喷嘴绕转装置以及卷线机的制作方法

本发明涉及用于喷嘴直卷型的卷线机的喷嘴绕转装置以及具备该喷嘴绕转装置的卷线机。

背景技术：

在定子铁心等的磁极(工件)上直接卷绕从喷嘴供应的线材的所谓的喷嘴直卷型的卷线机是使喷嘴与工件相对移动来将来自喷嘴前端的线材卷绕于工件的卷绕机。这种卷线机构成为：使插通有线材的喷嘴沿工件移动，将从喷嘴的前端拉出的线材直接卷绕于工件(例如，专利文献1以及2)。通过使支承该喷嘴的臂和支承工件的支承台当中的一者或两者相对上下移动，来进行喷嘴的移动。喷嘴的方向固定为与铁心的径向平行的状态。基于如此的喷嘴的方向被固定的现有的喷嘴直卷型的卷线机，在向1个铁心的卷绕结束而进行过渡线的形成、缠绕处理的情况下，喷嘴以固定该方向的状态朝铁心的径外侧方向移动，因此颇有如下风险：线材在喷嘴前端朝相反方向弯折，不能顺畅地进行拉出，线材发生损伤。

在专利文献1中，为了应对这样的问题，记载有如下构成：通过使用由致动器在上下方向上驱动的齿条、以及与该齿条啮合且安装于喷嘴保持器的转动轴的齿轮，从而在喷嘴的移动时使致动器工作来使该喷嘴转动。即，公开了如下构成的卷绕机：在进行过渡线的形成、缠绕处理时，使喷嘴转动以使喷嘴的方向与铁心的径向垂直，并在该状态下使喷嘴朝铁心的径外侧方向移动。

在专利文献2中，为了应对这样的问题，记载有如下构成：将在喷嘴组件的上下方向上延伸的轴以贯通状态设置于气缸内，在该气缸中使轴在上下方向上滑动来使喷嘴保持器转动。即，公开了如下构成的卷线机：在进行过渡线的形成、缠绕处理时，使喷嘴转动以使喷嘴的方向与铁心的径向垂直，并在该状态下使喷嘴保持器朝铁心的径外侧方向移动。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：jp实开昭63-81670号公报

专利文献2：jp特开2003-169455号公报

技术实现要素：

(发明要解决的课题)

然而，在基于专利文献1公开的卷线机时，要通过喷嘴组件的移动来进行卷线时的喷嘴的转动，因此必须在喷嘴组件中添加驱动源(致动器)，其结果是，喷嘴组件自身的重量增大，对于使其在上下方向上移动的机构必须使用大输出的驱动源。

另外，基于专利文献2公开的卷线机，卷线时的喷嘴的转动也是通过喷嘴组件的移动来进行的，因此必须在喷嘴组件中添加驱动源(气缸)，其结果是，喷嘴组件自身的重量增大，对于使其在上下方向上移动的机构必须使用大输出的驱动源。

(用于解决课题的技术方案)

本发明鉴于这样的现状而提出，其目的在于，提供能抑制喷嘴组件的重量增大的喷嘴绕转装置以及具备该喷嘴绕转装置的卷线机。

本发明的其他目的在于，提供能实现卷线机的小型化以及节能化的喷嘴绕转装置以及具备该喷嘴绕转装置的卷线机。

本发明的喷嘴绕转装置具备：喷嘴组件，其具有从前端放出线材的喷嘴以及保持该喷嘴的喷嘴保持器，并转动自如地支承喷嘴保持器；以及喷嘴保持器驱动构件，其与喷嘴组件一体设置，在喷嘴组件内移动来使喷嘴保持器转动，在卷线结束后，喷嘴绕转装置驱动喷嘴保持器驱动构件来使喷嘴从卷线状态绕转至线处理状态。尤其根据本发明，喷嘴绕转装置还具备：组件内驱动单元，其在喷嘴组件内与喷嘴组件一体设置，并能移动喷嘴保持器驱动构件；以及组件外驱动单元，其在喷嘴组件的外部与喷嘴组件分体设置，并驱动组件内驱动单元以使喷嘴保持器驱动构件移动。

由于构成为通过与该喷嘴组件分体地独立设置于喷嘴组件的外部的组件外驱动单元来使喷嘴保持器驱动构件移动，因此能将喷嘴绕转装置的大部分设为与喷嘴组件相独立的另外的构成，能降低向喷嘴组件的重量附加。

优选地，组件内驱动单元具备：旋转构件，其旋转自如地枢轴支承于喷嘴组件，并使喷嘴保持器驱动构件移动；以及凸部，其与旋转构件一体设置，并用于使旋转构件旋转，组件外驱动单元具备：外部移动构件，其具有与凸部卡合的凹部，并进行移动来使旋转构件旋转；以及驱动机构，其使外部移动构件移动。

还优选地，外部移动构件构成为进行直线移动，该外部移动构件的凹部是沿喷嘴组件在卷线时移动的方向形成的长槽或长孔，该长槽或长孔的长度被设定为喷嘴组件在卷线时移动的行程以上。

还优选地，凸部是凸轮随动件。

还优选地，驱动机构具备旋转电动机或旋转气缸来作为驱动源。

本发明的卷线机具备喷嘴绕转装置，喷嘴绕转装置具备：喷嘴组件，其具有从前端放出线材的喷嘴以及保持该喷嘴的喷嘴保持器，并转动自如地支承喷嘴保持器；以及喷嘴保持器驱动构件，其与喷嘴组件一体设置，在喷嘴组件内移动来使喷嘴保持器转动，在卷线结束后，喷嘴绕转装置驱动喷嘴保持器驱动构件来使喷嘴从卷线状态绕转至线处理状态。尤其根据本发明，喷嘴绕转装置还具备：组件内驱动单元，其在喷嘴组件内与喷嘴组件一体设置，并能移动喷嘴保持器驱动构件；以及组件外驱动单元，其在喷嘴组件的外部与喷嘴组件分体设置，并驱动组件内驱动单元以使喷嘴保持器驱动构件移动。

优选地，组件内驱动单元具备：旋转构件，其旋转自如地枢轴支承于喷嘴组件，并使喷嘴保持器驱动构件移动；以及凸部，其与旋转构件一体设置，并用于使旋转构件旋转，组件外驱动单元具备：外部移动构件，其具有与凸部卡合的凹部，并进行移动来使旋转构件旋转；以及驱动机构，其使外部移动构件移动。

还优选地，外部移动构件构成为进行直线移动，外部移动构件的凹部是沿喷嘴组件在卷线时移动的方向形成的长槽或长孔，该长槽或长孔的长度被设定为喷嘴组件在卷线时移动的行程以上。

还优选地，凸部是凸轮随动件。

还优选地，驱动机构具备旋转电动机或旋转气缸来作为驱动源。

优选地，卷线机构成为：在喷嘴的绕转时，对组件外驱动单元以及喷嘴组件的移动进行控制以使喷嘴的前端位置不发生位移。

(发明效果)

根据本发明，能够提供能抑制针对喷嘴组件的移动的喷嘴的绕转构成的重量附加、且有助于卷线机的小型化以及节能化的喷嘴绕转装置以及具备该喷嘴绕转装置的卷线机。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的一实施方式中的卷线机的整体构成的主视图。

图2是示意性地表示图1的实施方式中的卷线机的整体构成的俯视图。

图3是示意性地表示图1的实施方式中的卷线机的整体构成的侧视图。

图4是表示图1的实施方式中的卷线机的喷嘴组件以及组件外驱动单元的外部移动构件部分的构造的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。

图5是图1的实施方式中的卷线机的外部移动构件的分解立体图。

图6是表示图1的实施方式中的卷线机的喷嘴组件以及喷嘴绕转装置部分的构造的立体图。

图7是示意性地表示图1的实施方式中的卷线机的喷嘴组件中的喷嘴的移动以及旋转动作的剖视图，(a)示出了喷嘴被设定为卷线姿势的状态，(b)示出了设定为线处理姿势的状态。

图8是表示图1的实施方式中的卷线机的外部移动构件所执行的组件内驱动单元的旋转构件的旋转动作的主视图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的卷线机的一实施方式。

图1示出了从正面观察本发明的一实施方式所涉及的卷线机2的整体构成的状态，图2示出了从上方观察该卷线机2的整体构成的状态，图3示出了从左侧面观察该卷线机2的整体构成的状态。

如这些图所示，卷线机2主要具备：基座4；工件保持组件6，其配置于基座4上；2个喷嘴组件10，其通过垂直框架8而配置于基座4上；2个喷嘴5，其分别设置于2个喷嘴组件10；2个喷嘴绕转装置7，其使这些喷嘴5分别转动；喷嘴上下移动机构12，其使2个喷嘴组件10在图1中的上下方向(工件的旋转轴心方向、z方向)上移动；以及喷嘴水平移动机构14，其使2个喷嘴组件10在与图1中的水平左右方向(y方向)以及上下方向(z方向)正交的图1中的水平前后方向(x方向)上移动。

工件保持组件6具有：工件基座16；2个工件保持夹具18，其能旋转地支承于工件基座16；以及作为驱动源的电动机20，其使这2个工件保持夹具18同时旋转。即，本实施方式所涉及的卷线机2是针对2个工件来同时卷绕线材的所谓的双联型的卷线机。工件保持组件6构成为能通过进给螺丝机构在水平左右方向(y方向)上移动，该进给螺丝机构具备进给螺丝22、导轨24以及未图示的驱动源。

各喷嘴绕转装置7具有：组件内驱动单元54(参照图8)，其设置于各喷嘴组件10；以及组件外驱动单元55，其与该喷嘴组件10分体独立地设置于喷嘴组件10的外部，使组件内驱动单元54动作。组件外驱动单元55具有：t字形状的外部移动构件26，其在与上下方向(z方向)以及水平前后方向(x方向)正交的水平左右方向(y方向)上直线移动；以及驱动机构28，其使该外部移动构件26直线移动。

喷嘴上下移动机构12具有作为驱动源的旋转电动机30、以及经由带轮而卷绕于该电动机30的旋转轴及从动轴32的带体34，构成为：固定于通过电动机30的旋转而被驱动的带体34的喷嘴组件10在上下方向上移动。

喷嘴水平移动机构14具有作为驱动源的旋转电动机36、经由带轮而卷绕于该电动机36的旋转轴及从动轴38的带体40、以及进给螺丝42和导轨44(参照图3)，构成为使喷嘴绕转装置7和喷嘴上下移动机构12一体地在水平前后方向(x方向)上移动。

图4示出了卷线机2的喷嘴组件10以及组件外驱动单元55的外部移动构件26部分的构造，图5更详细地示出了外部移动构件26的构成。

如图4所示，2个喷嘴组件10与框架46一体固定，通过将框架46固定于喷嘴上下移动机构12的带体34，从而这2个喷嘴组件10随着带体34的驱动而在上下方向上移动。在此情况下，通过由固定于框架46的滑动部47和导轨49构成的直线运动导轨，这些喷嘴组件10顺畅地上下移动。

组件外驱动单元55的驱动机构28具有：旋转电动机48、作为2个从动轴的进给螺丝50、以及经由带轮而卷绕于这些进给螺丝50的带体52。外部移动构件26通过螺母构件53与进给螺丝50卡合，通过电动机48的旋转而在箭头所示的水平左右方向(y方向)上直线移动。外部移动构件26的前端部与设置于喷嘴组件10的组件内驱动单元54(参照图8)的凸部即凸轮随动件56卡合。

如图4以及图5所示，外部移动构件26具有：t字形状的支承构件58；导板62，其以多个螺丝60固定于该支承构件58的前端部；以及支架64，其将支承构件58以及螺母构件53彼此连结。凸轮随动件56所卡合且滑动的长槽或长孔即纵槽(纵向的凹槽或贯通孔)66沿上下方向(z方向)，即喷嘴组件10的卷线时的移动方向形成于导板62。纵槽66的下端开口，以在装置的组装后也能进行纵槽66与凸轮随动件56的卡合。该纵槽66的长度h(参照图5)被设定为喷嘴组件10在卷线时移动的行程以上。

图6示出了卷线机2的各喷嘴组件10以及喷嘴绕转装置7部分的构造。

如同图所示，具备用于放出线材的喷嘴5的喷嘴组件10移动至由工件保持夹具18保持的工件86的旋转轴心方向(上下方向、z方向)，并与工件86的旋转动作联动，从而进行卷线。若相对于1个磁极88的卷线结束，则喷嘴保持器驱动构件74在喷嘴组件10内朝工件的旋转轴心方向(z方向)的下方移动，喷嘴5从进行卷线的卷线状态(水平姿势)起移动以及绕转至形成过渡线时的线处理状态(垂直姿势)。同图示出了喷嘴5移动以及绕转至线处理状态的状态。此外，在本说明书中，“喷嘴保持器驱动构件在喷嘴组件内移动”的表述还包括喷嘴保持器驱动构件74以将其一部分露出至喷嘴组件10的外部的状态进行移动的情况。

从喷嘴5的卷线状态向线处理状态的移动以及绕转是通过喷嘴保持器72的移动以及绕转来进行的。喷嘴保持器72由设置于喷嘴组件10的下端部的轴70转动自如地支承，喷嘴保持器驱动构件74朝上下方向(z方向)的下方移动，从而喷嘴保持器72不仅移动至下方，而且以轴70为中心进行转动。喷嘴组件10的下端部具有直线状的细长形状，从而不会发生喷嘴5干扰电动机铁心的开口部等而卷线困难的状况。喷嘴保持器驱动构件74朝上下方向(z方向)的移动是通过在喷嘴组件10内一体设置的组件内驱动单元54与在喷嘴组件10的外部同喷嘴组件10分体独立设置的组件外驱动单元55的联动来进行的。

图7示意性地示出了卷线机2的喷嘴组件10中的喷嘴5的移动以及旋转动作。

如同图所示，喷嘴组件10具有：组件主体68；喷嘴保持器72，其通过设置于组件主体68的下端部的轴70而被转动自如地支承；以及喷嘴保持器驱动构件74，其相对于组件主体68在上下方向(z方向)上可移动地设置，通过使喷嘴保持器72移动以及绕转，从而使喷嘴5在卷线状态(水平姿势)与线处理状态(垂直姿势)之间移动以及绕转。线材75被未图示的张力装置赋予张力，从喷嘴保持器驱动构件74的上端插入喷嘴保持器驱动构件74的内孔，并被设置于喷嘴保持器驱动构件74的下端部的导辊77引导而在喷嘴5内插通。作为该情况下的线材75，例如使用由绝缘材料覆盖的铜线。

喷嘴保持器72具有卡合槽72a，设置于喷嘴保持器驱动构件74的下端部的轴销76与该卡合槽72a卡合。在图7的(a)中，喷嘴5处于卷线状态，从该状态起，喷嘴保持器驱动构件74移动至上方时，如图7的(b)所示，喷嘴保持器72不仅向上方移动，而且以轴70为中心绕逆时针方向转动，喷嘴5随着该喷嘴保持器72的转动而在垂直面内绕转，且向上方移动，成为过渡线形成中的线处理状态的垂直姿势。

组件内驱动单元54配置于组件主体68内的上下方向上的大致中央位置。组件内驱动单元54具有：旋转构件82，其由设置于组件主体68的旋转轴78旋转自如地枢轴支承；以及臂构件80，其与该旋转构件82一体设置，露出至组件主体68的外表面，并保持凸轮随动件56。旋转构件82具有卡合槽82a，设置于喷嘴保持器驱动构件74的轴销84与该卡合槽82a卡合。基于外部移动构件26(参照图8)的直线移动(水平移动)，若臂构件80旋转，则旋转构件82也同步旋转，随之，喷嘴保持器驱动构件74在上下方向上移动。在图7中，标号h示出了组件内驱动单元54的动作(旋转构件82的旋转)所致的喷嘴保持器驱动构件74的移动行程。

图8示出了卷线机2的外部移动构件26所执行的组件内驱动单元54的旋转构件82的旋转动作。

如同图所示，若外部移动构件26在水平左右方向上直线移动，则组件内驱动单元54的凸轮随动件56使纵槽66在上下方向上位移的同时进行移动。由此，旋转构件82旋转θ°(90°)，喷嘴保持器驱动构件74在上下方向上移动移动行程h(参照图7)的距离。即，在图8中，凸轮随动件56位于90°的右端时，喷嘴5呈处于卷线状态的水平姿势，位于左端时，喷嘴5呈处于线处理状态的垂直姿势。此外，在图8中，省略组件内驱动单元54、喷嘴保持器72来进行了显示。此外，尽管在本实施方式中采用伺服电动机作为了上述电动机，但不限于此。

能将外部移动构件26的导板62以与支承构件58分体的构件构成，能装卸自如地构成于该支承构件58。若如此构成，则纵槽66发生磨损的情况下能仅交换磨损的部分，因此将获得维护上的便利。另外，若如此构成，在根据机型而需要长度不同的纵槽66的情况下，还将获得按每种机型仅交换导板62即可这样的便利。进而，若将导板62设为与支承构件58分体的构件，则还能够得到能在该导板62容易地形成纵槽66这样的制造上的便利。

还能取代组件外驱动单元55的驱动机构28的旋转电动机48，而使用旋转气缸(rotaryaircylinder)。若使用旋转气缸，则能锁定喷嘴5的绕转位置，能够兼具作为驱动源的功能和作为对喷嘴姿势进行固定的锁定单元的功能。在此情况下，由于能对组件内驱动单元54的凸轮随动件56的位置进行固定，因此在卷线时喷嘴组件10上下移动时，从外部移动构件26的导板62的纵槽66受到的负荷变小。其结果是，即使在施加线材的张力的情况下，也能进行直卷卷线。

如前所述，本实施方式所涉及的卷线机2是双联型，因此2个喷嘴绕转装置7相对于2个喷嘴组件10来分个配置。这些喷嘴绕转装置7中的大部分的要素独立设置于喷嘴组件10的外部，因此其重量不会附加至喷嘴组件10。其结果是，能简化用于喷嘴组件10的上下方向的移动的喷嘴上下移动机构12的构成。另外，由于能降低喷嘴上下移动机构12的电动机输出，因此能实现节能化以及运行成本的降低。

组件内驱动单元54的凸轮随动件56由外部移动构件26的导板62的纵槽66进行限制，因此无论喷嘴组件10处于哪个位置，通过使外部移动构件26直线移动，均能使喷嘴5绕转。如前所述，由于该纵槽66的长度h被设定为喷嘴组件10在卷线时移动的行程以上，因此在喷嘴5的旋转动作后能继续实施使喷嘴组件10上下移动的卷线动作。

还能构成为：在外部移动构件26取代纵槽66而设置在其直线移动(水平移动)方向上延伸的水平的横槽(横向的凹槽或贯通孔)，使凸轮随动件56与该横槽卡合，从而使旋转构件82旋转。然而，在此情况下，只有在使喷嘴组件10移动直至水平的横槽与凸轮随动件56的位置一致后，才能使旋转构件82旋转。即，基于工件的种类(工件的旋转轴心方向的高度的不同)，喷嘴5相对于工件的卷线位置不同，因此要使凸轮随动件与经位置固定的横槽卡合，就必须使喷嘴组件移动。

相对于此，根据本实施方式的构成，卷线时，凸轮随动件56始终与纵槽66卡合，因此将不需要为了上述那样的横槽与凸轮随动件的位置对准而使喷嘴组件进行多余的移动。故而，能使卷线作业的效率得以提高。

外部移动构件26与组件内驱动单元54的卡合不限于使用凸轮随动件56，还可以使用圆柱状的凸部，但通过使用凸轮随动件56，能降低构件间的摩擦，能使喷嘴5的旋转动作(旋转构件82的旋转动作)顺畅。

在本实施方式中构成为：在喷嘴5的卷线状态与线处理状态之间的喷嘴5的移动以及绕转时，喷嘴5的前端位置保持为同一位置。这是由未图示的控制单元对喷嘴上下移动机构12的电动机30的驱动所致的喷嘴组件10的上下方向(z方向)的移动、喷嘴绕转装置7的电动机48所执行的喷嘴保持器72的旋转动作、以及喷嘴水平移动机构14的电动机36的驱动所致的喷嘴组件10的水平左右方向(y方向)的移动进行控制来实施的。

以下，基于图7来详细说明喷嘴5的前端位置被控制为同一位置的动作。图7的(a)示出了喷嘴5呈作为卷线状态的水平姿势的状态。即，示出了相对于工件86的1个磁极88的卷线结束而喷嘴5呈卷线状态的水平姿势的状态。相对于磁极88的卷绕是通过喷嘴组件10的上下方向(z方向)的移动、工件保持组件6所执行的工件88的旋转(卷绕)、以及工件保持组件6所执行的工件86的水平左右方向(y方向)的移动(螺距进给)来实施的。即，通过喷嘴上下移动机构12的电动机30和工件保持组件6的电动机20的控制来进行卷线。该控制只是一例，例如还可以通过喷嘴组件10的上下移动以及水平左右移动的控制来进行线材相对于磁极的卷绕，并通过工件保持组件6的移动的控制来仅进行螺距进给。换言之，通过喷嘴组件10与工件保持组件6的相对移动来实施卷线。

在工件保持组件6从工件保持夹具18取出已卷线的工件并将下一个未卷线工件设置于该工件保持夹具18的期间，本实施方式的卷线机2处于空闲状态。若在工件保持夹具18设置未卷线工件，则工件保持组件6在水平左右方向(y方向)上移动，工件86定位于喷嘴组件10的下方的对置位置。其后，喷嘴组件10下降，在给定的位置进行卷线。

若相对于1个磁极88的卷线结束，则与喷嘴组件10朝上方移动同步，喷嘴保持器72的绕转开始，且进行工件保持组件6的水平移动。这些动作由未图示的控制单元控制。通过该控制动作，喷嘴5以其前端位置几乎不动的状态绕转，最终如图7的(b)所示被设定为处于线处理状态的垂直姿势。由于不会发生喷嘴5的绕转所带来的线材的松弛，因此缠绕错误等所致的产品的合格率的下降将得以抑制。在喷嘴5成为垂直姿势后，基于工件保持组件6的电动机20的控制，进行工件86的索引动作，喷嘴5以垂直姿势的状态向下一个阶段进行移动。在向移动至下一个阶段后的喷嘴5的水平位置的设定中，进行与上述相反的动作。

尽管在上述实施方式中设为了在组件内驱动单元54设置凸部、且在外部移动构件26设置与该凸部卡合的凹槽或贯通孔的构成，但也可以是与其相反的构成。即，凸部与凹槽或贯通孔能在组件内驱动单元54与外部移动构件26之间对置设置。

另外，尽管在上述实施方式中以工件的旋转轴心方向为上下方向进行了例示，但即使是旋转轴心方向为水平左右方向的构成，也能同样实施。

上述实施方式全部示例性地示出本发明，并不用于限定，本发明能以其他各种变形形态以及变更形态进行实施。因此，本发明的范围仅由权利要求书及其等同范围来规定。

(工业实用性)

本发明能应用于汽车用的旋转电机、家电产品的旋转电机以及其他所有领域的旋转电机的卷线机、以及需要卷线的所有物品的卷线机。

(标号说明)

2卷线机

4基座

5喷嘴

6工件保持组件

7喷嘴绕转装置

8垂直框架

10喷嘴组件

12喷嘴上下移动机构

14喷嘴水平移动机构

16工件基座

18工件保持夹具

20、30、36、48电动机

22、42、50进给螺丝

24、44导轨

26外部移动构件

28驱动机构

32、38从动轴

34、40、52带体

46框架

49导轨

53螺母构件

54组件内驱动单元

55组件外驱动单元

56凸轮随动件

58支承构件

60螺丝

62导板

64支架

66纵槽

68组件主体

70轴

72喷嘴保持器

72a、82a卡合槽

74喷嘴保持器驱动构件

75线材

76、84轴销

77导辊

80臂构件

82旋转构件

86工件

88磁极