JPH0149002B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、ビデオヘツドやコンピユータ用磁
気ヘツド等のトロイダルコアに線材を巻きつける
巻線方法およびその巻線装置に関するものであ
る。

従来の技術 従来から中空穴への巻線は、第１０図に示す如
きトロイダル巻線機が利用されている。トロイダ
ル巻線機は、あらかじめスプールに線材を巻きだ
めて、スプールとシヤトルが被巻線物の中空穴を
回転することにより、巻線を行なうものである
が、スプールとシヤトルが被巻線物の中空穴を通
して回転する必要があるため、中空穴が小さくな
ると限界があり、直径１mm以下といつた中空穴へ
の巻線は不可能である。ビデオヘツドへの巻線
は、線径が0.03mm〜0.05mmと極めて細く、穴寸法
も0.25mm×0.3mm程度と小さく、技術的にも自動
化が困難とされ、手作業もしくは簡単な治工具を
利用して人手に頼つていた。

一方、最近、困難な巻線に対して、種々の巻線
方法が提案されている。

その一つとして、コアに線材を巻き付ける巻回
サイクルにおいて、固定の線経路を有し、テンシ
ヨン等でたるんだ線材を引き出す巻線装置が提案
されている。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記テンシヨンを利用する構成におい
ては、巻回サイクルにおいて線材にねじれ、むす
び等疲労を与える他、線材の姿勢を保つため種々
のガイド機能が必要で、装置が複雑になる問題が
あつた。

この発明は、コアに線材を巻き付ける巻回サイ
クルにおいて線材に不要な外力を与えず線材の疲
労を防止し、しかも、他品種への対応が容易な巻
線寸法及び装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するため本発明は、穴形状を有
したトロイダルコアに線材を巻き付けるため、前
記トロイダルコアの一方の側からそのコア穴に線
材の一端を挿入し、前記コア穴から突出した線材
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、線材の先端を前記
トロイダルコアのコマ穴に挿入することを繰り返
す巻線方法において、把持手段により前記線材を
把持して前記線材の先端を前記コア穴の一方の側
より挿入し、挿入後、前記線材を引き出し手段に
より把持するとともに前記把持手段による線材の
把持を開放し、前記引き出し手段を直線的に移動
して線材を前記コア穴の他方の側より所定距離引
き出し、しかる後、前記把持手段により線材を再
び把持するとともに前記引き出し手段による線材
の把持を開放し、直線と円弧で形成される経路を
通してもとの位置へもどすことにより、前記線材
の先端を相互に平行な２つの直線とその両端を結
ぶ２つの円弧で構成された経路を通して巻回し、
さらに巻回による前記線材の長さの減少に伴つて
前記経路のうち直線部の移送距離をあらかじめ設
定された量だけ順次減少させるようにしたもので
ある。

また本発明の巻線装置は、トロイダルコアを保
持する把持手段と、線材を把持し、前記線材の先
端を前記トロイダルコアの一方の側よりそのコア
穴に挿入するとともに、挿入後、前記線材の把持
を開放し、さらに前記コア穴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、前
記コア穴に挿入された線材を把持し前記把持手段
の把持開放ののち、前記コア穴の他方の側から遠
ざかる方向に直線的に引き出し、前記把持手段に
より再度線材が把持された後、線材の把持を開放
する引き出し手段と、前記把持手段を所定の回転
半径で回転させ、しかも、前記トロイダルコアの
一方の側から他方の側へ直線的に移動せしめる移
送手段とを備え、前記移送手段は、前記把持手段
を相互に平行な２つの直線と前記直線を結ぶ２つ
の円弧で形成される経路で移送し、しかもその直
線方向の移動距離が任意に設定可能な構成とし、
前記引き出し手段は、直線方向の移動距離が任意
に設定可能な構成とし、また前記移送手段の直線
移送方向と前記引き出し手段の移送方向とが互い
に平行となるよう前記移送手段及び引き出し手段
を配したものである。

作 用 前記把持手段により把持された線材は、前記把
持手段の回転運動によりコア穴と鉛直方向に一定
の間隔を有してコア穴に臨み、コア穴に貫通する
方向の直線運動により挿入され、コア穴から他方
に突出した線材を前記引き出し手段のコア穴に貫
通する方向の直線運動により線材の長さに相当す
る距離引き出される。前記把持手段は、前記直線
運動により、引き出し手段より一定距離離れた位
置へ移送され、引き出れた線材を把持する。次に
前記把持手段で把持された線材を前記把持手段か
ら所定距離離れた位置において切断手段で切断し
た後、前記把持手段は、前記直線運動により所定
距離コアに近づき、更に、前記把持手段の回転運
動により半円を描きながら上昇し所定の位置へ移
送される。所定の位置へ移送された後、再度前記
把持手段の回転運動により線材をコア穴に挿入す
る巻回サイクルを繰り返す。前記巻回サイクルに
おいて、前記把持手段もしくは引き出し手段のい
ずれかにより線材を常時把持した状態で移送する
とともに、前記把持手段の移送手段と、前記引き
出し手段の移送手段のコア穴に貫通する方向の移
動距離を引き出す線材の長さに応じて変化させる
ことにより、線材のねじれ、むすび等の疲労を与
えることなく線材のコアへの巻付けが行なえ、簡
単な装置構造で他品種への対応も容易となる。

実施例 実施例を第１〜９図に基づいて説明する。

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１００を有したトロ
イダルコア１に、微細穴１００を通して線材２
を、左右６〜20回巻きつける。次に第１図、第３
〜９図により、装置の概略構成を説明する。

装置全体の構成： 第１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１００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３図において５は巻線機構部、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１４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
で、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１００のセンターと同軸上に
配し、微細穴１００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１００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、
２９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。

カツター装置： 第３図において、３０はカツター装置で、線通
しチヤツク２４で把持された線材２を切断するも
のであり、カツター前後部３１の前方に締結され
ている。カツター前後部３１は、線通しチヤツク
２４の上部に配し、トロイダルコア１の微細穴１
００のセンターと直角方向に前進、後退し、前進
した時、線通しチヤツク２４で把持した線材２を
切断できる位置関係にあり、線通しチヤツク上下
駆動部２７に固定されている。第４図は、カツタ
ー装置３０の構造を示すもので、本体３２にシリ
ンダ３３を圧入嵌合し、シリンダ３３を摺動嵌合
するピストン３４と、ピストン復帰用バネ３５を
組み入れ、エヤーの流入穴を有したシリンダエン
ド３６をネジ結合している。また本体３２の前方
には、支点ピン３７を支点として、回動、交差す
る一対のカツター３８とカツターストツパー３９
を配している。ピストン３４の先端はテーパー形
状とし、ピストン３４の前進により、カツター３
８の力点に当接し、一対のカツター３８は回動、
交差、すなわち線材２の切断をする。また、ピス
トン３４の後退により、一対のカツター３８はカ
ツター復帰用バネ４０により、回動、復帰され
る。

テンシヨン装置： 第５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
４１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６図は線供給装置で、第３図に示すように、
巻線ボビン２８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２
９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、まず、本実施例のおおまか
な動作順序を示す。

(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を搭載した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を把持し供給する。

(4) トロイダルコア１の一方の巻線位置に線材２
を必要巻数、巻線する。

(5) トロイダルコア１をワーク保持部１０の回転
駆動部１１で反転させ、他方の巻線位置に線材
２を必要巻数、巻線する。

(6) トロイダルコア１を取り出す。

で一連の動作を完了するが、本実施例における巻
線方法について、第３〜９図に基づき詳細に説明
する。第７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、Ｂは把みかえ、切断位置
と定める。巻線チヤツク１４はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの
状態を経て、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を搭載したXY移動部１２を動作
させ補正した後、巻線チヤツク１４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１００のセン
ターもしくは、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１
８にて、下降させ、微細穴１００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８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
１００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１００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１８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・切断位置Ｄに達する。把みかえ・
切断位置Ｄにおいては、第７図に示すように、巻
線チヤツク１４は、線通しチヤツク２４の一定長
さ上部を把持する。次に、カツター前後部３１
で、カツター装置３０を前進させ、線材２を切断
する。カツター装置３０にて切断する位置は、第
９図に示すように、巻線チヤツク１４と線通しチ
ヤツクの間にあり、巻線チヤツク１４から線材２
がトロイダルコア１に線材２を通すために必要な
最小限の長さで、しかも、常に正確に、巻線チヤ
ツク１４からの長さが一定となるよう切断する。
切断された線材２の一方は、巻線チヤツク１４に
把持され、他方は、線通しチヤツク２４に把持さ
れた状態となる。線通しチヤツク２４に把持され
た線材２は、切りくずとして廃棄する。

次に、把みかえ・切断位置Ｄで前記のごとく、
巻線チヤツク１４から、線材２の先端までの長さ
が一定で、かつ曲がりのない線材２を把持した巻
線チヤツク１４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・切断位置Ｄから認識位置Ａへ、巻線チヤツク
が上昇・回転する時、第５図で示すテンシヨン装
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・切断位置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４１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に一度巻きつけられた線材２はたるむこともな
い。このようにして、トロイダルコア１に線材２
を１ターン巻きつける動作が完了する。必要数に
応じて、上記動作を繰り返すことにより実現でき
るが、巻線が進行するにつれて、線材２はトロイ
ダルコア１に巻きつけられるとともに、線材２の
先端を切断して、一定長さ捨てるため、線材２の
長さが短くなつている。そのため、１ターン巻線
が進行するたびに短くなる線材２の長さを算出
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ター
ン数に応じて、設定している。

発明の効果 この発明の巻線方法及び装置は、２つの相互に
平行な直線と、その両端を結ぶ２つの円弧で形成
される経路を、把持手段もしくは引き出し手段の
いずれかにより線材を常時把持した状態で移送す
るため、線材のねじれ等線材に過度の疲労を与え
ることなく自然な状態で巻付けが行なえ、また挿
入においても把持手段により挿入するため高い挿
入成功率を得ることができ、しかも簡単な構造で
他品種への対応も容易という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における巻線装置の
斜視図、第２図ａは巻線されるトロイダルコアの
平面図、第２図ｂは同側面図、第３図は本発明の
巻線装置の巻線機構部の斜視図、第４図は同巻線
装置のカツター装置の断面図、第５図は同巻線装
置のテンシヨン装置の斜視図、第６図は同巻線装
置の線供給装置の正面図、第７図は同巻線装置の
巻線チヤツクの動作を示す説明図、第８図は同巻
線装置の巻線動作を示す斜視図、第９図は同巻線
装置の線材切断動作を示す説明図、第１０図は中
空穴への巻線を目的としたトロイダル巻線機の斜
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、２０，２１，
２２，２３……移動手段、２４……引出し手段、
３０……切断手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 穴形状を有したトロイダルコアに線材を巻き
   付けるため、前記トロイダルコアの一方の側から
   そのコア穴に線材の一端を挿入し、前記コア穴か
   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
   材の先端を前記トロイダルコアのコア穴に挿入す
   ることを繰り返す巻線方法において、把持手段に
   より前記線材を把持して前記線材の先端を前記コ
   ア穴の一方の側より挿入し、挿入後、前記線材を
   引き出し手段により把持するとともに前記把持手
   段による線材の把持を開放し、前記引き出し手段
   を直線的に移動して線材を前記コア穴の他方の側
   より所定距離引き出し、しかる後、前記把持手段
   により線材を再び把持するとともに前記引き出し
   手段による線材の把持を開放し、直線と円弧で形
   成される経路を通してもとの位置へもどすことに
   より、前記線材の先端を相互に平行な２つの直線
   とその両端を結ぶ２つの円弧で構成された経路を
   通して巻回し、さらに巻回による前記線材の長さ
   の減少に伴つて前記経路のうち直線部の移送距離
   をあらかじめ設定された量だけ順次減少させるこ
   とを特徴とする巻線方法。 ２ 引き出し手段で引き出された線材を再度把持
   手段で把持した後、前記把持手段から所定の距離
   離れた位置で前記線材を切断する特許請求の範囲
   第１項記載の巻線方法。 ３ トロイダルコアを保持する保持手段と、線材
   を把持し、前記線材の先端を前記トロイダルコア
   の一方の側よりそのコア穴に挿入するとともに、
   挿入後、前記線材の把持を開放し、さらに前記コ
   ア穴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、前記コア穴に挿入された線
   材を把持し前記把持手段の把持開放ののち、前記
   コア穴の他方の側から遠ざかる方向に直線的に引
   き出し、前記把持手段により再度線材が把持され
   た後、線材の把持を開放する引き出し手段と、前
   記把持手段を所定の回転半径で回転させ、しか
   も、前記トロイダルコアの一方の側から他方の側
   へ直線的に移動せしめる移送手段とを備え、前記
   移送手段は、前記把持手段を相互に平行な２つの
   直線と前記直線を結ぶ２つの円弧で形成される経
   路で移送し、しかも、その直線方向の移動距離が
   任意に設定可能な構成とし、前記引き出し手段
   は、直線方向の移動距離が任意に設定可能な構成
   とし、また前記移送手段の直線移送方向と前記引
   き出し手段の移送方向とが互いに平行となるよう
   前記移送手段及び引き出し手段を配したことを特
   徴とする巻線装置。