绕线装置制造方法
【专利摘要】一种向马达铁芯的极缠绕线材的绕线装置，在臂部的姿势变更动作的前后，为了在对设置于臂部的线嘴施加很大力的情况下也能够将线嘴末端的偏离抑制在很小的程度，绕线装置包括配置于与臂部对置的位置的臂部固定部件、和使臂部固定部件与臂部接近以及分离的固定部件移动机构，臂部固定部件的一部分通过固定部件移动机构保持与臂部接触的状态和非接触的状态这两种状态。
【专利说明】绕线装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种绕线装置。
【背景技术】
[0002]以往，绕线装置被广泛应用于向多极电枢(马达铁芯)的极缠绕形成线圈用的线材。在此，在向多极电枢的极缠绕线材的绕线工序的前后，大多情况下一并实施将线端部夹入设置于工件保持夹具的线端夹紧装置的夹紧工序、将线材连接到配置于工件的连接引脚的连接工序、以及将绕线部分以外的线材的中途部形成为过渡线的过渡线形成工序之类的多个线处理工序。在这样的线处理工序中，有将安装有线嘴的臂的姿势变更为与绕线工序不同的状态来进行线处理工序的情况(例如，日本公开专利公报第2011-004477号)。
[0003]然而，在该线处理工序中姿势变更时，有在变更前后线嘴末端位置变化而发生绕线松弛等的危险。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种线嘴末端在所述姿势变更前后的位置变化量小的绕线装置。
[0005]本实用新型所例示的第一实用新型是向具有铁芯背部和从该铁芯背部沿径向延伸的多个齿的铁芯缠绕线材的绕线装置，所述绕线装置包括保持所述铁芯的铁芯保持部、在末端部具有供所述线材通过的孔或者槽状的引导部的柱状的臂部、使该臂部旋转从而使该臂部的姿势变化的臂部旋转机构、支承所述臂部旋转机构的支承部、使所述支承部和所述铁芯的相对位置变化的相对移动机构、与所述支承部连接且配置于与所述臂部对置的位置的臂部固定部件、以及使所述臂部固定部件与所述臂部接近以及分离的固定部件移动机构，通过所述固定部件移动机构，所述臂部固定部件的一部分能够保持与所述臂部接触的状态和非接触的状态这两种状态。
[0006]根据本实用新型所例示的第一实用新型的绕线装置，能够在绕线装置与各种线处理工序相伴而发生臂的姿势变更时减少线嘴末端的位置变化。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型所涉及的第一实施方式的绕线装置的立体图。
[0008]图2是放大了臂部的一部分的放大图。
[0009]图3是臂部保持纵姿势的绕线装置的立体图。
[0010]图4是臂部保持水平姿势的绕线装置的立体图。
[0011]图5是臂部保持倾斜姿势的绕线装置的立体图。
[0012]图6是涉及第一姿势变更动作的示意图。
[0013]图7是涉及第二姿势变更动作的示意图。
[0014]图8是臂部以及支承部的局部放大图。[0015]图9是臂部以及臂部固定部件的局部放大图。
[0016]图10是臂部以及臂部固定部件的局部放大图。
【具体实施方式】
[0017]以下，参照附图对涉及本实用新型所例示的一个侧面的实施方式进行说明。另外，在本申请中分别将与铁芯背部的中心轴线平行的方向称为“轴向”，与铁芯背部的中心轴线正交的方向称为“径向”，围绕铁芯的中心轴线的周围的方向称为“周向”。并且，在本申请中，以轴向作为上下方向对各部分的形状和位置关系进行说明。但是，这只是为了说明上的方便而对各方向进行了定义，并不是对本实用新型所涉及的绕线装置在使用时的朝向进行限定。并且，表达为平行的情况不是仅指数学上的严格平行的情况，而是包括通过目视判断为朝向相同方向的所有情况。同样，表达为正交的情况不限定于数学上的严格地处于正交关系的情况，而是包括通过目视判断为正交的所有情况。
[0018]〈1.第一实施方式〉
[0019]图1是本实用新型所涉及的绕线装置的立体图。如图1所示，绕线装置包括铁芯保持部2、臂部3、臂部旋转机构4、和支承部5。铁芯保持部2保持环状的铁芯I。臂部3为在末端部具有供线材通过的孔或者槽形的引导部的柱状。臂部旋转机构4使臂部3在基端附近旋转，从而使该臂部3的姿势发生变化。支承部5支承臂部旋转机构4。绕线装置还包括使支承部5与铁芯I的相对位置变化的相对移动机构6。在这个例子中，相对移动机构6还起到作为使支承部5移动的支承部移动机构7的作用。相对移动机构6包括使支承部5相对铁芯I沿上下方向移动的上下方向移动机构61、使上下方向移动机构61与支承部5 一同相对铁芯I沿径向移动的径向移动机构62、以及使铁芯I沿周向旋转的铁芯旋转机构63。相对移动机构6通过作为使支承部5和铁芯I的轴向相对位置变化的第一移动机构的上下方向移动机构61、作为使支承部5和铁芯I的径向相对位置变化的第二移动机构的径向移动机构62、以及作为使支承部5和铁芯I的周向相对位置变化的第三移动机构的铁芯旋转机构63，使铁芯I所包括的齿12与臂部3的相对位置关系变化。即，相对移动机构6能够使臂部3与多个齿12中的任何一个齿在铁芯I的轴向、径向以及周向的位置相对变化。
[0020]铁芯I是沿轴向层叠作为磁性体的多个电磁钢板得到的。铁芯I具有环状的铁芯背部11、和多个从铁芯背部11向径向内侧延伸的齿12。另外，也可以是多个齿12向径向外侧延伸的方式的铁芯。本实用新型的绕线装置也能够向该方式的铁芯缠绕线材。
[0021]图2是放大了臂部3的一部分的图。臂部3包括柱状的线嘴保持部31、以及线嘴部32。线嘴部32从线嘴保持部31的末端部突出。
[0022]线嘴部32是中空的筒形部件，筒形部件的内侧起到作为引导部33的作用。S卩，筒形部件的内侧是引导部33。线材9通过引导部33的内侧。但是，本实用新型的引导部不限于该结构。通过该结构能够高精度地缠绕线材9。
[0023]臂部旋转机构4包括驱动用马达41、传动轮42、同步传动带43、和旋转轴44。驱动用马达41固定于支承部5，驱动用马达41的旋转部通过同步传动带43与传动轮42连接。旋转轴44被支承为能够相对支承部5旋转，且连接臂部3以及传动轮42。
[0024]在本实施方式中，支承部移动机构7由作为使支承部5能够沿铁芯I的轴向移动的第四移动机构的上下方向移动机构61、和作为使支承部5能够沿铁芯I的径向移动的第五移动机构的径向移动机构62构成。即，第一移动机构兼为第四移动机构，第二移动机构兼为第五移动机构。
[0025]另外，也可以另行设置支承部移动机构7。例如本实用新型的绕线装置也可以包括支承铁芯旋转机构63的铁芯倾斜机构。铁芯倾斜机构能够使铁芯I以通过铁芯背部11上方的假想线作为旋转轴线旋转，并使铁芯I相对支承部5倾斜。
[0026]<2.关于姿势变更动作>
[0027]接着，对图3、图4、图5所示的臂部3通过臂部旋转机构4能够保持的姿势进行说明。
[0028]在臂部3配置于铁芯I的上侧的状态下，臂部3能够保持如图3所示的臂部3沿轴向延伸的纵姿势、以及如图4所示的臂部3沿径向延伸的水平姿势。并且，在臂部3的末端部配置于比铁芯I的轴向下侧端面靠下的位置的状态下，臂部3能够保持如图5所示的臂部3相对轴向明显倾斜的状态，即倾斜姿势。另外，所谓称为纵姿势时的纵虽然意味着例如图1的上下方向，但是不限定于严格与上下方向平行的姿势。只要是立起为在向齿上缠绕线材时不与铁芯背部干涉程度的姿势，即认为属于纵姿势。同样，所谓称为水平姿势时的水平也不限定于完全水平的情况，只要在进行从齿到齿过渡时的过渡线处理或将线材连接于连接引脚的连接处理等、除缠绕线材的动作以外的操作时呈不阻碍该操作程度的水平状态，即认为属于本实用新型的水平姿势。
[0029]<2-1.第一姿势变更动作>
[0030]接着，对绕线装置的第一姿势变更动作进行说明。图6是表示臂部3配置在铁芯I上侧的状态下的第一姿势变更动作的图。如以下所示，臂部3能够通过第一姿势变更动作在纵姿势与水平姿势之间变化。
[0031]臂部3通过臂部旋转机构4从臂部3沿轴向延伸的纵姿势变更成臂部3沿径向延伸的水平姿势。相对移动机构6与该臂部旋转机构4的动作连动而起到作为支承部移动机构7的作用，并使支承部5移动。也就是说，支承部移动机构7能够与臂部旋转机构4连动地执行第一姿势变更动作。
[0032]此时，通过支承部移动机构7，使臂部旋转机构4的旋转轴44以相对纸面垂直的通过铁芯背部11的轴向上方的第一假想线Pl为中心旋转。在图6中，臂部3相对旋转轴44顺时针旋转，同时旋转轴44以第一假想线Pl作为轴线顺时针旋转。也就是说，在第一姿势变更动作中，臂部3位于铁芯背部11的轴向上侧，臂部旋转机构4使臂部3向一个方向旋转，支承部移动机构7与臂部3向一个方向的旋转同步地、使臂部旋转机构4的旋转轴44以第一假想线Pl作为旋转轴线向与一个方向相同的方向旋转。因此，在臂部3旋转的同时，臂部旋转机构4的旋转轴44的中心P2以Pl为中心向与臂部3相同方向旋转，从而线嘴部32的末端的移动被抵消。由此，线嘴部32的末端在第一姿势变更动作中基本不动，因而能够将线嘴部32的末端在姿势变更前和变更后的位置变化量抑制在很小的程度。
[0033]第一假想线Pl与臂部旋转机构4的旋转轴44平行，且在齿12的末端与铁芯背部11的径向外缘之间横越铁芯背部11的上方。优选第一假想线Pi在铁芯背部11的内缘与铁芯背部11的径向外缘之间横越铁芯背部11的上方。更优选使第一假想线Pi位于与铁芯背部11连接的齿基部的正上方。这是因为向每个齿12缠绕线材的开始与结束都是位于这个位置。但是，即使是向径向外侧或径向内侧偏离线材的线径的四倍以下距离的位置，也不会发生严重的问题。另外，优选偏离的大小为线材的线径以内。
[0034]图6表示在该第一姿势变更动作时将第一假想线Pl作为通过在第一姿势变更动作开始时的引导部33的开口的位置的情况。在这种情况下，第一轨迹LI成为以Pl为中心且半径为臂部旋转机构4的旋转的中心P2与Pl的距离Rl的圆Cl的一部分，即圆弧C2。由此，能够进一步减小引导部33的开口在姿势变更前与变更后的位置变化量。相反，在Pl通过沿径向稍微偏离第一姿势变更动作开始时的引导部33的开口的位置的情况下，位置变化量不会为零。然而，只要该偏离不是很大的话，就能够将引导部33的开口的位置变化抑制在很小的程度。优选容许的偏离的大小为线材的线径的四倍以下。另外，更优选为线材的线径以内。
[0035]进一步地说，作为P2的旋转中心的第一假想线Pl的位置优选在第一姿势变更动作的从开始到结束的期间是不动的。并且，优选在姿势变更动作的前后，臂部3基于臂部旋转机构4的旋转角Θ I与以Pl为轴线的P2基于支承部移动机构7的旋转角Θ 2是相等的。由此，能够将引导部33的开口在第一姿势变更前与变更后的位置变化抑制在更小的程度。
[0036]另外，作为P2的旋转中心的第一假想线Pl的位置不必在第一姿势变更动作中保持同一位置。在第一姿势变更动作的从开始到结束的期间，只要移动的距离为线材的线径的四倍以下即可。但是，移动的距离为线材的线径以内更好。在这种情况下，第一轨迹LI不是圆弧，而是椭圆弧或者其他曲线。即使在这种情况下，也能够将引导部33的开口在第一姿势变更前与变更后的位置变化抑制在很小的程度。
[0037]<2-2.第二姿势变更动作>
[0038]接着，对绕线装置的第二姿势变更动作进行说明。图7是表示在臂部3的末端部配置于比铁芯I的轴向下侧端面靠下侧的位置的状态下的第二姿势变更动作的图。如以下所述，臂部3能够通过第二姿势变更动作在纵姿势与倾斜姿势之间变化。
[0039]臂部3通过臂部旋转机构4，从臂部3沿轴向延伸的纵姿势变更为臂部3相对轴向明显倾斜的倾斜姿势。相对移动机构6与该臂部旋转机构4的动作连动而起到支承部移动机构7的作用，并使支承部5移动。也就是说，支承部移动机构7能够与臂部旋转机构4连动地执行第二姿势变更动作。
[0040]此时，通过支承部移动机构7，使臂部旋转机构4的旋转轴44以相对纸面垂直的通过铁芯背部11的轴向下方的第二假想线P3为中心旋转。在图7中，臂部3相对旋转轴44逆时针旋转，同时旋转轴44以第二假想线P3为轴线逆时针旋转。也就是说，在第二姿势变更动作中，臂部3的至少一部分位于铁芯背部11的径向外侧或下侧，臂部旋转机构4使臂部3向一个方向旋转，支承部移动机构7与臂部3向一个方向的旋转同步地、使臂部旋转机构4的旋转轴44以第二假想线P3作为旋转轴线向与一个方向的相同方向旋转。因此，在臂部3旋转的同时，臂部旋转机构4的旋转轴44的中心P4以P3为中心向与臂部3相同的方向旋转，从而抵消线嘴部32的末端的移动。由此，线嘴部32的末端在第二姿势变更动作中基本不动，因而能够将线嘴部32的末端在姿势变更前与变更后的位置变化量抑制在很小的程度。
[0041]第二假想线P3与臂部旋转机构4的旋转轴44平行，且在齿12的末端与铁芯背部11的径向外缘之间横越铁芯背部11的下方。优选为第二假想线P3在铁芯背部11的内缘与铁芯背部11的径向外缘之间横越铁芯背部11的下方的状态。更优选使第二假想线P3位于与铁芯背部11连接的齿基部的正下方。这是因为向齿12缠绕线材的开始和结束都是在这个位置。但是，即使是向径向外侧或者径向内侧偏离线材的线径的四倍以下距离的位置，也不会发生严重的问题。另外，更优选偏离的大小为线材的线径以内。
[0042]图7表示在该第二姿势变更动作时将第二假想线P3设为通过第二姿势变更动作开始时的引导部33的开口的位置的情况。在这种情况下，第二轨迹L2成为以P3为中心且半径为臂部旋转机构4的旋转的中心P4与P3的距离R2的圆C3的一部分，即圆弧C4。由此，能够进一步减小引导部33的开口在姿势变更前与变更后的位置变化量。相反，在P3通过沿径向稍微偏离第二姿势变更动作开始时的引导部33的开口的位置的情况下，位置变化量不会为零。然而，只要该偏离不是很大的话，就能够将引导部33的开口的位置变化抑制在很小的程度。优选容许的偏离的大小为线材的线径的四倍以下。另外，更优选为线材的线径以内。
[0043]进一步地说，作为P4的旋转中心的第二假想线P3的位置优选在第二姿势变更动作的从开始到结束的期间是不动的。并且，优选在姿势变更动作的前后，臂部3基于臂部旋转机构4的旋转角Θ 3与以P3为旋转轴线的P4基于支承部移动机构7的旋转角Θ 4是相等的。由此，能够将引导部33的开口在第二姿势变更前与变更后的位置变化抑制在更小的程度。
[0044]另外，作为P4的旋转中心的第二假想线P3的位置不必在第二姿势变更动作中保持同一位置。在从第二姿势变更动作的开始到结束的期间，只要移动的距离为线材的线径的四倍以下即可。但是，更优选移动的距离为线材的线径以内。在这种情况下，第二轨迹L2不是圆弧，而是椭圆弧或者其他曲线。即使在这种情况下，也能够将引导部33的开口在第二姿势变更前与变更后的位置变化抑制在很小的程度。
[0045]<其他的实施方式>
[0046]以上虽然对涉及本实用新型所例示的一个侧面的实施方式进行了说明，但是本实用新型不限于本实施方式，能够进行各种变更。例如，支承部移动机构7只要是以旋转轴44沿着第一轨迹LI以及第二轨迹L2移动的方式移动支承部的机构即可，也可以通过多关节机械臂或将支承部固定于圆盘部件并使支承部旋转的机构等其他的机构实现。
[0047]在第一实施方式中，支承部移动机构7由上下方向移动机构61和径向移动机构62构成，且通过这两个移动机构连动动作，使臂部旋转机构4的旋转轴44移动，从而画出第一轨迹LI。然而，本实用新型的支承部移动机构7并不限于这种结构。
[0048]例如，也可以在上下方向移动机构61与支承部5之间设置具有轴承机构的支承部旋转机构。这时，使支承部旋转机构的轴承的旋转轴线与图6的第一假想线Pl —致。并且，使支承部5和安装于支承部5的臂部旋转机构4两者与臂部旋转机构4使臂部3旋转的动作同步地旋转。由此，能够与第一实施方式的第一姿势变更动作的情况相同地，使臂部旋转机构4的旋转轴44以第一假想线Pl为轴线旋转。
[0049]另外，在这样的结构的绕线装置中，不能进行第二姿势变更动作。然而，能够降低绕线装置的制造成本。
[0050]并且，在第一实施方式中，虽然使相对移动机构6起到支承部移动机构7的作用，但也可以另行设置支承部移动机构7。也就是说，也可以使第四移动机构与第五移动机构连动地进行臂部旋转机构4的旋转轴44的以第一假想线Pl作为旋转轴线的旋转。
[0051]并且，虽然对线材为一根的情况进行了说明，但是线材也可以为多根。另外，在该情况下，以各线材的线径的总合的大小作为基准考虑在姿势变更时容许的假想线Pi或者P3的位置偏离的大小。
[0052]支承部5包括如图8所示的臂部固定部件51、和与臂部固定部件51连接且使臂部固定部件51移动的固定部件移动机构52。臂部固定部件51与支承部5连接，且配置于与臂部3对置的位置。固定部件移动机构52使臂部固定部件51与臂部3接近以及分离。并且，臂部3具有定位片34。
[0053]臂部固定部件51具有凸形部位511，且定位片34的与臂部固定部件51接触的部分具有凹形部位341。臂部固定部件51的凸形部位511的侧面、以及定位片34的凹形部位341的内侧面具有间隔逐渐变窄的锥形面。
[0054]臂部固定部件51在姿势变更动作前后，通过固定部件移动机构52移动至与臂部3的定位片34接触的状态以及非接触的状态。在臂部固定部件51通过固定部件移动机构52移动且与定位片34接触的状态下，臂部固定部件51的凸形部位511被容纳在定位片34的凹形部位341中。图9以及图10是分别表示臂部固定部件51的一部分通过固定部件移动机构52与臂部3的定位片34接触了的状态和非接触的状态这两种状态的图。通过该结构，能够通过固定部件移动机构52使臂部固定部件51的一部分保持与臂部3接触的状态和非接触的状态这两种状态。在该结构中，通过使臂部固定部件51的一部分与臂部3接触，即使在对臂部3施加很大力的情况下，也能够防止臂部3的末端的位置变化。
[0055]另外，定位片34的与臂部固定部件51接触的部分的凹形部位341也可是多个。当为多个时，凹形部位341沿臂部旋转机构4的旋转轴44的周向排列配置。通过该结构，能够以多个角度固定臂部3。
[0056]在本实施方式中，虽然对臂部3具有定位片34的结构进行了说明，但是也可以不具有定位片34，在这种情况下，凹形部位341配置于臂部3。
[0057]另外，虽然对臂部固定部件51具有凸形部位511、定位片34具有凹形部位341的情况进行了说明，但是本实用新型的绕线装置不限于该结构。也就是说，也可以是臂部固定部件51具有凹形部位，定位片34或者臂部3的、与臂部固定部件51接触的部分具有凸形部位。换言之，定位片34只要具有凸形部位和凹形部位中任何一个即可。在这种情况下，在臂部固定部件51通过固定部件移动机构52移动且与定位片34接触的状态下，定位片34的凸形部位被容纳在臂部固定部件51的凹形部位。
[0058]也就是说，臂部固定部件51的与臂部3接触的部分、以及臂部3的与所述臂部固定部件51接触的部分中的任何一方为凸形部位，而任何另一方为凹形部位即可。并且，在臂部固定部件51与臂部3接触的状态下，凸形部位的至少一部分被容纳于凹形部位即可。
[0059]进一步地说，臂部3或者臂部固定部件51的、凸形部位的侧面以及凹形部位的内侧面具有间隔逐渐变窄的锥形面。
[0060]并且，在没有定位片34的情况下，臂部3的凸形部位或者凹形部位也可以是多个。在这种情况下，多个凸形部位或者凹形部位沿臂部旋转机构4的旋转轴44的周向排列。[0061 ] 本实用新型能够利用于绕线装置。
[0062] 所述实施方式以及各变形例的结构只要不相互矛盾即可进行适当组合。
【权利要求】
1.一种绕线装置，其向具有铁芯背部和从该铁芯背部沿径向延伸的多个齿的铁芯缠绕线材，其特征在于，所述绕线装置包括: 铁芯保持部，其保持所述铁芯； 臂部，其为柱状，且在所述臂部的末端部具有供所述线材通过的孔或者槽形的引导部; 臂部旋转机构，其使所述臂部旋转，从而使所述臂部的姿势发生变化； 支承部，其支承所述臂部旋转机构； 相对移动机构，其使所述支承部与所述铁芯的相对位置发生变化； 臂部固定部件，其与所述支承部连接且配置于与所述臂部对置的位置；以及 固定部件移动机构，其使所述臂部固定部件与所述臂部接近以及分离， 通过所述固定部件移动机构，所述臂部固定部件的一部分能够保持与所述臂部接触的状态和非接触的状态这两种状态。
2.根据权利要求1所述的绕线装置，其特征在于， 所述臂部固定部件的与所述臂部接触的部分以及所述臂部的与所述臂部固定部件接触的部分中的任何一方为凸形部位，而任何另一方为凹形部位， 在所述臂部固定部件与所述臂部接触的状态下，所述凸形部位的至少一部分被容纳于所述凹形部位。
3.根据权利要求2所述的绕线装置，其特征在于， 所述臂部的所述凸形部位或者所述凹形部位为多个， 所述多个凸形部位或者所述多个凹形部位沿所述臂部旋转机构的旋转轴的周向排列。
4.根据权利要求2或3所述的绕线装置，其特征在于， 所述凸形部位的侧面以及所述凹形部位的内侧面具有间隔逐渐变窄的锥形面。
5.根据权利要求2所述的绕线装置，其特征在于， 所述臂部还具有定位片， 所述定位片具有所述凸形部位和所述凹形部位中的任何一个。
【文档编号】H02K15/08GK203589960SQ201320608030
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2012年10月5日
【发明者】长石佳弘, 石谷明 申请人:日本电产增成株式会社