CN107770688B - 一种异型音圈、异型音圈的绕制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种异型音圈、异型音圈的绕制装置及方法，包括至少两层周向绕制的线圈层，相邻线圈层的一侧端平齐，另一侧端之间呈台阶状，并且任意一独立线圈呈矩形或类矩形。本发明在采用相同漆包线同等长度绕制情况下，异型音圈的磁通量大于传统的矩形音圈。能实现单圈为矩形或类矩形的异型音圈的直接成型，无需进行整形，音圈精度高，磁通量稳定。具备内进线和外进线两种绕制形式，通过进线单元可调整切入角度，方便漆包线的导入固定。温控单元的设计使得音圈的漆包线之间粘合稳定可靠。整体设计简洁，操作方便可靠，直接成型的产品合格率高，易于推广应用。

Description

一种异型音圈、异型音圈的绕制装置及方法

技术领域

本发明涉及一种音圈，尤其涉及一种异型音圈、异型音圈的绕制装置及方法，属于音圈绕制的技术领域。

背景技术

手机、笔记本电脑、台式电脑、智能手表等具备扬声器和受话器的电子设备，会涉及到音圈的搭载。

由于目前电子产品的更新对于电子设备的声学方面要求的提高，如更好的信噪比，更高的灵敏度等，目前声学的喇叭(扬声器和受话器)的装配精度的瓶颈来源于线圈的公差偏大，无法满足性能的进一步的提升。

现有音圈的绕线方式，通过绕制圆型线圈后，对圆型的线圈进行拉抻转变为方型的线圈，如此实现会导致进出线的位置偏差较大，可达到0.5mm以上；且音圈外型尺寸不稳定，波动值在0.05mm左右；音圈的高度误差比较大，波动值在0.1mm左右；音圈的垂直度的误差亦比较大，分布也达到0.1mm；另外，在圆型线圈通过拉伸的方式整形为方型后，拉伸的过程中会造成漆包线变细，从而使线圈相互贴合不紧密，磁通量受影响。由于音圈绕制后需要进行整形，因此很难将传统的音圈绕制与音圈搭载相结合。

最后，传统的规则矩形音圈的磁通量存在一定的限制，如何通过改变音圈的形态从而实现同等质量音圈的磁通量增加也是本案的客题。

发明内容

本发明是解决上述现有技术的不足，传统矩形音圈的磁通量局限的问题，提供一种异型音圈、异型音圈的绕制装置及方法。

本发明的第一个目的在于：提出一种异型音圈，包括至少两层周向绕制的线圈层，相邻线圈层的一侧端平齐，另一侧端之间呈台阶状，并且任意一独立线圈呈矩形或类矩形。

优选地，包括两层线圈层，并且内侧线圈层的线圈数量大于外侧线圈层的线圈数量。

优选地，包括三层线圈层，并且中间线圈层的线圈数量大于内侧线圈层的数量、大于外侧线圈层的数量。

本发明的第二个目的在于：突出了一种异型音圈的绕制装置，用于绕制上述异型音圈，包括：

进线单元，用于漆包线导入，所述进线单元包括具备X轴、Y轴、Z轴三向位移的出线导嘴机构，并且所述出线导嘴机构的出线导嘴具有绕其自身轴向的旋转位移；

绕线单元，用于单周为矩形或类矩形的音圈直接绕制，所述绕线单元包括绕线座机构和压顶机构，所述绕线座机构包括绕线主轴，所述绕线主轴上设有朝向所述压顶机构的外周呈矩形或类矩形的绕线治具，并且所述绕线治具的环壁上设有通胀结构，所述压顶机构包括用于控制所述绕线治具通胀的压接顶杆；

其中，所述压顶机构包括压顶部和驱动所述压顶部朝向所述绕线座机构往复位移的压顶升降机构，所述压接顶杆设置于所述压顶部上，

所述压接顶杆上套设有用于绕制异型音圈的线圈型套，所述线圈型套与所述绕线治具形成台阶状的异型音圈绕制内轴。

优选地，所述绕线治具的任意一组相对壁面上或四周壁面上设有沿所述绕线主轴轴向设置的通胀槽。

优选地，所述绕线座机构包括用于将所述音圈顶出的脱膜座、用于音圈内进线固定的卡线顶杆和用于音圈外进线固定的锁线桩，

所述压顶机构的压接顶杆底部设有卡线座，所述卡线座与所述卡线顶杆配合形成音圈内进线的锁线结构。

优选地，还包括温控单元，所述温控单元包括位于所述绕线治具外周的环抱式加热机构和用于监控音圈绕制温度的监控机构。

优选地，所述环抱式加热机构包括环抱式加热端头和用于驱动所述环抱加热端头上升或下降的加热端头升降机构，所述加热端头升降机构通过一横向支架与所述环抱式加热端头相连。

本发明的第三个目的在于：提出了一种异型音圈的绕制装置的绕制方法，

包括如下步骤：

S1、进线步骤，通过出线导嘴的X轴、Y轴、Z轴及旋转位移，调节漆包线的导入位置，漆包线的端头接入锁线桩或位于绕线治具的顶部；

S2、线头固定步骤，通过锁线桩固定漆包线的端头，或通过卡线座与卡线顶杆相配合固定漆包线的端头；

S3、压顶步骤，压顶机构下压，压接顶杆穿接于绕线治具内，绕线治具通胀后形成音圈的圈模；

S4、异型音圈绕制步骤，绕线主轴旋转带动绕线治具旋转，将漆包线绕制成矩形或类矩形的圈，而出现导嘴Z轴向往复位移，其间通过线圈型套在绕线治具上的位移改变台阶状的异型音圈绕制内轴，进行异型音圈绕制；

S5、脱模步骤，音圈绕制完毕后，压顶机构上升，绕线治具的通胀结构回复，音圈与绕线治具的外壁相分离，通过脱膜座上升将音圈顶出脱模。

本发明的有益效果主要体现在：

1.在采用相同漆包线同等长度绕制情况下，异型音圈的磁通量大于传统的矩形音圈。

2.能实现单圈为矩形或类矩形的异型音圈的直接成型，无需进行整形，音圈精度高，磁通量稳定。

3.具备内进线和外进线两种绕制形式，通过进线单元可调整切入角度，方便漆包线的导入固定。

4.温控单元的设计使得音圈的漆包线之间粘合稳定可靠。

5.整体设计简洁，操作方便可靠，直接成型的产品合格率高，易于推广应用。

附图说明

图1是本发明异型音圈的结构示意图。

图2是本发明绕制装置中进线单元的结构示意图。

图3是本发明绕线装置中绕线座机构的爆炸结构示意图。

图4是本发明绕线装置中绕线主轴的结构示意图。

图5是图4的剖视图。

图6是本发明绕线装置中压顶机构的部分结构示意图。

图7是本发明绕线装置中压顶机构的部分爆炸结构示意图。

图8是本发明绕线装置中环抱式加热机构的结构示意图。

图9是本发明绕线装置中环抱式加热端头的结构示意图。

图10是本发明绕线装置中监控机构的结构示意图。

图11是本发明绕线装置中绕线座机构的结构示意图。

图12是本发明绕线装置中压顶机构的结构示意图。

图13是本发明绕线装置中压顶机构的立体结构示意图。

图14是本发明绕线装置中线圈型套的结构示意图。

图15是一种异型音圈的截面结构示意图。

图16是一种异型音圈的截面结构示意图。

图17是本发明绕线装置中绕线治具的结构示意图。

图18是绕线治具的一种实施例结构示意图。

图19是绕线治具的一种实施例结构示意图。

图20是绕线治具的一种实施例结构示意图。

图21是绕线治具的一种实施例结构示意图。

图22是绕线治具的一种实施例结构示意图。

图23是内进线音圈的结构示意图。

图24是外进线音圈的结构示意图。

图25是本发明绕制装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种异型音圈的绕制装置及绕制方法。以下结合附图对本发明技术方案进行详细描述，以使其更易于理解和掌握。

一种异型音圈，如图1、图23、图24所示，包括至少两层周向绕制的线圈层，相邻线圈层的一侧端平齐，另一侧端之间呈台阶状，并且任意一独立线圈呈矩形或类矩形。

实施例一

异型音圈包括两层线圈层，并且内侧线圈层的线圈数量大于外侧线圈层的线圈数量。

实施例二

包括三层线圈层，并且中间线圈层的线圈数量大于内侧线圈层的数量、大于外侧线圈层的数量。

传统的音圈为规整的矩形，其音圈的圈壁均为直壁，通过测试，经过改进后的异型音圈的磁通量明显优于传统的直壁矩形音圈。

因此，本案异型音圈磁通量需求一致的情况下，能减少漆包线用量及减轻音圈重量。

针对本案所提出异型音圈的绕制装置，如图25所示，用于漆包线导入的进线单元1100、用于矩形或类矩形音圈直接绕制的绕线单元1200。

其中，如图2所示，进线单元1100包括具备X轴、Y轴、Z轴三向位移的出线导嘴机构1110，并且出线导嘴机构1110的出线导嘴1111具有绕其自身轴向的旋转位移。因此，出线导嘴1111在其行程范围内可实现任意位移任意朝向的调节，便于调整音圈漆包线端头的安装位置调整，另外，在绕制过程中能实现行程控制，进行排线设置，例如垂直向往复等，使得音圈绕制平整。

绕线单元1200包括绕线座机构1210和压顶机构1220，其中，如图3、图4和图5所示，绕线座机构1210包括绕线主轴1211，绕线主轴1211上设有朝向压顶机构1220的外周呈矩形或类矩形的绕线治具1212，通过该绕线主轴1211能实现绕线治具1212的替换，满足绕制需求，并且绕线治具1212的环壁上设有通胀结构。如图6和图7所示，压顶机构1220包括用于控制绕线治具1212通胀的压接顶杆1221。

通过压接顶杆1221穿接绕线治具1212的内孔，使得绕线治具1212的环壁向外略微扩张，在音圈绕制后，撤离压接顶杆1221使得绕线治具1212回缩，便于音圈的脱模，直接绕制成型的音圈在脱模过程中不易形变，精度得到保障，满足直接绕制的需求。

如图8至图10所示，温控单元1300包括环抱式加热机构1310和用于监控音圈绕制温度的监控机构1320，监控机构1320为红外线温度传感器，并且红外线温度传感器朝向绕线治具1212。

环抱式加热机构1310用于环抱绕线治具1212，使得绕制在绕线治具1212上的漆包线受热均匀，通过监控机构1320能实时监控到绕制区域的温度，使得漆包线受热可控，满足漆包线粘合度的要求，同时更好地控制了音圈的热膨稳定性。

如图11所示，绕线座机构1210包括固定座1213和旋转马达1214，绕线主轴1211包括法兰座201和装配绕线治具1212的基座202，旋转马达1214驱动连接法兰座201。通过旋转马达1214实现对法兰座201的驱动，从而实现旋转。

优选实施例中，如图3、图4和图5，绕线座机构1210包括用于将音圈顶出的脱模座203、用于音圈内进线固定的卡线顶杆204和用于音圈外进线固定的锁线桩205，如图7所示，压顶机构1220的压接顶杆1221底部设有卡线座1222，卡线座1222与卡线顶杆204配合形成音圈内进线的锁线结构。

需要说明的是，所谓的音圈内进行线固定是指，漆包线的引出线由绕线治具1212内部引出，内进线绕制的音圈如图23所示，其音圈的两个线头分别在内部和外部，而所谓的音圈外进线是指，漆包线的引出线直接在绕线治具1212的外部，外进线绕制的音圈如图24所示，其音圈的两个线头均在外部。内、外引出线扩大了绕制音圈的适用范围。

对脱模座203进行说明，卡线顶杆204驱动连接脱模座203，两者之间具备活塞结构，当压顶机构1220撤离后，可通过该卡线顶杆204实现对脱模座203的驱动，将绕制完成的音圈进行脱模。

如图12和图13所示，压顶机构1220包括压顶部和驱动压顶部朝向绕线座机构1210往复位移的压顶升降机构1223，压接顶杆1221设置于压顶部上。

如图7、图14所示，压接顶杆1221上套设有用于绕制异型音圈的线圈型套1224，线圈型套1224与绕线治具1212形成台阶状的异型音圈绕制内轴。该异型音圈的圈壁轴向截面具有台阶状结构，异型音圈的截面图如图15和图16所示。压顶机构1220上设有用于驱动线圈型套1224在压接顶杆1221上往复位移的型套驱动马达1225。

一种异型音圈的绕制装置的绕制方法，具体步骤如下：

进线步骤，通过出线导嘴的X轴、Y轴、Z轴及旋转位移，调节漆包线的导入位置，漆包线的端头接入锁线桩或位于绕线治具的顶部，即分为内进线和外进线两种。

线头固定步骤，通过锁线桩固定漆包线的端头，或通过卡线座与卡线顶杆相配合固定漆包线的端头。

具体地说明内进线和外进线，绕制后的漆包线端头均在外部，所谓的内进就是指具备在音圈内圈上的漆包线，而外进线指的是两个漆包线端头均在外部。针对外进线，漆包线线头直接固定在绕线座机构1210的锁线柱205上；针对内进线，漆包线线头由绕线治具1212外部沿通胀槽206接入后，通过压顶机构1220的下压，使得漆包线线头固定在卡线座1222与卡线顶杆204之间。

压顶步骤，压顶机构下压，压接顶杆穿接于绕线治具内，绕线治具通胀后形成音圈的圈模。

异型音圈绕制步骤，绕线主轴旋转带动绕线治具旋转，将漆包线绕制成矩形或类矩形的圈，而出现导嘴Z轴向往复位移，其间通过线圈型套在绕线治具上的位移改变台阶状的异型音圈绕制内轴，进行异型音圈绕制。

具体地说明，在音圈绕制时，通过型套驱动马达1225能实现对线圈型套1224的驱动，使得线圈型套1224与绕线治具1212轴向相拼接，两者外周形成阶梯状内轴，从而进行异型音圈的绕制。该异型音圈的磁通量优于传统的直壁线圈。

脱模步骤，音圈绕制完毕后，压顶机构上升，绕线治具的通胀结构回复，音圈与绕线治具的外壁相分离，通过脱膜座上升将音圈顶出脱模。

对绕线治具1212环壁上的通胀结构举例说明，如图17所示，绕线治具1212的任意一组相对壁面上或四周壁面上设有沿绕线主轴1211轴向设置的通胀槽206。

任意一组相对壁面设置通胀槽206能实现单向通胀，而四周壁面均设置通胀槽能实现双向通胀。

对类矩形进行举例说明，其至少包括如图18和图19所示的一组相对壁面相平行另一组相对壁面弧形外凸的鼓型、如图20所示的两组相对壁面均弧形外凸的异型、如图21所示的一组相对壁面相平行另一组相对壁面弧形内凹的沙漏型和如图22所示的两组相对壁面均弧形内凹的异型。

对环抱式加热机构1310进行优化，如图8所示，其包括环抱式加热端头1311和用于驱动环抱加热端头1311上升或下降的加热端头升降机构1312，加热端头升降机构1312通过一横向支架与环抱式加热端头1311相连。

通过加热端头升降机构1312能驱动环抱式加热端头1311的工作位置，当音圈加工完毕后，可通过升降进行撤离工作区，留下后续工作的工作空间。

如图9所示，该环抱式加热端头1311为弧型风刀，弧形风刀通过一进气端与外部供热气源相连。弧形风刀具有用于供出线导嘴1111穿接排线的缺口，缺口对应的圆心角≤90°。环抱式加热端头1311的装接部上设有隔热套圈1313。

缺口的设置便于出线导嘴1111的穿接排线，并且对均匀加热影响小。隔热套圈1313能有效防止环抱式加热端头1311的热量流失，节约能源。

通过以上描述可以发现，本发明在采用相同漆包线同等长度绕制情况下，异型音圈的磁通量大于传统的矩形音圈。能实现单圈为矩形或类矩形的异型音圈的直接成型，无需进行整形，音圈精度高，磁通量稳定。具备内进线和外进线两种绕制形式，通过进线单元可调整切入角度，方便漆包线的导入固定。温控单元的设计使得音圈的漆包线之间粘合稳定可靠。整体设计简洁，操作方便可靠，直接成型的产品合格率高，易于推广应用。

以上对本发明的技术方案进行了充分描述，需要说明的是，本发明的具体实施方式并不受上述描述的限制，本领域的普通技术人员依据本发明的精神实质在结构、方法或功能等方面采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种异型音圈的绕制装置，所述异型音圈包括至少两层周向绕制的线圈层，相邻线圈层的一侧端平齐，另一侧端之间呈台阶状，并且任意一独立线圈呈矩形或类矩形，其特征在于包括：

进线单元，用于漆包线导入，所述进线单元包括具备X轴、Y轴、Z轴三向位移的出线导嘴机构，并且所述出线导嘴机构的出线导嘴具有绕其自身轴向的旋转位移；

绕线单元，用于单周为矩形或类矩形的音圈直接绕制，所述绕线单元包括绕线座机构和压顶机构，所述绕线座机构包括绕线主轴，所述绕线主轴上设有朝向所述压顶机构的外周呈矩形或类矩形的绕线治具，并且所述绕线治具的环壁上设有通胀结构，所述压顶机构包括用于控制所述绕线治具通胀的压接顶杆；

其中，所述压顶机构包括压顶部和驱动所述压顶部朝向所述绕线座机构往复位移的压顶升降机构，所述压接顶杆设置于所述压顶部上，

所述压接顶杆上套设有用于绕制异型音圈的线圈型套，所述线圈型套与所述绕线治具形成台阶状的异型音圈绕制内轴；

所述绕线治具的任意一组相对壁面上或四周壁面上设有沿所述绕线主轴轴向设置的通胀槽；

所述绕线座机构包括用于将所述音圈顶出的脱膜座、用于音圈内进线固定的卡线顶杆和用于音圈外进线固定的锁线桩，

所述压顶机构的压接顶杆底部设有卡线座，所述卡线座与所述卡线顶杆配合形成音圈内进线的锁线结构；

还包括温控单元，所述温控单元包括位于所述绕线治具外周的环抱式加热机构和用于监控音圈绕制温度的监控机构。

2.根据权利要求1所述异型音圈的绕制装置，其特征在于：所述环抱式加热机构包括环抱式加热端头和用于驱动所述环抱式加热端头上升或下降的加热端头升降机构，所述加热端头升降机构通过一横向支架与所述环抱式加热端头相连。

3.基于权利要求1或2所述异型音圈的绕制装置的绕制方法，

所述绕线座机构包括用于将所述音圈顶出的脱膜座、用于音圈内进线固定的卡线顶杆和用于音圈外进线固定的锁线桩，

所述压顶机构的压接顶杆底部设有卡线座，所述卡线座与所述卡线顶杆配合形成音圈内进线的锁线结构，

其特征在于包括如下步骤：

S1、进线步骤，通过出线导嘴的X轴、Y轴、Z轴及旋转位移，调节漆包线的导入位置，漆包线的端头接入锁线桩或位于绕线治具的顶部；

S2、线头固定步骤，通过锁线桩固定漆包线的端头，或通过卡线座与卡线顶杆相配合固定漆包线的端头；

S3、压顶步骤，压顶机构下压，压接顶杆穿接于绕线治具内，绕线治具通胀后形成音圈的圈模；

S4、异型音圈绕制步骤，绕线主轴旋转带动绕线治具旋转，将漆包线绕制成矩形或类矩形的圈，而出现导嘴Z轴向往复位移，其间通过线圈型套在绕线治具上的位移改变台阶状的异型音圈绕制内轴，进行异型音圈绕制；

S5、脱模步骤，音圈绕制完毕后，压顶机构上升，绕线治具的通胀结构回复，音圈与绕线治具的外壁相分离，通过脱膜座上升将音圈顶出脱模。

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