JPH08250362A - コイル製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 巻型と素線ガイドの位置関係に誤差が生じて
も巻回不良を発生することがないようにする。 【構成】 素線ガイド１６により素線１５を案内して巻
型８に素線を巻回する。素線ガイド１６は手動操作でき
る機能を有し、各層の巻線開始時或いは巻線の途中にお
いて、素線ガイド１６の手動操作により素線ガイド１６
の移動量が計量記憶される。巻型４の組立時に生ずる寸
法誤差や巻型を主軸に取り付け固定する際に生ずる取付
寸法誤差は、各層の巻回開始時にその記憶量をその層の
巻回開始位置のデータに加算することにより修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の素線巻回部相互
間に面板を配設してなる巻型に素線を巻回して多層コイ
ルを製造するコイル製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】変圧器用の多層コイルを製造するコイル
製造装置として、特願平４−１５１８３１号に記載され
たものがある。すなわち回転可能でその回転により素線
が巻回される巻型の素線巻回部相互間にそれぞれ切欠部
を有する面板を配設するとともに、この巻型に対して移
動可能で、その移動にともない素線を巻型の軸方向に沿
って案内する素線ガイドを設け、またこの素線ガイドの
移動及び巻型の回転を制御する制御手段を設けて構成し
たものである。ここで制御手段は、巻型の一つの素線巻
回部に素線の巻回が終了したことを検出すると、巻型の
回転を停止させた上で素線ガイドを素線が面板の切欠部
を介して隣接する素線巻回部に導出されるように移動制
御するように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなコイル製造
装置は、設計寸法どおり製作されていれば問題ないが、
例えば巻型組立時に発生する寸法誤差や巻型を巻軸に取
付けて固定する際に発生する取付寸法誤差が生じると、
巻型と素線ガイドの位置関係に誤差が生じ、各層の巻回
開始時に素線ガイドと面板の位置に若干のずれを生ずる
ことがあり、これが原因で巻回不良を発生させ作業に支
障を来す虞がある。

【０００４】本発明はこのような問題を解決するために
成されたものであり、その目的は、巻型と素線ガイドの
位置関係に誤差が生じても巻回不良を発生することのな
いコイル製造装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１のコイル製
造装置は、素線ガイドを手動操作できる機能を有し、各
層の巻線開始時或いは巻線の途中において、その手動操
作により素線ガイドの移動量を計量記憶し、巻型の組立
時に生ずる寸法誤差や巻型を主軸に取り付け固定する際
に生ずる取付寸法誤差は、各層の巻回開始時にその記憶
量をその層の巻回開始位置のデータに加算することによ
り修正するように構成したところに特徴を有する。

【０００６】本発明の第２のコイル製造装置は、素線ガ
イドの先端部に面板と素線ガイドの相対距離を検出すべ
く取り付けられた非接触の距離計量センサにより、各層
の巻回開始時にその計測を行い、その結果得られた素線
ガイドと面板との距離をその層の巻回開始位置のデータ
に反映することにより、前記誤差を修正するように構成
したところに特徴を有する。

【０００７】

【作用】制御手段は、全機種の運転用のデータを保有し
ており、そのうちの一つに各層の巻回開始位置、すなわ
ち面板の巻回側の位置を表すデータがある。このデータ
はある基準位置からの距離で表現されるもので、素線ガ
イドと巻型との絶対的な位置関係を示すものである。ま
たデータは巻型の設計上の理論寸法を前提としているた
め、従って巻型に設計上規定された公差以上の寸法誤差
がある場合、望みどおりの巻回ができない。本発明はこ
のデータに対し、発生している誤差を計量してその計量
値をデータに加味することにより、その誤差を補償する
機能を実現するものである。

【０００８】本発明の第１のコイル製造装置は、巻線作
業の途中で誤差が蓄積するため発生する素線ガイドと巻
型との寸法誤差を、発生時点で手動操作により修正し、
その際に素線ガイドの移動による修正量を計量記憶し、
その記憶量を次の層の巻回開始時に、巻回開始位置デー
タに加味することにより、誤差の補償を行う。この修正
作業は任意の時点で行うことが可能で、毎回の補正量は
その都度累積記憶されるようになっている。

【０００９】本発明の第２のコイル製造装置は、素線ガ
イドと巻型との寸法誤差を、センサにより自動計測し、
その計測量をその都度巻回開始位置データに加味する方
法をとるため、第１の方法のような手動操作による修正
作業は不要であり、完全な連続自動運転が実現できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図面に示す一実施例により説
明する。まず、図１において、サーボモータからなる巻
型駆動用モータ１は、図示しない台板に固定配置されて
いる。巻型駆動用モータ１の回転軸１ａには、ベルト伝
達機構或いは歯車伝達機構等からなる伝達機構２を介し
て巻軸３が連結されており、回転軸１ａの回転にともな
い巻軸３が伝達機構２を介して回転されるようになって
いる。

【００１１】巻軸３には、一端部に位置して巻型４が取
付られている。巻型４は、ドラム状をなす素線巻回部
５，６，７と、素線巻回部５，６，７相互間にそれぞれ
配置された面板８，８と、素線巻回部５，７の両端部に
それぞれ配置された端板９，９とを構成部品とするもの
であり、図２に示すように、各面板８にはぞれぞれ切欠
部８ａ，８ａが対向状態で形成されている。

【００１２】巻型４は、たとえば端板９，９を貫通する
ように設けられた４個の挿通孔（このうち面板８に形成
された部分を図２に８ｂで示す）に、図１中右方の端板
９側からそれぞれボルト（図示せず）を挿入し、それら
ボルトに図１中左方の端板９側からナット（図示せず）
を連結することにより一体化されており、図１中左方の
端板９側が巻軸３に取付けられ、図１中右方の端板９側
が巻型支承部材１０に支承され、巻軸３と一体的に回転
されるようになっている。

【００１３】また、巻軸３には、巻型４とは反対側に位
置して第１の回転数検出器１１が設けられている。第１
の回転数検出器１１は、たとえばロータリーエンコーダ
からなるものであり、後述するように、これにより巻軸
３の回転数を検出するようになっている。

【００１４】さらに、台板には、サーボモータからなる
左右移動用モータ１２が固定配置されており、左右移動
用モータ１２には、巻軸３と平行に左右送りネジ１３が
連結されている。左右送りネジ１３には、左右移動用モ
ータ１２の反対側に位置して、第２の回転検出器１４が
設けられており、第２の回転数検出器１４により左右送
りネジ１３の回転数を検出するようになっている。左右
送りネジ１３には、素線１５を案内するための素線ガイ
ド１６が設けられている。

【００１５】以下、素線ガイド１６について、図３を参
照しながら説明する。即ち、略矩形状をなす基台１７
は、左右送りネジ１３に連結された連結凸部１７ａ及び
台板に形成された案内溝部（図示せず）内に位置する案
内凸部１７ｂ，１７ｂを有しており、左右移動用モータ
１２が通電されて左右送りネジ１３が回転すると、連結
凸部１７ａが左右送りネジ１３により駆動され、案内凸
部１７ｂ，１７ｂが台板の案内溝部に沿って案内される
ようにして、巻型４の軸方向に沿う左右方向へ移動す
る。

【００１６】基台１７には、サーボモータからなる前後
移動用モータ１８が固定配置されており、前後移動用モ
ータ１８には、左右送りネジ１３に対して前後方向へ直
行するような状態で、前後送りネジ１９が連結されてい
る。

【００１７】また、基台１７の上面には、側面形状が略
コ字状をなす支持部材２０が搭載されている。支持部材
２０は、基台１７の上面に設けられた案内溝部１７ｃ内
に位置する案内凸部２０ａ，２０ａ及び前後送りネジ１
９に連結された連結凸部（図示せず）を有しており、前
後送りネジ１９が回転すると、連結凸部が前後送りネジ
１９により駆動され、案内凸部２０ａ、２０ａが案内溝
部１７ｃに沿って案内されるようにして、前後送りネジ
１９に挿前後方向に移動する。

【００１８】支持部材２０には、上部に位置してサーボ
モータからなる上下移動用モータ２１が設けられ、下部
に位置して送りネジ支承部材２２が設けられている。送
りネジ支承部材２２には、左右送りネジ１３に対して上
下方向へ直行するような状態で、上下送りネジ２３が支
承されており、上下送りネジ２３の上端部は、ベルト伝
達機構あるいは歯車伝達機構等からなる伝達機構２４を
介して上下移動用モータ２１に連結されている。

【００１９】上下送りネジ２３には、側面形状が略台形
状をなすガイドブロック２５が連結されている。ガイド
ブロック２５は、支持部材２０の前面に上下動自在に連
結されており、上下送りネジ２３が回転すると、上下送
りネジ２３により駆動されて、これに沿い上下方向へ移
動する。

【００２０】ガイドブロック２５には、ローラ２５ａ，
２５ｂ，２５ｃが略三角形状をなすように配設されてお
り、素線１５は、上側に位置するローラ２５ａ，２５ｂ
から下側に位置するローラ２５ｃに掛け渡され、素線１
５に適当なテンションが作用するようになっている。

【００２１】そして、素線ガイド１６は、左右移動用モ
ータ１２、前後移動用モータ１８及び上下移動用モータ
２１が通電されることにともない、巻型４に沿う左右方
向、これに対する前後方向及び上下方向へ移動され、そ
れによって素線１５を左右、前後及び上下方向へ案内す
る。

【００２２】次に本装置の電気的構成の概要について図
４を参照して説明する。素線ガイド１６の移動及び巻型
４の回転を制御するための制御手段２６は、マイクロコ
ンピュータを主体とするものであり、Ｄ／Ａコンバータ
２７，２８と、第１及び第２のカウンタ２９及び３０
と、第１及び第２のパルス発生器３１及び３２と、ＣＰ
Ｕ３３と、メモリ３４と、ホストコンピュータとなるパ
ーソナルコンピュータ３５とシリアル回線で接続された
シリアル入力部３６と、運転開始，停止などの操作指令
の入力及び巻回終了などの状態信号の出力並びにスイッ
チ群４３〜４６の入力を行うＩ／Ｏインタフェース３７
とから構成されている。ここでスイッチ群４３〜４６
は、補正スタートスイッチ４３、補正完了スイッチ４
４、手動操作左行スイッチ４５、手動操作右行スイッチ
４６とから構成されている。 このうちＤ／Ａコンバー
タ２７はドライバ３８を介して巻型駆動用モータ１に接
続され、Ｄ／Ａコンバータ２８はドライバ３９を介して
左右移動用モータ１２に接続されており、巻型駆動用モ
ータ１及び左右移動用モータ１２には、それぞれドライ
バ３８、３９を介して速度制御信号が出力されるように
なっている。

【００２３】さらに、巻型駆動用モータ１の回転数を検
出する第１の回転数検出器１１は第１のカウンタ２９に
接続され、左右移動用モータ１２の回転数を検出する第
２の回転数検出器１４は第２のカウンタ３０に接続され
ており、両カウンタ２９及び３０により巻型駆動用モー
タ１の回転数Ｎａ及び左右送りネジ１３の回転数Ｎｂが
計測される。

【００２４】さらに、第１及び第２のパルス発生器３１
及び３２には、それぞれドライバ４０及び４１を介して
前後移動用モータ１８及び上下移動用モータ２１が接続
されており、両パルス発生器３１及び３２からパルス信
号が出力されると、その出力信号に応じて前後移動用モ
ータ１８及び上下移動用モータ２１が回転される。

【００２５】なお、メモリ３４にはコイル製造のための
基本プログラムと、図７に示される各層の巻回開始位置
のデータＰ１，Ｐ２，Ｐ３が記憶されている。次に上記
構成の作用について説明する。巻型の組立時や巻型を巻
軸に取付けて固定する際に寸法誤差が発生することがあ
る。この寸法誤差を補正するために次の作業を行う。補
正作業を開始するには、図４に示すように、まず補正ス
タートスイッチ４３を操作し、制御手段２６に作業の開
始を知らせる。このときメモリ３４には計量される補正
量を記憶する補正量データ記憶領域が既に確保されてい
る。その後オペレータが補正の目的で手動操作スイッチ
４５、４６を操作することにより左右移動用モータ１２
を動作させ、素線ガイド１６を移動させる。このときの
素線ガイド１６の移動量は第２のカウンタ３０に順次計
量される。オペレータによる補正作業が終了すると、オ
ペレータは補正完了スイッチ４４を操作する。制御手段
２６はこの入力を受け付けると、第２のカウンタ３０に
計量された計量値を前記補正量データ記憶領域に最初の
補正作業では基本データとして書き込み、それ以降の補
正作業では補正量データとして加算する。以上の動作に
よって補正量データの計量、記憶が完了する。

【００２６】この動作は素線の巻回開始時のみでなく、
あらゆる任意な時点での実行が可能である。それぞれの
時点で行われた補正作業による計量値は、補正作業が完
了した時点で、メモリ３４に記憶されている補正量デー
タに加算される。このため補正量データは常に計量され
たすべての補正量の総和の値となる。こうすることによ
り、補正量データはすべての補正量を累積するため補正
量データには最後に補正作業を行った時点での素線ガイ
ド１６の絶対位置に対する移動量が反映されることにな
る。

【００２７】巻型４に素線１５を巻回するにあたって
は、パーソナルコンピュータ３５に、図７に示すよう
に、単位コイルの巻回層数ｎ，素線巻回部５の右端を原
点とした場合の素線巻回部６，７の巻回開始位置までの
寸法データＰ１，Ｐ２および素線巻回部７の左端位置ま
での寸法データＰ３などを入力し、これらをメモリ３４
に記憶させる。

【００２８】制御手段２６のメモリ３４には、予め、原
点から所定位置までの寸法に対応する巻軸３の回転数お
よび左右送りネジ１３の回転数が記憶されており、制御
手段２６は、データＰ１〜Ｐ３が入力されたことを検出
すると、まずデータＰ１に対応する一層あたりの巻軸３
の回転数Ｒ５および左右送りネジｒ５を演算する。

【００２９】この状態で、制御手段２６は、外部からの
運転開始指令がＩ／Ｏインターフェース３７に入力され
たことを検出すると、巻型駆動用モータ１および左右移
動用モータ１２に巻回運転信号を巻型４を一定方向へ回
転させながら、素線ガイド１６を、巻型４の軸方向に沿
って素線巻回部５間で設定された層数ｎに応じて往復移
動させ、素線巻回部５に素線１５を巻回する。

【００３０】この後、制御手段２６は、両カウンタ２
９，３０のカウント値Ｎａ，Ｎｂがそれぞれ回転数ｎＲ
５およびｎｒ５（層数）に達したことを検出すると、素
線巻回部５へ素線１５の巻回が終了したと判断して、巻
型駆動用モータ１および左右移動用モータ１２を断電
し、図５（ａ）に示すように、巻型４を、切欠部８ａ，
８ｂが上下方向に位置する状態に停止させ、第２のパル
ス発生器３２から上下方向移動用モータ２１へ正転パル
ス信号を出力して、上下送りネジ２３を正方向へ所定回
数回転させ、ガイドブロック２５を上向へ所定量移動さ
せる。

【００３１】次に、制御手段２６は、左右移動用モータ
１２に正転信号を出力して、左右送りネジＲ２回転させ
ることにより、素線ガイド１６を、図５（ｂ）に示すよ
うに、素線巻回部６方向へ渡り寸法Ｈ２だけ移動させ、
素線１５が面板８の切欠部８ａを介して隣接する素線巻
回部６に導出した状態にした後、第２のパルス発生器３
２から上下移動用モータ２１へ逆転パルス信号を出力し
て、ガイドブロック２５を素線巻回部５への巻回回転が
開始された当初の高さ位置（図６に示す高さ位置）へ下
降させる。

【００３２】この後、制御手段２６は、左右移動用モー
タ１２に逆転信号を出力して、左右送りネジ１３を逆方
向へＲ（２−１）回転させることにより、素線ガイド１
６を、図５（ｃ）に示すように、（Ｈ２−Ｈ１）だけ移
動させ、素線１５を面板８に近接する素線巻回部６の素
線巻回位置に移動させる。

【００３３】しかして、制御手段２６は、データＰ２に
よる回転数Ｒ６，ｒ６に基づいて上記一連の動作を繰り
返すことにより、素線巻回部６に素線１５を巻回した
後、データＰ３による回転数Ｒ７，ｒ７に基づいて素線
巻回部７に素線１５を巻回した後、巻型４への素線１５
の巻回を終了し、以て、例えば変圧器用の多層コイルが
製造される。

【００３４】このように、素線を巻型に巻回するにあた
って、組立誤差に対する補正量データを得て、この補正
量データを次の層の巻回を開始する際に加算される。こ
の加算されたデータが実際に層の巻回開始位置データと
して使用され、そのデータに基づいて次の層の巻回開始
位置が決められるので、寸法誤差を排除することができ
る。

【００３５】以上が本発明の請求項１に記載した発明に
対応するコイル巻線装置の構成である。続いて請求項２
に記載した発明に対応するコイル巻線装置について説明
する。この実施例においては、装置の構成はほぼ第１の
実施例のものと同じであるが、異なる点は図５に示され
るように素線ガイド２５のローラ２５ａを取付けた面と
反対側の面に非接触距離計量センサ４７を設け、この非
接触距離計量センサ４７の計量データを、ある層の巻回
開始位置のデータに加算することにより、誤差を排除す
るよう構成したところにある。

【００３６】電気的構成については、図８に示されるよ
うにＩ／Ｏインターフェース３７の部分が異なり、これ
にスイッチ群４３〜４６が接続されず、そのかわりに非
接触距離計量センサ４７と、この非接触距離計量センサ
４７が接続されたセンサインタフェース４８が設けられ
る。

【００３７】次に図５および図８に示す請求項２記載の
発明の作用について説明する。まず１層の巻回が終了し
た時点では、素線ガイド１６と巻型４の関係は図５
（ａ）に示される位置にある。次に層間の渡り動作が完
了すると、素線ガイド１６は自動的に前進、左行して図
５（ｂ）の位置に移動し、非接触距離計量センサ４７が
面板８の側面からの距離を計量する。この計量データは
図８に示すようにセンサインタフェース４８を介して制
御手段２６に入力される。計量されたデータは該当する
層の巻回開始位置データ、例えばＰ１，Ｐ２に加算さ
れ、その結果のデータが実際の層の巻回開始位置データ
として使用される。この後素線ガイド１６は巻回が可能
な位置に後退すると同時に前記データに基づいて巻回開
始位置に移動し、図５（ｃ）に示される位置に移動を完
了し、素線の巻回を開始する。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の第１のコイル製造装置においては、素線ガイドを手動
操作できる機能を有し、各層の巻線開始時或いは巻線の
途中において、その手動操作により巻型の組立時に生ず
る寸法誤差や巻型を主軸に取り付け固定する際に生ずる
取付寸法誤差を修正する作業を行う際に、素線ガイドの
移動量を計量記憶し、各層の巻回開始時にその記憶量を
その層の巻回開始位置のデータに加算することにより、
前記誤差を排除するよう構成したので、層の巻回開始時
に前記誤差が修正され、巻回不具合を発生することがな
い。

【００３９】また本発明の第２のコイル製造装置では、
素線ガイドの先端部に面板と素線ガイドの相対距離を検
出すべく取り付けられた非接触の距離計量センサによ
り、各層の巻回開始時にその計測を行い、その結果得ら
れた素線ガイドと面板との距離をその層の巻回開始位置
のデータに反映することにより、前記誤差を排除するよ
うに構成したので、層の巻回開始時に前記誤差が修正さ
れ、巻回不具合を発生することなく、ほぼ連続で自動運
転による巻回を行うことが可能となり、その結果生産性
の更なる向上を実現することができ、しかも、高品質で
コスト安なコイルを製造することができるという優れた
効果を実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を概略的に示す上面図

【図２】面板の側面図

【図３】素線ガイドの側面図

【図４】第１の発明の電気的構成の概略を示すブロック
図

【図５】（ａ）ないし（ｃ）は素線ガイドの動作順序を
示す図

【図６】素線ガイドの位置を示す図

【図７】各層の巻回開始位置データＰ１，Ｐ２を概念的
に示す図

【図８】第２の発明の電気的構成の概略を示すブロック
図

【符号の説明】

１は巻線駆動用モータ、５ないし７は素線巻回部、８は
面板、８ａは切欠部、１５は素線、１６は素線ガイドを
示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の素線巻回部相互間にそれぞれ切欠
   部を有する面板を配設してなり回転可能でその回転によ
   り素線が巻回される巻型と、この巻型に対して移動可能
   に設けられその移動にともない前記素線を前記巻型の軸
   方向に沿って案内する素線ガイドと、この素線ガイドの
   移動及び前記巻型の回転を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記巻型の一つの素線巻回部に素線の
   巻回が終了したことを検出すると、前記巻型の回転を停
   止させた上で前記素線ガイドを素線が面板の切欠部を介
   して隣接する素線巻回部に導出されるように移動制御す
   るように構成されたコイル製造装置において、前記素線
   ガイドを手動操作できる操作制御手段を設けるととも
   に、その操作制御手段により前記素線ガイドを移動させ
   る際にその移動量を計量して記憶し、その記憶量を次の
   層へ素線を導出する際に前記素線ガイドの移動目標量に
   加算させる補正制御手段を設けたことを特徴とするコイ
   ル製造装置。
2. 【請求項２】 複数の素線巻回部相互間にそれぞれ切欠
   部を有する面板を配設してなり回転可能でその回転によ
   り素線が巻回される巻型と、この巻型に対して移動可能
   に設けられその移動にともない前記素線を前記巻型の軸
   方向に沿って案内する素線ガイドと、この素線ガイドの
   移動及び前記巻型の回転を制御する第１の制御手段とを
   備え、前記第１の制御手段は、前記巻型の一つの素線巻
   回部に素線の巻回が終了したことを検出すると、前記巻
   型の回転を停止させた上で前記素線ガイドを素線が面板
   の切欠部を介して隣接する素線巻回部に導出されるよう
   に移動制御するように構成されたコイル製造装置におい
   て、前記素線ガイドに非接触距離計量センサによる距離
   計測手段を設け、ある素線巻回部の巻回開始時に前記非
   接触距離計量センサにより面板の位置を計測し、その計
   測値から導出される巻回開始位置のデータと実際の面板
   の位置との誤差を前記巻回開始位置のデータに加算させ
   るように制御する補正制御手段を設けたことを特徴とす
   るコイル製造装置。