(57)【要約】【課題】単一巻線装置において当該装置を停止することなく自動で異巻数コイルを連続して生産可能なコイル製造装置を提供する。【解決手段】  予め設定された巻数変更情報を元にして、制御装置９ｂで線素材皮膜剥離位置、皮膜剥離量、線素材送り量、巻軸巻き取り量をそれぞれ計算し、その計算値に基づいてモータコントローラ９ａを介して第1〜３モータ６〜８を制御して、自動運転中においても巻数が変更可能になっていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺で皮膜付き線素材の所定個所の皮膜を剥離する皮膜剥離機構と、その皮膜剥離機構により皮膜剥離部を所定の間隔をおいて所定量形成した線素材を巻軸に巻線してコイルを形成する巻線機構と、前記線素材を皮膜剥離機構から巻線機構に強制移送する線送り機構とを備え、前記巻線機構で線素材を巻軸に巻き取りながら、その巻き取り量に応じて前記線送り機構で線素材を強制移送するコイル製造装置において、
前記皮膜剥離機構を駆動する第１モータと、前記線送り機構を駆動する第２モータと、前記巻線機構を駆動する第３モータと、前記第1〜3モータを関連付けて制御するモータコントローラと、線素材皮膜剥離位置、皮膜剥離量、線素材送り量、巻軸巻き取り量の計算をして、その計算値を前記モータコントローラに転送する制御装置を備え、
予め設定された巻数変更情報を元にしてに、前記制御装置で前記線素材皮膜剥離位置、皮膜剥離量、線素材送り量、巻軸巻き取り量をそれぞれ計算し、その計算値に基づいて前記モータコントローラを介して前記第1〜３モータを制御して、自動運転中に巻数が変更可能になっていることを特徴とするコイル製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺な線素材の所定個所の皮膜を剥離した後に巻線して生産される芯付コイルもしくは空芯コイルの製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、芯付コイル及び空芯コイルは下記特許文献１に記載のように、長尺の皮膜付き線素材を対象として、その線素材の所定個所を皮膜剥離する機構と、その線素材を所定の直径に所定巻数だけ巻線してコイルを形成する機構とを備えた巻線装置によって製造されるのが普通であった。
【０００３】
このような巻線装置で製造されたコイルを同時にプリント配線基板などに実装する装置においては、実装するコイル巻数の種類分だけ巻線装置を準備する必要があった。
【特許文献１】特開平９−３２０８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが従来の単一巻線実装装置では、同一基板上への異巻数コイルの実装ができないという欠点を有している。そのためコイル巻数が異なる場合には、コイル巻数の種類分だけ巻線装置を準備する必要があり、設備費か高くなるばかりでなく、装置の設置スペースが必要であり、製造ラインが複雑になるなどの問題点を有している。
【０００５】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、単一巻線装置においてその装置を停止することなく、自動で異巻数コイルを連続して製造することが可能なコイル製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため本発明は、長尺で皮膜付き線素材の所定個所の皮膜を剥離する皮膜剥離機構と、その皮膜剥離機構により皮膜剥離部を所定の間隔をおいて所定量形成した線素材を巻軸に巻線してコイルを形成する巻線機構と、前記線素材を皮膜剥離機構から巻線機構に強制移送する線送り機構とを備え、前記巻線機構で線素材を巻軸に巻き取りながら、その巻き取り量に応じて前記線送り機構で線素材を強制移送するコイル製造装置を対象とするものである。
【０００７】
そして前記皮膜剥離機構を駆動する第１モータと、前記線送り機構を駆動する第２モータと、前記巻線機構を駆動する第３モータと、前記第1〜3モータを例えば同期制御あるいは同時制御などのように関連付けて制御するモータコントローラと、線素材皮膜剥離位置、皮膜剥離量、線素材送り量、巻軸巻き取り量の計算をして、その計算値を前記モータコントローラに転送する制御装置を備え、
予め設定された巻数変更情報を元にしてに、前記制御装置で前記線素材皮膜剥離位置、皮膜剥離量、線素材送り量、巻軸巻き取り量をそれぞれ計算し、その計算値に基づいて前記モータコントローラを介して前記第1〜３モータを制御して、自動運転中に巻数が変更可能になっていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は前述のような構成になっており、予め設定された巻数変更情報を元にしてに、前記制御装置で前記線素材皮膜剥離位置、皮膜剥離量、線素材送り量、巻軸巻き取り量をそれぞれ計算し、その計算値に基づいてモータコントローラを介して第1〜３モータを制御して、自動運転中に巻数が変更可能になっているため、単一巻線装置において当該装置を停止することなく、自動で異巻数コイルを連続して生産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に本発明に係るコイル製造装置を実施するための最良の形態を図とともに説明する．図１は本実施形態に係るコイル製造装置における各機構の同期制御及び巻数変更制御を説明するためのブロック図、図２はそのコイル製造装置の概略構成図、図３はそのコイル製造装置の巻線機構の概略構成図、図４は巻数変更時の線素材剥離位置の算出例を説明するための図である。
【００１０】
本発明の実施形態に係るコイル製造装置１は図１に示すように、線素材の流れ方向に沿ってテンション付加機構２、皮膜剥離機構３、線送り機構４、巻線機構５の順で設置されている。
【００１１】
前記皮膜剥離機構３は第１モータ（ＳＭ１）６によって駆動され、線送り機構４は第２モータ（ＳＭ２）７によって駆動され、巻線機構５は第３モータ（ＳＭ３）８によって駆動される。
【００１２】
これら第1〜3モータ（ＳＭ１〜３）６〜８はサーボモータからなり、モータコントローラ９ａによって同期制御される。このモータコントローラ９ａは制御装置９ｂにより計算された線素材皮膜剥離位置、皮膜剥離量、線素材送り量、巻軸巻き取り量の結果に基づいて制御され、自動運転中に各機構の動作をコントロールすることにより、コイル巻数の変更なども行うことができる。なお、図中の，２２は後述のように第３モータ（ＳＭ３）８の単位動作量（線素材１０の巻き取り量、巻き取り速度）を検出するセンサーである。
【００１３】
図示していないがモータコントローラ９ａならびに制御装置９ｂを含む制御部本体は、各種制御プログラムを記憶したＲＯＭ、演算プロセッサー、入力データなどを記憶するＲＡＭ、液晶表示部、プリンタ、キーボードを有する操作部などを備えている。
【００１４】
次に図２を用いて空芯コイルの製造工程を説明する。
【００１５】
表面に絶縁皮膜を形成した長尺の線素材１０は、線素材ボビン１１に巻かれた状態で供給されてセットされる。この線素材ボビン１１から引き出された線素材１０は、テンション付加機構２を経由し、張力が付加された状態でガイドローラ１２により皮膜剥離機構３内に案内される。
【００１６】
皮膜剥離機構３は複数枚の回転刃１３を有し、回転刃１３は線素材１０の皮膜と接し、線素材１０の中心軸を中心にして矢印Ａ方向に回転するとともに、矢印Ｂ方向に往復移動することにより、皮膜を機械的に剥離して所定の長さの皮膜剥離部１４を形成する。皮膜剥離部１４の中間点から次の皮膜剥離部１４の中間点までの間の線素材１０の長さが、１つのコイルを形成する長さに相当する。
【００１７】
皮膜剥離機構３、線送り機構４、巻線機構５の各機構の大きさの関係上、皮膜剥離機構３から巻線機構５までの間に、複数のコイル分の長さに相当する線素材１０が張架され、その間で皮膜剥離部１４も複数存在している。
【００１８】
皮膜剥離機構３と巻線機構５の間に線送り機構４が配置されている。線送り機構４は線素材１０を把持する開閉可能な一対の送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂを有し、この送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂで線素材１０を把持して、線素材１０の先端部１６(図３参照)を巻線機構５側に所定長さだけ送り出す。
【００１９】
送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂは線素材１０の皮膜剥離部１４が形成されていない部分、すなわち皮膜が残っている部分を把持して線素材１０を移送するようになっている。
【００２０】
巻線機構５は、巻軸1７と、巻軸１７とともに回転する巻線機構用グリッパ１８と、その巻軸１７の近くの線送り機構４側に固定された上刃１９と、その上刃１９に対して上下動する下刃２０とを有している。
【００２１】
巻線時には図３に示すように、線素材１０の先端部１６を巻軸１７と巻線機構用グリッパ１８の間で把持し、前記送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂで線素材１０の途中の部分を把持する。そして図3に示すように、巻軸１７と巻線機構用グリッパ１８を一緒に矢印Ｃ方向に回転して線素材１０を巻軸１７に巻き付けるとともに、線素材１０の移動に同期して送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂを巻線機構５側へ移動する。
【００２２】
この送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂで線素材１０を把持して移動する際、線送り機構は４とテンション付加機構２の間で線素材１０に所定のテンション(張力)が付与されるから、線素材１０の移送に伴い回転刃１３を矢印Ａ方向へ回転するとともに、皮膜剥離機構３を線送り機構４の移動量より剥離長さ分だけ少なく巻線機構５側へ移動させることにより、線素材１０の所定の位置に所定の長さだけ皮膜剥離部１４を形成することができる。
【００２３】
図３において一点鎖線で示す送り機構用グリッパ１５ａ，１５ｂの位置が、巻線が終了した位置であり、この状態で下刃２０を上下動させて線素材１０を切断し、巻軸１７上に巻線された線素材１０を巻軸17から抜き取って空芯コイル２１(図２参照)を得る。図３において領域Ｄは、送り機構用グリッパ１５ａ，１５の往復移動領域を示している。
【００２４】
この巻線時の動作シーケンスをまとめれば、次のようになる。
【００２５】
(１)  送り機構用グリッパ１５ａ，１５を閉じ、
(２)  送り機構用グリッパ１５ａ，１５(線素材１０)を巻線機構５側に所定量送りこみ、
(３)  巻線機構用グリッパ１８を閉じ、
(４)  巻軸１７と巻線機構用グリッパ１８を回転して空芯コイル２１を形成するとともに、
送り機構用グリッパ１５ａ，１５をコイル１個分に相当する長さ分移動すると同時に、
回転刃１３の回転により線素材１０の所定個所、所定長さ皮膜を剥離し、
(５)  巻線形成した空芯コイル２１と線素材１０の間を切断し、
(６)  送り機構用グリッパ１５ａ，１５を開いて待機位置に戻し、
(７)  送り機構用グリッパ１５ａ，１５を閉じる。
【００２６】
以後、前記(１)〜(７)の動作を繰り返すことにより、順次コイルを製造することができる。
【００２７】
前述のように前記皮膜剥離機構３は第１モータ（ＳＭ１）６により、線送り機構４は第２モータ（ＳＭ２）７により、巻線機構５は第３モータ（ＳＭ３）８により駆動される。これら第1〜3モータ（ＳＭ１〜３）６〜８は、モータコントローラ９ａによって同期制御される。
【００２８】
そして巻線機構５を駆動する第３モータ(ＳＭ３)８の単位動作量（線素材１０の巻き取り量、巻き取り速度）を図１に示すセンサー２２で検出し、その検出量に基づいて線送り機構４を駆動する第２モータ（ＳＭ２）７の単位動作量（線素材１０の移送量、移送速度）を初期設定する。これによってコイルの巻数が変わった場合でも、設定値を変えることなく同期制御することができる。
【００２９】
さらに、巻線機構５を駆動する第３モータ（ＳＭ３）８の単位動作量(線素材１０の巻取り速度)を前記センサー２２で検出して、この検出値に基づいて皮膜剥離機構３による剥離部(回転刃１３)の移動量（剥離長さ）を制御している。線素材１０の剥離範囲は、巻線開始時の剥離部の位置から巻線終了時の剥離部の位置間となるため、この２点の位置を設定することで動作させることができる。
【００３０】
次に図４を用いて空芯コイルの巻数変更時の剥離スタート位置算出方法の一例を説明する。
【００３１】
線素材カット位置を基準として剥離機構のソフト原点まのでの距離をＲ、剥離スタート位置までの距離をＰ、剥離ソフト原点から剥離スタート位置までの距離をＨ、コイル巻始めにグリッパ１５まで線素材を送り込む量をＳ、剥離量をＫ、コイル巻位置と剥離スタート位置の間に存在する線素材で製造できる空芯コイルの数をＣとしたとき、コイル１個を巻くのに必要な線素材長さをＴとする。なお、コイル２１ａ、２１ｂ各々で特有の値は前記の記号に対してａ，ｂの添字を付けて表現する。このとき、
Ｔ＝(Ｐ＋Ｓ−Ｋ／２)／Ｃ＝(Ｈ＋Ｒ＋Ｓ−Ｋ／２)／Ｃ
次にコイル２１ａからコイル２１ｂへの剥離位置切替え時点からｎ個目の剥離位置“Ｈ
ａｂ”は次式で表せる。但し、コイルの切替えは巻数の多いコイルへ切替えることとする。
【００３２】
Ｈab＝Ｈａ−ｎＴａ＋ｎＴｂ
よって、巻数変更時の剥離スタートは空芯コイル２１ａ，２１ｂ各々における定数で表
現可能である。
【００３３】
次に巻数変更時の剥離回数について説明する。剥離位置がコイル２１ａからコイル２１ｂに切り替わってからＣｂ回の剥離を実行した時点で、コイル２１ｂのＰｂ間の線素材は確保できている。よって（Ｃｂ＋１）回目からＣａ回目まで剥離を休止する。Ｃａ＋１回目で完全にコイル２１ｂに切り替わることになり、当該コイルの設定値である線素材剥離位置、皮膜剥離量、線素材送り量、巻軸巻き取り量巻数にて運転を実行する。
【００３４】
前記実施形態では空芯子コイルを製造する場合を説明したが、本発明は芯付きコイルの場合にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態に係るコイル製造装置の各機構の同期制御を説明するためのブロック図である。
【図２】そのコイル製造装置の概略構成図である。
【図３】そのコイル製造装置の線送り機構と巻線機構の概略構成図である。
【図４】そのコイル製造装置におけるコイル巻数切替え時の剥離スタート位置算出方法の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３６】
１：コイル製造装置、２：テンション付加機構、３：皮膜剥離機構、４：線送り機構、５：巻線機構、６：第１モータ（ＳＭ１）、７：第２モータ（ＳＭ２）、８：第３モータ（ＳＭ３）、９ａ：モータコントローラ、９ｂ：制御装置、１０：線素材、１１：線素材ボビン、１２：ガイドローラ、１３：回転刃、１４：皮膜剥離部、１５ａ，１５ｂ：送り機構用グリッパ、１６：線素材の先端部、１７：巻軸、１８：巻線機構用グリッパ、１９：上刃、２０：下刃、２１，２１ａ，２１ｂ：空芯コイル、２２：センサー、Ｒ：線素材カット位置を基準として剥離機構のソフト原点までの距離、Ｐ：線素材カット位置を基準として剥離スタート位置までの距離、Ｈ：剥離ソフト原点から剥離スタート位置までの距離、Ｓ：コイル巻き始めにグリッパまでに線素材を送り込む量。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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