线圈绕线装置以及线圈绕线方法

专利名称：线圈绕线装置以及线圈绕线方法
技术领域：
本发明涉及一种在两端部形成有凸缘部的磁芯的卷筒部上卷绕线材的线圈绕线装置以及线圈绕线方法。
背景技术：
以往，作为小型电子设备等所使用的芯片线圈，已知有以下线圈在两端部具有凸缘部的磁芯的卷筒部上卷绕线材得到线圈，并将该线圈端部的线材固定在形成于凸缘部的电极上。并且，提出有以下芯片线圈的制造装置(例如，参照专利文献1)该电极在磁芯的一方的凸缘部形成一对，将卷绕在卷筒部上的线材的两端部与该一对电极接合。如图14(a) 所示，在该芯片线圈的制造装置中，具有对从线嘴2导出的线材3的前端3a进行保持的线材保持部件4，在进行该线材3的绕线时，首先使前端3a被该线材保持部件4保持的线材3 缠在卷筒部上，以便与磁芯6的另一方的凸缘部6b的内壁接触，然后，使线嘴2在卷筒部的周围如虚线箭头表示的那样绕圈。通过该线嘴2的绕圈，将线材3在磁芯6的卷筒部上卷绕规定的圈数而得到线圈，在该绕线结束后，停止线嘴2的绕圈。另一方面，如图14(b)所示，在该芯片线圈的制造装置中的线材处理，是在该绕线结束后，将线嘴2引出到形成有电极7的一方的凸缘部6a —侧，将该线尾侧线材: 引出到该一方的凸缘部6a的形成有电极7的顶面。另外，在进行该线尾侧线材北的引出动作的同时使线材保持部件4移动，使从另一方的凸缘部6b引出的线头侧线材3a移动到一方的凸缘部6a —侧，将该线头侧线材3a拉到该一方的凸缘部6a的形成有电极7的顶面。并且，对于小型电子设备等所使用的芯片线圈，已知有在这样的线材3的绕线工序之后，如图15所示，在由卷绕于磁芯6的卷筒部6c的线材3构成的线圈5的外周涂覆混入有磁性粉的树脂8的做法，芯片线圈1通过这样的树脂涂覆而能够得到规定的电特性。专利文献1 日本特开2007-266578号公报(段落编号
、

)但是，在上述专利文献1的芯片线圈的制造装置中，首先是使前端3a被线材保持部件4保持的线材3缠在卷筒部6c上，以便与未形成电极7的另一方的凸缘部6b的内壁接触，并在线材3卷绕之后，使线材保持部件4移动，使线头侧线材3a从另一方的凸缘部6b 一侧移动到形成有电极7的一方的凸缘部6a—侧。因此该移动后的线头侧线材3a成为在由卷绕于卷筒部6c的线材3构成的线圈5的外周与其卷绕方向交叉地从另一方的凸缘部 6b被引导到一方的凸缘部6a，如图15的放大图所示，该线头侧线材3a从线圈5的外周突出而存在。于是，在之后的工序中，当利用混入有磁性粉的树脂8对线圈5的周围进行涂覆时，即使在线圈5的外周面以均勻的厚度涂覆了树脂8，也会存在以覆盖线头侧线材3a侧方式所涂敷的树脂8因该线材3a从线圈5的外表面突出而引起变薄的问题。另外还存在以下问题由于该线头侧线材3a与构成线圈5的线材3交叉，因此具有较高粘度的树脂8难以浸入到线圈5外周的线材3与线头侧线材3a之间，因而容易在其之间产生空隙9。因此在利用上述专利文献1的芯片线圈的制造装置得到的线圈5中，遗留有在之后的树脂8的涂覆中容易产生不均勻的有待解决的课题。并且，这样的涂覆的不均勻，会影响所得到的芯片线圈1的电特性。

发明内容
本发明的目的在于提供一种线圈绕线装置以及线圈绕线方法，能够省略为了与电极接合而使线头侧线材在卷绕于卷筒部的线圈的外周从另一方的凸缘部缠到一方的凸缘部。本发明的线圈绕线装置包括卡盘，其对磁芯进行把持；线嘴，其朝向磁芯导出线材；支承部件，其与卡盘相对置用于对从线嘴导出的线材的端部进行支承；支承部件旋转单元，其使支承部件以磁芯的中心轴为中心进行旋转；卡盘旋转单元，其使卡盘以与支承部件的旋转同步的方式，与磁芯一起以磁芯的中心轴为中心进行旋转，从而将从线嘴导出的线材卷绕在磁芯上。支承部件旋转单元具有旋转体，其将支承部件偏离中心轴地设置在其顶端；伺服电机，其使旋转体以中心轴为旋转中心进行旋转，支承部件以能够沿中心轴方向移动的方式设置在旋转体的顶端，并具有支承部件移动限制机构，该支承部件移动限制机构能够允许或禁止支承部件相对于旋转体的移动。优选还具有按压机构，该按压机构与卡盘相对置地设置，用于将被卡盘把持的磁芯朝向卡盘按压。本发明的方法是一种线圈绕线方法将从线嘴导出的线材卷绕于磁芯的卷筒部， 该磁芯在卷筒部的两端部形成有凸缘部，在一方的凸缘部上形成电极，另一方的凸缘部被卡盘把持。其特征在于，包括以下工序线材导入工序，将端部被支承部件支承的线材作为线头侧线材，从一方的凸缘部一侧引导到卷筒部，其中支承部件与磁芯的一方的凸缘部相对置；线材卷绕工序，使支承部件与卡盘同步向相同方向旋转，将从线嘴导出的线材卷绕在与卡盘一起旋转的磁芯的卷筒部上；线材引出工序，在卷绕到卷筒部之后，将从线嘴导出的线材作为线尾侧线材，从卷筒部引出到一方的凸缘部一侧。在这种情况下，优选为，线材引出工序具有线头侧线材脱离动作，使支承于支承部件的线头侧线材从支承部件脱离；线尾侧线材引出动作，将线尾侧线材引出到一方的凸缘部一侧，使线头侧线材脱离后的支承部件支承线尾侧线材；线材切断动作，将磁芯与支承部件之间的线材切断。并且更优选至少在线材卷绕工序中，利用与卡盘相对置地设置的按压机构，将被卡盘把持的磁芯朝向卡盘按压。在本发明的线圈绕线装置以及线圈绕线方法中，通过将线头侧线材从形成有电极的一方的凸缘部一侧引导到卷筒部，由此能够省去以下动作在对卷筒部绕线之后，为了与电极接合而将该线头侧线材从另一方的凸缘部拉回到一方的凸缘部。因此线头侧线材从另一方的凸缘部到一方的凸缘部不会在线圈的外周与其卷绕方向交叉缠绕。因此通过将线材整齐地缠绕在卷筒部上，就能够使由该线材构成的线圈的外表面比较平坦。于是能够使在之后的工序中所形成的对该线圈表面进行的树脂涂覆均勻，从而在所得到的芯片线圈中能够获得良好的电特性。另一方面，在线材向卷筒部绕线时，是通过使把持磁芯的卡盘旋转，将从线嘴导出的线材卷绕在与卡盘一起旋转的磁芯的卷筒部上来进行的，因此虽然线头侧线材的位置成为问题，但由于使支承线头侧线材的支承部件与把持磁芯的卡盘同步向相同方向旋转，因此支承于支承部件的线头侧线材与磁芯的相对的位置关系不会变化。从而即使将线头侧线材从形成有电极的一方的凸缘部侧引导到卷筒部，也不会对线材向卷筒部的绕线造成妨碍。


图1是表示本发明实施方式的绕线装置的侧视图。图2是表示该绕线装置的支承部件旋转单元的侧视图。图3是表示其按压机构中的按压杆进入后的状态的与图2对应的侧视图。图4是表示其支承部件移动限制机构中的钩杆前进后的状态的与图2对应的侧视图。图5是表示其支承部件的周围的立体图。图6是表示其卡盘结构的局部剖视图。图7是表示使该卡盘把持磁芯后的状态的立体图。图8是表示将其线头侧线材从一方的凸缘部一侧引导到卷筒部的状态的立体图。图9是表示从该线材的绕线开始到线头侧线材切断为止的立体图。图10是表示之后到线尾侧线材切断为止的立体图。图11是在该绕线中卷绕一层线材后的磁芯的侧视图。图12是线材卷绕结束后的磁芯的与图11对应的侧视图。图13是包括线材卷绕结束后的磁芯的图10(c)的B-B线剖视图。图14是表示现有绕线方法的立体图。图15是图14的A-A线剖视图。图中标号说明10 线圈绕线装置；11 磁芯；Ila —方的凸缘部；lib 另一方的凸缘部；lie 卷筒部；Ild 电极；12 卡盘；22 线材；22a 线头侧线材；22b 线尾侧线材； 23 线嘴；24 支承部件；41 支承部件旋转单元；44 旋转体；46 伺服电机；56 支承部件移动限制机构；61 卡盘旋转单元；71 按压机构；CC 磁芯的中心轴；RC 旋转体的中心轴
具体实施例方式下面，基于

用于实施本发明的最佳方式。在图1中表示本发明的绕线装置。在此设定相互垂直的X、Y、Z三个轴，且将X轴设为沿水平前后方向延伸，Y轴沿水平横方向延伸，Z轴沿垂直方向延伸，来说明本发明的绕线装置10。本发明的绕线装置10具备把持磁芯11的卡盘12。如图7所示，磁芯11在卷筒部Ilc的两端部形成有凸缘部lla、llb，在其一方的凸缘部Ila上形成一对电极lld， 在另一方的凸缘部lib上未形成电极Ild并以此作为绕线的对象。并且卡盘12构成为能够把持这样的磁芯11的另一方的凸缘部lib。如图6所示，本实施方式的卡盘12具备圆柱部件13，其沿X轴方向延伸而水平地配置；卡盘主体14，其基端设置在该圆柱部件13的顶端且与该圆柱部件13同轴。此外如图 7所示，在卡盘主体14上沿着其中心轴从顶端开始形成孔14a，从该孔1 呈放射状的三条狭缝14b形成为从顶端开始沿轴向延伸。通过这三条狭缝14b，卡盘主体14的顶端在周向上被分割成三部分，在该各分割片的外周分别形成朝向圆柱部件13外径减小的锥面14c。 并且在卡盘主体14的顶端边缘，以孔14a为中心形成容纳磁芯11的另一方凸缘部lib的凹部14d，该凹部14d的周壁与另一方的凸缘部lib的外形相对应地形成。返回到图6，在卡盘主体14的外周嵌合有被卡盘用弹簧16沿轴向弹性支承的卡盘开闭部件17。卡盘开闭部件17为筒状部件，构成为内周与卡盘主体14的各分割片的锥面14c滑动接触。另一方面，在卡盘开闭部件17的外周形成用于卡合后述的卡盘开闭机构 21(图7)的凹槽17a。并且，被卡盘用弹簧16向远离圆柱部件13的方向施力的卡盘开闭部件17构成为将卡盘主体14的锥面14c向相同方向按压，其结果，缩小卡盘主体14被狭缝14b分割的顶端的各分割片相互之间的间隔，从而能够对容纳于顶端的凹部14d的磁芯 11的另一方的凸缘部lib进行把持，并在使磁芯11的中心轴CC与卡盘12的中心轴一致的状态下对该磁芯11进行把持(图7(b))。返回到图1，该卡盘12中的圆柱部件13能够以其中心轴为中心旋转地轴支承于基座18。图1中表示一个卡盘12，但卡盘12可以在基座18上沿Y轴方向并排设置多个，多个卡盘12中各自的圆柱部件13，沿Y轴方向以规定的间距轴支承在一个基座18上。设置有这样的多个卡盘12的基座18构成为沿着轨道19能够在Y轴方向上移动，其中轨道19 沿Y轴方向延伸地设置在台座IOa上。而且在设置有轨道19的台座IOa上，在偏离Y轴方向的位置设置同时对上述多个卡盘12进行操作的卡盘开闭机构21 (图7)(在图1中未图示)°如图7所示，该卡盘开闭机构21具有卡盘开闭杆21a，其能够同时与多个卡盘12 中的卡盘开闭部件17的凹槽17a卡合；上下方向致动器21b，其沿上下方向驱动该卡盘开闭杆21a，使卡盘开闭杆21a与该凹槽17a卡合或脱离；轴向致动器21c，其沿圆柱部件13 的轴向驱动卡盘开闭杆21a。并且如图7(a)所示，该卡盘开闭机构21构成为在使卡盘开闭杆21a与卡盘开闭部件17的凹槽17a卡合后的状态下，使卡盘开闭部件17抵抗卡盘用弹簧16(图6)向圆柱部件13(图6)方向移动后退，由此扩大卡盘主体14顶端的各分割片相互之间的间隔，解除对容纳在顶端的凹部14d中的磁芯11的另一方的凸缘部lib的把持。如图1所示，本发明的绕线装置10具备线嘴23，其朝向被卡盘12把持了另一方的凸缘部lib的磁芯11导出线材22 ；支承部件对，其对从该线嘴23导出的线材22的端部进行支承。该线嘴23和支承部件M以与多个卡盘12相对置的方式按照卡盘12的数量相应地设置(图1中表示分别由一个构成的情况)。并且该线嘴23和支承部件M分别经由线嘴移动单元沈和支承部件移动单元31，以能够沿三个轴向移动的方式安装于台座10a。本实施方式中的线嘴移动单元沈和支承部件移动单元31是相同的结构，分别由 X轴、Y轴、ζ轴方向伸缩致动器27 四、32 34组合而构成。以支承部件移动单元31为代表进行说明，构成该支承部件移动单元31的各伸缩致动器32 34的构成包括细长箱形套32d 34d ；滚珠丝杠32b 34b，它们在该套32d 34d内部沿长边方向延伸设置，并由伺服电机3 3 进行旋转驱动；从动件32c 34c，它们与上述滚珠丝杠32b 34b 螺纹接合而平行移动；等等。并且上述各伸缩致动器32 34构成为当伺服电机32a 34a进行驱动使滚珠丝杠32b 34b旋转时，与该滚珠丝杠32b 34b螺纹接合的从动件 32c 3 能够沿着套32d 34d的长边方向移动。在本实施方式中，将设置支承部件M的支承部件用移动台36以能够沿X轴方向移动的方式安装在X轴方向伸缩致动器32的从动件32c上，X轴方向伸缩致动器32的套 32d安装在Y轴方向伸缩致动器33的从动件33c上，使该支承部件用移动台36能够与该X 轴方向伸缩致动器32 —起沿Y轴方向移动。另外，该Y轴方向伸缩致动器33的套33d经由L型托架37安装在Z轴方向伸缩致动器34的从动件3 上，使该支承部件用移动台36 能够与该X轴和Y轴方向伸缩致动器32、33 —起沿Z轴方向移动。并且Z轴方向伸缩致动器34竖立设置于台座10a。上述各伸缩致动器32 34中的X轴伺服电机32a、Y轴伺服电机33a和Z轴伺服电机34a，与对它们进行控制的未图示的控制器的控制输出连接。线嘴23经由L型角撑架38，沿垂直方向延伸地安装于线嘴移动单元沈的线嘴用移动台30。图1中表示一个线嘴23，但线嘴23能够按照卡盘12的数量相应地在L型角撑架38上沿Y轴方向并排设置多个，将从未图示的线材供给源供给的线材22引导到该线嘴 23的滑轮39，轴支承在该线嘴23的上方。另一方面，支承部件M是通过缠住从线嘴23导出的线材22而对该线材22进行支承的柱状物，由该柱状物构成的支承部件M，经由支承部件旋转单元41被安装于支承部件移动单元31的支承部件用移动台36。图1中表示一个支承部件M和一个支承部件旋转单元41，但该支承部件M和支承部件旋转单元41能够按照卡盘12的数量相应地在支承部件用移动台36上沿Y轴方向并排设置多个。通过这样的结构，线嘴移动单元沈和支承部件移动单元31构成为根据来自控制器的指令，驱动各伸缩致动器27 四、32 34，从而使线嘴23和支承部件M与各移动台30、36 —起相对于台座 IOa能够沿三个轴方向任意地移动。如图2所示，本实施方式的支承部件旋转单元41具有旋转体44，其经由轴承43 设置在固定于支承部件用移动台36的固定台42上，使其中心轴RC沿X轴方向延伸并能够以该中心轴RC为中心进行旋转；支承部件旋转用伺服电机46，其使沿X轴方向延伸设置的该旋转体44以其中心轴RC为中心进行旋转。旋转体44具备筒状主体44a，其经由轴承 43沿X轴方向延伸地设置在固定台42上；盖体44b，其设置在该筒状主体4 的卡盘12侧的顶端；旋转体用滑轮44c，其设置在筒状主体4 的基端侧以便与上述盖体44b —起夹持轴承43。另一方面，支承部件旋转用伺服电机46安装于固定台42，在其旋转轴46a上安装有电动机用滑轮46b。在该电动机用滑轮46b与旋转体44的旋转体用滑轮Mc之间架设带 47，并构成为当伺服电机46进行驱动使电机用滑轮46b与旋转轴46a —起旋转时，该旋转经由带47传递到旋转体44，从而使该旋转体44旋转。支承部件M，在旋转体44的面对卡盘12的顶端偏离其中心轴RC设置。具体而言，在旋转体44的顶端周围设置偏离其中心轴RC能够沿轴向移动的滑块48，在旋转体44 上设置卡止销49。卡止销49设置在滑块48的后端附近，在滑块48与卡止销49之间架设将该滑块48向远离卡盘12的方向施力的支承部件用弹簧51 (图幻。在滑块48上设置定位销52，该定位销52在该滑块48远离卡盘12的状态下与旋转体44的端缘抵接，支承部件M以与该滑块48交叉的方式竖立设置在该滑块48的顶端外侧。支承部件旋转用伺服电机46与未图示的控制器的控制输出连接，并构成为支承部件旋转单元41根据来自控制器的指令，使旋转体44与偏离该旋转体44的中心轴RC设置的支承部件M —起旋转。因此通过支承部件移动单元31，使旋转体44的中心轴RC与被卡盘12把持的磁芯11的中心轴CC(图6) —致，由此支承部件旋转单元41构成为，使支承部件M以该磁芯11的中心轴 CC为中心旋转。并且经由滑块48将支承部件M设置在旋转体44上，从而支承部件M能够沿其轴向移动地设置在旋转体44的顶端。另一方面，在支承部件旋转单元41上具有支承部件移动限制机构56，该支承部件移动限制机构56能够允许或禁止该支承部件M相对于旋转体44沿轴向的移动。支承部件移动限制机构56具备钩杆57，其以沿轴向延伸且能够移动的方式设置在旋转体44上， 并在顶端形成与旋转体44的端缘一起夹持定位销52的钩57a ；操作环58，其能够移动地嵌入到旋转体44内，并固定在该钩杆57的基端；操作环致动器59，其设置于支承部件用移动台36或固定台42，使该操作环58沿旋转体44的轴向移动。本实施方式的操作环致动器 59是通过吸排压缩空气而使杆59a进出的气缸，在该杆59a的突出端设置有卡合操作环58 的卡合片59b。该操作环致动器59以沿Y轴方向分开的方式在支承部件用移动台36或固定台42上设置一对，以便夹持多个支承部件旋转单元41 (图1中表示其中的一个)，卡合片59b架设在该一对操作环致动器59上。并且该卡合片59b构成为能够与多个支承部件移动限制机构56中的各操作环58卡合。操作环致动器59与未图示的控制器的控制输出连接，并构成为通过使杆59a进出，经由操作58，使钩杆57相对于旋转体44前进或后退。并且构成为如图2、图3、图5的实线所示，当钩杆57后退时，其顶端的钩57a与旋转体44的端缘一起夹持定位销52，从而禁止支承部件M沿旋转体44的轴向移动。另一方面构成为如图4的实线和图5的点划线所示，当钩杆57前进时，其顶端的钩57a离开旋转体44的端缘从而解除对定位销52的夹持，而允许支承部件M抵抗支承部件用弹簧51的作用力沿旋转体44的轴向移动。返回到图1，本发明的绕线装置10具有卡盘旋转单元61，该卡盘旋转单元61与支承部件M的旋转同步使卡盘12与磁芯11 一起以磁芯11的中心轴CC(图6)为中心旋转。 该卡盘旋转单元61具有旋转杆62，其顶端能够与卡盘12中的圆柱部件13的后端卡合； 卡盘旋转用伺服电机63，其使该旋转杆62旋转。在台座IOa上经由支柱IOb设置沿X轴方向延伸的卡盘用气64，卡盘旋转用伺服电机63设置在该卡盘用气缸64的活动滑块6 上。 卡盘用气缸64构成为能够通过有无压缩空气的供给而使该活动滑块6 沿X轴方向往复移动，在设有卡盘旋转用伺服电机63的活动滑块6 上，竖立设置一对支承壁65，以便夹持该卡盘旋转用伺服电机63。旋转杆62沿X轴方向延伸，能够旋转地架设在一对支承壁65 上。该旋转杆62以与多个卡盘12对应的方式按照卡盘12的数量相应地在一对支承壁65 上沿Y轴方向以规定的间隔设置多个(图1中表示一个旋转杆62)。在卡盘旋转用伺服电机63的旋转轴63a上设置卡盘第一滑轮63b，与该第一滑轮 63b相对置地在旋转杆62上设置卡盘第二滑轮62a，在该第一滑轮6 与第二滑轮6 之间架设带66。在这种情况下，虽未图示，但一个卡盘旋转用伺服电机63的卡盘第一滑轮63b 和多个旋转杆62的各卡盘第二滑轮6 通过一个带66连结。并且设有多个卡盘12的一个基座18能够沿着轨道19在Y轴方向上移动，在本发明的绕线装置10中，设置未图示的基座移动限制机构，如图1所示，该基座移动限制机构在被上述卡盘12把持的磁芯11与线嘴23和支承部件M相对置、且旋转杆62的顶端与上述卡盘12中的圆柱部件13的后端相对置的位置，禁止该基座18沿Y轴方向的移动。该卡盘旋转单元61构成为在通过未图示的基座移动限制机构禁止基座18沿Y 轴方向移动的状态下，当卡盘用气缸64的活动滑块6 与旋转杆62 —起沿X轴方向如实线箭头所示移动而前进时，其顶端与圆柱部件13的后端卡合，相反当该活动滑块6 与旋转杆62 —起如虚线箭头表示的那样后退时，旋转杆62离开圆柱部件13，从而解除旋转杆 62的顶端与圆柱部件13的后端的卡合。并且构成为当卡盘旋转用伺服电机63驱动时使旋转杆62旋转，在圆柱部件13的后端与旋转杆62的顶端卡合的情况下，该圆柱部件13也旋转，从而卡盘12整体能够以其中心轴、即被该卡盘12把持的磁芯11的中心轴CC为旋转中心进行旋转。该卡盘旋转用伺服电机63构成为与未图示的控制器的控制输出连接，该控制器与支承部件旋转单元41的支承部件旋转用伺服电机46连接，该控制器驱动双方的伺服电机46、63，使卡盘12与支承部件M的旋转同步进行旋转，从而将从线嘴23导出的线材22卷绕在被卡盘12把持的磁芯11上。另外，本发明的绕线装置10，将被卡盘12把持的磁芯11朝向卡盘12按压的按压机构71与卡盘12相对置地设置。该按压机构71也以与多个卡盘12相对置的方式按照卡盘12的数量相应地设置，图2中表示设置在支承部件旋转单元41上的按压机构71。对图2中表示的该按压机构71进行说明。该按压机构71具备按压杆72，其贯穿于旋转体44的中央并以能够沿长边方向移动的方式设置；按压用弹簧73，其对该按压杆 72施力以使其向卡盘12 —侧突出。在按压杆72上在其中间形成有外径扩大的挡块部72a。 按压用弹簧73是螺旋弹簧，以一端与该挡块部7 抵接的方式嵌入按压杆72的基端侧。在供按压杆72贯穿的旋转体44上，在面对磁芯11的顶端侧形成供按压杆72插通的小径孔 44d，与该小径孔44d连续而在基端侧同轴地形成大径孔44e，该大径孔Me将挡块部7 与按压用弹簧73 —起容纳。按压用弹簧73以被压缩后的状态容纳在大径孔44e中，其另一端与密封该大径孔Me的密封盖44f抵接。该按压用弹簧73构成为借助意欲伸长的弹性力而扩大该密封盖44f与挡块部7 之间的间隔，使按压杆72相对于旋转体44前进到挡块部7 与大径部Me和小径部44d的边界的台阶部抵接为止，由此使按压杆72向卡盘12 一侧突出。另外，按压机构71具备操作辊74，其设置在按压杆72的基端；按压用致动器75， 其设置在支承部件用移动台36或固定台42上，使该操作辊74沿旋转体44的轴向移动。在本实施方式中，操作辊74在从旋转体44的基端侧突出的按压杆72上设置一对，以便夹持该按压杆72。该一对操作辊74设置成其旋转中心轴与按压杆72垂直相交。另一方面，按压用致动器75是通过吸排压缩空气而使杆7 进出的气缸，在该杆 75a的突出端设置操作板75b。该按压用致动器75以沿Y轴方向分开的方式在支承部件用移动台36或固定台42上设置一对，以便夹持多个支承部件旋转单元41 (图2中表示其中的一个)，操作板7 架设在该一对按压用致动器75上。并且，该操作板7 构成为能够与设置在多个支承部件旋转单元41上的按压机构71中的各操作辊74抵接。具体而言，在该操作板7 上，在与按压杆72对应的位置设置抵接板76，在该抵接板76上形成孔76a，该孔76a是能够供按压杆72的基端插通，但设置在该按压杆72上的操作辊74却不能插通的孔。因此构成为当该抵接板76沿着按压杆72而朝向操作辊74 移动时会与该操作辊74抵接，当向反方向移动时则离开操作辊74。按压用致动器75构成为与未图示的控制器的控制输出连接，如图3所示，通过使杆75a突出，使操作板7 上的抵接板76与操作辊74接触，之后当继续使杆7 突出时，则经由该操作辊74使按压杆72 抵抗按压用弹簧73的作用力而后退，从而使在卡盘12 —侧突出的按压杆72的顶端进入旋转体44。
返回到图1，本发明的绕线装置10还设置有将从线嘴23导出的线材22切断并对其进行把持的剪钳夹紧装置81 (日本特愿2010-87668)。该剪钳夹紧装置81也以与多个卡盘12相对置的方式按照卡盘12的数量相应地设置。该剪钳夹紧装置81具备钳体81a， 其在线嘴23的下方沿垂直方向延伸设置；一对切断杆体81b，它们从该钳体81a的上端向上方突出设置，利用空气压力进行开闭；一对夹持杆体81c，它们以与该切断杆体81b相邻的方式从钳体81a的上端向上方突出设置，借助空气压力进行开闭。一对切断杆体81b构成为能够通过开闭将线材22切断。另外，一对夹持杆体81c构成为能够对被一对切断杆体 81b切断而分开后的一方的线材22的端缘进行把持。并且，该剪钳夹紧装置81经由剪钳夹紧移动单元82以能够在三个轴方向移动的方式安装于台座10a。该剪钳夹紧移动单元82 具备X轴、Y轴、Z轴方向伸缩致动器83 85，其与上述线嘴移动单元沈和支承部件移动单元31为相同结构，因此省略重复的说明。下面，说明使用上述绕线装置的本发明的绕线方法。本发明的绕线方法是将从线嘴23导出的线材22卷绕在磁芯11的卷筒部Ilc上的线圈绕线方法，该磁芯11在卷筒部IlC的两端部形成有凸缘部lla、llb，在一方的凸缘部Ila上形成电极lld，另一方的凸缘部lib被卡盘12把持。即，如图7所示，成为基于本绕线方法的绕线对象的磁芯11，在卷筒部Ilc的两端部形成凸缘部lla、llb，在其一方的凸缘部Ila上形成一对电极lid。在上述装置10的卡盘12上，该磁芯11的另一方的凸缘部 lib容纳在卡盘主体14的顶端缘所形成的凹部14d中。并且借助图6所示的卡盘用弹簧 16，卡盘开闭部件17将卡盘主体14的锥面14c向相同方向按压，从而对容纳于该凹部14d 的磁芯11的另一方的凸缘部lib进行把持。于是如图7(b)所示，磁芯11以被卡盘12把持的状态被支承。并且，本发明的绕线方法的特征在于，包括以下工序线材导入工序，如图8所示， 将端部被与磁芯11的一方的凸缘部Ila相对置的支承部件M支承的线材22作为线头侧线材22a，从一方的凸缘部Ila—侧引导到卷筒部Ilc ；线材卷绕工序，如图9 (a)、图11和图12所示，使支承部件M与卡盘12同步向相同方向旋转，将从线嘴23导出的线材22卷绕在与卡盘12 —起旋转的磁芯11的卷筒部Ilc上；线材引出工序，如图10所示，卷绕于卷筒部Ilc之后，将从线嘴23导出的线材22作为线尾侧线材22b，从卷筒部Ilc引出到一方的凸缘部Ila—侧。下面，详细说明各工序。(线材导入工序)在该工序中，将端部被与磁芯11的一方的凸缘部Ila相对置的支承部件M支承的线材22作为线头侧线材22a，从一方的凸缘部Ila—侧引导到卷筒部11c。S卩，如图8(a) 所示，从线嘴23导出的线材22的端部缠在支承部件M上，从端部被该支承部件M支承的状态开始。该线材22在支承部件M上的缠绕，是通过线嘴移动单元沈(图1)使该线嘴23 在支承部件M的周围绕圈而进行的。此时，为了防止该支承部件M移动而切实地进行线材22的缠绕，如图3所示，通过支承部件移动限制机构56预先使钩杆57后退，并利用其顶端的钩57a与旋转体44的端缘一起夹持定位销52，来禁止支承部件M相对于旋转体44的沿轴向的移动。另外，对于按压机构71，通过使按压用致动器75中的杆7 突出，由此经由操作辊74使按压杆72抵抗按压用弹簧73的作用力而后退，从而使卡盘12 —侧的按压杆 72的顶端进入旋转体44中。
端部被支承部件M支承的线材22，首先作为线头侧线材2 从磁芯11的一方的凸缘部Ila—侧被引导到卷筒部11c。即，在使线嘴23位于磁芯11的上方的状态下，如图 8 (b)所示，驱动支承部件旋转用伺服电机46 (图1 图4)，使支承部件旋转单元41的旋转体44旋转半圈，并继续借助支承部件移动单元31 (图1)使位于磁芯11上方的支承部件M 移动到磁芯11的下方。于是通过从磁芯11的上方到下方以描画圆弧的方式移动的支承部件M，将线材22从线嘴23引出，从该线嘴23导出的线材22作为线头侧线材2 被弓丨导到磁芯11的卷筒部11c。此时，如图3所示，通过支承部件移动限制机构56禁止支承部件M 相对于旋转体44的沿轴向的移动，并通过按压机构71使按压杆72后退。然后，如图8(c)中虚线箭头所示，通过支承部件移动单元31 (图1)使该支承部件 24向离开卡盘12的方向移动，并且使作为支承部件M的旋转中心的旋转体44的中心轴 RC(图2 图4)与磁芯11的中心轴CC(图6)、即把持该磁芯11的卡盘12的中心轴一致。 由此线头侧线材2 从磁芯11的一方的凸缘部1 Ia —侧被弓I出，从而该线头侧线材2 从一方的凸缘部Ila—侧被引导到卷筒部11c。并且，之后如实线箭头所示，使按压机构71的按压用致动器75的杆75a (图2)进入，并借助按压用弹簧73 (图2)的作用力，将按压杆72 压接于磁芯11，从而防止该磁芯11从卡盘12脱离。(线材卷绕工序)在该工序中，从线头侧线材2 从图8(c)的磁芯11的一方的凸缘部Ila—侧被引出、且按压杆72压接于磁芯11的状态开始，使支承部件M与卡盘12同步向相同方向旋转，由此将从线嘴23导出的线材22卷绕在与卡盘12 —起旋转的磁芯11的卷筒部Ilc上。 即，使图1所示的卡盘旋转单元61中的卡盘用气缸64的活动滑块6 前进，并使旋转杆62 的顶端与卡盘12中的圆柱部件13的后端卡合，在该状态下根据未图示的控制器的指令，驱动卡盘旋转用伺服电机63，使卡盘12整体以磁芯11的中心轴CC(图6)为旋转中心进行旋转。与此同时，该控制器也同时驱动支承部件旋转单元41中的支承部件旋转用伺服电机 46，使支承部件M以磁芯11的中心轴CC为中心进行旋转(图11)。于是使卡盘12与支承部件24的旋转同步进行旋转，从而将从线嘴23导出的线材22卷绕在被卡盘12把持的磁芯11的卷筒部Ilc上(图8)。此时，通过线嘴移动单元沈使该线嘴23在卷筒部Ilc的X轴方向上的宽度范围内进行往复移动。即，如图11的点划线所示，预先在开始卷绕的状态下使线嘴23与一方的凸缘部Ila相对置。然后使卡盘12和支承部件M如点划线箭头表示的那样旋转，它们每同步地旋转一圈，如实线箭头所示，就使线嘴23朝向另一方的凸缘部lib沿X轴方向移动相当于该线材22的线径的量。于是如图11所示，从线嘴23导出的线材22成为以相互紧贴的状态整齐地缠绕在卷筒部Ilc上的所谓的整齐缠绕。然后移动的线嘴23在与另一方的凸缘部lib相对置的用实线表示的状态下，线材22在卷筒部Ilc上遍布其宽度方向全范围进行整齐缠绕。另一方面，在线嘴23与另一方的凸缘部lib相对置以后，将该线嘴23的移动方向改变到相反方向，并在刚才卷绕的线材22上继续进行绕线。每当这样移动的线嘴23与凸缘部IlaUlb相对置时，将其移动方向变为相反方向，由此能够将线材22在卷筒部Ilc上整齐地卷绕多层。并且，如图9(a)和图12所示，在线材22卷绕规定圈数后的阶段，即可得到由该卷绕的线材22构成的线圈90。在绕线结束时，优选以使规定圈数的绕线在线嘴23与一方的凸缘部Ila相对置的位置结束的方式对线材22的线径以及圈数进行调整。在此，在该线材卷绕工序中通过与卡盘12相对置地设置的按压机构71将按压杆 72压接于磁芯11，并将被卡盘12把持的磁芯11朝向卡盘12按压，因此能够避免在进行该卷绕时磁芯11相对于卡盘12晃动，从而能够防止因磁芯11的晃动引起的绕线不良，因而能够切实地进行线材22的整齐缠绕。(线材引出工序)在该工序中，如图10所示，在卷绕于卷筒部Ilc之后，将从线嘴23导出的线材22 作为线尾侧线材22b，从卷筒部Ilc引出到一方的凸缘部Ila—侧。在本实施方式中表示了在线尾侧线材22b引出之前，如图9所示，将被缠在支承部件M上而被支承的线头侧线材 22a切断，将该线材22从支承部件M上去除的情况。因此，本实施方式的线材引出工序是按照线头侧线材脱离动作、线尾侧线材引出动作的顺序进行的。线头侧线材脱离动作利用剪钳夹紧装置81 (图1)来进行。因此通过支承部件移动单元31 (图1)使该支承部件M离开磁芯11，在该支承部件M与磁芯11之间形成供剪钳夹紧装置81的切断杆体81b能够进入的空间。作为具体的顺序，首先，如图3所示，使按压机构71的按压用致动器75中的杆7 抵抗按压用弹簧73的作用力而突出，如图9(b) 的实线箭头所示使按压杆72后退。另外，如图4所示，借助支承部件移动限制机构56使钩杆57前进，如图9 (b)中虚线箭头所示，使其顶端的钩57a离开旋转体44的端缘，允许支承部件M相对于旋转体44的轴向的移动。在该状态下，如图9(c)所示，借助支承部件移动单元31 (图1)使该支承部件M离开磁芯11。在此，在使支承部件M离开磁芯11时，如果支承部件M离开磁芯11的距离超过所需距离，则有可能对该线头侧线材2 施加过大的张力。但是在本发明的方法中，在使支承部件M离开磁芯11时，由于支承部件M是沿旋转体44的轴向移动，因此能够避免该支承部件M离开磁芯11的距离超过所需距离。其结果能够防止对该线头侧线材2 施加过大张力的情况。当支承部件M离开磁芯11时，该支承部件M由于支承部件用弹簧51 (图4)的作用力而向离开磁芯的方向被拉伸，端部缠在该支承部件对上的线头侧线材2 在磁芯11 和支承部件M之间被拉伸。在该状态下，如图9(c)中实线箭头所示，通过剪钳夹紧移动单元82 (图1)使剪钳夹紧装置81移动，并使剪钳夹紧装置81的切断杆体81b进入到该支承部件M与磁芯11之间。然后通过该切断杆体81b将线头侧线材2 切断。与此同时，通过其夹持杆体81c对缠在支承部件M上的线材22进行把持，并在该状态下借助剪钳夹紧移动单元82使剪钳夹紧装置81移动，由此将缠在支承部件M上的线材22从该支承部件 24上去除。并且，虽未图示，由夹持杆体81c夹持且从支承部件M上被去除后的线材22， 通过移动的剪钳夹紧装置81输送到未图示的边料箱，并贮藏在该边料箱中。接下来，对于线尾侧线材22b的引出动作，如图3所示，在按压杆72后退后的状态下进行，使前进的钩杆57再次后退，并利用其顶端的钩57a与旋转体44的端缘一起夹持定位销52，从而禁止支承部件M相对于旋转体44的轴向的移动。在该状态下，如图10(a)所示，通过线嘴移动单元沈(图1)将线嘴23引出到一方的凸缘部Ila —侧，将从线嘴23导出的线材22作为线尾侧线材22b，从卷筒部Ilc引出到一方的凸缘部Ila —侧。并且使该线嘴23在支承部件M的周围绕圈，由此将该线尾侧线材22b缠在支承部件M上。然后，
13如图10(b)所示，再次移动剪钳夹紧装置81，使其切断杆体81b进入到该支承部件M与磁芯11之间，通过该切断杆体81b将线尾侧线材22b切断。由此如图10(c)和图13所示，成为从形成有一对电极Ild的一方的凸缘部Ila —侧，将线头侧线材2 和线尾侧线材22b 双方引出的线圈90。另外，如图10(c)所示，从线嘴23导出且其端部被缠在支承部件M上的线材22， 作为在下一个磁芯11上绕线时的线头侧线材2 来使用。因此在上述线材引出工序中，通过线尾侧线材引出动作使经线头侧线材脱离动作而使线头侧线材2 脱离后的支承部件 24对线尾侧线材22b进行支承，并进行将该磁芯11与支承部件M之间的线材22切断的线材切断动作，由此能够得到在下一个磁芯11上绕线时被缠在支承部件M上的线头侧线材22a。因此通过使设置有对未进行绕线的磁芯11进行把持的卡盘12的基座18沿着轨道19移动，重新使该未进行绕线的磁芯11与该支承部件M相对置，就能够进行连续的绕线作业。如图13所示，在得到从形成有一对电极Ild的一方的凸缘部Ila —侧将线头侧线材2 和线尾侧线材22b双方引出的线圈90后，虽未图示，然而基座18与把持该磁芯11 的卡盘12 —起沿着轨道19移动，因此在下一道工序中，该线头侧线材2 和线尾侧线材 22b分别与形成在一方的凸缘部Ila上的电极Ild接合。对于该接合，如图13中虚线箭头所示，该线头侧线材2 和线尾侧线材22b分别弯曲而与电极Ild重合，并在该状态下与各自的电极Ild接合。在这种情况下，该线头侧线材2 和线尾侧线材22b可以直接与电极 Ild接合，在该线材22a、22b的线径较大的情况下，也能够将该线头侧线材2 和线尾侧线材22b压扁，并将该被压扁的部分分别与电极Ild接合。于是只要将上述线材22a、22b压扁并与电极Ild接合，会增加接合面积，因此即使上述线材22a、22b是较大的直径，也能够使上述线材22a、22b与电极Ild的接合状态稳定。另外，在该线材22a、22b上存在超过电极Ild而不能与该电极Ild接合的剩余部分时，预先或在接合之后将其切断。并且，之后在由卷绕在磁芯11的卷筒部Ilc上的线材22构成的线圈90的外周涂敷混入磁性粉的树脂， 从而得到规定的电特性。在此，在上述线圈绕线装置10和线圈绕线方法中，如图8所示，由于将线头侧线材 2 从形成有电极Ild的一方的凸缘部Ila—侧引导到卷筒部11c，因此在向卷筒部Ilc绕线之后，如图13所示，该线头侧线材2 成为与线尾侧线材22b —起从一方的凸缘部Ila 一侧被引出的状态。因此，之后不需要将该线头侧线材2 从另一方的凸缘部lib拉回到一方的凸缘部11a，在通过本发明得到的线圈90中，该线头侧线材2 从另一方的凸缘部 lib缠到一方的凸缘部Ila不会在线圈90的外周与其卷绕方向交叉。因此线材22整齐地缠绕在卷筒部Ilc上，由该线材22构成的线圈90外表面变得比较平坦，由此之后能够对线圈90的表面进行均勻的树脂涂敷。另外，在向磁芯11的卷筒部Ilc进行线材22的绕线时，是通过以下方式来进行， 即使把持磁芯11的卡盘12旋转，将从线嘴23导出的线材22卷绕在与卡盘12 —起旋转的磁芯11的卷筒部Ilc上，因此无需明显超过该卡盘12的外径而扩大在一个基座18上沿 Y轴方向并排设置多个的卡盘12的间距。并且，在上述线圈绕线装置10和线圈绕线方法中，在进行该绕线时，与把持磁芯 11的卡盘12同步，使支承线头侧线材2 的支承部件M与该卡盘12以相同的速度向相同方向旋转，因此被该支承部件M支承的线头侧线材2 和磁芯11的相对位置关系不会变化。因此即使将线头侧线材2 从形成有电极Ild的一方的凸缘部Ila—侧引导到卷筒部 11c，该线头侧线材2 也不会对线材22向卷筒部Ilc上的绕线造成妨碍。另外，在上述实施方式中，对通过X轴、Y轴、Z轴方向伸缩致动器的组合而构成的线嘴移动单元沈、支承部件移动单元31、剪钳夹紧移动单元82进行了说明，然而上述移动单元沈、31、82不限于该结构，只要线嘴23、支承部件M、剪钳夹紧装置81能够相对于台座 IOa沿三个轴方向移动，则可以是其他形式。另外，在上述实施方式中，说明了在线头侧线材脱离动作中，通过剪钳夹紧装置81 将线头侧线材2 切断后，使该剪钳夹紧装置81移动，从而将缠在支承部件M上的线材22 从该支承部件M上去除的情况，然而也可以是在该线头侧线材脱离动作中，不切断线头侧线材22a，而是通过支承部件移动单元31使支承部件M移动，将缠在支承部件M上的线头侧线材2 从该支承部件M上解开，由此使该线头侧线材2 从支承部件M脱离的方式。
权利要求
1.一种线圈绕线装置，其特征在于，具备 卡盘(12)，其对磁芯(11)进行把持；线嘴(23)，其朝向所述磁芯(11)导出线材02)；支承部件(M)，其与所述卡盘(12)相对置用于对从所述线嘴03)导出的线材02)的端部进行支承；支承部件旋转单元(41)，其使所述支承部件04)以所述磁芯(11)的中心轴(CC)为中心进行旋转；卡盘旋转单元(61)，其使所述卡盘(1 以与所述支承部件04)的旋转同步的方式， 与所述磁芯(11) 一起以所述磁芯(11)的中心轴(CC)为中心进行旋转，从而将从所述线嘴(23)导出的所述线材02)卷绕在所述磁芯(11)上。
2.根据权利要求1所述的线圈绕线装置，其特征在于，支承部件旋转单元Gl)具有旋转体(44)，其将支承部件(24)偏离中心轴(RC)地设置在其顶端；伺服电机(46)，其使所述旋转体04)以所述中心轴(RC)为旋转中心进行旋转，所述支承部件04)以能够沿中心轴(RC)方向移动的方式设置在所述旋转体G4)的顶端，具有支承部件移动限制机构(56)，该支承部件移动限制机构(56)能够允许或禁止所述支承部件04)相对于所述旋转体G4)的移动。
3.根据权利要求1或2所述的线圈绕线装置，其特征在于，还具有按压机构(71)，该按压机构(71)与卡盘(12)相对置地设置，用于将被所述卡盘(12)把持的磁芯(11)朝向所述卡盘(12)按压。
4.一种线圈绕线方法，将从线嘴03)导出的线材02)卷绕于磁芯(11)的卷筒部 (11c)，所述磁芯(11)在所述卷筒部(Ilc)的两端部形成有凸缘部，在一方的凸缘部(Ila) 上形成电极(Ild)，另一方的凸缘部(lib)被卡盘(12)把持，该线圈绕线方法的特征在于， 包括以下工序线材导入工序，将端部被支承部件04)支承的所述线材02)作为线头侧线材0加)， 从所述一方的凸缘部(Ila) —侧引导到所述卷筒部(11c)，其中支承部件04)与所述磁芯 (11)的所述一方的凸缘部(Ila)相对置；线材卷绕工序，使所述支承部件04)与所述卡盘(1 同步向相同方向旋转，将从所述线嘴03)导出的所述线材02)卷绕在与所述卡盘(12) —起旋转的所述磁芯(11)的所述卷筒部(Ilc)上；线材引出工序，在卷绕到所述卷筒部(Ilc)之后，将从所述线嘴03)导出的线材02) 作为线尾侧线材02b)，从所述卷筒部(Ilc)引出到一方的凸缘部(Ila) —侧。
5.根据权利要求4所述的线圈绕线方法，其特征在于， 线材引出工序具有线头侧线材脱离动作，使支承于支承部件04)的线头侧线材(22a)从所述支承部件(24)脱离；线尾侧线材引出动作，将线尾侧线材(22b)引出到一方的凸缘部(Ila) —侧，使所述线头侧线材(22a)脱离后的所述支承部件04)支承所述线尾侧线材02b)；线材切断动作，将磁芯(11)与所述支承部件04)之间的线材02)切断。
6.根据权利要求4或5所述的线圈绕线方法，其特征在于，至少在线材卷绕工序中，利用与卡盘(1 相对置地设置的按压机构(71)，将被所述卡盘(1 把持的磁芯(11)朝向所述卡盘(12)按压。
全文摘要
本发明提供一种线圈绕线装置以及线圈绕线方法，该线圈绕线装置包括卡盘，其对磁芯进行把持；线嘴，其朝向磁芯导出线材；支承部件，其与卡盘相对置用于对从线嘴导出的线材的端部进行支承；支承部件旋转单元，其使支承部件以磁芯的中心轴为中心进行旋转；卡盘旋转单元，其使卡盘以与支承部件的旋转同步的方式，与磁芯一起以磁芯的中心轴为中心进行旋转，从而将从线嘴导出的线材卷绕在磁芯上。线圈绕线方法为将端部被与磁芯的一方的凸缘部相对置的支承部件支承的线材从一方的凸缘部一侧引导到卷筒部，使支承部件与卡盘同步向相同方向旋转，将从线嘴导出的线材卷绕于磁芯的卷筒部，在卷绕于卷筒部之后，将从线嘴导出的线材从卷筒部引出到一方的凸缘部一侧。
文档编号H01F41/04GK102446625SQ201110225360
公开日2012年5月9日 申请日期2011年8月3日 优先权日2010年10月6日
发明者鳄川敦 申请人:日特机械工程株式会社