专利名称：线材的绕线装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种线材的绕线装置，将从线嘴的顶端导出的线材缠绕于在定子的半径方向上突出形成的磁极上。
背景技术：
以往，内齿轮型电机的定子是将线材缠绕在向定子芯的内周侧突出的多个磁极上而形成的，其中定子芯由多个环状部件层积而成，外转子型电机的定子是将线材缠绕在从该定子芯的外周侧以放射状突出的多个磁极上而形成的。以往，在向该定子芯的各磁极上绕线是通过使安装在主轴上的线嘴随着主轴的旋转绕各磁极例如以圆形轨迹进行公转来进行的。通过这样的主轴式的绕线，能够使绕线作业高速化。但是，在这样的主轴式绕线中，需要在作为线材导出端的线嘴的顶端与磁极之间设置一定程度的间隔，因此存在绕线时不能对线嘴顶端的位置进行精密地控制的问题。因此存在例如无法使线嘴绕磁极的公转与向磁极轴方向的输送进行精密地配合，而在绕线中发生乱绕的问题。而且在磁极与磁极之间具有凸部的类型的定子芯的情况下，还存在该凸部干扰线嘴的轨迹这样的问题。为了解决上述问题，本申请人提出了具有使线嘴分别在三个轴的方向上移动的三台移动机构的绕线装置(例如，参照专利文献1)。即，该绕线装置由前后移动机构对左右移动机构进行支承，使左右移动机构能够前后移动，并由该左右移动机构对上下移动机构进行支承，使上下移动机构能够左右移动，进而由该上下移动机构对活动台进行支承，使活动台能够上下移动，并且将线嘴安装于该活动台。在该绕线装置中是通过上述三台移动机构的动作的组合，使安装有线嘴的活动台在三维方向上移动，从而能够对该线嘴的线材导出端亦即顶端位置进行精密地控制。由此不发生乱绕地进行绕线，因此能够期待通过线材的占空系数高的整齐绕线形成的定子来提高电机的特性。专利文献1 日本特开平10-271774号公报但是，在上述以往的绕线装置中，使线嘴分别在三个轴的方向上移动的移动机构是通过将前后、左右、上下各移动机构依次进行层积而构成的，因此前后移动机构必须使左右移动机构和上下移动机构与线嘴一起移动，另外左右移动机构必须使上下移动机构和线嘴一起移动。这样，与线嘴一起移动的部分比较大，因此线嘴基于前后移动机构的前后动作、线嘴基于左右移动机构的左右动作无法实现高速化，其结果阻碍了绕线作业的高速化。另外，由于上述以往的绕线装置中的上下移动机构使用滚珠丝杠，因此使用伺服电机使该丝杠轴旋转，由此使安装有线嘴的活动台移动。对于该滚珠丝杠，当伺服电机使该丝杠轴旋转一次时，线嘴上下移动的量相当于形成在该丝杠轴上的螺旋槽在长轴方向上的间距。而且在定子的磁极上进行绕线时，通常必须使线嘴移动该螺旋槽间距的数倍到数十倍，因此为了使该线嘴往返移动进行绕线，伺服电机必须在使该丝杠轴正转数次到数十次后，再使其反转数次到数十次。因此在使用有滚珠丝杠的上述以往的绕线装置中，在使线嘴以较快的速度移动进行绕线的情况下，需要通过伺服电机使丝杠轴以高速旋转，并且对该丝杠轴进行急加减速。因此在使用滚珠丝杠进行绕线的以往的绕线装置中，作为使该丝杠轴旋转的驱动源，需要所谓的高转矩且高响应的伺服电机。由于这样的伺服电机价格非常昂贵并且大型化，因此当追求高速绕线时，则会产生该装置的单价上升并且该装置大型化的问题。
发明内容
本发明是着眼于上述问题所做出的，目的在于提供一种能够在定子的磁极上高精度并且高速地进行缠绕的线材的绕线装置。本发明是将从线嘴导出的线材缠绕在定子的磁极上的绕线装置的改进。其构成特征在于，具有使线嘴在与磁极的轴垂直的方向上移动的线嘴移动机构， 该线嘴移动机构具备台座；活动台，其以能够在与磁极的轴心垂直的方向上移动的方式设置在台座上，且在其上固定有线嘴；驱动源，其构成为设置在台座上且能够使旋转部件旋转；连结部件，其一端被轴支承于偏离旋转部件的旋转中心的位置，另一端被轴支承于活动台。优选地，该线材的绕线装置具备定子芯动作机构，该定子芯动作机构使定子芯动作以使磁极摇动，线嘴移动机构构成为使线嘴在与磁极的轴大致垂直的方向上并且在与磁极的摇动方向不同的方向上移动。在本发明的线材的绕线装置中，通过线嘴移动机构使线嘴往返移动，并且通过另外的移动机构使线嘴在与磁极的轴大致垂直的方向上并且在与该线嘴移动机构的往返移动方向垂直的方向上移动，通过这些动作的组合，使线嘴在磁极的周围旋转移动。由此能够将从线嘴导出的线材缠绕在定子的磁极上。即，以缠绕有线材的磁极为基准的话，在其周围线嘴以跑道状进行旋转移动，成为该跑道的直线部分的线嘴的移动，为线嘴在磁极与磁极之间的狭缝的直线运动，由此能够减小线嘴的线材导出端与磁极之间产生的间隙，避免在绕线中发生乱绕的情况。另外，借助线嘴移动机构的线嘴的往返移动，是通过驱动源使旋转部件旋转而进行的，当使旋转部件旋转时，偏离其旋转中心被轴支承的连结部件的一端描画出圆周运动， 使轴支承该连结部件另一端的活动台与线嘴一起往返移动。因此当旋转部件旋转一次时， 线嘴进行一次往返运动，一次往返运动的量等于从旋转部件的旋转中心偏离的量的两倍的值，驱动源仅通过使旋转部件向同一方向旋转，就能够使线嘴往返运动与该旋转次数相应的次数。因此无需以往的使滚珠丝杠中的丝杠轴旋转的伺服电机必须进行的从高速开始急加减速，从而能够比较容易地使绕线高速化。另外，也无需以往必须从高速开始进行急加减速的高转矩、高响应的伺服电机，因此绕线装置的单价也不会上升。另外，作为使线嘴在与该线嘴移动机构进行的往返移动方向垂直的方向上移动的另一移动机构，只要具备使定子芯动作以使磁极摇动的定子芯动作机构，就能够在该定子芯动作机构中，通过使定子芯以如下的角度进行正转和反转而进行绕线，所述角度相当于作为绕线对象的磁极和与该磁极相邻的磁极所成的角度。在此，由于作为绕线对象的磁极和与该磁极相邻的磁极所成的角度较小，因此绕线时的磁极的摇动能够迅速地进行，由此能够切实地使绕线速度高速化。
图1是表示本发明实施方式的绕线装置的侧视图。图2是该绕线装置的俯视图。图3是表示该线嘴移动机构的动作的图。图4是表示线嘴沿着供其绕线的磁极和与该磁极的一方相邻的磁极之间的狭缝以直线移动的状态的、图1的A-A线剖视图。图5是表示线嘴沿着供其绕线的磁极和与与该磁极的另一方相邻的磁极之间的狭缝以直线移动的状态的、与图4对应的剖视图。图6是表示线嘴相对于该磁极的移动的图。图7是通过该绕线装置进行绕线后的外齿轮型定子芯的剖视图。图8是表示本发明另一实施方式的绕线装置的立体图。图9是表示通过该另一绕线装置在磁极上缠绕线材的状态的、图8的B-B线剖视图。图10是表示该另一线嘴移动机构的动作的图。图11是表示线嘴相对于该另一定子芯的磁极的移动的图。图12是通过该另一绕线装置进行绕线后的内齿轮型定子芯的剖视图。图13是表示经由使线嘴移动机构沿着X轴移动的前后方向驱动部，将线嘴移动机构安装在机台上的又一绕线装置的、与图2对应的俯视图。图14是在该又一绕线装置上设有多个线嘴的、与图13对应的俯视图。附图标号说明10...绕线装置；11...线嘴；12...线材；13、63...定子芯； 19...定子芯动作机构；30...线嘴移动机构；31...台座；32...活动台；33...驱动源； 34...旋转部件；36...连结部件。
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和图2中表示本发明的线材的绕线装置10。在各图中设定相互垂直的X、 Y、Z三个轴，将X轴设为沿大致水平前后方向延伸的轴，将Y轴设为沿大致水平横方向延伸的轴，将Z轴设为沿垂直方向延伸的轴，来说明该绕线装置10的构成。该绕线装置10是将从线嘴11导出的线材12缠绕在定子芯13的磁极1 上的装置。并且如图7所示，本实施方式的定子芯13使用外齿轮型的定子芯，具备圆环状的环状部13a和多个磁极13b，其中多个磁极1 从该环状部13a的外周面朝着该环状部13a的外侧以放射状突出。如图1和图2所示，该绕线装置10具备在设置场所设置的机台14。在机台14上设置使工作台16沿X轴方向亦即前后方向移动的前后方向驱动部17，在该工作台16上设置支承定子芯13的支承件18。前后方向驱动部17配置有前后方向引导部17a，其沿着作为驱动方向的X轴配置在机台14上；前后方向旋转轴17b，其与上述前后方向引导部17a平行地配置，并在表面配置有螺旋状的阳螺纹；前后方向移动部件17d(图1)，其通过滚珠丝杠与上述前后方向旋转轴17b拧合，并借助该前后方向旋转轴17b的旋转能够沿着前后方向引导部17a移动；前后方向驱动源17c，其旋转驱动前后方向旋转轴17b。本实施方式的前后方向驱动源是前后方向伺服电机17c，工作台16安装在通过该伺服电机17c进行驱动而移动的前后方向移动部件17d上。在工作台16上设置摇动用伺服电机19，其使旋转轴19a位于Z轴方向；安装板 21，其在Y轴方向与上述摇动用伺服电机19错开，并与该摇动用伺服电机19相邻。支承定子芯13的支承件18具有沿垂直方向延伸的棒状芯材18a，其将定子芯13水平地载置于其上端缘；按压部件18b，其从上方按压载置于上述芯材18a的上端缘的定子芯13。棒状芯材18a的下端安装于摇动用伺服电机19的旋转轴19a，上部形成为比定子芯13的环状部 13a (图7)的外径略小的外径。直线运动导轨23以沿垂直方向延伸的方式安装在安装板21 的面对摇动用伺服电机19的一侧，升降部件22以能够上下移动的方式安装于该导轨23。按压部件18b安装在上述升降部件22上，使中心的垂直轴与棒状芯材18a的中心轴一致并且能够以该垂直轴为旋转中心进行旋转。从上方实际对载置于芯材18a的上端缘的定子芯13进行按压的按压部件18b的下部，形成为比定子芯13的环状部13a的外径略小的外径(图4和图5)，并构成为定子芯13的环状部13a被芯材18a和按压部件18b夹持，磁极1 从该环状部13a向其外侧以放射状突出，线嘴11能够在各磁极13b的周围绕其旋转。棒状芯材18a由于其下端安装于摇动用伺服电机19的旋转轴19a，因此当伺服电机19的旋转轴19a旋转时，棒状芯材18a与该旋转轴19a —起旋转，被棒状芯材18a和按压部件18b夹持的定子芯13，以由棒状芯材18a和按压部件18b构成的支承件18的中心轴为中心旋转。并且，定子芯13构成为载置在棒状芯材18a的上端缘，其中心与支承件18 的中心轴一致，并且定子芯13周围的磁极1 构成为借助定子芯13的旋转能够摇动。因此，该摇动用伺服电机19构成为作为使定子芯13动作的定子芯动作机构而发挥作用，以使磁极1 摇动。并且，在其升降部件22上方的安装板21上设置使该升降部件22与按压部件18b —起升降的升降用气缸M。另外，在该绕线装置10中设置使线嘴11在与磁极13b的轴垂直的方向上移动的线嘴移动机构30。该线嘴移动机构30具有台座31，其以垂直延伸的方式直接固定于机台 14 ；活动台32，其以能够在垂直方向上移动的方式设置在该台座31的面对定子芯13的面上；驱动源33，其构成为设置在台座31的上部，能够使旋转部件34旋转；连结部件36，其连结上述旋转部件34与活动台32。在台座31的面对定子芯13的面上设置有直线运动导轨 37，该直线运动导轨37沿垂直方向延伸，活动台32以能够沿Z轴方向移动的方式设置在该导轨37上。另外，本实施方式的驱动源是升降用伺服电机33，旋转部件34经由轴支承部件 38而轴支承于伺服电机33的旋转轴33a的延长线上并且是在活动台32的上方。旋转部件 34的中心轴3 与升降用伺服电机33的旋转轴33a由万向联轴器39连结，并构成为借助升降用伺服电机33的旋转轴33a的旋转，而直接使旋转部件34旋转。另一方面，连结部件 36的一端被轴支承于偏离旋转部件34的旋转中心的位置，另一端被轴支承于活动台32，该活动台32以能够上下移动的方式安装在旋转部件34的下方。而且，延长台41沿Y轴方向延伸且固定在该活动台32上，线嘴11沿X轴方向延伸且固定在该延长台41的突出端而且是位于定子芯13的X轴方向的部分。线嘴11具有固定于延长台41的大径部Ila和与该大径部Ila连接的小径部 lib。并且如图4和图5所示，小径部lib与大径部Ila同轴设置，该小径部lib的外径形成为能够进入定子芯13的磁极1 与磁极1 之间的狭缝13c中。并构成为在该大径部Ila和小径部lib上，贯通它们的中心轴设置有线材12能够插通的贯通孔，插通于该贯通孔的线材12能够从小径部lib的顶端导出。下面，对使用这样的线材绕线装置的绕线作业进行说明。在使用该绕线装置10的绕线作业中，首先，由支承件18支承定子芯13。在进行该支承时，前后方向驱动部17驱动其前后方向伺服电机17c，使前后方向旋转轴17b旋转，由此如图1的实线箭头所示使前后方向移动部件17d与工作台16 —起远离台座31。在该状态下，使设置于安装板21的升降用气缸M的杆2 进入而使升降部件22上升，使安装在该升降部件22上的按压部件18b如单点划线箭头所示的那样上升，从而在其下方与棒状芯材18a之间形成空间。而且将定子芯13经由该空间而水平地载置在棒状芯材18a的上缘。 然后，使升降用气缸M的杆2 突出，使升降部件22如双点划线箭头所示的那样下降，并借助与该升降部件22 —起下降的按压部件18b，如图1所示，从上方对载置在棒状芯材18a 的上缘的定子芯13进行按压。然后，前后方向驱动部17驱动其前后方向伺服电机17c，使前后方向旋转轴17b 向反方向旋转，使前后方向移动部件17d与工作台16 —起如图1的虚线箭头所示靠近台座 31。然后，在开始实际绕线时，通过使定子芯13沿X轴方向移动的前后方向驱动部17、使线嘴11沿Z轴方向移动的线嘴移动机构30以及作为使定子芯13动作以使磁极1 摇动的定子芯动作机构而发挥作用的摇动用伺服电机19，使线嘴11相对于定子芯13在三维方向上移动，并预先将从该线嘴11的顶端导出的线材12的端部绕在系线销或线夹持装置上进行固定。接着，进行实际的绕线，然而在该实际绕线时，通过线嘴移动机构30使线嘴11沿 Z轴方向往返移动，并且通过摇动用伺服电机19交替地进行定子芯13的正旋转和反旋转， 以使被绕线的磁极1 摇动。通过这些动作的组合，使线嘴11沿着磁极13b的截面形状在该磁极13b的周围以跑道状旋转移动。对该跑道状的旋转移动进行具体地说明，如图4和图5所示，线嘴11基于线嘴移动机构30进行的往返移动，是在使线嘴11的顶端，即小径部lib的作为线材导出端的顶端进入在定子芯13的磁极1 与磁极1 之间形成的狭缝13c的状态下进行的。而且如图6 所示，当线嘴11的顶端位于被进行绕线的磁极Hb和与该磁极13b的一方相邻的磁极1 夹着的狭缝13c内的情况下，不进行借助摇动用伺服电机19的磁极13b的摇动，而只使该线嘴11下降。然后，当该线嘴11的顶端从该狭缝13c中拔出时，开始磁极13b的摇动，并在该线嘴11的顶端位于进行绕线的磁极Hb和与该磁极13b的一方相邻的磁极1 之间相邻的狭缝13c的下方的阶段停止其摇动。即，在从最初的狭缝13c向下方拔出的时刻开始磁极1 的摇动，并在下端的折返点转换方向而上升的线嘴11的顶端进入下一个相邻的狭缝13c以前停止其摇动。当以磁极13b为中心观察此时的线嘴11顶端的移动时，该线嘴 11的顶端描画出图6下方的圆弧轨迹。并且，在线嘴11的顶端从被该磁极1 和另一个磁极1 夹着的相邻的狭缝13c 上升的期间，仅使该线嘴11上升而不使该磁极1 摇动，在该线嘴11的顶端从该相邻的狭缝13C向上方拔出时，使磁极13b向反方向摇动，并在该线嘴11的顶端位于最初的狭缝13c 上方的阶段停止其摇动。即，该摇动是在从相邻的狭缝13c向上方拔出的时刻开始磁极13b 的摇动，并在上端的折返点转换方向而下降的线嘴11的顶端进入最初的狭缝13c以前停止其摇动。当以磁极13b为中心观察此时线嘴11的顶端的移动时，该线嘴11的顶端描画出图6上方的圆弧轨迹。从而，能够使线嘴11沿着磁极13b的截面形状在磁极13b的周围以跑道状旋转移动。在此，借助线嘴移动机构30的线嘴11沿Z轴方向的往返移动，是通过作为驱动源的升降用伺服电机33使旋转部件34旋转而进行的。如图3所示，当使旋转部件34旋转时，偏离其旋转中心被轴支承的连结部件36的一端按照图3(a) (d)的顺序描画出圆周运动。另一方面，该连结部件36的另一端被能够升降的活动台32轴支承，因此该连结部件 36的另一端与活动台32 —起成为Z轴方向的上下运动，当旋转部件34旋转一次时，则活动台32进行一次往返运动，该往返运动的量等于从旋转部件34的旋转中心偏离的量R的两倍的值。因此升降用伺服电机33只通过使旋转部件34向同一方向旋转，就能够使活动台 32往返运动与其旋转次数相应的次数。另一方面，被绕线的磁极1 的摇动，是通过使定子芯13往返旋转而进行的，该旋转是通过摇动用伺服电机19使棒状芯材18a(图1)以其中心轴为旋转中心旋转而进行的。 由于该棒状芯材18a安装于摇动用伺服电机19的旋转轴19a，因此如图4和图5所示，该旋转通过使摇动用伺服电机19的旋转轴19a以如下角度进行正转和反转而进行，所述角度相当于作为绕线对象的磁极Hb和与该磁极1 相邻的磁极1 所成的角度。因此，只借助升降用伺服电机33使旋转部件34旋转一次，并且使摇动用伺服电机19的旋转轴19a以微小的角度进行正转和反转，就能够使线嘴11在磁极13b的周围以跑道状旋转移动一次。因此例如升降用伺服电机33如果使用能够使其旋转轴33a每分钟旋转3000次的伺服电机， 就成为能够使线嘴11在磁极13b的周围每分钟旋转移动3000次的绕线装置。因此，与必须使伺服电机旋转数次或数十次才能使线嘴旋转移动一次的以往的装置相比较，能够显著地使绕线速度高速化。另外，在本发明的绕线装置10中，为了使线嘴11在磁极1 的周围旋转移动来进行绕线而不使用过去所使用的滚珠丝杠式装置。因此无需以往使该滚珠丝杠中的丝杠轴旋转的伺服电机所要进行的从高速开始急加减速。对于本发明的作为驱动源的升降用伺服电机33，只要使其旋转轴33a向同一方向以同一速度进行旋转，就能够使该线嘴11沿Z轴方向往返运动，对于摇动用伺服电机19，通过反复以微小的角度进行正转和反转由此能够使磁极1 摇动。因此，无需以往为了实现绕线的高速化所需的高转矩、高响应的伺服电机。 因此，通过将作为标准品在市场销售的伺服电机作为本发明中绕线装置10的升降用伺服电机33和摇动用伺服电机19使用，由此能够不增加绕线装置10的单价而实现绕线速度的高速化，并能够将绕线速度提高到该升降用伺服电机33和摇动用伺服电机19的能力极限为止。另外，为了使线材12整齐地缠绕在磁极1 上，必须使线嘴11在磁极13b的周围旋转移动，并且线材12每绕一圈必须通过前后方向驱动部17使定子芯13沿X轴方向移动相当于线材12的直径的量的距离。而且使定子芯13沿X轴方向移动时，虽然通过前后方向驱动部17的前后方向伺服电机17c使前后方向旋转轴17b旋转来进行，然而该移动量为线材12每绕一圈相当于线材12的直径的量因而移动量极小，从而无需使该前后方向旋转轴17b以高速旋转。因此即使对于使前后方向旋转轴17b旋转的前后方向伺服电机17c，也能够使用作为标准品在市场销售的伺服电机，因此能够不增加绕线装置10的单价而实现整齐缠线的绕线速度的高速化。
而且，如图6所示，由于磁极13b的截面形状为矩形，因此通过将线嘴11绕线时的轨迹设定成在线嘴11不接触缠绕在磁极1 上的线材12的范围内尽可能靠近被绕线的磁极1 而通过，因此能够减小线嘴11的线材导出端与被绕线的磁极1 之间产生的间隙。由此能够避免如绕线时发生乱绕的情况，从而能够有效地将线材12整齐缠绕在磁极 13b 上。另外，对全部磁极1 进行这样的绕线，并在对全部磁极13b的绕线结束后，从支承件18上取下定子芯13。在进行该取下时，前后方向驱动部17驱动其前后方向伺服电机 17c，使前后方向旋转轴17b旋转，如图1的实线箭头所示，使支承件18与工作台16—起远离台座31。在该状态下，使设置于安装板21的升降用气缸M的杆2 进入，使按压部件 18b与升降部件22 —起如单点划线箭头所示的那样上升，解除该按压部件18b对定子芯13 的按压，并且在该定子芯13的上方形成空间。然后，将载置于棒状芯材18a上端的定子芯 13经由该空间而从棒状芯材18a上取下，从而结束一系列的绕线作业。在图8 图12中表示本发明另一实施方式。在该另一实施方式中，与先前的实施方式中的装置相同的标号表示相同部件，并省略重复说明。如图12所示，该另一实施方式的定子芯63是使用内齿轮型定子芯，具有圆环状的环状部63a和多个磁极63b，该多个磁极6 从该环状部63a的内周面朝向该环状部63a的中心突出。如图8所示，在机台14上具有搭载这样的定子芯63的支承装置68。该支承装置68具备配置在机台14上的固定台68a ；旋转台68b，其以能够在水平面内旋转的方式安装在该固定台68a上，并能够在其上侧搭载固定定子芯63 ；未图示的摇动用伺服电机，其使上述旋转台68b旋转。该另一实施方式的绕线装置60具备机台14，其具有上述支承装置68且被设置在设置场所；驱动单元70，其设置在该机台14上，用于对上述线嘴移动机构30沿三个轴的方向驱动。驱动单元70由三个轴的方向的驱动部71、72、73组合而成，具备前后方向驱动部71、左右方向驱动部72、上下方向驱动部73。上述驱动部71、72、73沿着驱动方向X、Y、 Z形成大致相同的驱动机构。首先，说明上下方向驱动部73，该上下方向驱动部73配置有上下方向引导部 73a,其沿着驱动方向Z配置；上下方向旋转轴7 ，其与该上下方向引导部73a平行地配置并在表面配置有阳螺纹；上下方向移动部73c，其通过滚珠丝杠与该上下方向旋转轴7 拧合，并能够沿着上下方向引导部73a移动；上下方向连接部73d，其与该上下方向移动部73c 连接；上下方向驱动源73e，其旋转驱动上下方向旋转轴73b。上下方向旋转轴7 通过万向联轴器73f与上下方向驱动源7 连接。上下方向移动部73c，通过配置在上下方向旋转轴7 上的阳螺纹的范围而设定其在驱动方向Z的移动范围。前后方向驱动部71和左右方向驱动部72，为与上下方向驱动部73同样的构造，沿着如图8所示的驱动方向X、Y配置。前后方向驱动部71被固定在机台14上，具有前后方向驱动源71e，并且配置成左右方向驱动部72经由前后方向连接部71d能够相对于前后方向驱动部71沿前后方向移动。左右方向驱动部72具有左右方向驱动源72e，并且配置成上下方向驱动部73经由左右方向连接部72d能够相对于左右方向驱动部72沿左右方向移动。而且作为各驱动源71e、72e、73e，使用例如能够高精度控制的伺服电机。而且在上下方向驱动部73的上下方向连接部73d上设置线嘴移动机构30，该线嘴移动机构30使线嘴11沿与进行绕线的磁极63b的轴垂直的方向亦即Z轴方向移动。该线嘴移动机构30与在先前的实施方式中说明的机构是相同构造，如图8 图10 所示，具有台座31，其固定于上下方向驱动部73的上下方向连接部73d ；活动台32，其以能够沿垂直方向移动的方式设置于该台座31的面对定子芯63的面；驱动源33，其构成为设置在台座31的上部，能够使旋转部件34旋转；连结部件36，其将上述旋转部件34与活动台32连结。在台座31的面对定子芯63的面上设置直线运动导轨37，该直线运动导轨37 沿垂直方向延伸，活动台32以能够沿Z轴方向移动的方式设置在该导轨37上。另外，本实施方式中的驱动源是升降用伺服电机33，旋转部件34直接安装在其旋转轴上。另一方面， 连结部件36其一端被轴支承于偏离旋转部件34的旋转中心的位置，另一端被轴支承于活动台32，该活动台32以能够上下移动的方式安装在旋转部件34的下方。并且，在该活动台32的下部在位于定子芯63的X轴方向的部分以沿X轴方向延伸的方式固定有线嘴11。 如图9所示，在活动台32上设置第一滑轮76，该第一滑轮76使贯通于线嘴11的线材12转向，在台座31上设置第二滑轮77，该第二滑轮77使贯通于线嘴11并借助第一滑轮76进行了转向的线材12朝向上下方向连接部73d进一步转向。下面，说明使用这样的绕线装置的线材的绕线方法。首先，使线材12贯通于线嘴11并从线嘴11的顶端导出。而且在开始绕线时，驱动单元70使线嘴11与线嘴移动机构30 —起沿三维方向移动，将线材12的端部缠绕在未图示的系线销或线夹持装置上进行固定。然后，对驱动单元70进行驱动，如图9所示，使位于水平位置的线嘴11移动到定子芯63中即将进行绕线的磁极6 和与该磁极6 相邻的磁极6 之间的狭缝63c中。然后，接着进行实际的绕线，然而在进行该实际绕线时，通过线嘴移动机构30使线嘴11沿Z轴方向往返移动，并且通过支承装置68中未图示的摇动用伺服电机使旋转台68b与定子芯63 —起进行正旋转和反旋转，以使被绕线的磁极6 摇动。 通过上述动作的组合，使线嘴11沿着磁极6 的截面形状在该磁极6 的周围以跑道状旋转移动。如图11所示，该跑道状的旋转移动为当线嘴11的顶端位于进行绕线的磁极63b 和与该磁极63b的一方相邻的磁极6 夹着的狭缝63c中的情况下，仅使该线嘴11下降或上升而不进行支承装置68中由未图示的摇动用伺服电机进行的磁极63b的摇动。然后，当该线嘴11的顶端从该槽63c中拔出时，开始磁极63b的摇动，并在该线嘴11的顶端位于进行绕线的磁极6 和与该磁极63b的另一方相邻的磁极6 之间的相邻的狭缝63c的下方或上方的阶段，停止其摇动。即，在从最初的狭缝63c向下方或上方拔出的时刻开始磁极 63b的摇动，并在下端或上端的折返点转换方向而上升或下降的线嘴11的顶端进入下一个相邻的狭缝63c以前，停止其摇动。由此能够使线嘴11沿着磁极63b的截面形状在该磁极 63b的周围以跑道状旋转移动。如图10所示，线嘴11基于线嘴移动机构30的往返移动，是通过作为驱动源的升降用伺服电机33使旋转部件34旋转而进行的。当使旋转部件34旋转时，偏离其旋转中心被轴支承的连结部件36的一端进行圆周运动，并按照图10(a) (d)的顺序，该连结部件 36的另一端与活动台32 —起进行往返运动，该往返运动的量等于从旋转部件34的旋转中心偏离的量R的两倍的值。因此线嘴移动机构30的升降用伺服电机33仅通过使旋转部件 34向同一方向旋转，就能够使活动台32往返运动与其旋转次数相应的次数。
另一方面，被绕线的磁极63b的摇动是通过使定子芯63往返旋转而进行的，该旋转通过支承装置68中未图示的摇动用伺服电机进行。该定子芯63的往返旋转是通过使未图示的摇动用伺服电机以如下的角度进行正转和反转而进行的，所述角度相当于作为绕线对象的磁极6 和与该磁极6 相邻的磁极6 所成的角度。因此，仅通过升降用伺服电机33使旋转部件34旋转一次，并且使未图示的摇动用伺服电机以微小的角度进行正转和反转，就能够使线嘴11在磁极63b的周围以跑道状旋转移动一次。其结果，与过去必须使丝杠轴旋转多次才能使线嘴在磁极的周围旋转移动一次相比较，能够实现绕线速度的高速化。另外，在该另一实施方式的绕线装置60中，虽然具有使线嘴11与线嘴移动机构30 一起沿三维方向移动的驱动单元70，然而该驱动单元70在以下情况下使用如在改变绕线的磁极63b的情况下，或将从线嘴11的顶端导出的线材12的端部缠绕在未图示的系线销或线夹持装置上进行固定的情况下等那样使线嘴11进行较大移动时使用。因此该驱动单元70虽然具备使线嘴11与线嘴移动机构30 —起沿着Z轴上下移动的上下方向驱动部73， 但在使线嘴11在磁极6 的周围旋转移动进行绕线时，不使用该上下方向驱动部73。因此作为该上下方向驱动部73的上下方向驱动源73e，无需使用能够从高速进行急加减速的高转矩、高响应的伺服电机。并且对于升降用伺服电机33，只要向同一方向以同一速度进行旋转，就能够使该线嘴11沿Z轴方向往返运动，对于未图示的摇动用伺服电机，通过以微小的角度反复进行正转和反转就能够使磁极6 摇动。因此通过将作为标准品在市场销售的伺服电机作为该另一绕线装置60的上下方向驱动源73e、升降用伺服电机33、未图示的摇动用伺服电机来使用，由此能够不增加绕线装置60的单价而实现绕线速度的高速化。另外，为了使线材12整齐地缠绕在磁极6 上，必须使线嘴11在磁极63b的周围旋转移动，并且线材12每绕一圈，必须通过前后方向驱动部71使线嘴11与线嘴移动机构 30 一起沿X轴方向移动相当于线材12的直径的量的距离。在使该线嘴11沿X轴方向移动时，是通过驱动前后方向驱动部71的前后方向驱动源71e使前后方向连接部71d沿X轴方向移动来进行的，然而该移动量为线材12每绕一圈仅相当于线材12的直径的量，因而移动量极少，从而无需使前后方向驱动源71e以高速驱动。因此即使是在使用伺服电机作为该前后方向驱动源71e的情况下，也能够使用作为标准品在市场销售的产品，从而能够不增加绕线装置60的单价即可得到以高速进行整齐缠绕的绕线装置60。另外，在上述实施方式中，说明了使用伺服电机作为驱动源的情况，然而也能够使用步进电机作为驱动源。另外，在上述实施方式中说明了以下情况通过线嘴移动机构30使线嘴11沿Z轴方向往返移动，并且使定子芯13、63进行正旋转和反旋转，以使被绕线的磁极1北、6北摇动，并通过这些动作的组合使线嘴11以跑道状旋转移动来缠绕线材12，然而也可以使在线嘴11上下移动的同时还向Y轴方向移动，通过这些动作的组合使线嘴11旋转移动，也可以通过与线嘴11的上下移动同步使定子芯13、63本身向Y轴方向往返移动，由此将线材12 缠绕在磁极1北、6北上。即使在这种情况下，也能够切实地将线材12缠绕在磁极1北、6北上。此外，在上述另一实施方式中，说明了对线嘴移动机构30沿三个轴的方向进行驱动的驱动单元70，然而该驱动单元不限于三个轴方向，也可以是X、Y、Z中的一个轴或两个轴。例如，也可以如图13和图14所示，将工作台16安装于机台14，并经由使线嘴移动机构30沿着X轴移动的前后方向驱动部87，将该线嘴移动机构30安装于机台14。图13和图14中的前后方向驱动部87配置有前后方向引导部87a，其沿着作为驱动方向的X轴配置在机台14上；前后方向旋转轴87b，其与该前后方向引导部87a平行地配置，且表面配置有螺旋状的阳螺纹；前后方向驱动源87c，其旋转驱动前后方向旋转轴87b。如果是这样的绕线装置10，则能够减小Y轴方向的宽度，如图14所示，如果在延长台41上沿Y轴方向并排安装多个线嘴11，就能够用一个线嘴移动机构30同时对多个定子芯13(图1)绕线。
权利要求
1.一种线材的绕线装置，是将从线嘴(11)导出的线材(12)缠绕在定子的磁极(13b、 63b)上的绕线装置，其特征在于，具有线嘴移动机构(30)，该线嘴移动机构使所述线嘴(11)在与所述磁极(13b、63b)的轴垂直的方向上移动，所述线嘴移动机构(30)具备台座(31)；活动台(32)，其以能够在与所述磁极(1北、6北)的轴心垂直的方向上移动的方式设置在所述台座(31)上，且在其上固定有所述线嘴(11)；驱动源(33)，其构成为设置在所述台座(31)上且能够使旋转部件(34)旋转；连结部件(36)，其一端被轴支承于偏离所述旋转部件(34)的旋转中心的位置，另一端被轴支承于所述活动台(32)。
2.根据权利要求1所述的线材的绕线装置，其特征在于，具备定子芯动作机构(19)，该定子芯动作机构(19)使定子芯(13)动作以使磁极 (13b)摇动，线嘴移动机构(30)构成为使线嘴(11)在与所述磁极(13b)的轴大致垂直的方向并且在与所述磁极(1 )的摇动方向不同的方向上移动。
全文摘要
本发明提供一种线材的绕线装置，能够在定子的磁极上高精度并且高速地缠绕线材。该线材的绕线装置将从线嘴导出的线材缠绕在定子的磁极上。具有使线嘴在与磁极的轴垂直的方向上移动的线嘴移动机构，线嘴移动机构具有台座；活动台，其能够以在与磁极的轴心垂直的方向上移动的方式设置在台座上，且在其上固定有线嘴；驱动源，其构成为设置在台座上且能够使旋转部件旋转；连结部件，其一端被轴支承于偏离旋转部件的旋转中心的位置，另一端被轴支承于活动台。具备定子芯动作机构，其使定子芯动作以使磁极摇动，线嘴移动机构构成为使线嘴在与磁极的轴大致垂直的方向并且在与磁极的摇动方向不同的方向上移动。
文档编号H02K15/095GK102237763SQ20111005775
公开日2011年11月9日 申请日期2011年3月4日 优先权日2010年4月26日
发明者田口广之 申请人:日特机械工程株式会社