CN111052278A - 绕线装置以及使用该绕线装置的绕线方法 - Google Patents

绕线装置以及使用该绕线装置的绕线方法 Download PDF

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CN111052278A CN201980003874.3A CN201980003874A CN111052278A CN 111052278 A CN111052278 A CN 111052278A CN 201980003874 A CN201980003874 A CN 201980003874A CN 111052278 A CN111052278 A CN 111052278A
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Abstract

绕线装置(10)具备:卷芯(12),其供线材(11)卷绕;一对飞翼部(31),其被配置成从轴向夹着卷芯(12);飞翼部旋转元件(51),其以将卷芯(12)的轴作为旋转中心的方式使一对飞翼部(31)中的任意一方或者双方旋转;蓄线件(61),其分别以装拆自如的方式被设置于一对飞翼部(31),并对被卷绕于卷芯(12)的线材(11)进行积蓄;张紧装置(71),其分别被设置于一对飞翼部(31),并向从蓄线件(61)被放卷出且被卷芯(12)引导的线材(11)施加张力。

Description

绕线装置以及使用该绕线装置的绕线方法
技术领域
本发明涉及以线圈的卷绕起始端和卷绕结束端均到达线圈的最外周层的方式进行绕线的绕线装置以及使用该绕线装置的绕线方法。
背景技术
作为与电动机的小型化相对应的线圈,已知有一种线材被紧密地卷绕而在绕线层之间不形成无用的间隙,并且线材的卷绕起始端和卷绕结束端被配线于相同的绕线层的所谓阿尔法绕线(或者,也称为“外外绕线”)线圈。
作为该阿尔法绕线线圈,已知有具有将线材卷绕成涡卷状而成的第一、第二线圈、和将该第一、第二线圈的内周端部彼此连结的内侧连接线在内的两列涡卷线圈。此外,作为上述两列涡卷线圈的制造装置,提出了一种具备第一以及第二机轮、线材供给部、蓄线部在内的装置,其中,所述第一以及第二机轮以隔着线材的两根的量的间隔的方式而对置,并在卷芯的周围相互地向反方向旋转,所述线材供给部朝向第一机轮的引导槽或者孔放卷出线材,所述蓄线部在卷绕状态下对线材进行积蓄,且朝向第二机轮的引导槽或者孔放卷出该线材(参照日本特开JPH10-154626的段落编号[0010]、[0011]以及[0019])。
在该制造装置中,作为绕线的前阶段,将从线材供给部被供给的线材积蓄于蓄线部,然后,将线材供给部与蓄线部之间的线材的任意的位置设为卷绕起始,并使第一以及第二机轮相互朝向反方向旋转。借此,使从该卷绕起始的位置起朝向两侧延伸的线材同时且相互地朝向反方向卷绕于卷芯,并将在该卷芯的轴向上成为两层的绕线部形成于该卷芯的外周。
这样,在该制造装置中,通过从各绕线部的外周导出线材,从而能够比较容易地制造出线材的卷绕起始端和卷绕结束端从最外周的相同的绕线层被引出的两列涡卷线圈。
发明内容
然而,在日本特开JPH10-154626中的线圈的制造装置中,在将从线材供给部被供给的线材积蓄于蓄线部之后,通过使第一以及第二机轮相互朝向反方向旋转,从而将从上述部件双方被放卷出的线材卷绕于卷芯。因此,所获得的线圈的大小被限制为能够从蓄线部进行供给的线材的长度,难以对使用了比较长的线材的比较大的线圈进行制造。
为了获得比较大的线圈,可考虑使蓄线部对比较长的线材进行蓄线。然而,当使蓄线部对比较长的线材进行蓄线时,在实际的绕线以前被实施的蓄线工序中所花费的时间扩大,难以迅速地制造线圈。
因此,存在以下问题,即,在日本特开JPH10-154626中的线圈的制造装置中能够制造的线圈被限定为,由相同的绕线数构成的第一以及第二线圈通过内侧连接线而被连结的两列涡卷线圈这样的比较小型的线圈的问题。
本发明的目的在于,提供可以迅速地制造出绕线数比较多的大型的线圈的绕线装置、以及使用该绕线装置的绕线方法。
根据本发明的某一方式,一种绕线装置具备:卷芯,其供线材卷绕;一对飞翼部,其被配置成从轴向夹着所述卷芯;飞翼部旋转元件,其使所述一对飞翼部中的任意一方或者双方旋转;蓄线件,其分别以装拆自如的方式被设置于所述一对飞翼部,并对被卷绕于所述卷芯的所述线材进行积蓄;张紧装置,其分别被设置于所述一对飞翼部,并向从所述蓄线件被放卷出且被卷芯引导的所述线材施加张力。
根据本发明的另一方式,一种绕线方法使用了上述绕线装置,其具有:蓄线工序,其将必要的长度的线材从两侧卷绕于一对所述蓄线件;蓄线件安装工序,其将从两端卷绕有所述线材的一对所述蓄线件安装于所述绕线装置的所述一对飞翼部;绕线工序,其以将所述卷芯的轴作为旋转中心的方式使所述一对飞翼部中的任意一方或者双方旋转,从而将从所述蓄线件被放卷出的所述线材卷绕于所述卷芯,并将卷绕起始端和卷绕结束端均从最外周层被导出的线圈形成于所述卷芯的周围。
附图说明
图1为表示本发明的实施方式所涉及的绕线装置的主视图。
图2为图1的II-II线剖视图。
图3为从图2的III方向观察到飞翼部的图。
图4为图3的IV-IV线剖视图。
图5为图3的V-V线剖视图。
图6为图1的VI部放大剖视图,示出了支承件的顶端侧的结构。
图7为蓄线件的放大立体图。
图8为图4的VIII部放大剖视图,示出了将蓄线件以装拆自如的方式安装于飞翼部的机构。
图9为表示在被安装于飞翼部的蓄线件上卷绕线材的情形的图。
图10A为表示在从飞翼部上被拆下的一对蓄线件的一方上卷绕线材的情形的图。
图10B为表示在从飞翼部上被拆下的一对蓄线件的另一方上卷绕线材的情形的图。
图11为表示使一对飞翼部朝向反方向旋转、而使从双方的蓄线件上被放卷出的线材同时卷绕于卷芯的情形的构想图。
图12A为表示使从一方的飞翼部的蓄线件被放卷出的线材卷绕于卷芯的情形的构想图。
图12B为表示在使从一方的飞翼部的蓄线件被放卷出的线材卷绕于卷芯之后、使从另一方的飞翼部的蓄线件被放卷出的线材卷绕于卷芯的情形的构想图。
图13A为表示在使卷芯和一方的飞翼部同时旋转、而使从另一方的飞翼部的蓄线件被放卷出的线材卷绕于卷芯的情形的构想图。
图13B为表示在使卷芯和一方的飞翼部同时旋转、而使从另一方的飞翼部的蓄线件被放卷出的线材卷绕于卷芯之后,使另一方的飞翼部和卷芯一起旋转,并使从旋转停止后的一方的飞翼部的蓄线件被放卷出的线材卷绕于卷芯的情形的构想图。
具体实施方式
根据附图,对本发明的实施方式进行说明。
在图1中,示出了本发明的实施方式所涉及的绕线装置10。此处,设定彼此正交的X、Y、Z的三轴。将X轴设为在大致水平前后方向上延伸,将Y轴设为在大致水平横向上延伸,将Z轴设为在大致垂直方向上延伸,并对绕线装置10的结构进行说明。
如图1所示,绕线装置10具备:卷芯12,其供线材11卷绕;作为卷芯旋转元件的卷芯用伺服电动机16,其使该卷芯12绕着轴进行旋转。卷芯12具有:圆柱状的主体部12b,其截面呈圆形;凸缘12c,其被设置于该主体部12b的基端侧。凸缘12c与主体部12b相比径较大。在卷芯用伺服电动机16的转轴16a上,通过接头16b而同轴地设置有延长轴17。在延长轴17的顶端同轴地设置有卷芯12的靠凸缘12c侧的基端。
卷芯用伺服电动机16使该转轴16a朝向x轴方向,并通过底座16c而被安装于基台9。因此,当卷芯用伺服电动机16驱动时,基端通过延长轴17而被安装于卷芯用伺服电动机16的转轴16a的卷芯12能够以X轴作为转轴而进行旋转。
该绕线装置10具备对基端側被支承于延长轴17的卷芯12的顶端侧进行支承的支承件21。该支承件21具备:支承用伺服电动机22;按压轴23,其经由接头22b而同轴地被设置于该支承用伺服电动机22的转轴22a;移动机构25,其使该按压轴23与支承用伺服电动机22一起在X轴方向上移动。
该实施方式中的移动机构25具备:导轨27,其以与卷芯12的转轴(X轴)平行的方式被配置于基台9上;移动体26,其被该导轨27引导;移动用电动机28,其被设置于基台9;滚珠丝杠29,其与移动用电动机28的转轴28a连结。移动用电动机28被设置成其转轴28a与导轨27平行。滚珠丝杠29在卷芯12的转轴方向(X轴方向)上延伸,并与移动体26螺合。支承用伺服电动机22以使按压轴23朝向x轴方向、且按压轴23的顶端与卷芯12的顶端对置的方式,通过底座22c而被安装于移动体26。
借此,在该移动机构25中,当移动用电动机28移动时,滚珠丝杠29旋转,和该滚珠丝杠29螺合的移动体26被导轨27引导而进行移动。这样,被搭载于移动体26的支承用伺服电动机22也和该移动体26一起在卷芯12的转轴方向(X轴方向)上移动。
当通过使移动用电动机28驱动、从而使支承用伺服电动机22在卷芯12的转轴方向上移动时,以与卷芯12同轴的方式而被设置于支承用伺服电动机22的按压轴23接近卷芯12。被设置于按压轴23的顶端的按压件24被构成为能够和卷芯12的顶端接触(图3)。
如图6中详细所示,在按压件23的顶端,从该顶端缘在轴向上形成有孔23a。按压件24具有:插入部24a,其被插入至该孔23a中;按压部24b,其与按压轴23相比被形成为大径,并且实际上和卷芯12的顶端接触。在按压轴23的顶端的周壁上形成有沿着轴向延伸的长孔23b。长孔23b以从按压轴23的外周贯穿孔23a的内周的方式而被形成。
在孔23a中插入螺旋弹簧23c。在孔23a中,以压缩螺旋弹簧23c的方式还插入有插入部24a。在长孔23b中插通有外螺纹23d,该外螺纹23d和按压件24中的插入部24a螺合。借此,在按压轴23的顶端,在外螺纹23d于长孔23b中的移动范围内,以能够在轴向上移动的方式设置有按压件24。螺旋弹簧23c通过欲伸长的力而在使按压件24从孔23a中突出的方向上进行施力。外螺纹23d和长孔23b的孔缘抵接,从而防止按压件24中的插入部24a从孔23a脱离。
在该实施方式中的卷芯12中,以贯穿卷芯12并连续至延长轴17的方式而形成有从卷芯12的顶端朝向轴向的狭缝12a。在按压部24b上,形成有进入狭缝12a中而禁止该狭缝12a的宽度变窄的凸条24c。此外,当按压轴23接近卷芯12,且被设置于按压轴23的顶端的按压件24和卷芯12的顶端接触时,如图3所示,按压件24中的凸条24c进入狭缝12a而禁止该狭缝12a的宽度变窄。按压部24b和卷芯12的顶端抵接,以限制卷芯12中的能够供线材11卷绕的卷绕宽度。
这样,按压件24对卷芯12的顶端进行支承。支承用伺服电动机22(图1)以卷芯12和按压件24的相对的位置关系不变化的方式,和卷芯12的旋转同步地使按压件24旋转。
另一方面,返回至图1,当移动用电动机28使滚珠丝杠29向反方向旋转时,移动体26从卷芯12分离,从而在卷芯12和按压件24之间产生间隙。如图6所示,当按压件24中的凸条24c从狭缝12a中脱离时,容许因狭缝12a的宽度变窄而引起的卷芯12的外径的缩小。
虽然未图示,但当线材11被卷绕于卷芯12时,该线材11形成线圈。当在卷芯12与按压件24之间产生间隙时,能够通过该间隙,将由被卷绕于卷芯12的线材11构成的线圈从外径缩小的卷芯12上拔出。因此,移动机构25被构成为,移动体26的移动距离与卷芯12的卷绕宽度、即卷芯12的主体部12b的长度相比较长。
如图1所示,本实施方式的绕线装置10具备以从轴向夹着卷芯12的方式而被配置的一对飞翼部(flyer)31、31。以下,具体地进行说明。在顶端安装有卷芯12的基端的延长轴17上,以能够相对于延长轴17而在长边方向上进行移动的方式外嵌有滑动筒32。同样地,在对卷芯12的顶端进行支承的按压轴23上,以能够相对于按压轴23而在长边方向上移动的方式外嵌有滑动筒32。在延长轴17以及按压轴23各自的滑动筒32上,通过轴承33而外嵌有旋转筒34。此外,在各个旋转筒34的靠卷芯12侧的端缘上分别安装有飞翼部31。
这样,一对飞翼部31、31被安装于旋转筒34,所述旋转筒34通过滑动筒32而被外嵌于延长轴17以及按压轴23。一对飞翼部31、31分别能够以卷芯12的转轴(x轴)为中心而进行旋转,且被设置成能够在该转轴方向上进行移动。
具有上述一对飞翼部31、31的本实施方式的绕线装置10具备:一对旋转用伺服电动机51,其构成使该一对飞翼部31、31中的任意一方或者双方以卷芯12的轴作为旋转中心的方式同步地或者分别地旋转的飞翼部旋转元件;往复移动机构41,其使一对飞翼部31、31中的任意一方或者双方相对于卷芯12在轴向上移动。
本实施方式所涉及的往复移动机构41被构成为,使一对飞翼部31、31分别移动。往复移动机构41具备:多个支承壁43,其通过轴承42而对一对旋转筒34进行枢轴支承;一对移动台44,其立设有该多个支承壁43;多个导轨45,其以与卷芯12的转轴平行的方式被配置于基台9上,并对移动台44进行导向;一对横移电动机46,其被设置于基台9;一对滚珠丝杠47,其与横移电动机46的转轴46a连结。横移电动机46被设置成其转轴46a与导轨45平行。滚珠丝杠47在卷芯12的转轴方向(x轴方向)上延伸,并与移动台44螺合。
在该往复移动机构41中,当横移电动机46驱动时,滚珠丝杠47旋转,和该滚珠丝杠47螺合的移动体44被导轨45引导而进行移动。这样,被立设于移动台44的支承壁43也在相同方向上移动,被枢轴支承于该支承壁43的旋转筒34和飞翼部31一起在卷芯12的轴向(X轴方向)上移动。这样,由于本实施方式所涉及的往复移动机构41的横移电动机46等是针对每一对飞翼部31、31而被设置的,因此,能够使一对飞翼部31、31分别移动。另外,往复移动机构41也能够使一对飞翼部31、31同时移动。
如上所述,绕线装置10作为使一对飞翼部31、31旋转的飞翼部旋转元件而具备能够使一对飞翼部31、31分别旋转的一对旋转用伺服电动机51。一对旋转用伺服电动机51以和各个旋转筒34邻接的方式而被设置于各个移动台44。在旋转用伺服电动机51的转轴51a上设置有驱动带轮52,在旋转筒34中的与驱动带轮52对应的位置设置有从动带轮53。此外,在旋转用伺服电动机51中的驱动带轮52与旋转筒34中的带轮53之间架设有皮带54。
当作为飞翼部旋转元件的旋转用伺服电动机51驱动而使该转轴51a和驱动带轮52一起旋转时,该旋转经由皮带54以及从动带轮53而被传递至旋转筒34,旋转筒34旋转。当旋转筒34旋转时,被设置于旋转筒34的飞翼部31以卷芯12作为旋转中心而进行旋转。这样,由于在本实施方式所涉及的绕线装置10中,旋转用伺服电动机51是针对一对飞翼部31、31的每一个而被设置的,因此,能够使一对飞翼部31、31分别旋转。另外,一对旋转用伺服电动机51也能够使一对飞翼部31、31同步地旋转。
如图1以及图2中详细所示,一对飞翼部31、31在一对旋转筒34中被设置于彼此对置的一侧。分别被设置于一对旋转筒34的飞翼部31、31为沿着和卷芯12的转轴正交的面的长方形的板材,在该飞翼部31、31的中央形成有能够供延长轴17或者按压轴23插通的圆孔31a。
此外,在呈长方形的一对飞翼部31、31的长边方向的一方端部分别设置有蓄线件61和张紧装置71,其中,所述蓄线件61对被卷绕于卷芯12的线材11进行积蓄,所述张紧装置71向从该蓄线件61上被放卷并被引导至卷芯12上的线材11施加张力。另外,在呈长方形的一对飞翼部31、31的长边方向的另一方的端部分别安装有在硬件壳体中内置有中央处理装置的控制单元77,以作为后述的放卷速度控制元件。
被设置于一对飞翼部31、31中的一方的蓄线件61、和被设置于另一方的蓄线件61为相同结构。另外,被设置于一对飞翼部31、31中的一方的张紧装置71、和被设置于另一方的张紧装置71为相同结构。因此,代表性地对被设置于一对飞翼部31、31中的、供延长轴17插通于圆孔31a中的飞翼部31的蓄线件61以及张紧装置71进行说明,并省略被设置于供按压轴23插通于圆孔31a中的飞翼部31的蓄线件61以及张紧装置71的说明。
如图7以及图8中详细所示,蓄线件61为具有有底筒状的收卷件61a和一对凸缘部61b、61c的塑料制的线轴,其中,在所述收卷件61a的周围实际上收卷有线材11,所述一对凸缘部61b、61c以在轴向上分离的方式而被形成于该收卷件61a的周围。蓄线件61以能够卷绕比较长的线材11的方式而使用比较大径的蓄线件。此外,在蓄线件61的中心轴上突出地形成有联接轴61d。在该联接轴61d的顶端沿着其周向形成有环状槽61e。
如图2、图3以及图8所示,在飞翼部31的外周部以与卷芯12平行的方式设置有枢轴支承台62,在该枢轴支承台62上枢轴支承有沿着飞翼部31的旋转切线方向延伸的安装轴63。此外,在该安装轴63的顶端部设置有锁定机构64(图8)。
如图8中详细所示,该实施方式中的锁定机构64具备筒体64a、锁定部件64c、弹簧64d等,其中,所述筒体64a具有能够供蓄线件61中的联接轴61d插入的联接孔64b;所述锁定部件64c被设置于该筒体64a,并与被形成于联接轴61d的环状槽61e卡合;所述弹簧64d将该锁定部件64c按压于环状槽61e。
筒体64a被同轴地设置于安装轴63的顶端。在筒体64a上,形成有从该筒体64a的端部沿着轴向延伸的狭缝64e。在联接轴61d上形成有能够进入狭缝64e中的突起61k。因此,当联接轴61d克服弹簧64d的作用力而被插入至该联接孔64b中时,锁定部件64c克服弹簧64d的作用力而被按压于环状槽61e,从而不使联接轴61d从该联接孔64b中脱落。
此外,由于在联接轴61d被插入至联接孔64b中的状态下,突起61k进入狭缝64e中,因此,蓄线件61以不能够旋转的方式而被安装于安装轴63。
这样,蓄线件61通过锁定机构64而以能够装拆的方式被安装于安装轴63。另外,蓄线件61在被安装于安装轴63的状态下和安装轴63一起进行旋转,从而禁止了与安装轴63不同且独立地进行旋转的情况。
另一方面,在枢轴支承台62上,以其转轴72a和安装轴63平行的方式安装有能够对安装轴63的旋转速度进行控制的放卷电动机72。在供锁定机构64设置的安装轴63上设置有从动带轮73a,在放卷电动机72的转轴72a上设置有驱动带轮73b。此外,在从动带轮73a与驱动带轮73b之间架设有皮带73c。当利用放卷电动机72使该转轴72a旋转时,蓄线件61也和安装轴63一起进行旋转。由于蓄线件61旋转,因此,实施线材11的收卷或者放卷。当放卷电动机72的转轴72a的旋转停止时,蓄线件61的旋转也停止,禁止了线材11的收卷或者放卷。
参照图3~图5,对向从蓄线件61被放卷的线材11施加张力的张紧装置71进行说明。如图3~图5所示,张紧装置71具备:上述放卷电动机72;张紧柄74,其顶端设置有作为线材引导件的转向带轮74a,且基端被枢轴支承;螺旋弹簧75,其为产生与张紧柄74的转动角度相应的弹性力;线性传感器76,其为对张紧柄74的转动角度进行检测的检测元件;控制单元77(图3),其为以由该线性传感器76检测出的转动角度为预定的角度的方式对线材11的放卷速度进行控制的放卷速度控制元件。
在枢轴支承台62的附近的飞翼部31的外周部以与放卷电动机72邻接的方式而设置有安装台78。安装台78以与枢轴支承台62平行的方式而被立设于飞翼部31的外周部。在安装台78的中间部分枢轴支承有张紧柄74的基端。张紧柄74以与安装台78交叉的方式被枢轴支承。在张紧柄74的顶端枢轴支承有作为线材引导件的转向带轮74a。
在安装台78的超过张紧柄74的顶端侧,枢轴支承有供从蓄线件61被解开的线材11挂绕的多个带轮79。线材11被多个带轮79导向成朝向安装台78的基端側,并被挂绕成在转向带轮74a中折返,且从转向带轮74a再次朝向安装台78的顶端侧。
在安装台78的顶端安装有朝向卷芯12延伸的延长片80。在该延长片80的靠卷芯12侧的端部设置有将线材11向卷芯12进行导向的放卷带轮81。在安装台78以及延长片80上枢轴支承有多个导向带轮82,这多个导向带轮82将由转向带轮74a折返的线材11导向至放卷带轮81。
如图3以及图4所示,螺旋弹簧75为以朝向安装台78的基端侧的方式对转向带轮74a进行施力的弹性部件。螺旋弹簧75的一端被安装于张紧柄74的基端側,且另一端通过安装部件83而被安装于安装台78的顶端侧。螺旋弹簧75以沿着安装台78的方式而被设置。
通过安装部件83而被安装于安装台78的螺旋弹簧75的另一端的固定位置能够进行变更。螺旋弹簧75产生与张紧柄74的转动角度相应的弹性力。
如图4所示,对张紧柄74的转动角度进行检测的检测元件、即线性传感器76具备传感器杆76a和传感器头76b。传感器杆76a被安装于张紧柄74,并与张紧柄74的转动一起进行移动。传感器头76b被设置于安装台78,并被构成为能够对基于传感器杆76a的位置的电压进行输出。线性传感器76与控制单元(放卷速度控制元件)77(图3)连接,在线性传感器76中被检测出的信号被输出至控制单元(放卷速度控制元件)77。
如图2以及图3所示,在飞翼部31与供蓄线件61以及张紧装置71设置的一侧相反侧的端部设置有控制单元77,所述控制单元77保持与蓄线件61以及张紧装置71之间的平衡。控制单元77具有硬件壳体、和被内置于硬件壳体中的中央处理装置。控制单元77的中央处理装置根据线性传感器76的检测信号而对张紧柄74的转动角度进行运算,并以该角度为预定角度的方式对放卷电动机72中的转轴72a的旋转速度进行控制。控制单元77的中央处理装置被构成为,通过对放卷电动机72中的转轴72a的旋转速度进行控制,从而对蓄线件61的旋转速度进行调节,并且,使从该蓄线件61上被解开并朝向卷芯12的线材11的放卷速度与线材11朝向该卷芯12的收卷速度一致。这样,控制单元77作为放卷速度控制元件而起作用,所述放卷速度控制元件对从蓄线件61朝向卷芯12被放卷的线材11的放卷速度进行控制。
此时,螺旋弹簧75从线材11朝向卷芯12而被放卷的安装台75的顶端侧起,向使作为线材引导件的转向带轮74a分离的方向进行施力,使被挂绕于转向带轮74a的线材11伸长,从而对该线材11施加预定的张力。
即,作为放卷速度控制元件的控制单元77被构成为,以从作为线材11的供给源的蓄线件61被解开且朝向卷芯12被放卷的线材11的放卷速度(放卷量)、和卷芯12中的线材11的收卷速度(收卷量)平衡的方式,对放卷电动机72的旋转速度进行控制,并将张紧柄74保持为预定的转动角度,其中,所述张紧柄74具有挂绕有线材11的转向带轮74a,且由螺旋弹簧75施力。
此处,在线材11上,根据张紧柄74的转动角度而作用有螺旋弹簧75的弹簧力,并施加基于该弹簧力的预定的张力。因此,在使线材11卷绕于卷芯12的绕线作业中,当线材11向卷芯12的收卷速度(收卷量)发生变化时,张力柄74的转动角度发生变化,施加于线材11的张力发生变动。
当存在张力的变动时,螺旋弹簧75的弹簧力起作用的张紧柄74的转动角度发生变化。张力的变动被张紧柄74的转动角度的变化吸收,防止了向线材11施加过大的张力。
当被施加于线材11的张力发生变化而使张紧柄74转动时,该转动角度的变化由线性传感器76检测出,并被向控制单元(放卷速度控制元件)77反馈。接收到这种反馈的控制单元(放卷速度控制元件)77以张紧柄74的转动角度返回至预定角度的方式控制放卷电动机72的旋转速度,并且对蓄线件61的旋转速度进行调节,以使从该蓄线件61上被解开并朝向卷芯12的线材11的放卷速度与向该卷芯12的收卷速度一致。借此,张紧柄74的转动角度回复至预定角度,施加于线材11的张力返回至预定的值。
另外,在欲使从张紧柄74作用于线材11的张力发生变化的情况下,使安装部件83的安装台78中的安装位置变化。借此,由于能够使在将张紧柄74设为预定的转动角度时的螺旋弹簧75的长度变化,并能够调节从螺旋弹簧75波及到张紧柄74的弹簧力,因此,能够将作用于线材11的张力设为期望的张力。
接着,对使用了上述绕线装置的线材11的绕线方法进行说明。
在上述绕线装置10中,对被卷绕于卷芯12上的线材11进行积蓄的蓄线件61分别被设置于一对飞翼部31、31。使用了绕线装置10的线材11的绕线方法具有:蓄线工序,其将必要的长度的线材11从两侧卷绕于一对蓄线件61;绕线工序,其以将卷芯12的轴作为旋转中心的方式使一对飞翼部31、31中的任意一方或者双方同步地或者分别地进行旋转,从而将从蓄线件61被放卷出的线材11卷绕于卷芯12,并将卷绕起始端和卷绕结束端均从最外周层被导出的线圈形成于卷芯12的周围。
在上述绕线装置10中,在一对飞翼部31、31上分别装拆自如地设置有蓄线件61。因此,也能够在使蓄线件61从一对飞翼部31、31上脱离的状态下实施上述蓄线工序。在使用从飞翼部31、31脱离的蓄线件61而实施蓄线工序的情况下,在蓄线工序与绕线工序之间,实施将从两端卷绕有线材11的一对蓄线件61安装于绕线装置10的一对飞翼部31的蓄线件安装工序。
以下,关于通过将线材11直接卷绕于卷芯12上、从而形成所谓空芯线圈的情况下的绕线方法的各工序,详细地进行说明。
<蓄线工序>
在蓄线工序中,将必要的长度的线材11从两侧卷绕于一对蓄线件61上。在将线材11卷绕于蓄线件61的作业之前,准备一对蓄线件61和必要的长度的线材11。必要的长度的线材11是指,具有为了作成欲获得的单一的线圈所需的长度的线材11的意思。在线材11被卷绕于滚筒而被贮线的情况下,首先,将必要的长度的线材11从滚筒上解开,并卷绕于一方的蓄线件61。
如图9所示,在蓄线件61被安装于飞翼部31的情况下,在将从滚筒8上被解开的线材11的端部固定于蓄线件61之后,驱动被安装于飞翼部31的放卷电动机72而使蓄线件61旋转。借此,从滚筒8上被解开的线材11被卷绕于一方的蓄线件61。
在图9中,示出了使用校正机90的情况,其中,所述校正机90用于去除从滚筒8上被解开的线材11的弯曲特性。该校正机90具备:切断机91,其对线材11进行切断;线材把持机92,其对线材11进行把持;多个纵校正辊93,其用于去除线材11的纵向的弯曲特性;多个横校正辊94,其用于去除线材11的横向的弯曲特性。线材11在通过穿过校正机90的多个辊93、94之间而被去除了弯曲特性之后,被卷绕于蓄线件61。
在必要的长度的线材11被卷绕于在一方的飞翼部31上所设置的一方的蓄线件61之后,在利用线材把持机92对从滚筒8上被放卷出的线材11进行了把持的状态下,利用切断机91对该线材11进行切断。此外,如图1所示,将该被切断的一侧的端部固定于在另一方的飞翼部31上所设置的另一方的蓄线件61。然后,驱动被安装于设置有另一方的蓄线件61的飞翼部31上的放卷电动机72,并使该另一方的蓄线件61旋转。此时,关于被安装于设置有一方的蓄线件61的飞翼部31上的放卷电动机72,使该一方的蓄线件61向反方向旋转,并将被卷绕于另一方的蓄线件61的长度的量的线材11从一方的蓄线件61上解开且放卷。
这样,将被卷绕于一方的蓄线件61上的线材11的一部分(例如一半)卷回至另一方的蓄线件61。借此,获得从两侧卷绕有必要的长度的线材11的一对蓄线件61。
另一方面,在使蓄线件61从一对飞翼部31、31上脱离的情况下,如图10A以及图10B所示,使用与绕线装置10不同地被设置的线轴旋转机95,使线材11卷绕于蓄线件61。图示的线轴旋转机95是供蓄线件61安装的旋转体96、和使该旋转体96旋转的电动机97被设置于台板98而成的。如图10A所示,在旋转体96上安装蓄线件61,并在该蓄线件61上固定了从滚筒8上被解开后的线材11的端部之后,驱动电动机97,以使从滚筒8上被解开的线材11卷绕于旋转的蓄线件61。
线轴旋转机95邻接地使用了两台,其一方的线轴旋转机95的旋转体96上安装有一方的蓄线件61,并在其另一方的线轴旋转机95的旋转体96上安装有另一方的蓄线件61。在必要的长度的线材11被卷绕于一方的蓄线件61之后,在利用校正机90的线材把持机92对从滚筒8上被放卷出的线材11进行了把持的状态下,利用切断机91对该线材11进行切断。
此外,如图10B所示,在将该被切断的一侧的端部固定于另一方的线轴旋转机95中的另一方的蓄线件61之后,驱动设置有该另一方的蓄线件61的线轴旋转机95的电动机97,并使该另一方的蓄线件61旋转。此时,关于设置有一方的蓄线件61的放卷旋转机95的电动机97,使该一方的蓄线件61向反方向旋转,并将被卷绕于另一方的蓄线件61的长度的量的线材11从一方的蓄线件61上解开且放卷。
这样,将被卷绕于从一方的飞翼部31、31脱离的一方的蓄线件61上的线材11的一部分(例如一半)卷回至另一方的蓄线件61。借此,获得从两侧卷绕有必要的长度的线材11的一对蓄线件61、61。
另外,上述线轴旋转机95以及校正机90为在蓄线件61上卷绕线材11的装置的一示例,在蓄线件61上卷绕线材11的装置并未被限定于该示例。在蓄线工序中,只要能够卷绕从一对飞翼部31、31脱离的蓄线件61所需的长度的线材11,也可以采用任何装置。
<蓄线件安装工序>
蓄线件安装工序为,在使蓄线件61从一对飞翼部31、31上脱离的状态下实施上述蓄线工序的情况下所需的工序。在蓄线件安装工序中,将从两端卷绕有线材11的一对蓄线件61安装于绕线装置10的一对飞翼部31。
如图8所示,在蓄线件61上设置有联接轴61d,在飞翼部31中的安装轴63的顶端部设置有锁定机构64。通过将联接轴61d以克服锁定机构64中的弹簧64d的作用力的方式插入至联接孔64b,从而能够容易地将蓄线件61安装于飞翼部31。
当联接轴61d被插入至联接孔64b中时,锁定部件64c因弹簧64d的作用力而被按压于环状槽61e。借此,防止了联接轴61d从联接孔64b中脱落。另外,锁定机构64被构成为,在链接孔64b中插入有链接轴61d的状态下突起61k进入狭缝64e中。因此,蓄线件61以不能够旋转的方式被安装于安装轴63。
<绕线工序>
在绕线工序中,以将卷芯12的中心轴作为旋转中心的方式使一对飞翼部31、31中的任意一方或双方同步地或者分别地旋转,从而将从蓄线件61被放卷出的线材11卷绕于卷芯12,并将卷绕起始端和卷绕结束端均从最外周层被导出的线圈形成于卷芯12的周围。
在本实施方式所涉及的绕线装置100中,分别将对被卷绕于卷芯12的线材11进行积蓄的蓄线件61设置于一对飞翼部31。因此,通过使上述蓄线件61积蓄比较长的线材11,并使一对飞翼部31相对于卷芯12进行旋转,从而能够使比较长的线材11卷绕于卷芯12的周围,进而能够制造出比较大的线圈。因此,根据本实施方式,能够提供可以制造出绕线数比较多的大型的线圈的绕线装置10、以及使用该绕线装置10的绕线方法。
是否使卷芯12旋转以及使一对飞翼部31、31中的哪一个飞翼部31旋转因欲获得的线圈的式样而不同。例如图11所示,当不使卷芯12旋转,而是以将卷芯12的转轴作为旋转中心的方式使双方的飞翼部31同时向反方向旋转时,线材11从被设置于双方的飞翼部31的蓄线件61上分别被放卷出,并同时被卷绕于卷芯12。此时,若利用往复移动机构41使一对飞翼部31、31在卷芯12的轴向上往复移动,则能够将线材11以遍及多层的方式整列卷绕于卷芯12。
借此,与仅使一方的飞翼部31依次旋转、而将全部线材11卷绕于卷芯12的情况相比较,能够缩短该绕线所涉及的时间,并能够在比较短的时间内将卷绕起始端和卷绕结束端均从最外周层被导出的线圈形成于卷芯12的周围。
另外,也能够在使一方的飞翼部31旋转之后,通过使另一方的飞翼部31旋转,从而使线材11卷绕于卷芯12,以代替使双方的飞翼部31同时向反方向旋转。首先,如图12A所示,也可以不使卷芯12和另一方的飞翼部31旋转,而是以将卷芯12的轴作为旋转中心的方式仅使一方的飞翼部31旋转。借此,从被设置于该一方的飞翼部31的蓄线件61中被放卷出的线材11被卷绕于卷芯12。此外,在一方的飞翼部31中的蓄线件61的线材11被卷绕于卷芯12之后,使该一方的飞翼部31的旋转停止。然后,如图12B所示,以将卷芯12的轴作为旋转中心的方式使另一方的飞翼部31旋转。借此,从被设置于该另一方的飞翼部31的蓄线件61中被放卷出的线材11进一步被卷绕于先被卷绕的线材11上。
这样,由于能够使一对飞翼部31分别进行旋转,因此,能够对使线材11相对于卷芯12卷绕的式样进行多样化。因此,能够容易地将卷绕起始端和卷绕结束端均从最外周层被导出的多种线圈形成于卷芯12的周围。
另外,上述绕线装置10具备使卷芯12旋转的作为卷芯旋转元件的卷芯用伺服电动机16(图1)。因此,在与飞翼部31的旋转同时地也使卷芯12朝向相同的方向且以相同的速度旋转的情况下,飞翼部31和卷芯12的相对的位置关系未变化。
在该情况下,线材11并未从和卷芯12一起旋转的飞翼部31的蓄线件61被卷绕于卷芯12,从未与卷芯12一起旋转的飞翼部31、例如停止状态的飞翼部31中的蓄线件61被放卷出的线材11被卷绕于所旋转的卷芯12。
在该卷绕方法中,首先,如图13A所示,利用卷芯用伺服电动机(卷芯旋转元件)16使卷芯12旋转,并且和该卷芯12的旋转同时地使一方的飞翼部31朝向与卷芯12的旋转相同的方向且以相同的速度进行旋转。借此,从未与卷芯12一起旋转的飞翼部31、例如停止状态的飞翼部31中的蓄线件61被放卷出的线材11被卷绕于卷芯12。
在另一方的飞翼部31中的蓄线件61的线材11被卷绕于卷芯12之后,使该一方的飞翼部31的旋转停止。然后,如图13B所示,使另一方的飞翼部31朝向与卷芯12的旋转相同的方向且以相同的速度进行旋转。借此,从被设置于该一方的飞翼部31的蓄线件61中被放卷出的线材11进一步被卷绕于先被卷绕的线材11上。
这样,通过使卷芯12旋转,并使一对飞翼部31分别旋转,从而能够容易地将具有任意的绕线数和任意的层数、且卷绕起始端和卷绕结束端均从最外周层被导出的多种线圈形成于卷芯12的周围。即,能够进一步对使线材11相对于卷芯12卷绕的式样进行多样化。
在本实施方式所涉及的绕线装置10中,和蓄线件61一起,在一对飞翼部31、31上分别设置有张紧装置71。因此,能够在卷芯12上以预定的张力卷绕线材11,从而能够避免在线材11的卷绕作业中因张力不同而引起的卷绕不均。
在本实施方式所涉及的卷绕方法中,由于如上所述,在绕线工序中,使安装有蓄线件61的飞翼部31旋转,因此,在绕线工序之前实施使该蓄线件61蓄线线材11的蓄线工序。
在本实施方式所涉及的绕线装置10中,蓄线件61以能装拆自如的方式被设置于一对飞翼部31。因此,若如图10A以及图10B所示,使用从飞翼部31脱离的蓄线件61来实施蓄线工序,然后,实施将蓄线件61安装于飞翼部31的蓄线件安装工序,再然后,如图11~图13B所示,实施将从蓄线件61被放卷的线材11卷绕于卷芯12的绕线工序,则与该绕线工序同时地实施使用了其他蓄线件61的蓄线工序。
由此,在本实施方式所涉及的绕线装置以及绕线方法中,通过准备多个蓄线件61,从而能够同时实施绕线工序和蓄线工序。因此,与无法同时实施蓄线工序和绕线工序、而需要使上述工序连续的现有技术相比较,能够进行迅速的线圈的制造。
另外,虽然在上述实施方式中,对线材11被直接卷绕于卷芯12、而形成所谓空芯线圈的情况进行了说明,但本发明并未被限定于此。也可以使未图示的绕线管嵌接于卷芯12,并使线材11卷绕于该绕线管,从而形成线圈。
另外,虽然在上述实施方式中,对将蓄线件61以装拆自如的方式安装于飞翼部31、31的机构具有被设置于蓄线件61的联接轴61d、和安装联接轴61d的锁定机构64,且设置有锁定机构64的安装轴63被枢轴支承于飞翼部31的情况进行了说明,但本发明并未被限定于此。只要能够将蓄线件61以装拆自如的方式设置于飞翼部31、31,则也可以通过其他的机构、例如螺纹紧固而将蓄线件61以装拆自如的方式安装于飞翼部31、31。
如上所述,绕线装置10具备:卷芯12,其供线材11卷绕;一对飞翼部31,其被配置成从轴向夹着该卷芯12;飞翼部旋转元件(旋转用伺服电动机51),其以将卷芯12的轴作为旋转中心的方式使一对飞翼部31中的任意一方或者双方旋转;蓄线件61,其分别以装拆自如的方式被设置于一对飞翼部31,并对被卷绕于卷芯12的线材11进行积蓄;张紧装置71,其分别被设置于一对飞翼部31,并向从蓄线件61被放卷出且被卷芯12引导的线材11施加张力。
在该结构中,分别将对被卷绕于卷芯12的线材11进行积蓄的蓄线件61设置于一对飞翼部31。借此,通过使上述蓄线件61积蓄比较长的线材11,并使一对飞翼部31相对于卷芯12进行旋转,从而能够使比较长的线材11卷绕于卷芯12的周围,进而能够制造出绕线数比较多的大型的线圈。
优选为,绕线装置10具备使一对飞翼部31中的任意一方或者双方相对于卷芯12在轴向上移动的往复移动机构41。另外,优选为,绕线装置10也能够具备使卷芯12绕着轴旋转的卷芯旋转元件(卷芯用伺服电动机16),在该情况下,绕线装置10具备支承件21,所述支承件21对基端侧被支承的卷芯12的顶端侧进行支承。由于具备往复移动机构41、卷芯旋转元件(卷芯用伺服电动机16),因此,也能够进行线材11的整列卷绕等,并能够实现绕线的多样性。
使用了上述绕线装置10的绕线方法具有:蓄线工序,其将必要的长度的线材11从两侧卷绕于一对蓄线件61;蓄线件安装工序,其将从两端卷绕有线材11的一对蓄线件61安装于绕线装置10的一对飞翼部31;绕线工序,其以将卷芯12的轴作为旋转中心的方式使一对飞翼部31中的任意一方或者双方同步地或者分别地进行旋转,从而将从蓄线件61被放卷出的线材11卷绕于卷芯12,并将卷绕起始端和卷绕结束端均从最外周层被导出的线圈形成于卷芯12的周围。在该方法中,由于使用上述绕线装置10,因此,能够制造出绕线数比较多的大型的线圈。
在作为蓄线件61而使用了对比较长的线材11进行积蓄的蓄线件的情况下,在实际将线材11卷绕于卷芯12的绕线工序之前,实施使该蓄线件61对比较长的线材进行蓄线的蓄线工序。
绕线装置10的蓄线件61以装拆自如的方式被设置于一对飞翼部31。因此,若使用从飞翼部31脱离的蓄线件61来实施蓄线工序,然后,实施将蓄线件61安装于飞翼部31的蓄线件安装工序,再然后,实施将从蓄线件61被放卷的线材11卷绕于卷芯12的绕线工序,则与该绕线工序同时地实施使用了其他蓄线件61的蓄线工序。
由此,在上述绕线装置10以及绕线方法中,由于准备多个蓄线件61,并同时实施绕线工序和蓄线工序,因此,与无法同时实施蓄线工序和绕线工序、而需要使上述工序连续的现有技术相比较,能够进行迅速的线圈的制造。
如上所述,根据上述结构,能够提供可以制造出绕线数比较多的大型的线圈的绕线装置10、以及使用该绕线装置10的绕线方法。另外,还能够提供一种即便在卷绕比较长的线材11而制造线圈的情况下,也可以迅速地制造线圈的绕线装置10、以及使用该绕线装置10的绕线方法。即,能够提供可以迅速地制造出绕线数比较多的大型的线圈的绕线装置10、以及使用该绕线装置10的绕线方法。
以上,虽然对本发明的实施方式进行了说明,但上述实施方式仅仅示出了本发明的应用例的一部分,并不意味着将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体的结构。
本申请要求基于在2018年6月25日向日本国专利局提出申请的日本特愿2018-119519的优先权,本申请的全部内容通过参照的方式而被编入至本说明书中。

Claims (5)

1.一种绕线装置,其中,具备:
卷芯,其供线材卷绕;
一对飞翼部,其被配置成从轴向夹着所述卷芯;
飞翼部旋转元件,其使所述一对飞翼部中的任意一方或者双方旋转;
蓄线件,其分别以装拆自如的方式被设置于所述一对飞翼部,并对被卷绕于所述卷芯的所述线材进行积蓄;
张紧装置,其分别被设置于所述一对飞翼部,并向从所述蓄线件被放卷出且被卷芯引导的所述线材施加张力。
2.如权利要求1所述的绕线装置,其中,
具备使所述一对飞翼部中的任意一方或者双方相对于所述卷芯在轴向上移动的往复移动机构。
3.如权利要求1所述的绕线装置,其中,
具备使所述卷芯绕着轴旋转的卷芯旋转元件。
4.如权利要求3所述的绕线装置,其中,
还具备支承件,所述支承件对基端侧被支承的所述卷芯的顶端侧进行支承。
5.一种绕线方法,使用了权利要求1所述的绕线装置,其中,具有:
蓄线工序,其将必要的长度的线材从两侧卷绕于一对所述蓄线件;
蓄线件安装工序,其将从两端卷绕有所述线材的一对所述蓄线件安装于所述绕线装置的所述一对飞翼部;
绕线工序,其以将所述卷芯的轴作为旋转中心的方式使所述一对飞翼部中的任意一方或者双方旋转,从而将从所述蓄线件被放卷出的所述线材卷绕于所述卷芯,并将卷绕起始端和卷绕结束端均从最外周层被导出的线圈形成于所述卷芯的周围。
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