JPH09110304A - 巻線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークに対する線材の巻線の生産効率を向上
することができる巻線装置を提供すること。 【解決手段】 ワークＮの搬送手段５０と、複数のワー
クＮを着脱自在に保持するインデックス手段４０であっ
て、ワークＮへ線材Ｗを巻くための巻線位置Ｐと、これ
から線材Ｗを巻こうとするワークＮを供給し線材Ｗの巻
き終わったワークＮを位置決めする給排出位置Ｑに、そ
れぞれワークＮを位置決めするためのインデックス手段
４０と、巻線位置Ｐに位置決めされたこれから線材Ｗを
巻こうとするワークＮに対して線材Ｗを巻くための巻回
手段１００と、搬送手段５０のこれから線材Ｗを巻こう
とするワークＮをインデックス手段４０の給排出位置Ｑ
に移し、インデックス手段４０の給排出位置Ｑに位置決
めされた線材Ｗの巻き終わったワークＮを搬送手段５０
に移すための給排出手段２００と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークに線材を巻
くための巻線装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ワークとして例えばテレビジョン受像機
のような陰極線管に用いられる偏向ヨークは、電子線を
偏向するための偏向コイルの巻線を必要とする。この種
の偏向ヨーク（ボビン）には、巻線装置が線材を巻線す
るのであるが、従来の巻線装置は、１つのボビン保持部
に対して空のボビンを装着し、そしてそのボビンに対し
て所定のパターンで線材を巻線した後に、巻線したボビ
ンをそのボビン保持部から排出するようにしている。つ
まり同じ１つのボビン保持部においてボビンの給排出動
作と線材の巻線動作を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の巻線
装置では１つのボビン保持部でボビンの給排出動作およ
び線材の巻線動作を行うようにしているので、次のよう
な問題がある。つまり、ボビン保持部に対してボビンを
供給する時間と、ボビンに対して線材を巻線する巻線の
時間と、そして巻き終わったボビンをボビン保持部から
外部に排出する排出時間が必要であり、ボビンの給排出
動作の間はボビンに対する線材の巻線動作を行えず待機
時間となってしまう。従って、ボビンに対する巻線の生
産効率が悪いという問題がある。そこで本発明は上記課
題を解消するためになされたものであり、ワークに対す
る線材の巻線の生産効率を向上することができる巻線装
置を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、線材供給源からの線材をワークに巻くための巻
線装置において、ワークの搬送手段と、複数のワークを
着脱自在に保持するインデックス手段であって、ワーク
へ線材を巻くための巻線位置と、これから線材を巻こう
とするワークを供給し線材の巻き終わったワークを位置
決めする給排出位置に、それぞれワークを位置決めする
ためのインデックス手段と、巻線位置に位置決めされた
これから線材を巻こうとするワークに対して線材を巻く
ための巻回手段と、搬送手段のこれから線材を巻こうと
するワークをインデックス手段の給排出位置に移し、イ
ンデックス手段の給排出位置に位置決めされた線材の巻
き終わったワークを搬送手段に移すための給排出手段
と、を備える巻線装置により、達成される。

【０００５】本発明では、インデックス手段が、巻線位
置と給排出位置にそれぞれワークを位置決めできるよう
になっている。この巻線位置は、ワークに対して線材を
巻く位置である。給排出位置は、これから線材を巻こう
とするワークを供給して線材の巻き終わったワークを位
置決めする位置である。このインデックス手段は、複数
のワークを着脱自在に保持可能であって、巻線位置と給
排出位置にそれぞれワークを位置決めする。

【０００６】巻回手段は、巻線位置に位置決めされたこ
れから巻こうとするワークに対して線材を巻くようにな
っている。給排出手段は、搬送手段のこれから巻こうと
するワークをインデックス手段の給排出位置に移して、
インデックス手段の給排出位置に位置決めされた線材を
巻き終わったワークを搬送手段側に移すようになってい
る。巻線位置にあるワークに対しては巻回手段が線材を
ワークに対して巻いていく。これと同時に給排出手段は
インデックス手段の給排出位置にある既に巻き終わった
ワークを搬送手段側に移す。そして給排出手段は、空と
なったインデックス手段の給排出位置に対して新たなこ
れから線材を巻こうとするワークを、搬送手段から給排
出位置に移すことができる。従って、ワークに対する線
材の巻線動作と、これから線材を巻こうとするワークお
よび巻き終わったワークの給排出動作と、を同時に行う
ことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。図１は、本発明の巻線装置の好ましい実施の形態を
示す平面図である。この巻線装置は、ワークとして例え
ばテレビジョン受像機のような陰極線管に用いられる偏
向ヨーク（ボビン）に対して線材を巻回し、かつ巻線の
終わったボビンを排出し、新たなボビンを供給すること
ができるものである。

【０００８】図１の巻線装置は、概略搬送手段としての
コンベア５０、インデックス手段４０、巻回手段１０
０、そして給排出手段２００等を備えている。まず搬送
手段であるコンベア５０は、プラテン５１を順次所定間
隔で矢印ＦＤ方向に送ることができる。これらのプラテ
ン５１は、ボビンＢを着脱可能に保持できるようになっ
ている。コンベア５０は、ワーク供給位置Ａとワーク排
出位置Ｂにそれぞれ順次プラテン５１が位置決めでき
る。ワーク供給位置Ａとワーク排出位置Ｂは、後で述べ
る給排出手段２００の近くに配置されている。

【０００９】次にインデックス手段４０は、インデック
ステーブル４１と、２つのワーク保持具４３，４３およ
びモータ４２等を備えている。モータ４２は、インデッ
クステーブル４１をＲ方向に沿って中心軸ＣＬを中心と
して１８０゜毎にインデックス可能である。このモータ
４２は、例えばダイレクトドライブモータ（ＤＤモー
タ）を用いることができる。なおこのモータ４２は、イ
ンデックステーブル４１を正方向へ１８０゜回転してイ
ンデックスした後に、逆の負方向へ１８０゜回転してイ
ンデックスする。このようにするのは、インデックステ
ーブル４１およびワーク保持具４３，４３の周りに、エ
ネルギー供給用の配線や配管が設けられているためであ
る。

【００１０】ワーク保持具４３，４３は、ワークである
ボビンＮを着脱可能に水平に保持可能である。つまりボ
ビンＮの軸ＣＬ１は、インデックス用の中心軸ＣＬと平
行である。インデックステーブル４１には、図３に示す
ように軸ＣＬを中心として回転するための回転装置４０
ａが設けられている。回転装置４０ａのモータ４０ｂ
は、プーリー４０ｃを備えている。プーリー４０ｃとボ
ビンＮの外周部を着脱可能に保持するプーリー４０ｄの
間にはベルト４０ｅが設けられている。これによりモー
タ４０ｂが作動すると、ボビンＮは軸ＣＬを中心にＳ方
向に回転もしくはインデックス可能である。

【００１１】図１のインデックステーブル４１は、一方
のワーク保持部４３を巻線位置Ｐに位置決めし、他方の
ワーク保持具４３を給排出位置Ｑに位置決めできる。な
お、このインデックス手段４０のインデックステーブル
４１は、２つのワーク保持具４３，４３を備えている
が、更に３つ以上のワーク保持具を備えるようにしても
勿論構わない。この場合には、巻線位置Ｐ、給排出位置
Ｑおよび、検査ステーションや接着ステーション等に対
応してインデックスすることもできる。この検査ステー
ションとは、カメラ等によるファンネル部とネック部の
巻線状態のチェック及び絡げ部の線材の緩みチェックを
画像処理と係合して行う機能を有し、接着ステーション
とは、絡げ部線材に接着剤を塗付し、絡げ部の線材の緩
み対策処理をし、端子ピンの半田付け等も行える機能を
有している。

【００１２】次に、巻回手段１００と給排出手段２００
について図１と図２により説明する。この巻回手段１０
０は、線材供給ボビン７、ダンサーローラ１５、ガイド
ローラ１６，１７，１８、線材テンショナ２５、ノズル
ユニット２６、ガイドユニット３０等を有している。巻
回手段１００の一部、即ち巻回手段１００のガイドロー
ラ１６，１７，１８および線材テンショナ２５とノズル
ユニット２６は、双腕型ロボット２０の第１アーム組立
体１５０側に設けられている。これに対して双腕型ロボ
ット２０の第２アーム組立体は、給排出手段２００を構
成している。

【００１３】双腕型ロボット２０の第１アーム組立体１
５０は、アーム部２１ａ、アーム部２１ｂを有してい
る。アーム部２１ａの一端側が図２の基台２１ｃに回転
可能に支持されている。このアーム部２１ａは、モータ
Ｍ１の作動により軸ＣＬ２を中心として回転する。アー
ム部２１ａの他端は、アーム部２１ｂの一端に回転可能
に連結されている。アーム部２１ｂは、アーム部２１ａ
に対してモータＭ２の作動により中心軸ＣＬ３を中心に
回転できるようになっている。アーム部２１ｂの他端部
には、モータＭ３が設けられており、このモータＭ３は
ノズルユニット２６を中心軸ＣＬ４を中心に回転できる
ようになっている。このノズルユニット２６は、モータ
Ｍ４の作動によりα方向に旋回可能である。

【００１４】ガイドローラ１６は、アーム部２１ａに取
付けられている。ガイドローラ１７，１８はアーム部２
１ｂに取付けられている。アーム部２１ｂは、ガイドロ
ーラ１７，１８の間に線材テンショナ２５を備えてい
る。この線材テンショナ２５は、３つのプーリー２１，
２２，２４を有している。この３つのプーリーの内のプ
ーリー２２は、線材Ｗに加わるテンションを検出する可
動プーリーである。プーリー２２は、テンション検出用
のヒステリシスモータＭＴの作動により、線材Ｗの張力
の制御動作を行って、線材を適度な張力で線材Ｗをノズ
ル２６側に送れるようになっている。

【００１５】図１と図２に示すように、線材供給ボビン
７の線材Ｗはダンサーローラ１５、ガイドローラ１６，
１７を経て線材テンショナ２５のプーリー２１、可動プ
ーリー２２およびプーリー２４を通る。そして線材Ｗは
ガイドローラ１８を経てガイドユニット２６の中を通り
ガイドユニット２６の先端から導き出されるようになっ
ている。ガイドユニット２６から導き出された線材Ｗ
は、線材供給停止時においてはノズルユニット２６内の
線材クランプ（図示せず）により保持した状態で所定位
置に停止させて、線材Ｗのテンションを維持できるよう
になっている。これにより線材Ｗの供給は即時可能な状
態である。

【００１６】次に巻回手段１００のガイドユニット３０
は、ノズルユニット２６と協働することにより、図２と
図５に示すボビンＮの開口部溝Ｎ１とネック部溝Ｎ２に
それぞれ線材Ｗを巻き、かつボビンＮの軸方向ＣＬＮに
沿ってボビンＮの内周側に線材Ｗを所定のパターンで巻
いていくのに使われる。

【００１７】このガイドユニット３０は、図１と図２に
示すようにアクチュエータ３３，３４を有している。ア
クチュエータ３３の作動により、移動体３３ａが矢印Ｙ
方向にに移動可能である。またアクチュエータ３４を作
動することにより、移動体３３ａに沿ってガイドユニッ
ト３０のガイド３１，３２が矢印Ｘ方向に移動可能であ
る。

【００１８】次に、図１の給排出手段２００について説
明する。給排出手段２００は、双腕型ロボット２０の第
２アーム組立体であり、アーム部２２ａ、アーム部２２
ｂを有している。アーム部２２ａの一端側は図２の基台
２１ｃに取付けられていて、モータＭ１の作動により中
心軸ＣＬ２を中心に回転できる。アーム部２２ａの他端
側がアーム部２２ｂの一端側に連結されている。モータ
Ｍ５が作動すると、アーム部２２ｂはアーム部２２ａに
対して中心軸ＣＬ５を中心に回転できるようになってい
る。このアーム部２２ｂの他端側にはチャック部７０が
設けられている。このチャック部７０は、ボビンＮを図
２と図４に示すように着脱可能に保持する部分である。
チャック部７０は、チャック用の爪７０ａ，７０ａを有
し、これらの爪７０ａ，７０ａは取付板７０ｂに対して
アクチュエータ７０ｃ，７０ｃによりボビンＮの開口部
溝Ｎ１側を着脱可能に保持できるようになっている。こ
の取付板７０ｂは、アクチュエータ７０ｄにより矢印Ｄ
１の方向に移動可能である。

【００１９】アクチュエータ７０ｄの取付端はアーム部
２２ｂの他端部に取付けられていて、中心軸ＣＬ６を中
心に回転できる。このアクチュエータ７０ｄは、別のア
クチュエータ７０ｅにより中心軸ＣＬ６を中心として垂
直下方に矢印Ｔ方向に沿って９０゜下がるようになって
いる。この給排出手段２００のモータＭ１，Ｍ５および
アクチュエータ７０ｃ，７０ｃ，７０ｄが作動すること
により、給排出手段２００は、コンベア５０のワーク供
給位置Ａにあるこれから巻線しようとするボビンＮを図
１の給排出位置Ｑに対応するワーク保持具４３に移して
設定し、そして給排出位置Ｑに位置された既に巻線の終
わったボビンＮをコンベア５０のワーク排出位置Ｂ側に
排出する。なお、上述したアクチュエータやモータは図
示しない制御手段によりそれぞれ制御する。

【００２０】次に、上述した巻線装置の動作について説
明する。図１のコンベア５０は、ボビンＮを保持したプ
ラテン５１をワーク供給位置Ａに搬送して位置決めす
る。図１の給排出手段２００のモータＭ１，Ｍ５が作動
して、アーム部２２ｂのチャック部７０がそのワーク供
給位置Ａの真上に達する。図４のチャック部７０のアク
チュエータ７０ｅが収縮してアクチュエータ７０ｄおよ
び取付板７０ｂが垂直下方に向く。そしてアクチュエー
タ７０ｄが伸長して、取付板７０の爪７０ａ，７０ａが
開いた状態で図１のワーク供給位置Ａにあるこれから巻
線しようとするボビンＮの開口部溝Ｎ１側に近づく。図
４のアクチュエータ７０ｃ，７０ｃが作動して爪７０
ａ，７０ａが図１のワーク供給位置ＡのボビンＮをしっ
かりとつかむと、アクチュエータ７０ｄが収縮作動して
ボビンＮをワーク供給位置Ａのプラテン５１から引き抜
く。

【００２１】その後図２の給排出手段２００のモータＭ
１，Ｍ５が作動して、アーム部２２ｂがインデックス手
段４０の給排出位置Ｑ側に向く。これによりチャック部
７０が図２と図４に示す状態で給排出位置Ｑに位置して
いるワーク保持具４３に対面する。この状態で図４のア
クチュエータ７０ｄをＤ１の方向に伸長させるとノズル
Ｎのネック部溝Ｎ２側がワーク保持具４３の穴に嵌まり
込む。その後再びアクチュエータ７０ｃ，７０ｃを作動
して爪７０ａ，７０ａをボビンＮから離してかつシリン
ダ７０ｄを収縮作動することでチャック部７０はボビン
Ｎから離れる。

【００２２】モータ４２がインデックステーブル４１を
１８０゜回転して、ボビンを有するワーク保持具４３が
給排出位置Ｑから巻線位置Ｐにインデックスされる。巻
線位置ＰのボビンＮに対しては、巻回手段１００が線材
Ｗの所定の巻線パターンに従って巻線を施すことにな
る。

【００２３】巻線手段１００の線材供給ボビン７から供
給される線材Ｗは、ダンサーローラ１５、ガイドローラ
１６，１７、線材テンショナ２５を通りガイドローラ１
８を経てノズルユニット２６に至る。ノズルユニット２
６から出た線材Ｗは、ガイドユニットのガイド３１，３
２との協働により、次のようにしてボビンＮに対して所
定のパターンで線材を巻いていく。

【００２４】つまり線材Ｗは線材テンショナ２５で所定
の張力が与えられた状態でノズルユニット２６に至り、
ノズルユニット２６とガイドユニット３０のガイド３１
との協働により、図５のボビンＮの係止片Ｎ３の線材Ｗ
を絡げて図５のボビンＮの開口部溝Ｎ１に対してボビン
Ｎの軸ＣＬＮに直交する方向に線材Ｗを巻いていく。そ
してノズルユニット２６はボビンＮの中を通ってネック
部溝Ｎ２側に達し、ボビンＮのネック部溝Ｎ２の係止片
Ｎ４に線材Ｗを絡げ、そしてノズルユニット２６とガイ
ドユニット３０のガイド３２との協働により、図５のボ
ビンＮのネック部溝Ｎ２に対して中心軸ＣＬＮと直交す
る方向に線材Ｗを巻いていく。このような動作をボビン
Ｎの全周方向に沿って繰り返すことにより、ボビンＮに
対して所定の巻線パターンで線材Ｗを巻線することがで
きる。

【００２５】一方、上述のような要領でボビンＮに対し
て線材Ｗを巻線している間に、図１と図２の給排出手段
２００は、給排出位置Ｑに対応している空のワーク保持
具４３に対して、コンベア５０のプラテン５１から新た
なこれから巻線しようとするボビンＮを上述したのと同
様の要領で供給する。これにより、巻線位置Ｐのワーク
保持具４３のボビンＮは、線材Ｗが巻線されているとと
もに、給排出位置Ｑのワーク保持具４３には、これから
巻線しようとするボビンＮが装着されていることにな
る。しかもコンベア５０は、空となったプラテン５１を
ワーク供給位置Ａからワーク排出位置Ｂに位置決めす
る。

【００２６】巻線位置ＰにおけるボビンＮに対する巻線
が終了すると、ノズルユニット２６はボビンＮから退出
し、かつガイドユニット３０のボビンＮから退出する。
そしてインデックス手段４０のモータ４２が作動して、
インデックステーブル４１が１８０゜反転する。これに
より巻線されたボビンＮが給排出位置Ｑに位置するとと
もに、巻線位置Ｐにはこれから巻線しようとするボビン
Ｎが位置決めされる。そして給排出手段２００が給排出
位置Ｑに位置している既に巻線の終わったボビンＮを上
述したボビンの供給動作と逆の動作で行うことで、ワー
ク保持具４３から巻線の終わったボビンＮを抜き出し
て、そしてコンベア５０のワーク排出位置にあるプラテ
ン５１に巻線の終わったボビンＮを嵌め込む。

【００２７】このように本発明の実施の形態の巻線装置
は、インデックス手段４０を用いて、これから巻線しよ
うとするボビンＮの供給動作、巻線の終わったボビンＮ
の排出動作と、ボビンに対する線材Ｗの巻線動作を同時
に行うことができるので、巻線作業の効率化が図れる。
しかも双腕型ロボット２０を用いて、第１アーム組立体
１５０側を巻回手段１００の一部に採用し、かつ双腕型
ロボット２０の第２アーム組立体側を給排出手段２００
として機能させることにより、巻回手段と給排出手段を
それぞれ別個の水平多関節型ロボットを用いて機能させ
るのに比べて装置をコンパクト化することができる。

【００２８】本発明の実施の形態では双腕型ロボット２
０やインデックス手段４０等の組合せ動作により、偏向
ヨーク等のボビン形状のワークに対する線材Ｗの巻回作
業や、ワークの搬入排出動作を平行して行うことができ
る。従って巻線作業のタクトタイムが短縮され、生産効
率の飛躍的な向上を図ることができる。また双腕型ロボ
ットを用いて、ワークに対する線材の巻回動作とワーク
の給排出動作を同時に行うので、スペース、ワークに対
する線材の巻回動作とワークの給排出動作を別々の多関
節型ロボットで行うよりも小型化でき、スペース効率が
良い。

【００２９】ところで本発明は上記実施の形態に限定さ
れるものではない。例えば、図１の実施の形態では、テ
ンショナ２５が第１アーム組立体１５０のアーム部２１
ｂ側に設定されている。しかし図６に示すようにテンシ
ョナ２５は、アーム部２１ａ側に配置するようにしても
勿論構わない。この場合にテンショナ２５のプーリー２
４は、アーム部２１ａ，２１ｂの中心軸ＣＬ３に沿って
位置している。

【００３０】また図７の実施の形態では、テンショナ２
５がアーム部２１ａの中央部に位置している。また図示
の実施の形態では、陰極線管に用いる偏向ヨークをワー
クとして、線材Ｗをこのワークに対して巻回するように
している。しかしこれに限らず、他の分野のワークに対
して線材を巻回する場合にも本発明は適用できるもので
ある。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワークに対する線材の巻線の生産効率を向上することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の巻線装置の好ましい実施の形態を示す
平面図。

【図２】図１の巻線装置の巻回手段と給排出手段を示す
斜視図。

【図３】インデックス手段におけるボビンの回転用の回
転装置を示す図。

【図４】図２の給排出手段のチャック部を示す斜視図。

【図５】ボビンに対して線材を巻いていく状態の一部を
示す図。

【図６】本発明の他の実施の形態を示す図。

【図７】本発明の他の実施の形態を示す図。

【符号の説明】

２０ 双腕型ロボット ２６ ノズルユニット ３０ ガイドユニット ４０ インデックス手段 ４１ インデックステーブル ４３ ワーク保持具 ５０ コンベア（搬送手段） ７０ チャック部 １００ 巻回手段 １５０ 第１アーム組立体 ２００ 給排出手段（第２アーム組立体） Ｎ ボビン（ワーク） Ｗ 線材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 線材供給源からの線材をワークに巻くた
   めの巻線装置において、 ワークの搬送手段と、 複数のワークを着脱自在に保持するインデックス手段で
   あって、ワークへ線材を巻くための巻線位置と、これか
   ら線材を巻こうとするワークを供給し線材の巻き終わっ
   たワークを位置決めする給排出位置に、それぞれワーク
   を位置決めするためのインデックス手段と、 巻線位置に位置決めされたこれから線材を巻こうとする
   ワークに対して線材を巻くための巻回手段と、 搬送手段のこれから線材を巻こうとするワークをインデ
   ックス手段の給排出位置に移し、インデックス手段の給
   排出位置に位置決めされた線材の巻き終わったワークを
   搬送手段に移すための給排出手段と、を備えることを特
   徴とする巻線装置。
2. 【請求項２】 巻回手段の一部は双腕型ロボットの第１
   アーム組立体にあり、給排出手段は双腕型ロボットの第
   ２アーム組立体である請求項１に記載の巻線装置。
3. 【請求項３】 給排出手段は、ワークを着脱可能に保持
   するチャック部を備える請求項２に記載の巻線装置。
4. 【請求項４】 インデックス手段は、複数のワーク保持
   具を備え、各ワーク保持具はワークを回転可能である請
   求項１に記載の巻線装置。