JPH03504182A - 所定の電気抵抗を有する抵抗線からコイルを形成する方法及び装置 - 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】 所定の電気抵抗を有する抵抗線からコイルを形成する方法及び装置 本発明は、所定の電気抵抗を有する抵抗線からコイルを形成する方法及び装置に 関するものである。

この種のコイルは種々の電気的な分野に使用されている。

使用例としては噴射弁の電流コイルとじ６用があげられる。

この種のコイルを市場に出回っている自動巻線機を用いて形成する場合に問題と なるのは、例えば材料の合金のばらつきないしワイヤを伸ばす際の条件の違いに よって完成されたワイヤロールに関してワイヤの抵抗率が均一にならないことで ある。さらに巻かれたコイルの抵抗はコイルを巻くときの条件、例えば室温によ っても影響を受ける。

従って本発明の課題は、使用する材料ワイヤの抵抗率に万一変動があったとして も出来上がったコイルの抵抗が狭い許容誤差の範囲内で一定に保たれる冒頭で述 べた種類の方法及び装置を提供することである。

この課題は次の方法によって解決される。すなわち、コイルを形成するワイヤの 少なくとも一部の抵抗が測定され、測定信号が信号処理装置に入力され、測定さ れた抵抗の実際値が信号処理装置において所定の目標値と比較され、目標値を上 回った場合には信号処理装置から制動装置へ制動効果を減少させる信号が出力さ れ、目標値を下回った場合には制動効果を増大させる信号が出力される。

られている制動装置によりワイヤが引っ張られることによってさらにワイヤの延 びが増大され、それによって直径が減少し、単位長さ当りのワイヤの抵抗率が増 大し、所定長さのワイヤを巻いて形成したコイルの抵抗が増大する。それぞれ使 用する抵抗ワイヤによっては、制動効果が増大しそれによってワイヤが延びるこ とによってワイヤの構造に抵抗を増大させる転移を形成するようにすると好まし いものになる。

逆に、制動効果を減少させると伸びが減少し、従ってワイヤの直径が増加しない しは抵抗を増大させる転移の形成が減少される。

従って、本発明方法によれば、具体的なワイヤ抵抗の変動をきわめて良好に補償 し、それによって正確に所定の抵抗を有するコイルを形成することを可能にする 比較的簡単な閉ループ制御回路が形成される。

本発明の他の実施例によれば、抵抗を測定する間にコイル温度及び／あるいは室 温が測定され、この測定温度に従って抵抗の測定値が信号処理装置において補正 される。

このようにして、抵抗に無視できない影響を与えるそれぞれの室温に関係な（、 一定の抵抗を形成することができる。

このようなコイル温度の測定によってきわめて正確な補正が可能となる。という のは製造時にコイルは引っ張り応力と変形によって室温よりやや温度が高くなる 可能性があり、また室温は空気の供給、太陽光の入射等によつてコイルのワイヤ 温度より速く変化するからである。また、室温は特別な測定装置を必要とするこ となく比較的容易に測定することができるので、開始時や較正時に常に室温を用 いることができる。

好ましくはコイルを形成するワイヤ部分の複数個の抵抗が測定され、それに基づ いて平均値が形成され、この平均値が目標値と比較されて、それに従って必要に 応じて制動力が変更される。

このように平均することによって制御にある種の緩衝が生じ、ワイヤの非常に短 い部分だけからの偏差に対しては応答することはない。

それにも拘らず必要とされる判断基準を満たさないワイヤを確実に排除するため に、コイルが所定の許容誤差範囲外にある場合には、信号処理装置から排除信号 を出力させることができる。

この方法を実現するための本発明による装置においては、コイル巻線機には電気 的に調節可能な制動力を有する制動装置が設けられている。制動力を調節可能に することによって、この種の制動装置を本発明による電気的に制御される閉ルー プ制御回路に使用することができる。

好ましくは制動装置は、必要な調節領域にわたって制動力を比較的細か（調節す ることができる磁性粉ブレーキから構成される。好ましくはパリのイヱーガー・ メロベル（Ｊａｅｇｅｒ−Ｍｅｒｏｂｅｌ）のＦＡＳ２０型のブレーキが使用さ れる。

さらに、抵抗測定装置は、２つの測定電極と接続された定電流源と、２つの他の 電極と接続された高抵抗のデジタル電圧測定装置から構成される。この種の公知 の「４センサ構成」によって、抵抗をきわめて正確に検出することができ、その デジタル値はプロセッサ制御の処理装置における処理に適している。

好ましくはさらに、コイルの表面温度を検出するＩＲ測定ヘッドと室温測定セン サが設けられている。ＩＲ測定ヘッドによってコイルの表面温度の測定が可能と なる、それによって平均的なワイヤ温度を計算で求めることができる。室温測定 センサは接触温度計として使用され較正に用いられる。室温と表面温度を介して 平均ワイヤ温度を求めることができる。

以下、図面に示す好ましい実施例を用いて本発明の他の特徴、利点及び詳細を説 明する。

なお、図面において、 第１図は本発明装置のブロック回路図、第２図本発明による巻線機におけるワイ ヤの状態を概略的に示す斜視図である。

第１図においては、コイルを巻く市販の自動巻線機の円形テーブル１が示されて いる。この自動巻線機は制御装置２を介して制御され、従ってこの制御装置がワ イヤの引出し、切断などの制御を行う。制動装置３はワイヤの移送方向において 巻線機ｌの前段に配置されている。

装置４は４センサ配置によってコイル抵抗を測定するのに用いられる。この場合 多機能装置５から定電流が供給され、デジタル測定装置６によって電圧ないし電 圧に比例する抵抗の測定が行われる。

信号処理装置７は、プログラム入力端子８とプリンタ９を有するコンピュータか ら構成される装 コイルワイヤの表面温度を測定するために、ＴＲ測定ヘッドが用いられる。室温 は測定センサ１１によって検出される。

第２図には合金あるいは非合金の抵抗ワイヤ１２が不図示のワイヤ供給部から矢 印１３方向に引き出される様子が示されている。コイル巻線機１にはワイヤ１２ を巻き付ける巻線シリンダ１４が設けられている。巻取るために所定の予圧を生 じるようにするために、制動装置３が設けられている。制動装置の制動効果と引 っ張り力によって生じる引っ張り応力によって、ワイヤ１２が制動装置３から伸 ばされるので、ワイヤ１２の直径は元の直径ｄ１から直径ｄ２に減少する。

巻取られたばかりのコイル１４の抵抗が４センサ法によって測定される。なお、 センサは外側に２つの電流センサＳｌとＳ２が設けられ、内側に２つの電圧セン サＵｌとＵ２が設けられている。

次に本発明装置の動作を説明する。

生産を開始するまえに、室温測定センサをワイヤ１２の表面温度を検出する接触 温度計として用いることによって、必要に応じてＴＲ測定ヘッドの較正を行う。

ＴＲ測定ヘッドを用いることによって、使用範囲内では出力電流が測定温度に比 例し、その結果容易に較正ができ、かつ出力信号を用いて測定された抵抗の温度 補正を容易に行うことができるという利点が得られる。測定センサ１１を用いて 検出した室温とＴＲ測定ヘッド１０によって検出されたワイヤの表面温度を用い て、測定された表面温度と、表面温度と室温の差に補正係数を乗算したものとの 合計から平均温度を求めることができる。

このように温度を標準化することによって、具体的な生産条件とは関係なく所定 の抵抗を有するコイルを形成することが可能になる。

上述のコイル生産プロセスは公知であって詳細には説明しないが、この生産プロ セスには８つのステーションが設けられている。それに対応して装置には常に８ つのコイル１４が存在している。各コイル１４の抵抗は測定装置４を介して従来 の方法で測定され、信号処理装置７へ供給される。信号処理装置において８つの コイルに関して平均値が形成され、この平均値が抵抗の実際値として用いられる 。この実際値は抵抗の目標値と比較される。抵抗の目標値は許容誤差範囲を定め る最大の抵抗値と最小の抵抗値の加算平均として与えられる。

抵抗の実際値と抵抗の目標値の比較結果に従って制動装置３の電流とそれに比例 する制動力が次の式に従って変化する。

Ｉｎｅｕ　＝　Ｉａｌｔ　＋　（Ｒｓｏｌｌ−Ｒｉｓｔ　）　ｘｐなお、Ｉ　ｎ ｅｕは、変化後の電流、Ｉ　ａｌｔは、変化前の電流、Ｒｓｏｌｌは、抵抗の目 標値、Ｒｉｓｔは、抵抗の実際値、Ｐは制御係数である。

このように実際値を形成し、再調節を行うことによって一連のコイル、例えば７ つのコイルを、測定値を検出することなく生産することができる。そして新たな 実際値が検出される。

上述の本発明装置と本発明の制御方法によって、作業温度とは関係な（、ばらつ きを減少させ、出来上がったコイルの品質を著しく向上させることができる。特 に比較的抵抗率の変動の大きいワイヤでも加工することができ、使用するワイヤ 制動装置は保守が不要である。

この装置は特に直径０．０８〜０．６ｍｍの、特に真鍮のワイヤに適している。

例えばワイヤの合金が著しい非均質性を有するために、上述の装置と上述の制御 方法を用いて、所望の抵抗目標値に達することができない場合には、それぞれ抵 抗を増大させる方向あるいは減少させる方向に調節しなければならないかに従っ て巻数を増加させあるいは減少させるように巻線機を作動させることも可能であ る。しかし制動力の調節を介して制御を行うことによって微調節を行うこともで きる。

補正書の写しく翻訳文）提出′９Ｉ（特許法第１８４条の８）平成２年１０月２ ２日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電気的に制御可能なワイヤ制動装置を介して巻線機にワイヤが供給され巻回 されてコイルが形成される、所定の電気抵抗を有する抵抗ワイヤからコイルを形 成する方法において、 コイルを形成するワイヤの少なくとも一部分の抵抗が測定されてこの測定信号が 信号処理装置に入力され、測定された抵抗の実際値が信号処理装置において所定 の目標値と比較され、 目標値を上回った場合には信号処理装置から制動効果を減少させる信号が制動装 置へ出力され、目標値を下回った場合には制動効果を増大させる信号が出力され ることを特徴とする所定の電気抵抗を有する抵抗線からコイルを形成する方法。 ２）抵抗を測定する間にコイル温度及び／あるいは室温の測定が行われ、抵抗測 定値が信号処理装置において温度に従って補正されることを特徴とする請求の範 囲第１項に記載の方法。 ３）コイルを形成するワイヤ部分の複数個の抵抗がそれぞれ測定されて、その測 定値から平均値が形成され、この平均値が目標値と比較されて、それに従って制 動装置の作動信号が形成されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法 。 ４）コイルが所定の許容誤差範囲外にある場合には、信号処理装置によって排除 信号が出力されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ５）抵抗の実際値が目標値と著しく異なり、制動効果を増大させあるいは減少さ せることによって抵抗値を許容誤差範囲内で調節することが不可能な場合には、 巻数を増大あるいは減少させるように巻線機を作動させることを特徴とする請求 の範囲第１項に記載の方法。 ６）請求の範囲第１項から第５項に記載の方法を実施する装置において、 巻線機（１）の前段に電気的に調節可能な制動力を有する制動装置（３）が設け られていることを特徴とする装置。 ７）制動装置（３）が磁性粉ブレーキから構成されることを特徴とする請求の範 囲第６項に記載の装置。 ８）抵抗測定装置（４）が、２つの測定電極（Ｉ１、Ｉ２）と接続された定電流 源（５）と、２つの電圧測定電極（Ｕ１、Ｕ２）と接続されたデジタル電圧測定 装置から構成されることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の装置。 ９）コイル（１４）の表面温度を検出するＩＲ測定ヘッド（１０）が設けられて いることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の装置。 １０）室温測定センサ（１１）が設けられていることを特徴とする請求の範囲第 ６項に記載の装置。