線圈的繞線裝置及其繞線方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于例如無芯馬達的轉(zhuǎn)子等的線圈的繞線裝置及繞線方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，小型的無芯馬達的轉(zhuǎn)子的線圈要求高的形狀精度。作為這種的線圈的制造方法，存在在卷芯的外周傾斜地依次卷繞線材來對圓筒形的線圈進行繞線的方法。用于該方法的繞線裝置具備輸出線材并相對于卷芯相對旋轉(zhuǎn)的噴嘴、和使該卷芯相對旋轉(zhuǎn)的卷芯旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。
[0003]另一方面，在使用了這樣的裝置的線圈的繞線方法中，在卷繞線材的期間，需要拉出線圈的引線(接頭(tap))。將引線錫焊于整流器(commutator)的端子等。該情況下的線圈的引線通過手動作業(yè)進行扭轉(zhuǎn)等操作。因此，本申請人提供了容易且準確地進行該引線的形成的線圈的繞線裝置以及繞線方法(例如，參照JP2002-354762A)。
[0004]在該繞線裝置以及方法中，在線圈的成型過程中，具備:從線圈的端部拉出引線的拉出單元；以及對拉出的引線進行扭轉(zhuǎn)成型的扭轉(zhuǎn)單元。拉出單元還具備:沿著卷芯的端部隔開規(guī)定間隔地排列有多個的鉤棒；使該鉤棒向鉤掛線材的鉤掛位置與拉出動作的位移結(jié)束位置移動的移動單元。這樣，自動地進行引線的拉出、引線的扭轉(zhuǎn)成型，從而能夠容易且準確地進行引線的形成。
[0005]但是，對于上述現(xiàn)有的繞線裝置以及繞線方法的拉出單元而言，在使鉤棒移動至鉤掛位置的狀態(tài)下，使噴嘴轉(zhuǎn)動，并使從該噴嘴輸出的線材卡合于該鉤棒。即，為了從線圈的端部拉出線材，在使將輸出的線材依次卷繞于卷芯的周圍而使線圈成型的噴嘴的轉(zhuǎn)動暫時停止的狀態(tài)下，使鉤棒移動至鉤掛位置，在該狀態(tài)下，使噴嘴再次旋轉(zhuǎn)而使從該噴嘴掛出的線材卡合于該鉤棒。
[0006]因此，為了拉出引線使噴嘴的轉(zhuǎn)動暫時停止，然后使轉(zhuǎn)動再次開始，將線材卡合于鉤棒，因此再次停止噴嘴的轉(zhuǎn)動，在該狀態(tài)下使鉤棒旋轉(zhuǎn)，由此必須對引線進行扭轉(zhuǎn)成型。殘留有如下應該解決的課題，即、若重復進行用于像這樣拉出線材的噴嘴的轉(zhuǎn)動與停止，則引線的扭轉(zhuǎn)所需要的時間增加，在形成有多個引線的線圈的情況下，伴隨著該引線的形成的時間增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供能夠縮短引線的形成所需要的時間的線圈的繞線裝置以及其繞線方法。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方式，線圈的繞線裝置具備:噴嘴，其繞卷芯以相對于上述卷芯的中心線傾斜的軌跡轉(zhuǎn)動而將線材輸出并且傾斜地依次卷繞于卷芯的周圍，由此成型線圈；多個鉤棒，它們以隔開規(guī)定間隔的方式設置在卷芯的端部的周圍，并在線圈的成型過程中能夠供從線圈的端部拉出的線材鉤掛；卷芯旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，其使卷芯與多個鉤棒一起旋轉(zhuǎn)；鉤棒旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，其使多個鉤棒與卷芯分開旋轉(zhuǎn)而使鉤掛到鉤棒的線材扭轉(zhuǎn)；以及線材拉出單元，其在線圈的成型過程中從線圈的端部將線材拉出并使該線材鉤掛于鉤棒，線材拉出單元具備:鉤手部，其能夠?qū)⒋顠斓綇木€圈的端部至噴嘴之間的線材鉤掛于鉤棒；以及移動單元，其能夠使鉤手部沿三個軸方向移動。
[0009]另外，根據(jù)本發(fā)明的另一方式，線圈的繞線方法包括:繞線工序，在該工序中，使噴嘴繞卷芯以相對于卷芯的中心線傾斜的軌跡轉(zhuǎn)動，從而將從噴嘴輸出的線材傾斜地依次卷繞于卷芯的周圍，由此成型線圈；線材鉤掛工序，在該工序中，從線圈的端部將線材拉出并鉤掛于鉤棒；以及扭轉(zhuǎn)工序，在該工序中，通過使鉤棒旋轉(zhuǎn)規(guī)定量來使鉤掛到鉤棒的上述線材扭轉(zhuǎn)成型，在線材鉤掛工序中，使搭掛到從線圈的端部至噴嘴之間的線材鉤掛于鉤手部，并使鉤手部沿三個軸方向移動而使鉤掛到鉤手部的線材鉤掛于鉤棒。
【附圖說明】
[0010]圖1是表示本發(fā)明的實施方式的繞線裝置的線材拉出單元的圖5的1-1線剖視圖。
[0011]圖2是表示本發(fā)明的實施方式的鉤棒的配置狀態(tài)與鉤手部的俯視圖。
[0012]圖3是表示本發(fā)明的實施方式的旋轉(zhuǎn)限制單元的圖。
[0013]圖4是表示本發(fā)明的實施方式的鉤棒的旋轉(zhuǎn)限制狀態(tài)的圖。
[0014]圖5是本發(fā)明的實施方式的繞線裝置的縱剖視圖。
[0015]圖6是表示本發(fā)明的實施方式的繞線裝置的立體圖。
[0016]圖7是表示本發(fā)明的實施方式的繞線裝置的卷芯與線材掛架部件的關(guān)系的俯視圖。
[0017]圖8是表示在本發(fā)明的實施方式的卷芯開始卷繞線材的狀態(tài)的從圖7的A方向觀察的圖。
[0018]圖9是表示在本發(fā)明的實施方式的卷芯卷繞了一次線材的狀態(tài)的圖。
[0019]圖10是表示在本發(fā)明的實施方式的卷芯卷繞了兩次線材的狀態(tài)的與圖9對應的圖。
[0020]圖11是表示在本發(fā)明的實施方式的卷芯的外周的三分之一卷繞了線材的狀態(tài)的與圖8對應的圖。
[0021]圖12是表示從由卷繞于本發(fā)明的實施方式的卷芯的三分之一的線材構(gòu)成的線圈拉出線材并鉤掛于鉤棒的狀態(tài)的與圖11對應的圖。
[0022]圖13是表示通過鉤手部對卷繞于本發(fā)明的實施方式的鉤棒的噴嘴附近的線材進行夾持的狀態(tài)的與圖12對應的圖。
[0023]圖14是表示使本發(fā)明的實施方式的鉤棒旋轉(zhuǎn)而將線材扭轉(zhuǎn)，由此形成了引線的狀態(tài)的與圖13對應的圖。
[0024]圖15是表示在本發(fā)明的實施方式的卷芯的外周整體卷繞了線材的狀態(tài)的與圖8對應的圖。
[0025]圖16是表示將本發(fā)明的實施方式的卷繞完畢的線材捆扎于鉤棒的狀態(tài)的與圖8對應的圖。
[0026]圖17是表示將本發(fā)明的實施方式的卷繞完畢的線材與卷繞開始的線材一起通過按壓部件按壓而消除松弛的狀態(tài)的與圖8對應的圖。
[0027]圖18是表示在本發(fā)明的實施方式的線圈形成了全部引線的狀態(tài)的與圖8對應的圖。
【具體實施方式】
[0028]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0029]如圖5以及圖6所示，本實施方式的線圈的繞線裝置I是自動地制造用于無芯馬達的轉(zhuǎn)子等的線圈10 (圖18)的裝置，是所謂的錠翼式的繞線裝置。繞線裝置I具備繞卷芯3轉(zhuǎn)動的錠翼5、和從錠翼5的前端輸出線材2的噴嘴4。繞線裝置I構(gòu)成為:在線材2的一端卡定到卷芯3的狀態(tài)下，噴嘴4經(jīng)由錠翼5繞卷芯3傾斜地轉(zhuǎn)動，即、噴嘴4以相對于卷芯3的中心線傾斜的軌跡轉(zhuǎn)動，由此從噴嘴4輸出的線材2傾斜地依次卷繞于卷芯3的外周(周圍)。
[0030]錠翼5的基端部連結(jié)于主軸(旋轉(zhuǎn)軸)6。主軸6經(jīng)由軸承12而能夠旋轉(zhuǎn)地支承于錠翼支承臺13。主軸6通過馬達7經(jīng)由帶輪8、9以及帶11被驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。
[0031]錠翼支承臺13經(jīng)由軸18固定于左右移動臺17。構(gòu)成為通過改變軸18相對于左右移動臺17的安裝角度，而能夠?qū)娮?所通過的旋轉(zhuǎn)軌跡的傾斜角度進行調(diào)節(jié)。
[0032]錠翼支承臺13與卷繞于卷芯3的線圈10 (圖16)的形狀、大小對應地沿X、Y、Z三個軸方向移動。錠翼支承臺13具備沿X軸方向移動的左右移動臺17、沿Z軸方向移動的升降臺45、以及沿Y軸方向移動的前后移動臺36。
[0033]左右移動臺17被支承為經(jīng)由導軌49能夠相對于升降臺45沿X軸方向平行移動。在升降臺45安裝有被伺服馬達41驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的滾珠絲杠42。在左右移動臺17固定有經(jīng)由多個滾珠而與滾珠絲杠42旋合的螺母43。
[0034]升降臺45被支承為經(jīng)由導軌40能夠相對于前后移動臺36沿Z軸方向平行移動。在升降臺45安裝有被伺服馬達46驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的滾珠絲杠47。在前后移動臺36固定有經(jīng)由滾珠而與滾珠絲杠47旋合的螺母48。
[0035]前后移動臺36被支承為經(jīng)由導軌32能夠相對于架臺35沿Y軸方向平行移動。在架臺35的殼體39安裝有被伺服馬達37驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的滾珠絲杠38。在前后移動臺36固定有經(jīng)由滾珠而與滾珠絲杠38旋合的螺母33。
[0036]作為使卷芯3與鉤棒68 —起繞Z軸旋轉(zhuǎn)的卷芯旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，繞Z軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)臺19立起設置于架臺35上的工作臺65。該旋轉(zhuǎn)臺19被設置于工作臺65內(nèi)的伺服馬達(未圖示)驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)臺19由旋轉(zhuǎn)中心軸66和設置于其中間部的圓盤部67形成。卷芯3經(jīng)由夾具以能夠裝卸的方式設置在該旋轉(zhuǎn)臺19的旋轉(zhuǎn)中心軸66的上部。
[0037]以如下方式進行控制:每當噴嘴4經(jīng)由錠翼5繞卷芯3傾斜地轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)臺19就使卷芯3旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度。由此，線材2傾斜地依次卷繞于卷芯3的外周而形成圓筒形的線圈 10 (圖 16)。
[0038]另外，本實施方式的繞線裝置I具備將經(jīng)由噴嘴4而被卷掛的線材2朝卷芯3的外周引導的作為銷狀物的第一、第二線材掛架部件21、22。
[0039]如圖7所示，第一、第二線材掛架部件21、22配置為:在夾著包含噴嘴4的轉(zhuǎn)動中心與卷芯3的中心線雙方在內(nèi)的平面H的卷芯3的兩側(cè)，隔著該卷芯3以180度相互對置。配置為:第一線材掛架部件21與卷芯3的上部抵接，第二線材掛架部件22與卷芯3的下部抵接(圖5)。
[0040]因此，第一、第二線材掛架部件21、22的相對于卷芯3抵接的抵接部位于包含卷芯3的旋轉(zhuǎn)中心線的一個平面h上。此時，平面h與上述的平面H正交。而且，噴嘴4將線材2經(jīng)由第一、第二線材掛架部件21、22卷繞于卷芯3的外周，由此將線材2朝卷芯3的外周的規(guī)定位置收納。
[0041]此外，本實施方式的“線材掛架部件”具有將掛繞于該線材掛架部件2?3次后的線材從其前端朝卷芯引導的功能。并且，起到能夠使掛繞到線材掛架部件的2?3條的線材2相互緊貼并通過熱風可靠地熔合并且引導至卷芯的作用/效果。
[0042]如圖7所示，第一、第二線材掛架部件21、22是沿卷芯3的切線方向延伸的銷狀物。在該實施方式中，示出由基端側(cè)的大徑部21a、22a、以及以與上述大徑部21a、22a連續(xù)地形成于同軸并與卷芯3抵接的方式設置的前端側(cè)的小徑銷部21b、22b構(gòu)成的部件。由上述銷狀物構(gòu)成的第一、第二線材掛架部件21、22使前端側(cè)的小徑銷部21b、22b朝向卷芯3的旋轉(zhuǎn)方向，將作為基端的大徑部21a、22a安裝于支承臺20。該支承臺20樞轉(zhuǎn)支承于托架25。
[0043]另外，本實施方式的繞線裝置I具備抵接角度可變機構(gòu)，該抵接角度可變機構(gòu)在使第一、第二線材掛架部件21、22與卷芯3的外周抵接的狀態(tài)下改變各自的抵接角度。該實施方式的抵接角度可變機構(gòu)具備:擺動中心軸23，其經(jīng)由軸承31將第一、