(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の胴部及びその両側の鍔部を有するボビンを軸方向に往復移動させるボビン駆動機構を備え、ボビンに線材を多層整列巻きする巻取装置であって、
ボビンを胴部の接線方向から撮影するカメラと、
上記カメラが撮影した画像に基づいてボビンの往復移動のタイミングを設定する制御部と、
上記ボビンに巻き取られる際に上記線材を鍔部側に付勢する線材整列機構と、
上記線材整列機構に取り付けられ、上記線材に対するボビンの鍔部の軸方向間隔を測定する変位センサーと
を備え、
上記制御部が、上記変位センサーが測定した間隔に基づいて上記ボビンの往復移動を停止し、
上記カメラが、上記線材の乗り上がり画像を撮影し、
上記制御部が、既存層への上記線材の乗り上がり位置を基準としてボビンが１５０°以上３００°以下回転したときにボビンを反転移動させる巻取装置。
【請求項２】
円筒状の胴部及びその両側の鍔部を有するボビンを軸方向に往復移動させ、ボビンに線材を多層整列巻きする巻取方法であって、
ボビンを胴部の接線方向から撮影する撮影工程と、
上記撮影工程で撮影した画像に基づいてボビンの往復移動のタイミングを設定する制御工程と
を備え、
上記制御工程が、上記ボビンの移動を停止する移動停止工程と、上記ボビンを反転移動させる反転移動工程とを有し、
上記移動停止工程で、上記線材に対するボビンの鍔部の軸方向間隔に基づいて上記ボビンの往復移動を停止し、
上記撮影工程で、上記線材の乗り上がり画像を撮影し、
上記反転移動工程で、既存層への上記線材の乗り上がり位置を基準としてボビンが１５０°以上３００°以下回転したときにボビンを反転移動させる巻取方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻取装置及び巻取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
線材の製造工程において、ボビンに線材を巻き取る装置が用いられている。この巻取装置は、ボビンを回転させつつ軸方向に往復移動させることで、ボビンに線材を多層整列巻き可能に構成されている。具体的には、この巻取装置は、回転するボビンの胴部に軸方向一端側から他端側へと線材を整列して巻き取り、ボビンの鍔部に接する位置で線材を既存層から層上がりさせ、その後層上がりした位置から反転して軸方向に線材を整列して巻き取りを行うことで線材を多層整列巻きする。
【０００３】
しかしながら、この巻取装置は、線材の既存層からの層上がり位置でボビンの鍔部及び線材の間に間隔が生じたり、隣接する線材間に重なり合いが生じたりするおそれがある。
【０００４】
このような問題に基づいて、今日では「平角線の巻取装置および巻取方法」が発案されている（特開２０１０−６５８５号公報参照）。この公報に記載の巻取装置は、ボビンの往復移動速度を可変に制御すると共に、線押えローラで線材を押えることにより線材及びボビンの鍔部の間隔、並びに線材同士の隙間を減少させることで、線材間、又は線材及び鍔部間の間隔を調整して隣接する線材間の重なり合いを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−６５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記公報に記載の巻取装置は、外乱に起因する線材の乗り上がり（線乗り）や、線材の落ち込み（線落ち）を防止し難いという課題を有する。具体的には、この巻取装置は、使用時の熱変形等に起因してボビンの鍔部の内面（ボビンの胴部側の面）に凹凸が形成された場合に、凸部に対応する部分で線材が設定よりも早く鍔部と当たり線乗りを生じたり、凹部に対応する部分で線材及び鍔部間の間隔が大きくなり、乗り上がり部分の線材が鍔部側に落ち込んで線落ちが生じるおそれがある。また、このような線乗りや線落ちが生じると、その後の線材の巻取過程でさらなる線乗りや線落ちが生じるおそれが高くなる。
【０００７】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、線材の線乗りや線落ちを容易かつ確実に抑制することができる線材の巻取装置及び巻取方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る巻取装置は、円筒状の胴部及びその両側の鍔部を有するボビンを軸方向に往復移動させるボビン駆動機構を備え、ボビンに線材を多層整列巻きする巻取装置であって、ボビンを胴部の接線方向から撮影するカメラと、上記カメラが撮影した画像に基づいてボビンの往復移動のタイミングを設定する制御部とを備える。
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明の他の一態様に係る巻取方法は、円筒状の胴部及びその両側の鍔部を有するボビンを軸方向に往復移動させ、ボビンに線材を多層整列巻きする巻取方法であって、ボビンを胴部の接線方向から撮影する撮影工程と、上記撮影工程で撮影した画像に基づいてボビンの往復移動のタイミングを設定する制御工程とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の巻取装置及び巻取方法は、線材の線乗りや線落ちを容易かつ確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第一実施形態に係る巻取装置を示す模式図である。
【図２】図１の巻取装置における線材の乗り上がり位置を示す模式的断面図である。
【図３】図１の巻取装置におけるボビンの往復移動の制御機構を説明するための模式的断面図である。
【図４】図１の巻取装置のカメラによって撮影した線材の乗り上がり画像を示す模式図である。
【図５】図１の巻取装置とは異なる実施形態に係る巻取装置を示す模式図である。
【図６】図５の巻取装置の変位センサーによる線材及び鍔部の間隔の測定機構を示す模式的部分拡大図である。
【図７】図５の巻取装置の変位センサーによるボビンの移動停止位置を示す模式的部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［本発明の実施形態の説明］
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る巻取装置は、円筒状の胴部及びその両側の鍔部を有するボビンを軸方向に往復移動させるボビン駆動機構を備え、ボビンに線材を多層整列巻きする巻取装置であって、ボビンを胴部の接線方向から撮影するカメラと、上記カメラが撮影した画像に基づいてボビンの往復移動のタイミングを設定する制御部とを備える。
【００１３】
当該巻取装置は、ボビンを胴部の接線方向から撮影するカメラを備えており、このカメラは既存層への線材の乗り上がり画像を撮影することができる。また、当該巻取装置は、このカメラが撮影した画像に基づいてボビンの往復移動のタイミングを設定する制御部を備えるので、線材の乗り上がりに基づいてボビンの往復移動を制御することができる。当該巻取装置は、規定のプログラムによってボビンを往復移動させるものではなく、線材の乗り上がりに基づいて（つまり、実測データに基づいて）ボビンの往復移動を制御するものであるので、ボビンの鍔部の内面に凹凸が形成されていた場合でもこの凹凸に基づく線乗り及び線落ちを抑制し易い。そのため、当該巻取装置は、線材の線乗りや線落ちを容易かつ確実に抑制することができる。
【００１４】
当該巻取装置は、上記線材に対するボビンの鍔部の軸方向間隔を測定する変位センサーをさらに備えるとよい。このように、上記線材に対するボビンの鍔部の軸方向間隔を測定する変位センサーをさらに備えることによって、線材及び鍔部の軸方向間隔に基づいてボビンの往復移動をより的確に制御することができる。
【００１５】
当該巻取装置は、上記ボビンに巻き取られる際に線材を鍔部側に付勢する線材整列機構をさらに備え、上記変位センサーがこの線材整列機構に取り付けられているとよい。このように、上記ボビンに巻き取られる際に線材を鍔部側に付勢する線材整列機構をさらに備え、上記変位センサーがこの線材整列機構に取り付けられていることによって、線材及び鍔部の軸方向間隔を容易かつ確実に測定することができる。
【００１６】
上記制御部が、既存層への上記線材の乗り上がり位置を基準としてボビンが１５０°以上３００°以下回転したときにボビンを反転移動させるとよい。このように、上記制御部が、既存層への上記線材の乗り上がり位置を基準としてボビンが上記範囲の角度で回転したときにボビンを反転移動させることによって、層上がりした位置の外面と層上がりした位置以外の外面との平坦化を促進することができ、巻き取り後に線材をスムーズに繰り出すことができる。
【００１７】
また、上記課題を解決するためになされた別の発明は、円筒状の胴部及びその両側の鍔部を有するボビンを軸方向に往復移動させ、ボビンに線材を多層整列巻きする巻取方法であって、ボビンを胴部の接線方向から撮影する撮影工程と、上記撮影工程で撮影した画像に基づいてボビンの往復移動のタイミングを設定する制御工程とを備える。
【００１８】
当該巻取方法は、ボビンを胴部の接線方向から撮影する撮影工程を備えるので、撮影工程によって既存層への線材の乗り上がり画像を撮影することができる。また、当該巻取方法は、撮影工程で撮影した画像に基づいてボビンの往復移動のタイミングを設定する制御工程を備えるので、線材の乗り上がりに基づいてボビンの往復移動を制御することができる。そのため、当該巻取方法は、既述のように線材の線乗りや線落ちを容易かつ確実に抑制することができる。
【００１９】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明に係る巻取装置及び巻取方法を図面を参照しつつ詳説する。
【００２０】
［第一実施形態］
＜巻取装置＞
図１の巻取装置１は、円筒状の胴部１１ａ及びその両側に鍔部１１ｂを有するボビン１１を軸方向に往復移動させるボビン駆動機構１２を備え、ボビン１１に線材Ｘを多層整列巻きする巻取装置である。当該巻取装置１は、ボビン駆動機構１２及びボビン１１を回転させるボビン回転機構１３を有するトラバーサ２と、ボビン１１を胴部１１ａの接線方向から撮影するカメラ３と、カメラ３が撮影した画像に基づいてボビン１１の往復移動のタイミングを設定する制御部４とを備える。
【００２１】
当該巻取装置１は、ボビン１１を胴部１１ａの接線方向から撮影するカメラ３を備えており、このカメラ３は既存層への線材Ｘの乗り上がり画像を撮影することができる。また、当該巻取装置１は、このカメラ３が撮影した画像に基づいてボビン１１の往復移動のタイミングを設定する制御部４を備えるので、線材Ｘの乗り上がりに基づいてボビン１１の往復移動を制御することができる。当該巻取装置１は、規定のプログラムによってボビン１１を往復移動させるものではなく、線材Ｘの乗り上がりに基づいて（つまり、実測データに基づいて）ボビン１１の往復移動を制御するものであるので、ボビン１１の鍔部１１ｂの内面に凹凸が形成されていた場合でもこの凹凸に基づく線乗り及び線落ちを抑制し易い。そのため、当該巻取装置１は、線材Ｘの線乗りや線落ちを容易かつ確実に抑制することができる。
【００２２】
線材Ｘは、アームガイドＹを介してボビン１１の胴部１１ａに巻き付けられる。線材Ｘは、平角線であっても丸線であってもよいが、平角線を用いることで当該巻取装置１の効果がより発揮される。線材Ｘの種類としては特に限定されるものではないが、例えば銅等の金属導体からなる単芯線に絶縁塗料を焼き付け塗布したエナメル線等の被覆電線が好適に用いられる。また、線材Ｘの厚さや幅は特に限定されるものではないが、当該巻取装置１は、例えば平均厚さが０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下、平均幅が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下のものを好適に巻き取ることができる。
【００２３】
（トラバーサ）
トラバーサ２は、上述のボビン駆動機構１２及びボビン回転機構１３と、台座となる支持台１４とを有する。
【００２４】
支持台１４は、ボビン駆動機構１２及びボビン回転機構１３が載置される基台であり、トラバーサ２の最下部に位置する。
【００２５】
ボビン駆動機構１２は、スクリューシャフト１２ａ、移動台１２ｂ及び位置制御モータ１２ｃを有する。
【００２６】
スクリューシャフト１２ａは、螺旋状の溝（ネジ溝）が刻まれたシャフトであり、一端が移動台１２ｂに螺合され、他端が位置制御モータ１２ｃの軸に接合されている。
【００２７】
移動台１２ｂは、上記スクリューシャフト１２ａと螺合するネジ穴を有し、スクリューシャフト１２ａの回転に応じてスクリューシャフト１２ａの軸方向に移動するように支持台１４上に配設されている。
【００２８】
位置制御モータ１２ｃは、スクリューシャフト１２ａを回転させるモータである。位置制御モータ１２ｃは、正逆回転可能である。この位置制御モータ１２ｃによりスクリューシャフト１２ａを回転させることで、移動台１２ｂがスクリューシャフト１２ａの軸方向に移動する。また、位置制御モータ１２ｃの回転方向を変えることで移動台１２ｂを往復移動させることができる。
【００２９】
ボビン回転機構１３は、ボビン取り付け用のスピンドル１３ａ、このスピンドル１３ａを回転自在に支持する軸受材１３ｂ、及びギア１３ｄを介して上記スピンドル１３ａを回転させる回転用モータ１３ｃを有する。
【００３０】
スピンドル１３ａは、回転用モータ１３ｃの回転動力をボビン１１に伝える円柱状部材である。スピンドル１３ａは、ボビン１１の胴部内部に軸方向が一致するよう装着可能に構成されている。スピンドル１３ａは、スクリューシャフト１２ａと軸方向が一致するよう配設されている。
【００３１】
軸受材１３ｂは、スピンドル１３ａを回転自在に支持する軸受である。ボビン回転機構１３は、スピンドル１３ａが軸受材１３ｂに支持された状態で、ボビン１１が装着されたスピンドル１３ａを回転させることでボビン１１を回転させる。
【００３２】
回転用モータ１３ｃは、移動台１２ｂ上に配設され、ギア１３ｄを介してスピンドル１３ａと接続されている。回転用モータ１３ｃがスピンドル１３ａを回転させることで、線材Ｘがボビン１１に巻き取られる。回転用モータ１３ｃは回転速度を可変に構成されてもよく、回転速度を不変に構成されてもよい。
【００３３】
トラバーサ２は以上のように構成されているので、当該巻取装置１は、位置制御モータ１２ｃを用いて移動台１２ｂを往復移動させることで、ボビン駆動機構１２によりボビン１１を往復移動させることができる。また、当該巻取装置１は、ボビン１１をスピンドル１３ａに装着し、回転用モータ１３ｃを用いてスピンドル１３ａを回転させることで、ボビン回転機構１３によりボビン１１を回転させることができる。そのため、当該巻取装置１は、位置を固定したアームガイドＹからボビン１１の軸方向に対して垂直方向に供給される線材Ｘをボビン１１の回転及び軸方向の往復移動によりボビン１１に多層に巻き取ることができる。このようなトラバーサ２としては、公知のものを利用できる。
【００３４】
（カメラ）
カメラ３は、ボビン１１を胴部１１ａの接線方向から撮影できるよう配設されており、本実施形態では、図２に示すように、ボビン１１の軸方向と垂直方向から胴部１１ａに巻き付けられた線材Ｘを撮影可能に配設されている。また、カメラ３は、鍔部１１ｂの内面（対向面）近傍位置における線材Ｘを連続的に撮影できるように構成されており、これにより線材Ｘの既存層への乗り上がりを撮影可能に構成されている。なお、当該巻取装置１は、後述のように、カメラ３によって線材Ｘの乗り上がり画像を撮影した後、カメラ３が撮影したこの画像を基にボビン１１の往復移動を制御する。そのため、当該巻取装置１にあっては、カメラ３が線材Ｘの乗り上がりを早期に撮影できる方がボビン１１の往復移動を制御し易い。このような点から、カメラ３は、アームガイドＹから供給された線材Ｘがボビン１１に重積される点から２１０°巻かれる前の線材Ｘを撮影できるよう配設されることが好ましい。カメラ３としては、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）カメラ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）カメラ等を用いることができる。
【００３５】
（制御部）
制御部４は、例えばパーソナルコンピューターやプログラマブルコントローラー等により構成することができる。制御部４は、上述のようにカメラ３が撮影した画像に基づいてボビン１１の往復移動のタイミングを設定する。具体的には、制御部４は、カメラ３が線材Ｘの既存層への乗り上がり画像を撮影すると、この画像に基づいて線材Ｘの乗り上がり位置を基準としてボビン１１を反転移動させるようボビン駆動機構１２を制御する。
【００３６】
図２〜図４を参照して、当該巻取装置１におけるボビン１１の往復移動の制御機構について説明する。まず、当該巻取装置１は、ボビン駆動機構１２及びボビン回転機構１３によりボビン１１を周方向であるＺ方向に回転及び軸方向に移動させつつアームガイドＹから供給される線材Ｘを胴部１１ａに巻き取っていく。そして、制御部４は、線材Ｘが鍔部１１ｂの内面近傍に至るとボビン１１の軸方向の移動を停止させる。ボビン１１の軸方向の移動を停止させる手順としては、特に限定されるものではなく、例えば線材Ｘと鍔部１１ｂとの軸方向間隔を測定し、この間隔が一定以下となった場合にボビン１１の軸方向の移動を停止させればよい。
【００３７】
次に、ボビン１１の軸方向の移動が停止されると、線材Ｘは、ボビン１１の胴部１１ａにおける鍔部１１ｂの内面近傍の部分に巻かれていき、この部分において３６０°巻かれた際に、図２に示すように乗り上がり位置Ｘ１において既存層に乗り上がる。
【００３８】
さらに、線材Ｘは、乗り上がり位置Ｘ１において既存層に乗り上げた後も、ボビン１１の胴部１１ａにおける鍔部１１ｂの内面近傍の部分に巻かれていく。そして、図３に示すように、既存層に乗り上げ後、所定の角度巻き取られた時点で、この乗り上がり部分はカメラ３の撮影領域に至る。一方、カメラ３は、胴部１１ａの接線方向からボビン１１を連続的に撮影しているため、図４に示す乗り上がり画像がカメラ３によって撮影される。カメラ３によって乗り上がり画像が撮影されると、制御部４は、画像処理によって線材Ｘの乗り上がりを認識し、線材Ｘの既存層への乗り上がり位置Ｘ１を基準とする（つまり、乗り上がり位置Ｘ１を０°とする）ボビン１１の回転角度に基づいてボビン１１を反転移動制御する。なお、カメラ３が上記画像処理を行い、制御部４がこの画像処理データを受信してボビン１１を反転移動制御してもよい。
【００３９】
線材Ｘの既存層への乗り上がり位置Ｘ１を基準とするボビン１１が反転移動を開始する角度の下限としては１５０°、上限としては３００°の範囲にあることが好ましい。上記角度が上記下限に満たないと、ボビン１１の反転移動が早くなり過ぎて、層上がりした位置における線材Ｘの層厚が不足して、巻き取り後に線材Ｘをスムーズに繰り出し難くなるおそれがある。逆に、上記角度が上記上限を超えると、層上がりした位置における線材Ｘの層厚が大きくなり、巻き取り後に線材Ｘをスムーズに繰り出し難くなるおそれがある。なお、線材Ｘがボビン１１に重積された点からカメラ３によって撮影されるまでのボビン１１の回転角度は予め制御部４に記憶されている。ボビン１１の反転移動は、この重積点を基準とするボビン１１の回転角度が所定の値となった時にボビン１１を反転移動するよう制御部４がボビン駆動機構１２を制御することで行われる。
【００４０】
＜巻取方法＞
次に、本発明に係る巻取方法について説明する。当該巻取方法は、円筒状の胴部及びその両側の鍔部を有するボビンを軸方向に往復移動させ、ボビンに線材を多層整列巻きする巻取方法であって、図１の当該巻取装置１を用いて行うことができる。当該巻取方法は、ボビン１１を胴部１１ａの接線方向から撮影する撮影工程と、上記撮影工程で撮影した画像に基づいてボビン１１の往復移動のタイミングを設定する制御工程とを備える。
【００４１】
（撮影工程）
上記撮影工程は、カメラ３によって行われる。上記撮影工程では、ボビン１１を胴部１１ａの接線方向から連続的に撮影することによって、線材Ｘの既存層への乗り上がり画像を撮影する。
【００４２】
（制御工程）
上記制御工程は、制御部４によって行われる。上記制御工程では、上記撮影工程で撮影された線材Ｘの既存層への乗り上がり画像に基づいて乗り上がり位置Ｘ１を基準としてボビン１１を反転移動させるようボビン駆動機構１２を制御する。なお、上記制御工程は、ボビン１１を反転移動させる前に、線材Ｘが鍔部１１ｂの内面近傍に至った際にボビン１１の軸方向の移動を停止させることが好ましい。
【００４３】
当該巻取方法は、ボビン１１を胴部１１ａの接線方向から撮影する撮影工程を備えるので、撮影工程によって既存層への線材Ｘの乗り上がり画像を撮影することができる。また、当該巻取方法は、撮影工程で撮影した画像に基づいてボビン１１の往復移動のタイミングを設定する制御工程を備えるので、線材Ｘの乗り上がりに基づいてボビンの往復移動を制御することができる。そのため、当該巻取方法は、既述のように線材Ｘの線乗りや線落ちを容易かつ確実に抑制することができる。
【００４４】
［第二実施形態］
＜巻取装置＞
図５の巻取装置２１は、トラバーサ２と、ボビン１１を胴部１１ａの接線方向から撮影するカメラ３と、ボビン１１に巻き取られる際に線材Ｘを鍔部１１ｂ側に付勢する線材整列機構２２と、線材Ｘに対する鍔部１１ｂの軸方向間隔を測定する一対の変位センサー２３と、カメラ３が撮影した画像及び一対の変位センサー２３が測定した間隔に基づいてボビン１１の往復移動のタイミングを設定する制御部２４とを備える。当該巻取装置２１におけるトラバーサ２及びカメラ３は、図１の巻取装置１と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。
【００４５】
（線材整列機構）
線材整列機構２２は、一対のローラーユニット３１を有する。各ローラーユニット３１は、ボビン１１の軸と平行に配設され、この軸方向に往復移動する軸部と、この軸部の先端に配設され、巻き取られる際の線材Ｘを付勢するローラー部とを有する。
【００４６】
一対のローラーユニット３１は、フレーム３２に往復移動機構及び切離機構を介して配設されており、これによりボビン１１に対して切離可能かつボビン１１の軸方向に往復移動可能に設けられている。具体的には、線材整列機構２２は、支持台であるフレーム３２と、フレーム３２にボビン１１の軸方向に移動可能配設される移動台３３と、移動台３３から突設した板部に回転軸の軸方向が移動台３３の移動方向と一致するよう配設された一対のアクチュエーター３４と、一対のアクチュエーター３４の回転軸に接続された一対のアーム部３５と、一対のアーム部３５に付設される一対のローラーユニット３１とを有する。
【００４７】
フレーム３２は、移動台３３をボビン１１の軸方向（図中左右方向）に往復移動自在に支持する。フレーム３２の両端には移動台３３の移動を制限するストッパー板が設けられている。
【００４８】
移動台３３は、一対のローラユニット３１をボビン１１の軸方向に往復移動させる。この移動台３３の移動機構としては、上述のボビン駆動機構１２と同様の構成を採用することができる。
【００４９】
一対のアクチュエーター３４は、移動台３３の上面に移動方向に対して対向するよう配置された一対の板部にそれぞれ配設されている。この一対のアクチュエーター３４は、回転軸の軸方向が移動台３３の移動方向（ボビン１１の軸方向）と一致するよう配設されており、一対のアーム部３５をそれぞれボビン１１の軸方向に垂直な面内で移動可能としている。
【００５０】
一対のアーム部３５は、それぞれボビン１１の軸方向に垂直な面内で移動可能に構成されている。具体的には、一対のアーム部３５は、それぞれ一端がアクチュエーター３４に接続される本体と、この本体の他端に連結されるローラー支持部とを有し、この本体及びローラー支持部がボビン１１の軸方向に垂直な方向に回転可能に連結されている。
【００５１】
一対のローラーユニット３１は、ボビン１１の鍔部１１ｂ側に線材Ｘを押圧可能に構成されている。一対のローラーユニット３１は、回転軸がボビン１１の軸方向と平行となり、かつ上記ローラー部が一対のアーム部３５の対向面と反対側に配設されるように、それぞれ軸部を介してローラー支持部に回転可能に軸支されている。
【００５２】
一対のローラーユニット３１は、図６に示すように、上記ローラー部として、軸部の先端に同軸に配設され、その先端が線材Ｘの側面に当接可能な大径ローラー３６と、この大径ローラー３６の先端側に同軸に配設され、その周面が線材Ｘの外周に当接可能な小径ローラー３７とを有する。
【００５３】
（変位センサー）
各変位センサー２３は、レーザー光を発光可能な光源と、光源から発光されたレーザー光の反射光を検出可能な検出部とを有する。一対の変位センサー２３は、線材整列機構２２に取り付けられている。具体的には、一対の変位センサー２３は、上記光源の出光方向が外方向（一対のアーム部３５の対向方向と反対方向）かつ上記軸部の軸方向と一致するように一対のアーム部３５に取り付けられている。これにより、各変位センサー２３は、上記光源が鍔部１１ｂの内面に対してレーザー光を発光可能に構成されており、この鍔部１１ｂによって反射された反射光を上記検出部が検出することで、変位センサー２３と鍔部１１ｂの内面との間隔を測定可能に構成されている。
【００５４】
（制御部）
制御部２４は、例えばパーソナルコンピューターやプログラマブルコントローラー等により構成することができる。制御部２４は、図１の巻取装置１の制御部４と同様、カメラ３が線材Ｘの既存層への乗り上がり画像を撮影すると、この画像に基づいて線材Ｘの乗り上がり位置を基準としてボビン１１を反転移動させるようボビン駆動機構１２を制御する。また、制御部２４は、一対の変位センサー２３が測定した間隔に基づいてボビン１１の往復移動を停止可能に構成されている。具体的には、制御部２４は、一対の変位センサー２３によって測定された変位センサー２３と鍔部１１ｂの内面との間隔から、ボビン１１に巻き取られる線材Ｘの外側の側面（鍔部１１ｂ側の側面）と鍔部１１ｂの内面との間隔を算出し、この間隔が一定値以下（例えば線材Ｘの幅よりも小さい値）となる時点でボビン１１の移動を停止可能に構成されている。
【００５５】
図６，７を参照して、当該巻取装置２１における線材Ｘ及び鍔部１１ｂの軸方向間隔の測定機構について説明する。まず、当該巻取装置２１は、図６に示すように、線材Ｘがボビン１１の一方の鍔部１１ｂ側に巻き取られる際に、線材整列機構２２の一対のローラーユニット３１のうち小径ローラー３７が一方の鍔部１１ｂ側に位置する一方のローラーユニット３１をこの巻き取られる線材Ｘの外周に沿うように配置する。そして、この一方のローラーユニット３１のアーム部３５に取り付けられた変位センサー２３が、この変位センサー２３と鍔部１１ｂの内面との間隔Ｄを連続的に測定することで、線材Ｘに対する鍔部１１ｂの軸方向間隔を測定する。そして、図７に示すように、変位センサー２３と鍔部１１ｂの内面との間隔Ｄが一定の値以下になると、制御部２４は線材Ｘが鍔部１１ｂ近傍に至ったものと判断してボビン１１の移動を停止する。なお、当該巻取装置２１にあっては、上記間隔Ｄを基に線材Ｘの外側の側面（鍔部１１ｂ側の側面）と鍔部１１ｂの内面との間隔が測定できればよい。当該巻取装置２１は、変位センサー２３と線材Ｘの外側の側面との軸方向間隔を一定に保ちつつ、上記間隔Ｄを測定し、これらの値から線材Ｘの外側の側面と鍔部１１ｂの内面との正確な間隔を算出してもよい。
【００５６】
なお、この一方のローラーユニット３１は、ボビン１１が反転移動した際には、ボビン１１に巻き取られる線材Ｘの外面に小径ローラー３７の周面を当接させ、かつ大径ローラー３６の側面（小径ローラー３７側の面）を線材Ｘの側面に当接させてボビン１１の鍔部１１ｂ側に線材Ｘを押圧し、線材Ｘ間の隙間を制御する。
【００５７】
当該巻取装置２１は、線材Ｘに対する鍔部１１ｂの軸方向間隔を測定する変位センサー２３を備えることによって、線材Ｘ及び鍔部１１ｂの軸方向間隔に基づいてボビン１１の移動を停止することができる。当該巻取装置２１は、規定のプログラムによってボビンを移動を停止させるものではなく、実測データに基づいてボビン１１の移動を停止するものであるので、鍔部１１ｂの内面に凹凸が形成されていた場合でもこの凹凸に基づく線乗り及び線落ちを抑制し易い。そのため、当該巻取装置２１は、往復移動をより的確に制御することができる。また、当該巻取装置２１は、変位センサー２３が線材整列機構２２に取り付けられていることによって、線材Ｘ及び鍔部１１ｂの軸方向間隔を容易かつ確実に測定することができる。
【００５８】
なお、線材Ｘがボビン１１の他方側に巻き取られる際は、線材整列機構２２の一対のローラーユニット３１のうち小径ローラー３７が他方の鍔部１１ｂ側に位置する他方のローラーユニット３１をこの巻き取られる線材Ｘの外周に沿うように配置し、この他方のローラーユニット３１のアーム部３５に取り付けられた変位センサー２３によって線材Ｘに対する鍔部１１ｂの軸方向間隔を測定すればよい。
【００５９】
＜巻取方法＞
次に、図５の当該巻取装置２１を用いた巻取方法について説明する。当該巻取方法は、カメラ３が撮影した画像及び一対の変位センサー２３が測定した間隔に基づいてボビン１１の往復移動のタイミングを設定する制御工程と、ボビン１１を胴部１１ａの接線方向から撮影する撮影工程とを備える。また、上記制御工程は、ボビン１１の移動を停止する移動停止工程と、ボビン１１を反転移動させる反転移動工程とを有する。当該巻取方法は、上記移動停止工程、撮影工程、反転移動工程の順で行われる。上記撮影工程は、上述の第一実施形態における撮影工程と同様であり、上記反転移動工程は、上述の第一実施形態の制御工程と同様であるため説明を省略する。
【００６０】
（移動停止工程）
上記移動停止工程は、一対の変位センサー２３及び制御部２４によって行われる。上記移動停止工程では、まず一対の変位センサー２３が、この一対の変位センサー２３と鍔部１１ｂの内面との間隔を連続的に測定することで、線材Ｘに対する鍔部１１ｂの軸方向間隔を測定する。さらに、上記移動停止工程では、制御部２４が、一対の変位センサー２３と鍔部１１ｂの内面との間隔が一定の値以下になると、線材Ｘが鍔部１１ｂ近傍に至ったものと判断してボビン１１の往復移動を停止する。
【００６１】
当該巻取方法は、上記移動停止工程を備えるので、線材Ｘが鍔部１１ｂ近傍に至った位置でボビン１１の軸方向の移動を容易かつ確実に停止することができる。そのため、当該巻取方法は、線材Ｘの線乗りや線落ち（特に、鍔部１１ｂの内面の凹凸に起因する線材Ｘの線乗りや線落ち）をより的確に抑制することができる。
【００６２】
［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００６３】
例えば、当該巻取装置は、上記変位センサーを備える場合でも、この変位センサーは必ずしも線材整列機構に取り付けられる必要はない。当該巻取装置は、例えば上述のアームガイドに取り付けられてもよい。また、当該巻取装置における線材整列機構は、上述の実施形態の構成に限定されるものではない。例えば上記線材整列機構は、軸部の先端に同軸に配設され、その周面が線材の外周に当接する小径ローラーと、この小径ローラーの先端側に同軸に配設され、その後端面が線材の側面に当接する大径ローラーとを有する一対の牽引ローラーユニット（ボビンの鍔部側へ線材を牽引するローラーユニット）を有していてもよい。またこの場合、上記一対の変位センサーは、この一対の牽引ローラーユニットのアーム部に取り付けられてもよい。
【００６４】
当該巻取装置は、線材の既存層への乗り上がり位置を撮影又は予測し、この乗り上がり位置でボビンの移動を停止するよう構成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明に係る巻取装置は、線材の線乗りや線落ちを容易かつ確実に抑制することができるので、線材の自動巻取装置として適している。
【符号の説明】
【００６６】
１，２１  巻取装置
２  トラバーサ
３  カメラ
４，２４  制御部
１１  ボビン
１１ａ  胴部
１１ｂ  鍔部
１２  ボビン駆動機構
１２ａ  スクリューシャフト
１２ｂ  移動台
１２ｃ  位置制御モータ
１３  ボビン回転機構
１３ａ  スピンドル
１３ｂ  軸受材
１３ｃ  回転用モータ
１３ｄ  ギア
１４  支持台
２２  線材整列機構
２３  変位センサー
３１  ローラーユニット
３２  フレーム
３３  移動台
３４  アクチュエーター
３５  アーム部
３６  大径ローラー
３７  小径ローラー
Ｘ  線材
Ｙ  アームガイド
Ｚ  回転方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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