(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状材Ｌを引出すノズル２０を三軸方向に移動する三軸移動機構３０と、
回転してボビンＭに巻線するスピンドル部５０と、
前記ボビンＭを搬送し、前記ボビンＭの受け渡しを行うコンベアと前記ノズル２０を備えた前記三軸移動機構３０との間に敷設されるレールと、
前記スピンドル部５０が前記レール上を往復移動可能とするスピンドル移動機構５２と、
スピンドル部５０を水平方向と垂直方向に回転可能とし、前記スピンドル部５０と一体的に前記レール上を往復移動するボビン方向設定機構４０と、を備えたことを特徴とするスピンドル旋回巻線機。
【請求項２】
前記ボビン方向設定機構は、前記スピンドル部を水平方向と垂直方向に回転するアクチュエータ４１を備え、このアクチュエータ４１は、前記レールと略平行に設置されることを特徴とする請求項１に記載のスピンドル旋回巻線機。
【請求項３】
前記コンベアラインの搬送方向に対して略直交する方向に前記レールを敷設することを特徴とする請求項１に記載のスピンドル旋回巻線機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピンドル旋回巻線機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来のスピンドル巻線機の一例を示すものであり（特開平１１−２７９０９号公報参照）、図７において、符号Ｌ’は線状材、Ｍ’はボビン（ワーク）、Ｐ’は巻線部、Ｔ’は端子（線状材固定部）であり、ノズル２０’は図８ないし図９に示す方向設定機構４９（とガイドローラ４１）を備え、ノズル位置を水平方向及び垂直方向下向きに回転でき、一方、ボビンＭ’は水平に取付けられたスピンドル５１（巻線回転軸）にセットされている。
【０００３】
図７に示す、ノズル２０’の方向設定機構４９は、上下方向の移動機構３３’の上下方向移動部３３Ｃ’と、上下方向ガイドピン３３Ａ’で接続されている上下方向接続部３３Ｄ’に取付けられており、ノズル２０’の移動は三軸移動機構により、前後方向（Ｘ方向）、左右方向（Ｙ方向）、上下方向（Ｚ方向）に移動できる。
【０００４】
巻線機と図示のないコンベヤシステムと接続して、ボビンの受渡しを自動的に行う場合、ボビン回転軸の方向は水平に置かれたスピンドル部と同方向にセットされる。コンベヤ上でのボビンの方向が垂直にセットされて搬送されてくる場合は、図示のない受渡し機の操作でボビンを９０度反転させる事が必要になる。
【０００５】
また、コンベヤラインと数台の巻線機と組み合わせてシステム化した場合、巻線機のコンベヤの搬送方向に対する巻線機の幅寸法が、配置スペース上重要な要素であり、ノズル２０’の方向設定機構４９が、この寸法の大半を占めている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
コンベヤラインと巻線機を数台組み合わせて接続し、ボビンの受渡しを自動的に行う場合、巻線機のスピンドル部でのボビンの回転軸のセット方向が、水平にセットされているのに対して、コンベヤ上でのボビンの方向が垂直上向きの場合は、双方で９０度ずれているため、受渡し操作で反転させる事が必要になり、これにともない受渡し機の機構が複雑になり、コスト高となっている。
【０００７】
ノズル２０’の方向設定機構４９は上下方向接続部３３Ｄ’に組込まれており、この前後方向（Ｘ軸）、即ちコンベヤの搬送方向には、ノズル２０の方向設定機構４９が取付けられているため、この方向の機械の幅寸法が大きくなり、コンベヤラインと巻線機数台を組み合わせた接続して、ボビンの受渡しを自動的に行う場合、とくに、全体の配置から制約されるので、この寸法を出来る限り短くする事が必要となる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、線状材Ｌを引出すノズル２０を三軸方向に移動する三軸移動機構３０と、回転してボビンＭに巻線するスピンドル部５０と、前記ボビンＭを搬送し、前記ボビンＭの受け渡しを行うコンベアと前記ノズル２０を備えた前記三軸移動機構３０との間に敷設されるレールと、前記スピンドル部５０が前記レール上を往復移動可能とするスピンドル移動機構５２と、スピンドル部５０を水平方向と垂直方向に回転可能とし、前記スピンドル部５０と一体的に前記レール上を往復移動するボビン方向設定機構４０と、を備えたことを特徴とするスピンドル旋回巻線機である。
【０００９】
【発明の作用及び効果】
本発明の巻線機及び巻線方法では、ボビン方向設定機構４０をスピンドル部５０に組み入れたことで、以下の効果を奏する。
（１）スピンドル部５０について、ボビン受け渡し位置とノズル位置の双方で、ボビンのセット方向が水平方向と、垂直方向上向きに回転でき、これで、ボビンの受け渡し時の方向及び巻線時の巻線、端子の絡げ方向に対して、適正に対応できる。
（２）三軸移動機構３０に反転機構がないので構造が単純、縮小化され、それにスピンドル部５０が、受け渡し位置とノズル位置を移動する構造になったため、巻線機１０の幅を狭くすることが出来て設置寸法が長方形になり、コンベヤラインにたいして、設置面積が縮小できた。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる巻線機及び巻線方法の実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１、図２、図３ないし図４において、符号Ｍはボビン（ワーク）、Ｐは巻線部、Ｔは端子（線状材固定部）、Ｌは線状材、Ｋは機台、１０は巻線機、２０はノズル、３０は三軸移動機構、５０は巻線回転機構（スピンドル部）、４０はボビン方向設定機構（移動機構を含む）、６０は線状材切断機構（ワイヤカッタ）、７０はワイヤクランプ機構である。
【００１１】
ボビンＭは図１、図２ないし図３に示すように、軸巻きするトランスなどで、例えば、工業用プラスチック製とされ、断面は円形ないし略矩形の巻線部Ｐを具備し、該巻線部Ｐの近傍に突出して、線状材Ｌを接続するための複数の端子Ｔがボビン鍔部に配される。
【００１２】
ボビン方向設定機構４０及び巻線回転機構５０は図１、図３ないし図４に示すように、機台Ｋ上のレールの上に配され、ボビン方向設定機構４０は巻線時に、ボビンに巻線するためのスピンドル回転駆動モータ５１Ｅを備えた巻線回転機構５０を持ち、コンベヤとのボビン受渡し時には、スピンドル移動機構５２によってコンベヤ側の受渡し位置にレール上を移動し、ボビン回転軸のセット方向は垂直で端子Ｔは上側にセットされる。巻線時はボビン回転軸を水平方向に反転させ、その時の端子の方向はコンベヤと反対方向のノズル駆動側に向ける。ボビン方向設定機構４０はレール上を三軸移動機構３０の巻線位置まで移動し、ボビンの反転はシリンダなどのアクチュエータ４１を駆動させて行う。なお巻線位置とボビン受渡し位置間の移動はスピンドル移動機構５２を構成するボールネジ軸をスピンドル移動モータ４２Ｅで回転させて移動させる。
【００１３】
ボビン回転用（スピンドル部）及びスピンドル部移動用の駆動モータ５１Ｅ、４２Ｅは、例えば高精度制御可能なサーボモータとされる。
【００１４】
巻線機１０は、線状材Ｌを、図示のない線状材供給リールから、同じく図示のないテンション装置を経て、引出しながら三軸方向移動可能なノズル２０と、ノズルを駆動するための三軸移動機構３０と、ボビン受渡し位置とノズルによる巻線位置を移動可能な、ボビン方向設定機構４０と巻線回転機構５０を持ったスピンドル移動機構５２と、線状材Ｌの巻回をボビン回転軸を回転させるスピンドル回転駆動モータ５１Ｅとからなり、これらは機台Ｋに配置される。
【００１５】
三軸移動機構３０は、三軸方向の駆動部３１，３２，３３を組み合わせてなり、左右方向駆動部３１（Ｙ方向）、前後方向駆動部３２（Ｘ方向）、上下方向駆動部３３（Ｚ方向）を具備するものとされる。
【００１６】
駆動部３１，３２，３３は、図２に示すように、駆動方向Ｙ、Ｘ、Ｚに沿って略同一の駆動機構とされる。
【００１７】
まず、上下方向駆動部３３（Ｚ方向）について説明する。上下方向駆動部３３は、図２
に示すように、駆動方向Ｚに沿って配された２本の上下方向ガイドシャフト３３Ａと、該上下方向ガイドシャフト３３Ａの間に平行に位置した雄ネジを配した上下方向回転軸３３Ｂと、該上下方向回転軸３３Ｂにボールネジにより螺合され上下方向ガイドシャフト３３Ａの移動方向に沿って移動可能な上下方向移動部３３Ｃと、該上下方向移動部３３Ｃと上下方向が上下方向ガイドシャフト３３Ａで接続される上下方向接続部３３Ｄと、上下方向回転軸３３Ｂを回転駆動する上下方向駆動モータ３３Ｅとが配される。上下方向ガイドシャフト３３Ａが前後方向接続部３２Ｄに開けられたガイド穴３３Ｇに駆動方向Ｚに移動自在として配され、該上下方向ガイドシャフト３３Ａと上下方向移動部３３Ｃとが一体に配される。
【００１８】
上下方向回転軸３３Ｂは、図２に示すように、ベルト駆動装置を介して上下方向駆動モータ３３Ｅに接続される。上下方向移動部３３Ｃは、上下方向回転軸３３Ｂに配されたボールネジの範囲によって、駆動方向Ｚの移動範囲が設定される。
【００１９】
左右方向駆動部３１と前後方向駆動部３２とは、上下方向駆動部３３と同じ構造として図２に示す駆動方向Ｙ、Ｘに沿って配される。
【００２０】
左右方向駆動部３１は、図２に示すように、機台Ｋに固定されて左右方向駆動モータ３１Ｅを具備するものとされ、左右方向駆動モータ３１Ｅの回転によりベルト、プーリを介してボールネジ３１Ｂが回転し、左右方向ガイドシャフト３１Ａと一体に配された左右方向接続部３１Ｄが左右方向に移動する。
【００２１】
前後方向駆動部３２は、前後方向駆動モータ３２Ｅを具備するものとされ、前後方向駆動モータ３２Ｅの回転によりベルト、プーリを介してボールネジ３２Ｂが回転し、前後方向ガイドシャフト３２Ａと一体に配された前後方向移動部３２Ｃが前後方向に移動し、前後方向移動部３２Ｃと前後方向ガイドシャフト３２Ａで接続される前後方向接続部３２Ｄも前後に移動する。
【００２２】
上下方向駆動部３３には、ノズル２０が、上下方向回転軸３３Ｂに螺合された上下方向移動部３３Ｃと上下方向ガイドシャフト３３Ａで接続された上下方向接続部３３Ｄに取り付けられ、かつ、上下方向駆動部３３に対して上下方向移動可能に配される。上下方向接続部３３Ｄが上下方向回転軸３３Ｂから垂直位置に下方に突出して配される。
【００２３】
駆動モータ３１Ｅ、３２Ｅ，３３Ｅが、例えば、高精度制御可能なサーボモータとされる。
【００２４】
巻線の手順を工程順に説明する。図１に示すように、コンベヤラインから図示のないボビン受け渡し装置によって、スピンドル部へのボビンの受け入れは回転軸を垂直にし、端子を上向きにして、ボビン方向設定機構４０に受け、巻線回転機構５０も配した移動機構をスピンドル移動モータ４２Ｅでボールネジを駆動し、ノズル位置まで移動させる。初期の段階では、線状材Ｌはノズル２０から引出し、予めワイヤクランプに固定しておく。ノズル２０はボビン端子位置に移動して、三軸移動機構３０によって線状材を引き出して端子に絡げる。
【００２５】
ボビン端子とワイヤクランプ間の線状材は、リード線の必要長さを残して、ノズルの配してある三軸移動機構の上下方向接続部３３Ｄに取り付けられた、図６に示す、ワイヤカッタ６０で切断し、ボビンの巻回作業に入る。
【００２６】
ボビンは、ボビン方向設定機構４０に配されたアクチュエータ４１により、９０度反転させ垂直方向から水平方向にして、スピンドル回転駆動モータ５１Ｅの回転によって、ボビンを回転させ、ノズルを三軸移動機構で移動させながらボビンに線状材を巻回する。巻回終了後、再びボビンをボビン方向設定機構により、９０度戻して垂直方向にしてから、ボビンの他方の端子に線状材を絡げ、ノズルと線状材を再びワイヤクランプ位置まで戻し線状材をクランプする。端子とワイヤクランプ間の線状材は、リード線の必要長さを残して、ワイヤカッタで切断する。
【００２７】
巻回が終了したボビンは巻線終了時の姿のまま、ボビン方向設定機構４０と巻線回転機構５０を配した移動機構のスピンドル移動モータ４２Ｅに接続されたボールネジの回転で、コンベヤライン側にレール上を移動し、図示のない受け渡し装置で、製品ボビンの搬出と巻回し前のボビンの受け入れを行う。
【００２８】
図５に示す、ワイヤクランプ機構はシリンダによる固定する機構を備え、巻線回転機構５０とボビン方向設定機構４０の機構を、摺動移動させるレールのコンベヤ側と反対側に配され、ワイヤの巻始めと終わりに、ノズル２０がワイヤを伴ってこの位置まで移動到達し、この時ワイヤをクランプする。
【００２９】
図６に示す、ワイヤ切断機構は切断箇所を調整出来るシリンダとカッタを作動させるシリンダを備え、ノズル２０が配されている、三軸移動機構の上下方向接続部３３Ｄのノズルの近傍に取り付けられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる巻線機および巻線方法の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】ノズルを移動させる三軸移動機構部を拡大した斜視図である。
【図３】絡げ作業時のボビン端子とノズルの状態を現す巻線回転機構部の斜視図である。
【図４】巻回作業時のボビンの方向設定機構部を現す斜視図である。
【図５】ワイヤクランプ部を拡大した斜視図である。
【図６】ワイヤ切断機構部を拡大した側面図である。
【図７】従来の巻線機を示す斜視図である。
【図８】従来の巻線機のノズル方向設定機構（ａ）、（ｂ）の移動状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ｋ          機台
Ｌ          線状材
Ｐ          巻線部
Ｔ          線状材固定部（端子）
Ｍ          ワーク（ボビン）
Ｘ          駆動方向
Ｙ          駆動方向
Ｚ          駆動方向
１０        巻線機
２０        ノズル
３０        三軸移動機構
３１        左右方向駆動部（Ｙ方向）
３１Ａ      左右方向ガイドシャフト
３１Ｂ      ボールネジ
３１Ｄ      左右方向接続部
３１Ｅ      左右方向駆動モータ
３２        前後方向駆動部（Ｘ方向）
３２Ａ      前後方向ガイドシャフト
３２Ｂ      ボールネジ
３２Ｃ      前後方向移動部
３２Ｄ      前後方向接続部
３２Ｅ      前後方向駆動モータ
３３        上下方向駆動部（Ｚ方向）
３３Ａ      上下方向ガイドシャフト
３３Ｂ      上下方向回転軸
３３Ｃ      上下方向移動部
３３Ｄ      上下方向接続部
３３Ｅ      上下方向駆動モータ
３３Ｇ      ガイド穴
４０        ボビン方向設定機構
４１        アクチュエータ
４２Ｅ      スピンドル移動モータ
５０        巻線回転機構
５１        スピンドル（巻線回転軸）
５１Ｅ      スピンドル回転駆動モータ
５２        スピンドル移動機構
６０        線状材切断機構
７０        ワイヤクランプ機構
【図１】
0004001769.tif 000002
【図２】
0004001769.tif 000003
【図３】
0004001769.tif 000004
【図４】
0004001769.tif 000005
【図５】
0004001769.tif 000006
【図６】
0004001769.tif 000007
【図７】
0004001769.tif 000008
【図８】
0004001769.tif 000009