线圈的绕线装置及其绕线方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于例如无芯马达的转子等的线圈的绕线装置及绕线方法。
【背景技术】
[0002]以往，小型的无芯马达的转子的线圈要求高的形状精度。作为这种的线圈的制造方法，存在在卷芯的外周倾斜地依次卷绕线材来对圆筒形的线圈进行绕线的方法。用于该方法的绕线装置具备输出线材并相对于卷芯相对旋转的喷嘴、和使该卷芯相对旋转的卷芯旋转机构。
[0003]另一方面，在使用了这样的装置的线圈的绕线方法中，在卷绕线材的期间，需要拉出线圈的引线(接头(tap))。将引线锡焊于整流器(commutator)的端子等。该情况下的线圈的引线通过手动作业进行扭转等操作。因此，本申请人提供了容易且准确地进行该引线的形成的线圈的绕线装置以及绕线方法(例如，参照JP2002-354762A)。
[0004]在该绕线装置以及方法中，在线圈的成型过程中，具备:从线圈的端部拉出引线的拉出单元；以及对拉出的引线进行扭转成型的扭转单元。拉出单元还具备:沿着卷芯的端部隔开规定间隔地排列有多个的钩棒；使该钩棒向钩挂线材的钩挂位置与拉出动作的位移结束位置移动的移动单元。这样，自动地进行引线的拉出、引线的扭转成型，从而能够容易且准确地进行引线的形成。
[0005]但是，对于上述现有的绕线装置以及绕线方法的拉出单元而言，在使钩棒移动至钩挂位置的状态下，使喷嘴转动，并使从该喷嘴输出的线材卡合于该钩棒。即，为了从线圈的端部拉出线材，在使将输出的线材依次卷绕于卷芯的周围而使线圈成型的喷嘴的转动暂时停止的状态下，使钩棒移动至钩挂位置，在该状态下，使喷嘴再次旋转而使从该喷嘴挂出的线材卡合于该钩棒。
[0006]因此，为了拉出引线使喷嘴的转动暂时停止，然后使转动再次开始，将线材卡合于钩棒，因此再次停止喷嘴的转动，在该状态下使钩棒旋转，由此必须对引线进行扭转成型。残留有如下应该解决的课题，即、若重复进行用于像这样拉出线材的喷嘴的转动与停止，则引线的扭转所需要的时间增加，在形成有多个引线的线圈的情况下，伴随着该引线的形成的时间增加。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供能够缩短引线的形成所需要的时间的线圈的绕线装置以及其绕线方法。
[0008]根据本发明的一个方式，线圈的绕线装置具备:喷嘴，其绕卷芯以相对于上述卷芯的中心线倾斜的轨迹转动而将线材输出并且倾斜地依次卷绕于卷芯的周围，由此成型线圈；多个钩棒，它们以隔开规定间隔的方式设置在卷芯的端部的周围，并在线圈的成型过程中能够供从线圈的端部拉出的线材钩挂；卷芯旋转机构，其使卷芯与多个钩棒一起旋转；钩棒旋转机构，其使多个钩棒与卷芯分开旋转而使钩挂到钩棒的线材扭转；以及线材拉出单元，其在线圈的成型过程中从线圈的端部将线材拉出并使该线材钩挂于钩棒，线材拉出单元具备:钩手部，其能够将搭挂到从线圈的端部至喷嘴之间的线材钩挂于钩棒；以及移动单元，其能够使钩手部沿三个轴方向移动。
[0009]另外，根据本发明的另一方式，线圈的绕线方法包括:绕线工序，在该工序中，使喷嘴绕卷芯以相对于卷芯的中心线倾斜的轨迹转动，从而将从喷嘴输出的线材倾斜地依次卷绕于卷芯的周围，由此成型线圈；线材钩挂工序，在该工序中，从线圈的端部将线材拉出并钩挂于钩棒；以及扭转工序，在该工序中，通过使钩棒旋转规定量来使钩挂到钩棒的上述线材扭转成型，在线材钩挂工序中，使搭挂到从线圈的端部至喷嘴之间的线材钩挂于钩手部，并使钩手部沿三个轴方向移动而使钩挂到钩手部的线材钩挂于钩棒。
【附图说明】
[0010]图1是表示本发明的实施方式的绕线装置的线材拉出单元的图5的1-1线剖视图。
[0011]图2是表示本发明的实施方式的钩棒的配置状态与钩手部的俯视图。
[0012]图3是表示本发明的实施方式的旋转限制单元的图。
[0013]图4是表示本发明的实施方式的钩棒的旋转限制状态的图。
[0014]图5是本发明的实施方式的绕线装置的纵剖视图。
[0015]图6是表示本发明的实施方式的绕线装置的立体图。
[0016]图7是表示本发明的实施方式的绕线装置的卷芯与线材挂架部件的关系的俯视图。
[0017]图8是表示在本发明的实施方式的卷芯开始卷绕线材的状态的从图7的A方向观察的图。
[0018]图9是表示在本发明的实施方式的卷芯卷绕了一次线材的状态的图。
[0019]图10是表示在本发明的实施方式的卷芯卷绕了两次线材的状态的与图9对应的图。
[0020]图11是表示在本发明的实施方式的卷芯的外周的三分之一卷绕了线材的状态的与图8对应的图。
[0021]图12是表示从由卷绕于本发明的实施方式的卷芯的三分之一的线材构成的线圈拉出线材并钩挂于钩棒的状态的与图11对应的图。
[0022]图13是表示通过钩手部对卷绕于本发明的实施方式的钩棒的喷嘴附近的线材进行夹持的状态的与图12对应的图。
[0023]图14是表示使本发明的实施方式的钩棒旋转而将线材扭转，由此形成了引线的状态的与图13对应的图。
[0024]图15是表示在本发明的实施方式的卷芯的外周整体卷绕了线材的状态的与图8对应的图。
[0025]图16是表示将本发明的实施方式的卷绕完毕的线材捆扎于钩棒的状态的与图8对应的图。
[0026]图17是表示将本发明的实施方式的卷绕完毕的线材与卷绕开始的线材一起通过按压部件按压而消除松弛的状态的与图8对应的图。
[0027]图18是表示在本发明的实施方式的线圈形成了全部引线的状态的与图8对应的图。
【具体实施方式】
[0028]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0029]如图5以及图6所示，本实施方式的线圈的绕线装置I是自动地制造用于无芯马达的转子等的线圈10 (图18)的装置，是所谓的锭翼式的绕线装置。绕线装置I具备绕卷芯3转动的锭翼5、和从锭翼5的前端输出线材2的喷嘴4。绕线装置I构成为:在线材2的一端卡定到卷芯3的状态下，喷嘴4经由锭翼5绕卷芯3倾斜地转动，即、喷嘴4以相对于卷芯3的中心线倾斜的轨迹转动，由此从喷嘴4输出的线材2倾斜地依次卷绕于卷芯3的外周(周围)。
[0030]锭翼5的基端部连结于主轴(旋转轴)6。主轴6经由轴承12而能够旋转地支承于锭翼支承台13。主轴6通过马达7经由带轮8、9以及带11被驱动而旋转。
[0031]锭翼支承台13经由轴18固定于左右移动台17。构成为通过改变轴18相对于左右移动台17的安装角度，而能够对喷嘴4所通过的旋转轨迹的倾斜角度进行调节。
[0032]锭翼支承台13与卷绕于卷芯3的线圈10 (图16)的形状、大小对应地沿X、Y、Z三个轴方向移动。锭翼支承台13具备沿X轴方向移动的左右移动台17、沿Z轴方向移动的升降台45、以及沿Y轴方向移动的前后移动台36。
[0033]左右移动台17被支承为经由导轨49能够相对于升降台45沿X轴方向平行移动。在升降台45安装有被伺服马达41驱动而旋转的滚珠丝杠42。在左右移动台17固定有经由多个滚珠而与滚珠丝杠42旋合的螺母43。
[0034]升降台45被支承为经由导轨40能够相对于前后移动台36沿Z轴方向平行移动。在升降台45安装有被伺服马达46驱动而旋转的滚珠丝杠47。在前后移动台36固定有经由滚珠而与滚珠丝杠47旋合的螺母48。
[0035]前后移动台36被支承为经由导轨32能够相对于架台35沿Y轴方向平行移动。在架台35的壳体39安装有被伺服马达37驱动而旋转的滚珠丝杠38。在前后移动台36固定有经由滚珠而与滚珠丝杠38旋合的螺母33。
[0036]作为使卷芯3与钩棒68 —起绕Z轴旋转的卷芯旋转机构，绕Z轴旋转的旋转台19立起设置于架台35上的工作台65。该旋转台19被设置于工作台65内的伺服马达(未图示)驱动而旋转。旋转台19由旋转中心轴66和设置于其中间部的圆盘部67形成。卷芯3经由夹具以能够装卸的方式设置在该旋转台19的旋转中心轴66的上部。
[0037]以如下方式进行控制:每当喷嘴4经由锭翼5绕卷芯3倾斜地转动，旋转台19就使卷芯3旋转规定角度。由此，线材2倾斜地依次卷绕于卷芯3的外周而形成圆筒形的线圈 10 (图 16)。
[0038]另外，本实施方式的绕线装置I具备将经由喷嘴4而被卷挂的线材2朝卷芯3的外周引导的作为销状物的第一、第二线材挂架部件21、22。
[0039]如图7所示，第一、第二线材挂架部件21、22配置为:在夹着包含喷嘴4的转动中心与卷芯3的中心线双方在内的平面H的卷芯3的两侧，隔着该卷芯3以180度相互对置。配置为:第一线材挂架部件21与卷芯3的上部抵接，第二线材挂架部件22与卷芯3的下部抵接(图5)。
[0040]因此，第一、第二线材挂架部件21、22的相对于卷芯3抵接的抵接部位于包含卷芯3的旋转中心线的一个平面h上。此时，平面h与上述的平面H正交。而且，喷嘴4将线材2经由第一、第二线材挂架部件21、22卷绕于卷芯3的外周，由此将线材2朝卷芯3的外周的规定位置收纳。
[0041]此外，本实施方式的“线材挂架部件”具有将挂绕于该线材挂架部件2?3次后的线材从其前端朝卷芯引导的功能。并且，起到能够使挂绕到线材挂架部件的2?3条的线材2相互紧贴并通过热风可靠地熔合并且引导至卷芯的作用/效果。
[0042]如图7所示，第一、第二线材挂架部件21、22是沿卷芯3的切线方向延伸的销状物。在该实施方式中，示出由基端侧的大径部21a、22a、以及以与上述大径部21a、22a连续地形成于同轴并与卷芯3抵接的方式设置的前端侧的小径销部21b、22b构成的部件。由上述销状物构成的第一、第二线材挂架部件21、22使前端侧的小径销部21b、22b朝向卷芯3的旋转方向，将作为基端的大径部21a、22a安装于支承台20。该支承台20枢转支承于托架25。
[0043]另外，本实施方式的绕线装置I具备抵接角度可变机构，该抵接角度可变机构在使第一、第二线材挂架部件21、22与卷芯3的外周抵接的状态下改变各自的抵接角度。该实施方式的抵接角度可变机构具备:摆动中心轴23，其经由轴承31将第一、