(57)【要約】【課題】簡単は構成でロッドにワイヤーを自動巻回してワイヤー列を形成することができ、且つワイヤー列同士の間の隙間を確実になくして巻き密度を一定にすることができる。【解決手段】ワイヤー３２の送出位置からロッド１４へ進入する進入角度を１°を超えて１５°未満の範囲内の一定値に設定し、進入角度に設定したワイヤー３２のロッド巻き付け位置近傍をＣＣＤカメラ８６撮像し、画像上においてワイヤー３２に撮像基準点Ｐが乗るようにセットし、ロッド１４の回転周速度と移動テーブル５６の移動速度とを同速度にしてワイヤーをロッドに巻回しながらＣＣＤカメラ８６ワイヤー位置を撮像して撮像基準点Ｐに対して所定許容範囲を超えてズレているか否かを判定し、所定許容範囲内であればそのままに維持し、所定許容範囲を超えてズレているときには修正する。【選択図】  図１
2009046206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯を中心に丸棒状のロッドを回転させると共に、ワイヤーを送り出す送出手段を移動テーブルで前記ロッドに平行に移動させてワイヤーの送出位置を移動させながら前記ロッドの一端側から他端側に１本のワイヤーを巻き付けていき、前記ロッド表面にワイヤーを巻回したワイヤー列を形成するワイヤー巻回方法において、
前記送出位置から前記ロッドへ進入する前記ワイヤーの進入方向を、前記ロッドの軸芯に垂直な方向に対して既に巻回されたワイヤー列の側に傾斜させると共に、前記垂直方向と前記進入方向とで形成されるワイヤーの進入角度を１°を超えて１５°未満の範囲内の一定値に設定する進入角度設定工程と、
前記進入角度に設定したワイヤーのロッド巻き付け位置の近傍を連続撮像手段で撮像し、画像上において前記ワイヤーに撮像基準点が乗るように前記連続撮像手段をセットする基準点決定工程と、
前記ロッドの回転周速度と前記移動テーブルの移動速度とを同速度にしてワイヤーをロッドに巻回しながら前記連続撮像手段でワイヤーを連続撮像し、該ワイヤーが前記撮像基準点に対してロッド平行方向に所定許容範囲を超えてズレているか否かを判定するズレ判定工程と、
前記ズレが所定許容範囲内であれば前記ロッドの回転周速度と前記移動テーブルの移動速度とを現状速度に維持し、所定許容範囲を超えてズレているときには、該ズレが所定許容範囲内に入るようにロッドの回転周速度と移動テーブルの移動速度との少なくとも一方の速度を制御する速度制御工程と、を備えたことを特徴とするワイヤー巻回方法。
【請求項２】
前記ズレの所定許容範囲は、前記設定進入角度でみたときに設定進入角度±１°以内であることを特徴とする請求項１のワイヤー巻回方法。
【請求項３】
前記撮像基準点は、前記ロッドへのワイヤー巻き付け位置から２８ｍｍ以内であることを特徴とする請求項１又は２のワイヤー巻回方法。
【請求項４】
前記移動テーブル上には、前記ワイヤーが前記ロッドに巻き付けられる巻き付け位置を回動中心として回動する回動テーブルが設けられ、前記回動テーブルに前記送出手段が支持されると共に前記移動テーブルに前記連続撮像手段が支持され、前記設定された進入角度に対する実際の進入角度の変動の大きさに応じて回動することを特徴とする請求項１〜３の何れか１のワイヤー巻回方法。
【請求項５】
前記ワイヤーとして、線径のバラツキが公称０．５μｍ以内のものを使用することを特徴とする請求項１〜４の何れか１のワイヤー巻回方法。
【請求項６】
前記ワイヤーを前記ロッドに巻き付ける前に、前記ワイヤーの線径のバラツキが公称０．５μｍ以内であるか否かを検査する検査工程を備えたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１のワイヤー巻回方法。
【請求項７】
前記ロッドへの巻回時又は巻回前に前記ワイヤーに潤滑剤を塗ることを特徴とする請求項１〜６の何れか１のワイヤー巻回方法。
【請求項８】
軸芯を中心に丸棒状のロッドを回転させると共に、該ロッドに平行にワイヤーの送出位置を移動させながら前記ロッドの一端側から他端側に１本のワイヤーを巻き付けていき、前記ロッド表面にワイヤーを巻回したワイヤー列を形成するワイヤー巻回機において、
前記ロッドを軸芯中心に回転させる回転手段と、
前記ロッドの軸芯方向に沿って移動する移動テーブルと、
前記移動テーブル上に回動自在に支持され、前記ワイヤーを送り出す送出手段が搭載されると共に前記ワイヤーが前記ロッドに巻き付けられる巻き付け位置に回動中心が形成された回動テーブルと、
前記移動テーブル上に支持され、前記送出手段から送り出されて前記ロッドに進入するワイヤーを撮像すると共に、画像上において前記ワイヤーに撮像基準点が乗るようにセットされる連続撮像手段と、
前記連続撮像手段の撮像結果に基づいて、前記ワイヤーが前記撮像基準点に対してロッド平行方向に所定許容範囲を超えてズレているか否かを判定し、前記ズレが所定許容範囲内であれば前記ロッドの回転周速度と前記移動テーブルの移動速度とを現状速度に維持し、所定許容範囲を超えてズレているときには、該ズレが所定許容範囲内に入るようにロッドの回転周速度と移動テーブルの移動速度との少なくとも一方の速度を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするワイヤー巻回機。
【請求項９】
前記回動テーブル上には、前記送出手段から前記ロッドに送り出される送り出し位置を一定に補正するための送出位置補正手段が設けられることを特徴とする請求項８のワイヤー巻回機。
【請求項１０】
前記ロッドに進入するワイヤーに、該ワイヤーにテンションをかけるワイヤーテンション手段を設けたことを特徴とする請求項８又は９のワイヤー巻回機。
【請求項１１】
前記ロッドに軸方向の引っ張りテンションをかけるロッドテンション手段を設けたことを特徴とする請求項８〜１０の何れか１のワイヤー巻回機。
【請求項１２】
前記巻回時又は巻回前のワイヤーに潤滑剤を塗布する塗布手段を設けたことを特徴とする請求項８〜１１の何れか１のワイヤー巻回機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワイヤー巻回方法及びワイヤー巻回機に係り、特に、薄層塗布用のロッド塗布装置に使用するワイヤーロッドを形成するためのワイヤー巻回方法及びワイヤー巻回機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエブに塗布液を塗布する塗布装置の１つに例えば特許文献１に示すようにロッド塗布装置があり、このロッド塗布に使用されるロッドの１つに丸棒状のロッドにワイヤーを巻回してワイヤー列を形成したワイヤーロッドがある。このワイヤーロッドは、ワイヤー列の列同士の間に隙間（巻き密度が粗い）があると塗布故障の原因となるため、隙間のないワイヤーロッドを使用することが重要である。
【０００３】
ワイヤー列の列同士の間に隙間ができる原因の主たる要因は巻き不良である。
【０００４】
従来、ワイヤーロッドを形成するためのワイヤーの巻回方法は、ワイヤーロッドを使用する使用者が独自のやり方で行っており、標準的なワイヤー巻回方法といわれているものはないが、手巻き方法か、又は旋盤の送り機構を利用した巻回方法とがあると言われている。
【０００５】
ワイヤーの手巻き方法は、図７に示すように、ワイヤーロッドの芯金となるロッド１の両端を軸受（図示せず）に支持した状態で回転させながらワイヤー１巻ごとに、作業者が櫛部材２でワイヤー列４を押し付けながら巻き付けていくことにより、ロッド表面にワイヤー３を巻回したワイヤー列４を形成する巻き方である。この櫛部材２の先端にはロッド１に嵌め込むための切り込み５が形成されている。
【０００６】
一方、旋盤の送り機構を利用したワイヤー巻き方法は、ロッドの両端を軸受に支持した状態でモータ等により回転させながら、旋盤の工具を支持する支持部に、送り出されたワイヤーのロッドへの進入をガイドするガイド部材を取り付け、ガイド部材を旋盤の送り機構でロッドの軸方向に送りながら、ワイヤーのロッドへの進入をガイド板でガイドしながら巻き付けていく方法である。
【０００７】
しかし、手巻き方法は櫛部材２を作業者が手で持たなくてはならず、自動巻きできないだけでなく、１つのワイヤーロッドを形成するために長時間を要し効率が悪いという欠点がある。また、作業者が櫛部材２でワイヤー列４を押し付ける力を均一にできないので、ミクロ的に見るとワイヤー列４の列同士の間に隙間が形成されてしまうという欠点がある。一方、旋盤の送り機構を利用した方法は、ワイヤー巻きの自動化を図れるメリットはあるが、ガイド部材の送り速度とロッドの回転速度とを高精度に同期できず、所望のワイヤー径の送り速度に設定できないので、ワイヤー列の列同士の間に微小な隙間が生じ易いという欠点がある。
【０００８】
このような背景から、特許文献２では従来の欠点を解消することを課題とした自動のワイヤー巻線方法及び装置が提案されている。特許文献２は、ロッドを回転させながらロッドと平行にワイヤーを供給するトラバースを移動させてワイヤーを巻回するものであり、ワイヤーから供給されたワイヤーの幅寸法及び巻き付け角度を逐次測定し、測定によって得られた幅寸法に基づいてトラバースの移動とロッドの回転とを同期させるための基準値を決定し、測定によって得られた巻き付け角度と当該巻き付け角度の目標値との差分に基づいて修正量を決定し、上記基本値を上記修正量の分だけ修正し、該修正後の値に基づいて、ロッドの回転速度とトラバースの移動速度との少なくとも一方を制御するようにしている。
【特許文献１】特開２００１−８７６９７号公報
【特許文献２】特許第３３０６３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２のワイヤーの巻線方法及び装置は、ロッドの回転速度とトラバースの移動速度を同期させることを基本とし、同期しなくなる一要因であるワイヤー線径を逐次測定して補正しているが、ワイヤー線径の変動以外にもロッド長さ方向のロッド径変動、ロッド表面の面荒れ分布等の各種の要因があり、ワイヤーの線径だけの補正では、精度良く補正できない。また、測定したワイヤー線径を複雑な計算式を用いて計算することにより補正しており、方法及び装置が複雑化するという問題がある。
【００１０】
この為、もっと簡単にワイヤーを自動巻回でき、且つワイヤー列同士の間に隙間を確実になくして巻き密度を一定にすることができる巻回方法や装置が要望されている。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成でロッドにワイヤーを自動巻回してワイヤー列を形成することができ、且つワイヤー列同士の間の隙間を確実になくして巻き密度を一定にすることができるので、ロッド塗布の際に隙間に起因するバー筋等の塗布故障を無くすことができるだけでなく、無駄な巻き作業や巻き不良によるワイヤーの無駄を無くすことができるワイヤー巻回方法及びワイヤー巻回機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】
【００１２】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、軸芯を中心に丸棒状のロッドを回転させると共に、ワイヤーを送り出す送出手段を移動テーブルで前記ロッドに平行に移動させてワイヤーの送出位置を移動させながら前記ロッドの一端側から他端側に１本のワイヤーを巻き付けていき、前記ロッド表面にワイヤーを巻回したワイヤー列を形成するワイヤー巻回方法において、前記送出位置から前記ロッドへ進入する前記ワイヤーの進入方向を、前記ロッドの軸芯に垂直な方向に対して既に巻回されたワイヤー列の側に傾斜させると共に、前記垂直方向と前記進入方向とで形成されるワイヤーの進入角度を１°を超えて１５°未満の範囲内の一定値に設定する進入角度設定工程と、前記進入角度に設定したワイヤーのロッド巻き付け位置近傍を連続撮像手段で撮像し、画像上において前記ワイヤーに撮像基準点が乗るように前記連続撮像手段をセットする基準点決定工程と、前記ロッドの回転周速度と前記移動テーブルの移動速度とを同速度にしてワイヤーをロッドに巻回しながら前記連続撮像手段でワイヤーを連続撮像し、該ワイヤーが前記撮像基準点に対してロッド平行方向に所定許容範囲を超えてズレているか否かを判定するズレ判定工程と、前記ズレが所定許容範囲内であれば前記ロッドの回転周速度と前記移動テーブルの移動速度とを現状速度に維持し、所定許容範囲を超えてズレているときには、該ズレが所定許容範囲内に入るようにロッドの回転周速度と移動テーブルの移動速度との少なくとも一方の速度を制御する速度制御工程と、を備えたことを特徴とするワイヤー巻回方法を提供する。
【００１３】
請求項１によれば、先ず、進入角度設定工程において、ロッドに平行に移動するワイヤー送出位置からロッドへ進入するワイヤーの進入方向を、ロッドの軸芯に垂直な方向に対して既に巻回されたワイヤー列の側に傾斜させると共に、垂直方向と進入方向とで形成されるワイヤーの進入角度を１°を超えて１５°未満の範囲内の一定値に設定する。
【００１４】
これは、ワイヤーの進入角度が１°より小さ過ぎると、ワイヤー列同士の間に隙間が形成され易くなり、１５°を超えて大き過ぎると、ワイヤーが既に巻回されたワイヤー列に乗り上げてしまい２重巻きになり易いためである。尚、進入角度は３°〜１０°の範囲に設定することが一層好ましく、５°〜８°の範囲に設定することが特に好ましい。この場合、自動巻きに入る前に、予め作業者の手作業でワイヤーをロッドに数回巻回して少しだけワイヤー列を形成しておく。
【００１５】
次に、基準点決定工程において、上記一定値の進入角度に設定されたワイヤーのロッド巻き付け位置近傍を連続撮像手段で撮像し、画像上においてワイヤーに撮像基準点が乗るように連続撮像手段をセットする。
【００１６】
次に、ズレ判定工程において、ロッドの回転周速度と移動テーブルの移動速度とを同速度にしてワイヤーをロッドに自動巻回しながら連続撮像手段でワイヤーを連続撮像し、該ワイヤー位置が撮像基準点に対してロッド平行方向に所定許容範囲を超えてズレているか否かを判定する。これにより、ワイヤーの巻き精度に影響するワイヤーの進入角度を撮像基準点に対するワイヤー位置のロッド平行方向のズレとして把握することができる。この撮像基準点に対するワイヤー位置のズレは、ワイヤーの線径変動、ロッド長さ方向のロッド径変動、ロッド表面の面荒れ分布等のように、進入角度の変動要因の全てを包含した形で現れる。
【００１７】
次に、速度制御工程において、ズレが所定許容範囲内であればロッドの回転周速度と移動テーブルの移動速度とを現状速度に維持する。現状速度に維持するとは、ロッドの回転周速度と移動テーブルの移動速度とを同速度にすることを意味するのではなく、ズレが所定許容範囲内であれば、ロッドの回転周速度と移動テーブルの移動速度とが異なっていてもよい。例えば、ワイヤーの線径が変動しても、撮像基準点に対するワイヤー位置にズレがない場合には、ロッドの面荒れ分布等の別の要因が線径の変動を相殺していると考えられるので、その場合は、ロッドの回転周速度と移動テーブルの移動速度とを現状速度に維持する。そして、所定許容範囲を超えてズレているときには、該ズレが所定許容範囲内に入るようにロッド回転周速度とワイヤー送出位置の移動速度との少なくとも一方の速度を制御する。
【００１８】
このように、本発明では、ズレ判定工程において現れるワイヤー位置の撮像基準点に対するズレは、進入角度が変動する全ての要因を含んだ形で現れることを利用し、予め進入角度（巻き付け角度）を設定したら、その後はワイヤー位置のズレを修正するだけで、ワイヤーの線径測定や複雑な計算を行うことなく、巻き付け密度が一定な精度の良い巻き付けを行うことができる。
【００１９】
請求項２は請求項１において、前記ズレの所定許容範囲は、前記設定進入角度でみたときに設定進入角度±１°以内であることを特徴とする。
【００２０】
請求項２は、巻き付け密度が一定な精度の良い巻き付けを行うための上記ズレの好ましい所定許容範囲を規定したものであり、ズレを設定進入角度の変動としてみたときに、設定進入角度±１°以内であることが好ましい。これにより、ロッドに進入するワイヤーがワイヤー列の終端への押し付け力がバラつかないようにできるので、精度の良い巻き付けを行うことができる。更に好ましいズレの所定許容範囲は、設定進入角度±０．８°以内、特に好ましくは±０．０５°以内である。
【００２１】
請求項３は請求項１又は２において、前記撮像基準点は、前記ロッドへのワイヤー巻き付け位置から２８ｍｍ以内であることを特徴とする。
【００２２】
ロッドへのワイヤー巻き付け位置に近い位置に撮像基準点を設定することにより、ワイヤーの進入角度の変動をロッド平行方向のワイヤー位置のズレとして正確にとらえることができ、撮像基準点からのワイヤー位置のズレをより精度良くモニタリングできるからである。
【００２３】
請求項４は請求項１〜３の何れか１において、前記移動テーブル上には、前記ワイヤーが前記ロッドに巻き付けられる巻き付け位置を回動中心として回動する回動テーブルが設けられ、前記回動テーブルに前記送出手段が支持されると共に前記移動テーブルに前記連続撮像手段が支持され、前記設定された進入角度に対する実際の進入角度の変動の大きさに応じて回動することを特徴とする。
【００２４】
請求項４によれば、移動テーブル上に、ワイヤーがロッドに巻き付けられる巻き付け位置を回動中心として回動する回動テーブルを設け、その回動テーブルに送出手段を支持し、移動テーブルに連続撮像手段を支持するようにした。これにより、例えばワイヤーの線径変動等のように進入角度を変動するような要因が僅かでも発生すれば、変動の大きさに応じて回動テーブルが回動し、撮像基準点に対するワイヤー位置のズレとして現れる。これにより、精度良くワイヤー位置のズレを把握することができるので、ズレの所定許容範囲を上記した１°以内に高精度に制御できる。
【００２５】
請求項５は請求項１〜４の何れか１において、前記ワイヤーとして、線径のバラツキが公称０．５μｍ以内のものを使用することを特徴とする。
【００２６】
上記したワイヤーの線径変動、ロッド長さ方向のロッド径変動、ロッド表面の面荒れ分布等の各種要因のうち、撮像基準点に対するワイヤー位置のズレの大きな要因はワイヤーの線径変動であり、線径のバラツキが公称０．５μｍ以内のワイヤーを使用すれば、ワイヤー位置のズレが小さくなる。これにより、撮像基準点に対するワイヤー位置が所定許容範囲から外れる頻度が減少するので、巻き密度が一定な精度の良い巻回を行うことができる。より好ましくは公称０．２μｍ以内である。
【００２７】
請求項６は請求項５において、前記ワイヤーを前記ロッドに巻き付ける前に、前記ワイヤーの線径のバラツキが公称０．５μｍ以内であるか否かを検査する検査工程を備えたことを特徴とする。
【００２８】
ワイヤーの線径のバラツキが公称０．５μｍ以内であるか否かを検査する検査工程を備えたので、常に線径のバラツキの小さなワイヤーを巻回に使用できる。
【００２９】
請求項７は請求項１〜６の何れか１において、前記ロッドへの巻回時又は巻回前に前記ワイヤーに潤滑剤を塗ることを特徴とする。
【００３０】
請求項７によれば、ワイヤーに潤滑剤を塗布して巻き付けるようにしたので、ワイヤーに進入角度をつけて巻き付ける際に発生するワイヤー同士の摩擦抵抗を小さくすることができ、一層精度の良い巻き付けを行うことができる。潤滑剤としては、例えばグリースが好ましい。
【００３１】
本発明の請求項８は前記目的を達成するために、軸芯を中心に丸棒状のロッドを回転させると共に、該ロッドに平行にワイヤーの送出位置を移動させながら前記ロッドの一端側から他端側に１本のワイヤーを巻き付けていき、前記ロッド表面にワイヤーを巻回したワイヤー列を形成するワイヤー巻回機において、前記ロッドを軸芯中心に回転させる回転手段と、前記ロッドの軸芯方向に沿って移動する移動テーブルと、前記移動テーブル上に回動自在に支持され、前記ワイヤーを送り出す送出手段が搭載されると共に前記ワイヤーが前記ロッドに巻き付けられる巻き付け位置に回動中心が形成された回動テーブルと、前記移動テーブル上に支持され、前記送出手段から送り出されて前記ロッドに進入するワイヤーを撮像すると共に、画像上において前記ワイヤーに撮像基準点が乗るようにセットされる連続撮像手段と、前記連続撮像手段の撮像結果に基づいて、前記ワイヤーが前記撮像基準点に対してロッド平行方向に所定許容範囲を超えてズレているか否かを判定し、前記ズレが所定許容範囲内であれば前記ロッドの回転周速度と前記移動テーブルの移動速度とを現状速度に維持し、所定許容範囲を超えてズレているときには、該ズレが所定許容範囲内に入るようにロッドの回転周速度と移動テーブルの移動速度との少なくとも一方の速度を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするワイヤー巻回機を提供する。
【００３２】
本発明の請求項８は、本発明のワイヤー巻回方法を実施する装置を具体的に構成したものである。
【００３３】
請求項９は請求項８において、前記回動テーブル上には、前記送出手段から前記ロッドに送り出される送り出し位置を一定に補正するための送出位置補正手段が設けられることを特徴とする。
【００３４】
これにより、送出手段からのワイヤーの送り出し位置が変化しても、ワイヤー進入角度に影響を与えないようにできる。尚、送出手段がワイヤーを一定位置から繰り出す方式のものである場合には、送出位置補正手段は必要ない。
【００３５】
請求項１０は請求項８又は９において、ロッドに進入するワイヤーにテンションをかけるワイヤーテンション手段を設けたことを特徴とする。
【００３６】
これにより、ワイヤー列の終端への押し付け力であるロッド軸方向の分力が効果的に生じるので、ロッド表面にワイヤーを隙間なく巻回したワイヤー列を一層精度良く形成することができる。ワイヤーテンションとしては、ワイヤーの線径によって異なるが、ワイヤーをロッドにできる限りきつく巻回した方が良いので、ワイヤーが切れない範囲の上限であるワイヤー引っ張り強度付近までテンションをかけることが好ましい。
【００３７】
請求項１１は請求項８〜１０の何れか１において、前記ロッドに軸方向の引っ張りテンションをかけるロッドテンション手段を設けたことを特徴とする。
【００３８】
ロッドは細く長いために撓み易く、ロッドを回転させたときに回転振動が発生し易いが、ロッドに軸方向のテンションをかけながら回転させることで回転振動を防止でき、ワイヤーの巻き精度を向上させることができる。
【００３９】
請求項１２は請求項８〜１１の何れか１において、前記巻回時又は巻回前のワイヤーに潤滑剤を塗布する塗布手段を設けたことを特徴とする。
【００４０】
これにより、ワイヤーに進入角度をつけて巻き付ける際に発生するワイヤー同士の摩擦抵抗を小さくすることができ、一層精度の良い巻き付けを行うことができる。
【発明の効果】
【００４１】
以上説明したように、本発明のワイヤー巻回方法及びワイヤー巻回機によれば、簡単な構成でロッドにワイヤーを自動巻回してワイヤー列を形成することができ、且つワイヤー列同士の間の隙間を確実になくして巻き密度を一定にすることができる。これにより、ロッド塗布の際に隙間に起因するバー筋等の塗布故障を無くすことができるだけでなく、無駄な巻き作業や巻き不良によるワイヤーの無駄を無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下添付図面に従って本発明に係るワイヤー巻回方法及びワイヤー巻回機の好ましい実施の形態について詳説する。
【００４３】
図１は、本発明のワイヤー巻回機１０を上方から見た全体構成の平面概念図であり、図２は図１の２−２線における断面概念図である。
【００４４】
これらの図に示すように、ワイヤーロッド１２の芯金となるロッド１４の両端部が、装置テーブル１６上に設けられた一対のチャック装置１８、２０にチャックされる。そして、一対のチャック装置１８、２０のうち、一方のチャック装置１８の回転軸１８Ａが軸受２２に回転自在に支持され、他方のチャック装置２０の回転軸２０Ａは軸受２４に支持されると共に軸受２４から突出し、カップリング２６（継手部材）を介してＡＣサーボモータ２８の回転軸２８Ａに連結される。これにより、ＡＣサーボモータ２８を駆動させると、ロッド１４は軸芯３０（図４参照）を中心に回転する。ロッド１４の回転数としては３０〜３００ｒｐｍの範囲が好ましい。ロッド塗布装置に使用されるワイヤーロッド１２を形成するロッド１４の材質としては、ＳＵＳ３０４等のステンレスロッドが好ましいが、セラミックスや樹脂も使用可能である。ロッド径は３ｍｍ〜２０ｍｍの範囲のもの、及びロッド長は１ｍ〜５ｍの範囲のものが好ましく使用される。また、ロッド１４に巻回されるワイヤー３２の材質はステンレスが好ましく、ワイヤー径は１５μｍ〜５００μｍのものが好ましく使用される。
【００４５】
ロッド１４を支持する一対の軸受２２、２４のうち、ＡＣサーボモータ２８の反対側に配置された軸受２２には、ロッド１４の軸方向に引っ張りテンションをかけるテンション手段３４が設けられる。テンション手段３４によるロッドテンションの調整は、モータによる制御や、締め込みによるフリクションによって調整することができる。例えば、モータによる制御の構成としては図３のようにテンション手段３４を構成することができる。即ち、テンション手段３４は、装置テーブル１６上にロッド１４と平行に敷設されたレール３６と、レール３６上にリニアベアリング３８を介してスライド自在に設けられると共に軸受２２を支持するナット部材４０と、ナット部材４０に螺合されて正逆回転可能なモータ４２により回動する回動ネジ４４とで構成される。尚、テンション手段３４は、上記したものに限定されるものではなく、ロッド１４の軸方向に精度良く引っ張りテンションをかけることができる手段であれば他の手段でもよい。
【００４６】
図１及び図３に示すように、装置テーブル１６上には、ボールネジ４６がロッド１４と平行に配設される。ボールネジ４６の一方側が軸受４８に支持され、他方側が軸受５０に支持されると共に軸受５０から突出し、カップリング５２を介して正逆回転可能なＡＣサーボモータ５４の回転軸５４Ａに連結される。また、ボールネジ４６にはナット部材５７が螺合されると共に、ナット部材５７上に移動テーブル５６が固定される。移動テーブル５６の両端部は、ロッド１４及びボールネジ４６と平行に装置テーブル１６上に敷設された一対のレール５８、５８にリニアベアリング５９（図２参照）を介して支持される。これにより、ＡＣサーボモータ５４を駆動することによりボールネジ４６が回転し、移動テーブル５６はロッド１４に沿って平行に、ワイヤー３２の巻き付け進捗方向に移動する。尚、ＡＣサーボモータ５４の逆回転は、移動テーブル５６がボールネジ４６の一端から他端に移動したものを元の位置に戻すときに使用する。
【００４７】
移動テーブル５６上には、移動テーブル５６に対して回動自在な回動テーブル６０が設けられ、回動テーブル６０上には、主として、ワイヤー３２の送出リール６２、送出位置補正手段６４が設けられる。一方、移動テーブル５６に、後述する連続撮像手段としてのＣＣＤカメラ８６が支持される。
【００４８】
図２に示すように、移動テーブル５６と回動テーブル６０とは回動軸６８により連結され、回動軸６８の上端が回動テーブル６０に固着されると共に下端が移動テーブル５６に埋め込まれた軸受７０に支持される。回動テーブル６０の回動中心である回動軸６８は、ワイヤー３２がロッド１４に巻き付けられる巻き付け位置（点）７４を回動中心７２として回動できるように配置される。また、回動軸６８は図示しない回動駆動源に連結され、回動駆動源を駆動することにより、移動テーブル５６に対して回動テーブル６０を任意の角度に回動させることができる。これにより、ワイヤー巻回のスタート時に、ワイヤー３２の進入角度（巻き付け角度）を所定の角度に設定する。この場合、回動軸６８と回動駆動源との間にクラッチを介在させて、回転軸６８が回動駆動源に対してフリーな状態（クラッチＯＮの状態）を形成できるようにしてもよい。これにより、ワイヤー巻回中は回転軸６８をフリーな状態にし、回動テーブル６０が設定された進入角度に対する実際の進入角度の大きさに応じて自動で回動することで、回動テーブル６０がワイヤー位置ズレに追従できるように構成してもよい。
【００４９】
また、送出リール６２の回転軸６２Ａには、ワイヤー３２にテンションをかけるワイヤーテンション手段７６が設けられる。ワイヤーテンション手段７６としては、例えば、図１のように回転軸６２Ａの回転トルクが所定以上にならないと回転しないようにしたトルクモータ７８を好適に使用することができる。また、別のワイヤーテンション手段７６として、送出リール６２の回転軸６２Ａにブレーキ部材を接触させることにより、ワイヤー３２にテンションをかけるようにしてもよい。ワイヤーテンションとしては、ワイヤー径によって異なるが、ワイヤー３２をロッド１４にできる限りきつく巻回した方が良いので、ワイヤー３２が切れない範囲の上限であるワイヤー引っ張り強度付近までテンションをかけることが好ましい。例えば、ワイヤー径が７５μｍの場合のワイヤーテンションは３００〜４５０ｇｒｆ（３．０Ｎ〜４．５Ｎ）の範囲が好ましく、ワイヤー径が８５μｍの場合のワイヤーテンションは７００ｇｒｆ（７．０Ｎ）程度が好ましい。
【００５０】
送出位置補正手段６４としては、図１及び図２に示したように、送出リール６２から送り出されたワイヤー３２を係合することで送出リール６２からのワイヤー送り出し位置の変動を補正するプーリ８０や、ワイヤー３２を通すことで送出リール６２からのワイヤー送り出し位置の変動を補正する短管部材（図示せず）を好適に使用することができる。これにより、送出リール６２から繰り出されるワイヤー３２の繰り出し位置が送出リール６２の軸方向で変化してもワイヤー３２がロッド１４に進入する進入角度に影響がでないようにできる。即ち、ワイヤー３２のロッド１４への進入角度は送出位置補正手段６４とワイヤー巻き付け位置７４とで定まる。
【００５１】
そして、送出リール６２から送り出されたワイヤー３２は送出位置補正手段６４により送り出し位置が一定になるように補正されてから回転するロッド１４に巻き付けられていく。これにより、ロッド１４の表面にワイヤー３２が巻回されたワイヤー列８２（図４も参照）が形成される。この場合、ワイヤー３２を隙間なく巻回したワイヤー列８２を形成するには、ロッド１４へ進入するワイヤー３２の進入方向を、図４に示すように、ロッド１４の軸芯３０に垂直な垂直方向８４に対して既に巻回されたワイヤー列８２の側に傾斜させてワイヤー３２にワイヤー列８２の端部を押し付けるロッド軸方向の分力Ｆを作用させると共に、ワイヤー３２の進入角度の精度を予め設定した設定進入角度α±１°以内に設定することが重要である。更に好ましくは±０．８°以内、特に好ましくは±０．０５°以内である。
【００５２】
かかる進入角度（巻き付け角度）の変動要因としては、ワイヤー線径の変動、ロッド長さ方向のロッド径変動、ロッド表面の面荒れ分布等の各種の要因があり、これら各種の要因の全てを測定し、その測定値に基づいて複雑な計算を行いフィードバック制御することは巻回方法や装置を複雑にしてしまう。
【００５３】
そこで、本発明では、ワイヤー３２の進入角度の変動を撮像基準点Ｐに対するロッド平行方向のワイヤー位置のズレとしてＣＣＤカメラ８６でモニタリングすることにより、ワイヤー３２のロッド１４への進入角度（巻き付け角度）を設定したら、その後はズレを修正するだけで、ワイヤー３２の線径変動等や複雑な計算を行うことなく、巻き付け密度が一定な精度の良い巻き付けを行うことができるようにした。
【００５４】
即ち、図５の概念図に示すように、ワイヤー３２の設定進入角度αに対して実際のワイヤー３２の進入角度をβとした場合、ＣＣＤカメラ８６は、進入角度β（実際の進入角度）のときのワイヤー位置が設定進入角度αのときのワイヤー位置である撮像基準点Ｐ（図５参照）に対して何目盛りズレているかのズレ量を検出する。この場合、ＣＣＤカメラ８６の近傍に、ワイヤー３２を照らす光源９０を設けるとよい。光源９０でワイヤー３２を照らすと、ワイヤー３２は曲率をもっており拡散的に反射するので、陰影がハッキリしてワイヤー３２の明確な画像を得ることができる。これにより、ワイヤー位置のズレ量を正確に検出することができる。
【００５５】
目盛りのズレはＣＣＤカメラ８６の画素のズレとしてとらえることができ、検出結果が制御手段８８に送信される。
【００５６】
制御手段８８には、ＣＣＤカメラ８６で検出されたワイヤー位置のズレ量と移動テーブル５６を移動させるボールネジ４６を回転するＡＣサーボモータ５４との補正回転数との比例関係が予め入力されており、補正信号がＡＣサーボモータ５４にフィードバックされる。これにより、撮像基準点Ｐに対するワイヤー位置のズレが解消される。この場合、ワイヤー位置が撮像基準点Ｐから僅かでもズレたら補正信号を送るように構成することもできるが、僅かなズレであれば巻き付け精度に問題ないので、ズレの所定許容範囲を設けることがよい。ズレの所定許容範囲としては、設定進入角度αでみたときに、設定進入角度α±１°以内、更に好ましくは±０．８°以内、特に好ましくは±０．０５°以内に維持することが必要である。
【００５７】
ＣＣＤカメラ８６で検出されたワイヤー３２のズレ量は、図６に示すように、設定進入角度αのときの撮像基準点Ｐとワイヤー列８２の終端８２Ａとの位置関係として表示手段９２に表示される。
【００５８】
また、回動テーブル６０上のワイヤー送出ルートの途中に潤滑剤槽（図示せず）を設け、送出リール６２から送り出されたワイヤー３２が、潤滑剤槽に貯留された潤滑剤中を潜って走行することが好ましい。ワイヤー３２をロッド１４に巻き付けるに際して、ワイヤーが乾燥状態でも巻き付けることは可能であるが、ワイヤー表面の微小傷や表面粗さの違いにより、巻き付け位置（点）７４での摩擦係数が異なると、場合によってはワイヤー３２がワイヤー列８２に乗り上げることもある。従って、ワイヤー３２を潤滑剤中に潜らせてワイヤー３２に潤滑剤を塗布してから巻き付けることで、スムーズな巻き付けを行うことができる。また、ワイヤー３２をロッド１４に巻回したときに、微小な異物であっても、ワイヤー列８２の列同士の間に隙間を形成する要因になるが、ワイヤー３２を潤滑剤中に潜らすことでワイヤーに付着しているゴミ等の微小異物も除去できる。尚、潤滑剤をワイヤーに塗布しないで、ワイヤー３２がロッド１４に巻回される位置に潤滑剤を滴下することも巻回精度を上げるために好ましい。潤滑剤としては、グリセリン等の潤滑油や、アルコール等の揮発性溶剤にグリセリン等の潤滑油を混ぜたものを好適に使用できる。
【００５９】
以上の如く構成されたワイヤー巻回機１０でワイヤーロッド１２を形成する方法を説明する。
【００６０】
本発明のワイヤーの巻回方法は、主として、進入角度設定工程と、基準点決定工程と、ズレ判定工程と、速度制御工程との４つの工程から構成され、以下に各工程を詳細に説明する。
【００６１】
先ず、自動巻回の前準備として、巻回に使用するワイヤー３２の線径のバラツキを検査する検査工程を行う。そして、線径のバラツキが公称０．５μｍ以内、より好ましくは公称０．２μｍ以内のものを使用する。ここで、検査工程は、ワイヤーの巻回を行う現場にて行うことには限定されず、例えばワイヤー製造会社が検査を行って上記バラツキを満足するワイヤーを納品することも含まれる。
【００６２】
更に、前準備として、ロッド１４の両端を一対のチャック装置１８、２０にチャックした後、テンション手段３４により、ロッド１４の軸方向にテンションをかける。これにより、上記したように、細く長いロッド１４は撓み易いため、ロッド１４を回転させたときに回転振動が発生し易いが、ロッド１４の軸方向にテンションをかけた状態で回転することにより回転振動の発生を抑制できる。そして、ロッド１４に巻回するワイヤー３２の先端を送出リール６２から引き出して、ロッド１４に４〜５巻分程度綺麗に手巻きし、ワイヤー先端をロッド１４に固着する。これにより自動巻回の前準備が終了するので、次に進入角度設定工程を行う。
【００６３】
進入角度設定工程では、送出リール６２から送出されるワイヤー３２の送出位置からロッド１４へ進入するワイヤーの進入方向を、ロッド１４の軸芯に垂直な方向に対して既に巻回されたワイヤー列８２の側に傾斜させると共に、前記垂直方向と前記進入方向とで形成するワイヤー３２の進入角度を１°を超えて１５°未満の範囲内の一定値（設定進入角度α）に設定する。即ち、ボールネジ用のＡＣサーボモータ５４を一時的に駆動し、移動テーブル５６を僅かだけ移動して回動テーブル６０を回動させることにより、ロッド１４へ進入するワイヤー３２の巻き付け進入角度を設定進入角度αに設定する。設定進入角度αは、１°〜１５°の範囲が好ましく、３°〜１０°の範囲が更に好ましく、５°〜８°の範囲が特に好ましい。これは、設定進入角度αが１°以下では、ワイヤー３２に作用する軸方向分力Ｆ（図４参照）が小さ過ぎるために、ワイヤー３２がワイヤー列８２の終端８２Ａを押し付ける力が弱く、ワイヤー列８２の列同士の間に隙間が形成され易くなる。一方、設定進入角度αが１５°以上であると、ワイヤー３２に作用する軸方向分力Ｆが大き過ぎて、ロッド１４に進入したワイヤー３２がワイヤー列８２に乗り上げてしまい２重巻きになり易いためである。
【００６４】
次の基準点決定工程では、設定進入角度αに設定したワイヤー３２のロッド巻き付け位置７４近傍をＣＣＤカメラ８６で撮像し、画像上においてワイヤー３２に撮像基準点Ｐが乗るようにＣＣＤカメラ８６をセットする。
【００６５】
次のズレ判定工程では、ロッド１４の回転周速度と移動テーブル５６移動速度とを同速度にしてワイヤー３２をロッド１４に自動巻回しながらＣＣＤカメラ８６で撮像基準点Ｐに対するワイヤー３２のズレをＣＣＤカメラ８６でモニタリングし、モニタリングした結果を制御手段８８に送信する。そして、制御手段８８は、ワイヤー３２が撮像基準点Ｐに対してロッド平行方向に所定許容範囲を超えてズレているか否かを判定する。
【００６６】
即ち、設定進入角度αに設定して自動巻回することにより、ロッド１４に進入するワイヤー３２には、ワイヤー列８２の終端８２Ａへの適度な押し付け力であるロッド軸方向の分力Ｆが作用する。これにより、ワイヤー３２はワイヤー列８２の終端８２Ａの巻き姿に倣って巻かれていく。この結果、ロッド表面にワイヤー３２を隙間なく巻回したワイヤー列８２を形成することができる。
【００６７】
かかる自動巻回の過程において、ロッド１４の回転周速度と移動テーブル５６の移動速度が同じである場合、ワイヤー３２の線径変動、ロッド長さ方向のロッド径変動、ロッド表面の面荒れ分布等の進入角度の変動要因が発生すると、ワイヤー３２の巻き付け速度（ワイヤー列が長くなる速度）が変動するので、撮像基準点Ｐに対するワイヤー位置がロッド平行方向にズレる。このズレは、進入角度が変動する全ての要因を含んだ形で現れることになる。そして、このズレが大きいと、ワイヤー列８２の列同士の間に隙間が形成される要因や、ワイヤー列８２にワイヤー３２が乗り上げて２重巻きの要因となる。従って、ズレを極力小さくして、ワイヤー３２の進入角度を常に設定進入角度αの近傍で一定に維持されるようにすることが重要である。
【００６８】
次の速度制御工程では、制御手段８８は、ズレが所定許容範囲内であればロッド１４の回転周速度と移動テーブル５６の移動速度とを現状速度に維持し、所定許容範囲を超えてズレているときには、該ズレが所定許容範囲内に入るようにロッド１４の回転周速度と移動テーブル５６の移動速度との少なくとも一方の速度を制御する。即ち、制御手段８８は、ＣＣＤカメラ８６から送られた検出結果に基づいてボールネジ用のＡＣサーボモータ５４の回転数を制御し、ワイヤーのズレが所定許容範囲に入るように移動テーブル５６の移動速度を制御する。
【００６９】
ここで、現状速度に維持するとは、ロッド１４の回転周速度と移動テーブル５６の移動速度とを同速度にすることを意味するのではなく、ズレが所定許容範囲内であれば、ロッド１４の回転周速度と移動テーブル５６の移動速度とが異なっていてもよい。例えば、ワイヤー３２の線径が変動しても、ワイヤー位置が撮像基準点Ｐからズレていない場合には、ロッド１４の面荒れ分布等の別の要因が線径の変動を相殺していると考えられるので、その場合は、ロッド１４の回転周速度と移動テーブル５６の移動速度とをそのままに維持する。そして、所定許容範囲を超えてズレているときには、該ズレが所定許容範囲内に入るようにロッド回転周速度と移動テーブル５６の移動速度との少なくとも一方の速度を制御する。
【００７０】
これを図６の表示手段９２に表示される（ａ）〜（ｃ）で説明すると、図６（ａ）のようにワイヤー列８２の終端８２Ａと撮像基準点Ｐとが一致する場合には、ワイヤー３２の進入角度が設定進入角度αに一致していることを意味するので、制御手段８８はＡＣサーボモータ５４の回転数を現状に維持するように制御する。
【００７１】
また、図６（ｂ）のようにワイヤー列８２の終端８２Ａ、即ちワイヤー３２の巻き付け位置７４が撮像基準点Ｐから離間した状態でズレている場合には、例えばワイヤー３２の線径が細くなる方向に変動しワイヤーの巻き付け速度が遅くなったために、ロッド１４の回転周速度に対して移動テーブル５６の移動速度が速過ぎることを意味している。従って、制御手段８８は、ＡＣサーボモータ５４の回転数を遅くする補正信号をＡＣサーボモータ５４にフィードバックする。これにより、ズレを修正して所定許容範囲内に入れることができるので、巻き密度を一定にすることができる。
【００７２】
また、図６（ｃ）のように、撮像基準点Ｐにワイヤー列８２の終端８２Ａ、即ちワイヤー３２の巻き付け位置７４が重なった状態でズレている場合には、例えばワイヤー３２の線径が太くなる方向に変動しワイヤーの巻き付け速度が速くなったために、ロッド１４の回転周速度に対して移動テーブル５６の移動速度が遅過ぎることを意味している。従って、制御手段８８は、ＡＣサーボモータ５４の回転数を速くする補正信号をＡＣサーボモータ５４にフィードバックする。これにより、ズレを修正して所定許容範囲内に入れることができるので、巻き密度を一定にすることができる。
【００７３】
このように、本発明では、ズレ判定工程において現れるズレは、進入角度が変動する全ての要因を含んだ形で現れることを利用し、予め進入角度（巻き付け角度）を設定したら、その後はズレを修正するだけで、ワイヤーの線径の変動や複雑な計算を行うことなく、巻き付け密度が一定な精度の良い巻き付けを行うことができる。
【００７４】
尚、本実施の形態では移動テーブル５６の移動速度を変えることでワイヤー位置のズレを解消するようにしたが、ロッド１４の回転周速度を変えるようにしてもよい。
【実施例】
【００７５】
次に、図１のワイヤー巻取機を使用して１００本のワイヤーロッドを製作し、ワイヤー列の列同士に隙間がなくロッド塗布装置のワイヤーロッドとして合格なものを何本製作することができるかを試験した。
【００７６】
（実施例）
本発明の実施例における巻き付け条件は、以下の通りである。
【００７７】
（１）ロッド及びワイヤー
・ワイヤー：７５μｍのステンレススチール
・ロッド  ：直径１０ｍｍ、長さ２ｍのＳＵＳ３０４スレンレス丸棒
（２）巻取機
・ロッド回転数：５０ｒｐｍ
・ワイヤーテンション：１００ｇｒｆ
・ワイヤー進入角度：５°
・ワイヤー進入角度の精度：０．０５°
・ワイヤーへの潤滑剤塗布：回動テーブルに設けた潤滑剤槽により塗布
・検出手段：ＣＣＤカメラ
上記条件でワイヤーロッドを１００本製作した結果、１００本全てワイヤー列の列同士に隙間がなくロッド塗布装置のワイヤーロッドとして合格であった。
【００７８】
尚、比較試験として、従来技術に示した旋盤の送り機構を利用したワイヤー巻き方法でワイヤーロッドを１００本製作したところ、１００本のうち６０本についてはワイヤー列の列同士に隙間が認められ、不合格であった。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明のワイヤー巻回機を上方から見た全体構成の平面概念図
【図２】図１の２−２線に沿った断面概念図
【図３】テンションローラ手段の側面図
【図４】ワイヤーの進入角度及びその作用について説明する説明図
【図５】ワイヤーの進入角度の変動をＣＣＤカメラで検出する方法の概念図
【図６】表示手段に表示と移動テーブルの制御との関係を説明する説明図
【図７】従来のワイヤー巻き方法を説明する斜視図
【符号の説明】
【００８０】
１０…ワイヤー巻回機、１２…ワイヤーロッド、１４…ロッド、１６…装置テーブル、１８、２０…チャック装置、２２、２４…軸受、２６、５２…カップリング、２８、５４…ＡＣサーボモータ、３０…ロッドの軸芯、３２…ワイヤー、３４…ワイヤーテンション手段、４６…ボールネジ、４８、５０…軸受、５２…カップリング、５４…ＡＣサーボモータ、５６…移動テーブル、５７…ナット部材、５８…レール、６０…回動テーブル、６２…送出リール、６４…送出位置補正手段、６６…検出手段、６８…回動軸、７０…軸受、７２…回動テーブルの回動中心、７４…巻き付け位置、７６…ワイヤーテンション手段、７８…トルクモータ、８０…プーリ、８２…ワイヤー列、８４…ロッドに垂直な垂直方向、８６…ＣＣＤカメラ、８８…制御手段、９０…光源、９２…表示手段
【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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