き取る巻取手段と、線条材のテンションを検出するテンション検出手段とからなる線条材の巻取装置において、前記テンション検出手段の検出値に基づいて線条材の繰り出し速度を変更して該線条材のテンションを一定に調節するテンション調節手段と、巻き取りの開始と同時に線条材の卷取重量を順次計測する重量計測手段を具備し、前記繰出手段は巻取手段の巻取速度に同期して線条材を繰り出し、重量計測手段によって計測された線条材の巻取重量に基づいて所定重量の線条材を卷き取ることを特徴とする線条材の卷取装置。

4 . 巻取重量に基づいて所定単位時間における卷取重量変化量が順次算出され、該卷取重量変化量を予め記憶された基準重量変化量と順次比較することにより巻取速度が制御されることを特徴とする請求項 1ないし 3いずれかに記載の線条材の卷取装置。

5 . 基準重量変化量は、総巻取重量の目標値毎に記憶手段に記憶されることを特徴とする請求項 4記載の線条材の卷取装置。

6 . 線条材は該線条材が予め多量に巻き付けられた貯蔵手段から繰り出され、重量計測手段は、貯蔵手段の重量に基づいて線条材の巻取重量を計測することを 1 0 特徴とする請求項 1ないし 5いずれかに記載の線条材の巻取装置。

7 . 線条材を繰り出す繰出手段と、線条材を卷き取る卷取手段と、線条材のテンシヨンを検出するテンション検出手段とからなる線条材の巻取装置において、前記テンション検出手段の検出値に基づいて線条材の繰り出し速度を変更して該線条材のテンションを一定に調節するテンション調節手段を備えることを特徴とする線条材の巻取装置。

8 . 線条材を繰り出す繰出手段と、線条材を巻き取る卷取手段と、線条材のテンシヨンを検出するテンション検出手段とからなる線条材の巻取装置において、前記テンション検出手段の検出値に基づいて線条材の繰り出し速度を変更して該線条材のテンションを一定に調節するテンション調節手段を具備し、前記繰出手段は卷取手段の巻取速度に同期して線条材を繰り出すことを特徴とする線条材の卷取装置。

9 . テンション検出手段は、軸に一定の回転トルクを与えるサーボモータと、線条材が前記軸に対して軸対称に掛け回される掛回手段と、軸の回転変位を検岀する位置検出手段とを具備することを特徴とする請求項 2ないし 8いずれかに記載の線条材の卷取装置。

1 0 . サ一ボモータに代えてべクトルインバータモ一夕を具備することを特徴とする請求項 9記載の線条材の卷取装置。

1 1 . サーボモー夕に代えてコアレスモータを具備することを特徴とする請求項 9記載の線条材の卷取装置。

1 2 . 繰出手段は、サ一ポモ一夕によって線条材を繰り出すことを特徴とする請求項 1ないし 1 1いずれかに記載の線条材の卷取装置。

1 3 . 繰出手段は、ベクトルインバータモ一夕によって線条材を繰り出すことを特徴とする請求項 1ないし 1 1いずれかに記載の線条材の巻取装置。

1 4 . 繰出手段は、コアレスモータによって線条材を繰り出すことを特徴とする請求項 1ないし 1 1いずれかに記載の線条材の巻取装置。

1 5 . 位置検出手段は、ロー夕リエンコーダであることを特徴とする請求項 9 ないし 1 4いずれかに記載の線条材の卷取装置。

1 6 . 位置検出手段は、ポテンションメータであることを特徴とする請求項 9 ないし 1 4いずれかに記載の線条材の巻取装置。

1 7 . 線条材は、偏向ヨークを形成する導電線であることを特徴とする請求項 7ないし 1 6いずれかに記載の線条材の巻取装置

1 8 . 線条材は、ハンダであることを特徴とする請求項 1ないし 1 7いずれかに記載の線条材の卷取装置。