JPH0614484B2 - 自動巻き線機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は、円柱状のセラミック製の素体に抵抗線を巻き
付けて形成するいわゆる巻線抵抗器及びヒーター等を製
造しうる自動巻き線機に係り、特に、希望する抵抗値等
を設定することにより精度の高い巻線抵抗器又はヒータ
ー等を自動的に製造し得る自動巻き線機に関する。

（ロ） 従来の技術 従来、上記のごとき巻線抵抗器はセラミック素体の巻き
線機へのセット工程、スピンドルの回転による線巻き工
程、素体両端に固定された金属製のキャップと線材の溶
接工程、線材の切断工程等、多くの工程が、夫々、分離
されており、個々の工程に独自な技術を必要とするもの
であり、自動化することは困難であるとされていた。

また、このような事情から、製造される巻線抵抗器は、
その抵抗値の精度も５〜１０％の誤差を生じており、製
造速度に関しても、熟練した作業者の短時間の作業によ
った場合であっても、１分間に６〜７個が限界である。

（ハ） 発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、上記のような従来の巻き線抵抗器製造
工程を完全に自動化し、熟練した作業者以上の製造速度
と、大幅な品質の向上を計ることにあり、そのための装
置自体も合理的な構造で安価に製作し得るものとするこ
とにある。

（ニ） 問題を解決するための手段 そこで、このような目的達成のため、本発明は、円柱状
の絶縁体の両端にキャップが取付けられた素体の前端側
キャップに抵抗線を溶着し、絶縁体周面に抵抗線を巻装
し、後端側キャップに抵抗線を溶着することにより素体
に抵抗線を巻装固定して巻線抵抗器を作製する自動巻き
線機であって、 内部に挿通された抵抗線を素体に供給するノズル機構
と、上記素体端部を把持するチャック機構と、上記チャ
ック機構によって把持固定された素体を素体中心軸を回
転軸として回転させるスピンドル機構と、上記抵抗線を
素体両端に取付けられたキャップに溶接するための電極
を有する溶接用電極機構とを有し、 上記ノズル機構には、抵抗線を素体の上記後端側キャッ
プに溶着する際に、供給される抵抗線を引張することに
より抵抗線に張力を付与しうる張力付与手段が設けられ
ており、 素体の上記後端側キャップへ抵抗線を溶着する場合に、
上記張力付与手段により抵抗線を引張することにより抵
抗線に張力を付与し、上記電極に通電して抵抗線をキャ
ップに溶着させることにより、溶着部位のノズル側にお
いて抵抗線を溶断しうるように形成したことを特徴とす
るものである。

（ホ） 作用 本発明にあっては、以上の様な構成を有することから、
上述の様に、素体の後端側キャップに抵抗線を溶着する
際に、上記張力付与手段により抵抗線を引張することに
より抵抗線に張力を付与し、上記電極に通電して抵抗線
をキャップに溶着させることにより、溶着部位のノズル
側において抵抗線を溶断するものである。

従って、本発明によれば、抵抗線を素体の後端側キャッ
プに溶着する場合、抵抗線は、張力付与手段によりノズ
ル方向に引張され、所定の張力が与えられているため、
電極に通電されて抵抗線がキャップに溶着されることに
より、人手を介すること無く、容易に、そして、自動的
かつ迅速に、抵抗線を切断することができる。

（ヘ） 実施例 以下、添付図面に記載された実施例に基づき本発明を詳
細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例の構造を示す上面図、第２
図はその部分側面図である。

第１図及び第２図に示すように、本実施例に係る自動巻
き線機６３は、円柱状の絶縁体８の両端に前端側キャッ
プ２９，４８が取付けられた素体２４の前端側前端側キ
ャップ２９に抵抗線１７を溶着し、絶縁体８の周面に抵
抗線１７を巻装し、後端側キャップ４８に抵抗線１７を
溶着することにより、素体２４に抵抗線１７を巻装固定
して巻線抵抗器を作製するように構成されている。

そして、本実施例に係る自動巻き線機６３のフレーム１
の側板５７は、スピンドル２がフレーム１内方に向かっ
て設けられており、その先端には、テーパー状の凹部３
が設けられている。又、後端は接ぎ手４を介してパルス
モータ５に結合され外部からの駆動信号により任意の回
転速度であって、かつ、任意の回転数で回転駆動するこ
とが出来るように構成されている。そして、回転数は１
／２００〜１／４００回転の微少な範囲においても制御
することが出来る。また、スピンドル２の回転軸と同軸
上に対向して、上記スピンドル２との間に素体２４を挾
持しうるチャック６が回転自在であって、かつ、軸方向
に摺動可能にフレーム１の側板６２に固定されており、
軸方向の移動は側板６２の外方に取付固定されたエアシ
リンダー７により結合部８を介して行われる。

また、上記チャック６の先端にもテーパ状の凹部３が設
けられ、上記素体２４は、スピンドルに設けられた凹部
３と、チャック６に設けられた凹部３とにより、素体２
４の両端側から圧接挾持されるものである。

第２図に示すように、スピンドル２の上方および下方に
は、一対の溶接用電極９がコの字型の可動フレーム１０
に、夫々、エアシリンダ１１によって、上下方向におい
て進退可能に設けられ、可動フレーム１０の内側には同
様にコの字状の首振りフレーム１２が溶接用電極９と同
軸に回動可能に装着されている。

そして、この首振りフレーム１２は、フレーム１の側板
５７に固定されたエアシリンダ１３に設けられたアーム
５９先端に設けられたピン４７を介して接合されること
により、可動フレーム１０上において一定角度回動しう
るように構成されている。

また、可動フレーム１０はネジ溝が刻設された送りネジ
１４及びガイド軸１５を介して、フレーム１に支持され
ており、送りネジ１４を回転駆動するためのパルスモー
タ１６の回転に応じて、スピンドル２の回転軸方向に沿
って駆動フレーム１０を移動させて溶接用電極９の位置
を適宜設定しうるように構成されており、首振りフレー
ム１２の中央部には、抵抗線１７を供給するノズル機構
部１８が設けられている。

このノズル機構部１８は、内部に軸方向に沿って抵抗線
１７が挿通されたノズル本体５０と、抵抗線１７を素体
２４の上記後端側キャップ４８に溶着する際に、供給さ
れる抵抗線１７を引張することにより抵抗線１７に張力
を付与しうる張力付与手段６４と、抵抗線１７を素体２
４の上記後端側キャップ４８に溶着する際に、ノズル本
体５０を所定角度回動させうるノズル回動部５８とを備
えている。

そして、本実施例においては、上記張力付与手段６４
は、第２図に示すように、上記ノズル２０を素体２４か
ら離間する方向へ後退させうるノズル進退駆動部５１
と、ノズル２０の後退動作開始後に抵抗線１７をノズル
２０内部に固定しうる抵抗線固定部５２とに構成されて
いる。

上記ノズル本体５０内部には、軸方向に沿って抵抗線１
７が挿通される抵抗線供給溝５６が設けられている。

上記ノズル進退駆動部５１は、上記首振りフレーム１２
背面部に上下方向に夫々固定された２個のエアシリンダ
１９から成り、これら２個のエアシリンダ１９は、ノズ
ル本体５０の取付板６０に、夫々、アーム６１を介して
固定されている。そして上記ノズル本体５０及び抵抗線
固定部５２は、取付板６０に固定され、上記エアシリン
ダ１９の作動により、ノズル本体５０及び抵抗線固定部
５２は、素体２４から離間する方向（第１図中、素体２
４を基準として右方向）へ後退されうると共に、素体２
４へ抵抗線を巻装しうる位置に前進されうるように構成
されている。

また、上記抵抗線固定部５２は、装置後方へ突出して設
けられたエアシリンダ２３と、このエアシリンダ２３に
より駆動されるクランプ機構５３とから成る。

このクランプ機構５３は、Ｌ字状に形成されたクランプ
レバー２１と、軸２２とからなり、このクランプレバー
２１はエアシリンダ２３が作動することにより、軸２２
を中心に回動しクランプレバー２１の先端に形成された
クランプ部５５により、抵抗線２０を上記抵抗線供給溝
５６の内面に押圧させることにより、抵抗線２０をノズ
ル本体５０内部に固定しうるように構成されている。

上記ノズル回動部５８は、フレーム１の側板５７に固定
されたエアシリンダ１３と、このエアシリンダ１３によ
り進出及び縮退動作を行うアーム５９と、ノズル本体５
０の長さ方向中間部位においてノズル本体５０に枢着固
定されたピン４７とから成り、エアシリンダ１３の作動
に応じてノズル本体５０を首振りフレーム１２と共に所
定角度回動させうるように構成されている。

抵抗線１７は、図示しないボビンに巻かれており、たる
みなくノズル機構部１８に供給される様に、一定の張力
を与えられている。

更に、本実施例に係る自動巻き線機６３においては、シ
ュータ部２５が設けられており、図示されないパーツフ
ィーダからパイプ２６を介して搬送された素体２４を、
抵抗線１７を巻装しうる位置に供給しうるように構成さ
れている。

即ち、スピンドル２に円柱状の素体２４を供給する為の
シュータ部２５は、パイプ２６を通って図示しないパー
ツフィーダより送り込まれた素体２４を受け取るべき凹
部２７を有し、エアシリンダ２８により、スピンドル２
の回転軸位置に素体２４を送り出す為の進出動作と原位
置へ復帰するための縮退動作を行い得るものであり、縮
退位置で次に抵抗線を巻装すべき新たな素体２４を受け
取ることが出来るように構成されている。

尚、上記パルスモータ５、１６及びエアシリンダ７、１
１、１３、１９、２３、２８は、図示しない演算制御機
能を備えた駆動回路部によって総合的に制御可動される
ように構成されている。

次に本実施例に係る自動巻き線機の作動を第１図、第２
図に基づいて説明する。

まず、製作する抵抗器の抵抗値、及び、素体径、素体長
さ、線材１ｍあたりの抵抗値を設定する。抵抗線１７を
ノズル機構部１８内の抵抗線供給溝５６に挿通して、本
実施例に係る自動巻き線機６３にセットし、製作個数を
指定する。この場合、図示されない駆動回路部では抵抗
線１７の総巻数からパルスモータ５の回転数及びパルス
モータ１６の回転速度を定め、素対２４にどれだけの間
隔で何回抵抗線１７を巻くかを設定する。

その後、エアシリンダ２８が作動して、シューター２５
が、パーツフィーダから供給された素体２４をスピンド
ル２の回転軸位置まで搬送する。

その後、エアシリンダ７が作動し、チャック６が前進し
て、素体２４をスピンドル２の円錐状の凹部３とチャッ
ク６の円錐状の凹部３の間にはさみ込んだ形でスピンド
ル２とチャック６とが素体２４を空中に挾持する。この
状態において、エアシリンダ２８は後退作動し、シュー
タ２５は初期位置に復帰する。

この時、抵抗線１７の巻装先端部は、素体２４の前端側
キャップ２９に当接しうる位置に来る様に、ノズル機構
部１８によって支持されている。

従って、エアシリンダ１１が作動することによって、溶
接用電極９が、抵抗線１７が上部に当接した状態の前端
側キャップ２９を、抵抗線１７を介して上下方向から挾
持し、溶接用電極９に通電することによって、抵抗線１
７の巻装先端部を前端側キャップ２９上部に溶着するこ
とが出来る。

この場合に、抵抗線１７が前端側キャップ２９の端部円
周面と平行に溶着された場合には、絶縁体８の周面と前
端側キャップ２９との間には、前端側キャップ２９の肉
厚分段差が形成されるため、抵抗線１７が素体２４に巻
きつけられた場合に、この段差を抵抗線２４が通過する
際に、一定長さ前端側キャップ２９と不完全に接触する
部分が生じ、この部分の電気抵抗が不安定なものとなっ
てしまう場合がある。

従って、上記前端側キャップ２９への溶接時には、ノズ
ル機構部１８を構成するエアシリンダ１３が作動して、
首振りフレーム１２を、第１図における時計方向に回転
させ、抵抗線１７と前端側キャップ２９の端縁との間に
形成される角度を大きく形成しておくものである。溶接
完了により電極９はエアシリンダ１１の後退作動により
抵抗線１７及び前端側キャップ２９より離れる。

これによりパルスモータ１６が駆動回路部であらかじめ
設定された回転数分回転し、ノズル機構部１８を有する
可動フレーム１０を前端側キャップ２９より絶縁体８の
中央部に向けて移動させ、絶縁体８への巻き初め位置へ
移動させる。ここで又、エアシリンダ１３が作動して、
アーム５９を縮体させることにより、首振りフレーム１
２も反時計方向に回動して素体２４の軸方向に対して直
角の位置に戻る。

この状態から、パルスモータ５が回転してノズル２０か
ら抵抗線１７を連続的に引き出すと共に、パルスモータ
１６が回転することにより可動フレーム１０は素体２４
の後端側キャップ４８へと移動し、素体２４の絶縁体８
に抵抗線１７をあらかじめ設定された間隔と長さだけ正
確に巻装する。

抵抗線１７の巻きつけが完了すると、再びエアシリンダ
１３が作動して、アーム５９が突出することにより首振
りフレーム１２時計方向に回転して、抵抗線１７の巻装
方向を後端側キャップ４８の端縁に対して大きな角度を
形成するように修正する。

その後、パルスモータ１６が、駆動回路部においてあら
かじめ設定された回転数分回転するため、抵抗線１７
は、後端側キャップ４８と絶縁体８周面との間に形成さ
れた段差を乗り越え、抵抗線１７の巻装後端部は後端側
キャップ４８上の適宜の位置に設定される。

次に、エアシリンダ１１が作動し、再び溶接用電極９が
上下方向から抵抗線１７を介して後端側キャップ４８を
挟み込む。

そして、次に、上記張力付与手段６４が作動し、抵抗線
１７をノズル本体５０方向へ引張して、抵抗線１７に張
力を付与する。

即ち、先ず、張力付与手段６４を構成するノズル進退駆
動部５１を形成する２つのエアシリンダ１９が作動し、
ノズル２０を素体２４から離間する方向（第１図中、素
体２４を基準として右方向）へ後退させ始める。

次に、抵抗線固定部５２を構成するエアシリンダ２３が
作動してクランプ機構５３を作動させる。即ち、クラン
プレバー２１が軸２２を中心に回動することによりクラ
ンプ部５５が抵抗線１７を抵抗線供給溝５６に対して押
圧し、抵抗線１７をノズル２０内部において固定する。

この場合、上述の様に、ノズル２０は、素体２４から離
間し続けているため、上記抵抗線固定部５２の作動によ
り、抵抗線１７はノズル２０方向に引張され、抵抗線１
７には張力が付与された状態となる。

そして、この状態において電極９に通電した場合には、
抵抗線１７が後端側キャップ４８に溶着されると共に、
ノズル２０はさらに素体２４から離間し続けることか
ら、抵抗線１７は、溶着部位のノズル２０側において引
切られ、自動的に溶断される。

従って、本実施例にあっては、抵抗線１７の素体２４へ
の巻装後端を溶着後に切断する為のカッター機構等を別
途設けることなく抵抗線１７の巻装溶着作業を完了する
ことができる。

さらに、前述のように、本実施例にあっては、ノズル２
０の後退動作開始後に、抵抗線１７を抵抗線固定部５２
によりノズル２０内部に固定するように構成されてお
り、ノズル２０が、素体２４から離間し始めてから抵抗
線１７を固定して溶断するように構成されているため、
この間のノズル２０の移動によって、所定長の抵抗線１
７がノズル本体５０先端部から突出しているものであ
る。

従って、切断後の抵抗線１７はノズル本体５０先端部よ
り、所定長さ分突出した状態となっており、次回巻装す
る新たな素体２４の前端側キャップ２９に溶接する際
に、改めて溶着に必要な長さ量の抵抗線１７を送り出す
工程を省略することが出来る。

本実施例において、パルスモータ５及び６によって正確
に巻き付けられて溶接された抵抗線１７の抵抗値は極め
て精度が高く素体２４の形状の誤差のみが残る程度で実
測精度は２％程度である。

そして、抵抗線１７の溶断が完了した後には、エアシリ
ンダ１１により溶接用電極９を上下方向に復帰させパル
スモータ１６を逆転させて可動フレーム１０全体を巻装
作業初期位置に復帰させ、更にエアシリンダ７によっ
て、チャック６による素体２４の挾持を解除した場合に
は、完成した巻線抵抗器はスピンドル２を離れて下方に
落下し図示しないスタッカーに収納される。

指定された製造個数だけ上記の工程をくりかえせば巻き
線抵抗器は次々と製造され、この間全く人手を必要とす
ることはない。また、動作はパルスモータ及びエアシリ
ンダによる連続した一連のものとなる為極めて能率的で
あり実測値で１個製作に必要な時間は６秒強となり人が
行う速度を５０％も上回るものである。

なお、本実施例においては、上記張力付与手段が、ノズ
ル進退駆動部５１及び抵抗線固定部５２とを備えている
場合を例に説明したが、張力付与手段の構成に付いては
本実施例には限定されない。

第３図は本発明の他の実施例の構造を示す部分上面斜視
図である。

第３図において、両端に針金状のリード３０のついたキ
ャップ３１を有する素体３２は図示しないパーツフィー
ダーにより並列に並んだ状態で紙面上方からシューター
３３に送り込まれる。シューター３３は、可撓性の板バ
ネ材等でリード３０と並行な方向に撓むごとくコの字形
に形成され、その先端部はリード３０を支持すべくＶ形
の切欠き３４が設けらている。又、シューター３３の外
側には固定のガイド３５が設けられリード３０が一定の
範囲内に収納されるごとくなされている。さらにシュー
ター３３はエアシリンダ３６によって前後に移動可能に
フレーム１に支持されている。尚フレーム１は図面上で
は省略されている。３７はスピンドル、３８はチャック
である。両者とも先端部に内テーパー部３９、４０及び
深穴４１、４２を有する。スピンドル３７はパルスモー
タ４３により回転可動されると共にエアシリンダ４４で
軸方向に突出、後退することが出来る。チャック３８は
第１図、第２図に示すものと同様の構造で結合部４５を
介して、エアシリンダ４６により軸方向に突出、後退す
ることが出来る。

第３図に示すごときシューター３３を有する巻き線機
は、キャップ３１に針金状のリード３０が設けられたご
とき素体でも完全に自動的に巻き線行程を完了すること
が出来る。即ち、紙面上方からシューター３３に送り込
まれた素体３２はリード３０の先端付近を、切欠き３４
で支持される。

この状態でエアシリンダ３６によって、スピンドル３７
の軸心まで押し出された素体３０はエアシリンダ４４に
よるスピンドル３７及びチャック３８の突出運動によっ
て内テーパー部３９、４０によりリード３０が深穴４
１、４２内に導かれ、確実にチャックされる。一般にリ
ード３０は多少曲がっている場合が多くこれを正しく芯
出してチャックすることは困難であるが本実施例におい
ては、上記のごとく極めて容易に行われる。

尚、シューター３３はリード３０と平行な方向に撓むこ
とが出来る為、スピンドル３７及びチャック３８の突出
によって点線に示すごとく変形するが、エアシリンダ３
６によって元の位置に復帰した状態では元のコの字形に
復元している。この後の動作は、第１図及び第２図につ
いての説明と同様であるのでスピンドル３８突出、後退
用のエアシリンダ４４の動きは、チャック突出、後退用
のエアシリンダ４６と全く同様のものであることのみを
述べて他は省略する。

（ト） 発明の効果 以上のように、本発明に係る自動巻き線機によれば、合
理的な構造により巻き線抵抗部品の製造における全工程
を自動化することができ、高速であってしかも高精度化
することが可能となるものであり、更に、巻き線ヒータ
ー等の製造にもそのまま応用することが出来る、という
効果を奏する

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構造を示す上面図であり、
第２図はその部分正面図、第３図は本発明の他の実施例
の構造を示す部分上面斜視図である。 １……フレーム、２……スピンドル ３……凹部、４……接ぎ手 ５……パルスモータ、６……チャック ７……エアシリンダ、８……絶縁体 ９……溶接用電極、１０……可動フレーム １１……エアシリンダ、１２……首振りフレーム １３……エアシリンダ、１４……送りネジ １５……ガイド軸、１６……パルスモータ １７……抵抗線、１８……ノズル機構部 １９……エアシリンダ、２０……ノズル ２１……クランプレバー、２２……軸 ２３……エアシリンダ、２４……素体 ２５……シュータ、２６……パイプ ２７……凹部、２８……エアシリンダ ２９……前端側キャップ、３０……リード ３１……キャップ、３２……素体 ３３……シュータ、３４……切欠 ３５……ガイド、３６……エアシリンダ ３７……スピンドル、３８……チャック ３９……内テーパ部、４０……内テーパ部 ４１……深穴、４２……深穴 ４３……パルスモータ、４４……エアシリンダ ４５……結合部、４６……エアシリンダ ４７……ピン、４８……後端側キャップ ５０……ノズル本体、５１……ノズル進退駆動部 ５２……抵抗線固定部、５３……クランプ機構 ５５……クランプ部、５６……抵抗線供給溝部 ５７……側板、５８……ノズル回動部 ５９……アーム、６０……取付板 ６１……アーム、６２……側板 ６３……自動巻き線機、６４……張力付与手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円柱状の絶縁体の両端にキャップが取付け
   られた素体の前端側キャップに抵抗線を溶着し、絶縁体
   周面に抵抗線を巻装し、後端側キャップに抵抗線を溶着
   することにより素体に抵抗線を巻装固定して巻線抵抗器
   を作製する自動巻き線機であって、 内部に挿通された抵抗線を素体に供給するノズル機構
   と、上記素体端部を把持するチャック機構と、上記チャ
   ック機構によって把持固定された素体を素体中心軸を回
   転軸として回転させるスピンドル機構と、上記抵抗線を
   素体両端に取付けられたキャップに溶接するための電極
   を有する溶接用電極機構とを有し、 上記ノズル機構には、抵抗線を素体の上記後端側キャッ
   プに溶着する際に、供給される抵抗線を引張することに
   より抵抗線に張力を付与しうる張力付与手段が設けられ
   ており、 素体の上記後端側キャップへ抵抗線を溶着する場合に、
   上記張力付与手段により抵抗線を引張することにより抵
   抗線に張力を付与し、上記電極に通電して抵抗線をキャ
   ップに溶着させることにより、溶着部位のノズル側にお
   いて抵抗線を溶断しうるように形成したことを特徴とす
   る自動巻き線機。
2. 【請求項２】上記張力付与手段は、上記ノズルを素体か
   ら離間する方向へ後退させうるノズル進退駆動部と、ノ
   ズルの後退動作開始後に抵抗線をノズル内部に固定しう
   る抵抗線固定部とを備えていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の自動巻き線機。