CN102362323A - 电子元件的绕线方法及绕线装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够抑制磁芯相对于旋转轴心的倾斜，能够抑制磁芯的偏移的绕线方法及绕线装置。由磁芯夹具沿Z轴方向夹持磁芯的第一端部并供给磁芯，从与磁芯夹具相对的方向使主轴夹具压向磁芯的第二端部，从而从两侧夹持磁芯。在夹持磁芯的状态下，放开磁芯夹具的夹持的同时，由主轴夹具沿Y轴方向夹持磁芯的第二端部。边向磁芯供给电线，边使主轴夹具绕X轴旋转，同时使磁芯夹具随之与X轴同轴地旋转，使电线缠绕在磁芯的绕线部上。由于在磁芯的两端被支撑的状态下进行绕线，因此即使电线的张力较大也不会引起旋转偏移。

Description

电子元件的绕线方法及绕线装置
技术领域
本发明涉及将电线缠绕在芯片线圈等电子元件上的绕线方法及绕线装置。
背景技术
以往，作为将电线缠绕在线圈骨架上的绕线装置，有专利文献1所述的装置。该绕线装置由供给线材的线材供给部与用于线材缠绕的线材卷取部构成。线材供给部具备限定线材的供给位置的输送嘴与使输送嘴向三维方向移动的移动机构。线材卷取部具备安装用于线材缠绕的线圈骨架的主轴、使主轴旋转的旋转机构、使主轴向三维方向移动的移动机构；线材卷取部与输送线圈骨架的输送机构对峙。
专利文献2中公开了一种绕线机的中心压紧装置，沿与主轴相对的方向使收容部嵌合在固定于主轴上的绕线夹具的端部上并夹持该绕线夹具，该收容部通过轴承被支撑在外壳上。其中，使与主轴平行的多个支撑杆以规定的间隙穿过形成在外壳上的孔，并支撑该外壳，在安装了支撑杆的支撑台设置有通过弹簧被施加压力并将外壳压向主轴方向的球体。
专利文献1中，由主轴支撑线圈骨架的一端，使主轴旋转并使电线缠绕在线圈骨架上。即，由于以悬臂方式支撑线圈骨架，因此产生将线圈骨架安装在主轴上时的线圈骨架的错位，或绕线时因电线的张力等而引起的线圈骨架对旋转轴心的倾斜，引起线圈骨架的偏移或线圈骨架损坏、线圈骨架脱落等问题。
专利文献2中，使绕线夹具穿过线圈骨架的中间，由外壳的收容部嵌合并支撑绕线夹具的一端部。这时，虽然绕线夹具的两端部被支撑，但是会产生绕线夹具与线圈骨架的松动，或因绕线夹具与外壳的嵌合松动而引起不能准确地决定轴心，线圈骨架偏移。此外，由于线圈骨架必须设置嵌合部，因此限制了线圈骨架的形状。
现有技术文献
【专利文献1】日本发明专利申请公开特开平10-335166号公报
【专利文献2】日本发明专利申请公开特开2005-322669号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种能够抑制磁芯相对于旋转轴心的倾斜、并能够抑制磁芯的偏移的绕线方法及绕线装置。
解决问题的方案
本发明的绕线方法为将电线缠绕在形成于磁芯的两端部之间的绕线部上的绕线方法，其中，具备：由磁芯夹具沿第一轴方向夹持磁芯的第一端部并供给磁芯的第一工序；在由所述磁芯夹具夹持磁芯的第一端部的状态下，从与所述磁芯夹具相对的方向使主轴夹具压向磁芯的第二端部，从而从两侧夹持磁芯的第二工序；在夹持所述磁芯的状态下，放开所述磁芯夹具对磁芯的夹持的同时，由所述主轴夹具沿垂直于第一轴的第二轴方向夹持磁芯的第二端部的第三工序；在夹持所述磁芯的状态下，边向所述磁芯供给电线，边使所述主轴夹具绕垂直于第一轴及第二轴的第三轴旋转，同时使所述磁芯夹具随之与第三轴同轴地旋转，使电线缠绕在所述磁芯的绕线部上的第四工序。
本发明的绕线装置为将电线缠绕在形成于磁芯的两端部之间的绕线部上的绕线装置，其中，具备：磁芯夹具，所述磁芯夹具沿第一轴方向夹持所述磁芯的第一端部，同时在夹持部之间具有支撑磁芯的一端面的支撑部，所述磁芯夹具能够以垂直于第一轴的第三轴为中心自由地旋转；主轴夹具，所述主轴夹具与所述磁芯夹具对峙配置，沿垂直于第一轴的第二轴方向夹持所述磁芯的第二端部；移动机构，所述移动机构使所述主轴夹具向与所述磁芯夹具相对的方向移动；旋转驱动机构，所述旋转驱动机构驱动主轴夹具与所述第三轴同轴地旋转；电线供给机构，所述电线供给机构供给所述电线；及依次实施下述工序的控制装置：由磁芯夹具沿第一轴方向夹持磁芯的第一端部并供给磁芯的第一工序，在由所述磁芯夹具夹持磁芯的第一端部的状态下，从与所述磁芯夹具相对的方向使主轴夹具压向磁芯的第二端部，从而从两侧夹持磁芯的第二工序，在夹持所述磁芯的状态下，放开所述磁芯夹具对磁芯的夹持，同时由所述主轴夹具沿垂直于第一轴的第二轴方向夹持磁芯的第二端部的第三工序，在夹持所述磁芯的状态下，边向所述磁芯供给电线，边使所述主轴夹具绕垂直于第一轴及第二轴的第三轴旋转，同时使所述磁芯夹具随之与第三轴同轴地旋转，使电线缠绕在所述磁芯的绕线部上的第四工序。
本发明的使用了主轴的绕线方法中，由磁芯供给侧的磁芯夹具沿第一轴方向(例如Z方向)夹持磁芯的第一端部，主轴夹具接触磁芯的第二端部之后，打开磁芯夹具，由主轴夹具沿第二轴方向(例如Y方向)夹持磁芯，在两端均被支撑的状态下进行缠绕。本发明中，由于由供给侧的磁芯夹具与主轴侧的主轴夹具支撑磁芯的两端，因此能够应付高张力的绕线。此外，供给侧、主轴侧分别具有第一轴方向(Z方向)、第二轴方向(Y方向)的磁芯定位功能，因此通过以机械精度预先对准各夹具的旋转中心，能够抑制旋转偏移，能够减轻磁芯的负担。
本发明中，不在供给磁芯的磁芯夹具侧设置旋转驱动源，而在主轴夹具侧设置旋转驱动源，从而能够在抑制旋转偏移(实现高精度化)的同时，使磁芯供给装置变得简易及轻量化。在两端支撑结构中，旋转时打开供给侧的磁芯夹具，由于仅进行推压，因此能够吸收微小的轴心错位，使机械调整变得容易。此外，能够减少轴心错位对磁芯造成的负荷，能够防止磁芯的损坏。
作为电线供给机构，最好是具备引导电线的电线输送嘴、夹持电线的电线夹具、使这些电线输送嘴与电线夹具分别向三个轴方向移动的动作机构。像芯片线圈那样的电子元件，有必要进行将电线的末端部拉至磁芯的端部背面上的处理(拉线处理)。只有引导电线的电线输送嘴的话，难以进行前述的拉线处理，且切断末端时缠绕在磁芯上的电线容易产生松弛。因此，通过使用夹持电线的电线夹具，使电线输送嘴与电线夹具向三个轴方向移动并将电线拉至磁芯的端部背面上，能够边维持电线的张力，边高速度且高精度地对电线的末端进行拉线处理。
主轴夹具内藏了用于切断电线的端部的切刀，动作机构最好是使电线夹具所夹持的电线压向主轴夹具的切刀，并使电线夹具工作从而切断电线。这时，由于切断电线的切刀内藏在主轴夹具内，因此能够固定切刀与磁芯的位置关系，能够提高切断的精度和实现装置的小型化。而且，由于在使主轴夹具压向磁芯的第二端部时能够使电线压向切刀，因此仅使电线夹具相对于主轴夹具移动，便能够简单地切断电线，能够简化切断作业，同时不会产生切断后的电线的末端松弛。
也可以在主轴夹具的直线驱动机构上设置限制主轴夹具对磁芯的推压力的弹簧。由于使主轴夹具向与磁芯夹具相对的方向移动，并使主轴夹具压向磁芯时，磁芯受到超过必要限度的压力时有可能会损坏，因此通过设置限制对磁芯的推压力的弹簧，能够自动地限制对磁芯的支撑力，能够预防磁芯的损坏。
本发明的有益效果
以上，根据本发明，供给侧的磁芯夹具、主轴侧的主轴夹具分别具有Z方向、Y方向的磁芯定位功能，由于在支撑磁芯的两端部的状态下将电线缠绕在磁芯上，因此即使电线的张力变大，也能够抑制磁芯相对于旋转中心的倾斜，能够抑制磁芯的偏移。此外，能够减少轴心错位引起的磁芯负荷，能够防止磁芯的损坏。
附图说明
图1为本发明的绕线装置的一个例子的截面图。
图2为图1所示的绕线装置的主要部分的立体图。
图3为主轴夹具的固定爪的立体图。
图4为绕线完成后的芯片线圈的立体图。
图5为本发明的绕线方法的一个例子的动作说明图。
附图标记说明
1...磁芯
2，3...凸缘部(两端部)
4...绕线部
5...电线
10...磁芯夹具
11...夹持爪(固定侧)
11b...支撑面
12...夹持爪(可动侧)
13...吸引孔
20...主轴夹具
21...夹持爪(固定侧)
21b...支撑面
22...夹持爪(可动侧)
23...切刀
24...旋转轴
26...马达(旋转驱动机构)
31...气缸(直线驱动机构)
32...弹簧
40...电线供给机构
41...电线输送嘴
42...电线夹具
43，44...动作机构
具体实施方式
以下，结合附图说明本发明的优选实施方式。
图1～3表示本发明的绕线装置的一个例子。如图2所示，磁芯1在两端部具有四方形的凸缘部2，3，在两端部之间具有绕线部4，将电线5缠绕在该绕线部4上，制备如图4所示的芯片线圈C。在图1中，设磁芯1的轴线为X轴，竖直轴为Z轴，垂直于X轴与Z轴的轴为Y轴。如图4所示，电线5的两端部5a，5b沿Y轴方向被拉出至其中一个凸缘部3的背面侧上，与未图示的电极焊接在一起。
本绕线装置大致由磁芯夹具10、主轴夹具20、驱动主轴夹具20绕X轴旋转的旋转驱动机构26、使主轴夹具20沿X轴方向移动的直线驱动机构31、供给电线5的电线供给机构40构成。
磁芯夹具10具备沿Z轴方向夹持磁芯1的凸缘部2的一对夹持爪11，12。在该实施方式中，第一夹持爪11为固定爪，第二夹持爪12为能够沿与固定爪相对的方向移动的可动爪，但是也可以由一对可动爪构成。夹持爪11的内侧面11a为Z方向的基准面。固定侧的夹持爪11设置有支撑磁芯1的凸缘部2的底面的支撑部11b，支撑部11b上形成了利用空气吸引磁芯1的吸引孔13。由于夹持爪11通过轴承15安装在供给构件16上，因此夹持爪11能够以X轴为中心自由地旋转。可动侧的夹持爪12以轴12a为中心能够旋转地安装在供给构件16上，且通过未图示的开闭机构能够沿Z方向开闭。供给构件16是为了在磁芯供给/取出位置与图1所示的绕线位置之间输送磁芯1而移动的。在该实施方式中，可动侧的夹持爪12安装在供给构件16上，夹持爪12不与固定侧的夹持爪11一体旋转，但是也可以使夹持爪12安装在夹持爪11上从而使两者一体旋转。
主轴夹具20被配置得与磁芯夹具10对峙，预先以机械精度调整主轴夹具20与磁芯夹具10使两者旋转中心一致。主轴夹具20具备沿Y轴方向夹持磁芯1的凸缘部3的一对夹持爪21，22。在该实施方式中，第一夹持爪21为固定爪，第二夹持爪22为能够沿与固定爪相对的方向移动的可动爪，但是也可以由一对可动爪构成。夹持爪21的内侧面21a为Y方向的基准面，夹持爪21的底面21b为支撑磁芯1的凸缘部3的底面的支撑面。可动侧的夹持爪22与未图示的开闭机构一起安装至固定爪21。夹持爪21的支撑面21b的下缘侧(Z方向下缘侧)内藏了如图3所示的切刀23。该切刀23具备与后述的电线夹具42协调工作切断电线5的功能。
如图1所示，沿X轴方向延伸的旋转轴24连接夹持爪21，该旋转轴24通过连轴器25与马达(旋转驱动机构)26的驱动轴26a连接。该连轴器25在两轴之间传递扭矩，在轴方向上自由地滑动。通过具备轴承27的轴承支架28支撑旋转轴24的中间部，并使其自由旋转，通过滑块29使轴承支架28能够沿X轴方向自由滑动地被支承在安装台30上。轴承支架28与气缸(直线驱动机构)31连接，通过驱动气缸31使轴承支架28与旋转轴24一体地沿X轴方向往返移动。压缩弹簧32穿在旋转轴24的外周，该弹簧32被配置在主轴夹具20与轴承支架28之间，该弹簧32将主轴夹具20压向与磁芯夹具10相对的方向。止动件33固定在旋转轴24上的比轴承支架28更后方侧的部位，通过使止动器33顶接轴承支架28，来限制主轴夹具20从轴承支架28突出的突出量。
如图2所示，电线供给机构40具备引导电线5的电线输送嘴41、夹持/放开电线5的电线夹具42。从未图示的电线供给源连续地供给电线5到电线输送嘴41。使电线输送嘴41及电线夹具42向三个轴方向移动的动作机构43，44分别连接电线输送嘴41及电线夹具42。由电线夹具42夹持电线5的始端部，使被拉在电线输送嘴41与电线夹具42之间的电线5事先定位在磁芯1的凸缘部3的背面侧上，由主轴夹具20夹持磁芯1的凸缘部3时，使电线5被夹持在主轴夹具20的支撑面21b与磁芯1的凸缘部3之间。在该状态下，通过使电线夹具42沿X轴方向移动，能够用切刀23切断电线5。将电线5缠绕在磁芯1上后，在处理电线5的终端部时，也使电线5被夹持在主轴夹具20的支撑面21b与磁芯1的凸缘部3之间，通过使电线夹具42沿X轴方向移动，能够用切刀23切断电线5。
这里，根据图5说明上述构造的绕线装置的工作顺序。此外，为了便于说明，在图5中，将磁芯夹具10的夹持方向与主轴夹具20的夹持方向画为同一方向(Z方向)，但实际上两者的方向是垂直的。
首先，如图5中(a)所示，在由磁芯夹具10沿Z方向夹持磁芯1的凸缘部2的状态下，向与主轴夹具20相对的位置供给磁芯1。这时，最好是磁芯夹具10通过空气吸引磁芯1而保持住该磁芯1。然后，由电线输送嘴41与电线夹具42将电线5的绕线起始部设定在磁芯1的凸缘部3背面的规定位置上。
接着，如图5中(b)所示，使主轴夹具20沿X轴前进，使电线5被夹在主轴夹具20的支撑面21b与磁芯1的凸缘部3之间。这时，最好是电线5被夹在主轴夹具20所内藏的切刀23与凸缘部3之间。
然后，如图5中(c)所示，打开磁芯夹具10的同时，通过主轴夹具20沿Y方向夹持磁芯1，进行Y方向上的定位。这时，继续进行磁芯夹具10的空气吸引，从磁芯夹具10夹持磁芯1改变为主轴夹具20夹持磁芯1时，尽量使磁芯1不发生错位。由于通过磁芯夹具10在Z方向对磁芯1定位，接着通过主轴夹具20在Y方向对磁芯1定位，因此能够准确地对磁芯1定位并使磁芯1的轴心与X轴同轴。从该状态下移动电线夹具42使电线5碰到主轴夹具20所内藏的切刀23，并切断电线5的绕线起始部。
接下来，如图5中(d)所示，使电线夹具41沿X方向移动，同时驱动主轴夹具20旋转，将电线5缠绕在磁芯1上。此时，磁芯夹具10因主轴夹具20的旋转驱动力而随之旋转。由于通过磁芯夹具10的空气吸引而保持磁芯1，且通过主轴夹具20的推压力沿X方向推压磁芯1，因此磁芯1在两端被支撑的状态下进行绕线。因此，即使电线5的张力起作用，也能够抑制磁芯1相对于旋转轴心的倾斜，能够抑制磁芯1的偏移。
完成了对磁芯1的绕线部的绕线后，如图5中(e)所示，打开主轴夹具20，同时由磁芯夹具10夹持磁芯1，并使主轴夹具20后退。
接着，如图5中(f)所示，由电线夹具42夹持住磁芯1与电线输送嘴41之间的部分的电线5，使电线输送嘴41与电线夹具42交替地沿三个轴方向移动，将电线5的绕线终止部拉至磁芯1的凸缘部3的背面侧的规定位置上。
接着，如图5中(g)所示，使主轴夹具20再次前进，在电线5的绕线终止部被夹在主轴夹具20的支撑面21b与磁芯1的凸缘部3之间的状态下，使电线夹具42沿X轴方向移动，通过切刀23切断电线5的绕线终止部。
最后，如图5中(h)所示，使主轴夹具20打开、后退，磁芯夹具10所夹持的绕线后的磁芯1(芯片线圈C)被输送至另外的取出位置。
在上述实施例中，由磁芯夹具10沿Z方向对磁芯1定位，由主轴夹具20沿Y方向对磁芯1定位，但是只要磁芯夹具10与主轴夹具20的夹持方向相互垂直便可，不必限定为Z方向及Y方向。
图1所示的装置只不过是其中一个例子，能够进行各种变更。例如，磁芯夹具10中，虽然列举了仅固定爪11绕X轴自由地旋转，可动爪12安装在不旋转的供给构件16上的例子，但是也可以将可动爪12安装在固定爪11上，与固定爪11一体地绕X轴自由旋转。在这种情况下，缠绕电线5时磁芯夹具10不仅顶接磁芯1的凸缘部2，也可以沿Y方向夹持磁芯1的凸缘部2。
此外，虽然使用了气缸31作为沿X轴方向直线驱动主轴夹具20的装置，但是也可以使用马达和滚珠丝杠机构，也可以使用其它的直动机构。
本发明的对象磁芯1不限于图2所示的构造，只要在两端部具有正交方向的基准面，两端部之间具有电线缠绕的绕线部便可。
上述实施例中，切刀内藏在主轴夹具内，但是也可以将能够移动的切刀与主轴夹具分开设置。在这种情况下，不必使电线夹具移动并在使电线压向切刀的同时切断电线，也能够通过切刀将被拉在电线输送嘴与电线夹具之间的电线切断。

Claims (5)

1.一种将电线缠绕在形成于磁芯的两端部之间的绕线部上的绕线方法，其中，具备：
由磁芯夹具沿第一轴方向夹持磁芯的第一端部并供给磁芯的第一工序；
在由所述磁芯夹具夹持磁芯的第一端部的状态下，从与所述磁芯夹具相对的方向使主轴夹具压向磁芯的第二端部，从而从两侧夹持磁芯的第二工序；
在夹持所述磁芯的状态下，放开所述磁芯夹具对磁芯的夹持的同时，由所述主轴夹具沿垂直于第一轴的第二轴方向夹持磁芯的第二端部的第三工序；
在夹持所述磁芯的状态下，边向所述磁芯供给电线，边使所述主轴夹具绕垂直于第一轴及第二轴的第三轴旋转，同时使所述磁芯夹具随之与第三轴同轴地旋转，使电线缠绕在所述磁芯的绕线部上的第四工序。
2.一种将电线缠绕在形成于磁芯的两端部之间的绕线部上的绕线装置，其中，具备：
磁芯夹具，所述磁芯夹具沿第一轴方向夹持所述磁芯的第一端部，同时在夹持部之间具有支撑磁芯的一端面的支撑部，所述磁芯夹具能够以垂直于第一轴的第三轴为中心自由地旋转；
主轴夹具，所述主轴夹具与所述磁芯夹具对峙配置，沿垂直于第一轴的第二轴方向夹持所述磁芯的第二端部；
移动机构，所述移动机构使所述主轴夹具向与所述磁芯夹具相对的方向移动；
旋转驱动机构，所述旋转驱动机构驱动主轴夹具与所述第三轴同轴地旋转；
电线供给机构，所述电线供给机构供给所述电线；
以及依次实施下述工序的控制装置：
用磁芯夹具沿第一轴方向夹持磁芯的第一端部并供给磁芯的第一工序，
在由所述磁芯夹具夹持磁芯的第一端部的状态下，从与所述磁芯夹具相对的方向使主轴夹具压向磁芯的第二端部，从而从两侧夹持磁芯的第二工序，
在夹持所述磁芯的状态下，放开所述磁芯夹具对磁芯的夹持，同时由所述主轴夹具沿垂直于第一轴的第二轴方向夹持磁芯的第二端部的第三工序，
在夹持所述磁芯的状态下，边向所述磁芯供给电线，边使所述主轴夹具绕垂直于第一轴及第二轴的第三轴旋转，同时使所述磁芯夹具随之与第三轴同轴地旋转，使电线缠绕在所述磁芯的绕线部上的第四工序。
3.根据权利要求2所述的绕线装置，其特征在于，所述电线供给机构具备引导所述电线的电线输送嘴、夹持所述电线的电线夹具、使这些电线输送嘴与电线夹具分别向三个轴方向移动的动作机构。
4.根据权利要求3所述的绕线装置，其特征在于，
所述主轴夹具内藏了用于切断所述电线的端部的切刀，
所述动作机构使所述电线夹具动作，使所述电线夹具所夹持的电线压向所述主轴夹具的切刀，从而切断电线。
5.根据权利要求2～4任一项所述的绕线装置，其特征在于，在所述主轴夹具的移动机构上设置了限制所述主轴夹具对磁芯的推压力的弹簧。
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