CN112584942A - 线圈绕线装置及线圈绕线方法 - Google Patents

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Abstract

线圈绕线装置(20)具备：圆筒状的芯材喷嘴(22)，能够使被收窄的芯材(11)插通；线材放卷部(60)，朝向芯材喷嘴(22)放卷线材(12)；线材把持件(90)，把持从线材放卷部(60)放卷的线材(12)；线材卷绕单元，使线材把持件(90)以芯材喷嘴(22)为中心旋转，使从线材放卷单元(60)放卷的线材(12)卷绕于芯材喷嘴(22)的周围；芯材抽出部(50)，将芯材(11)从芯材喷嘴(22)抽出；以及线圈取出部(62)，从芯材喷嘴(22)取出通过使线材(12)卷绕于芯材喷嘴(22)的外周而形成的卷绕线(9)。

Description

线圈绕线装置及线圈绕线方法
技术领域
本发明涉及一种线圈绕线装置及线圈绕线方法。
背景技术
作为电子烟的发热元件，已知晓了一般将由高电阻合金(例如镍铬合金、铁铬铝合金、康铜合金等)构成的线材加工成规定形状的元件(日本特开JP2016-507137A)。该发热元件在通电时对烟液进行雾化，产生吸烟效果。为了高效地对烟液进行雾化，有时会将上述线材呈螺旋状地卷绕在被烟液渗透的芯材的周围。在上述发热元件中，能够通过通电而发热的线材来高效地对渗透于芯材的烟液进行雾化。
发明内容
(发明所要解决的问题)
用于发热元件的由高电阻合金构成的线材因需要加工成规定形状而具有挠性，但比较硬。芯材因需要被烟液渗透，大多将玻璃纤维等具有耐热性的纤维捆扎而形成绳状。捆扎这样的纤维得到的绳状芯材比较柔软。因此，在发热元件的制造中，是将比较硬的线材呈螺旋状地卷绕在比较柔软的绳状芯材周围。因此，存在发热元件的制造工序的机械化比较困难，手工作业比较多的现实情况。
本发明的目的在于，提供能够将比较硬的线材呈螺旋状地卷绕在比较柔软的绳状芯材的周围的线圈绕线装置及线圈绕线方法。
(解决问题所采用的措施)
根据本发明的一种实施方式，线圈绕线装置具备：圆筒状的芯材喷嘴，具有比绳状芯材的自然状态下的外径小的外径且能够使被收窄的所述芯材插通；线材放卷部，朝向芯材喷嘴放卷线材；线材把持件，把持从线材放卷单元放卷的线材；线材卷绕部，使线材把持件以芯材喷嘴为中心旋转，使从线材放卷单元放卷的线材卷绕于芯材喷嘴的周围；芯材抽出部，将芯材从芯材喷嘴抽出；以及线圈取出部，从芯材喷嘴取出通过使线材卷绕于芯材喷嘴的外周而形成的卷绕线。
根据本发明的另一实施方式，线圈绕线方法是使线材呈螺旋状地卷绕于绳状芯材的周围的线圈绕线方法，具有：绕线工序，通过使线材呈螺旋状地卷绕于插通有芯材的圆筒状的芯材喷嘴的外周来形成卷绕线；以及转移工序，一边从芯材喷嘴抽出芯材一边从芯材喷嘴取出卷绕线并使其在芯材的周围错开。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的线圈绕线装置的俯视图。
图2是图1所示的线圈绕线装置的正视图。
图3是沿着图1中的III-III线的剖面图。
图4是沿着图1中的IV-IV线的剖面图。
图5是沿着图2中的V-V线的剖面图。
图6是与图4对应的剖视图，表示线材把持部件被打开的状态。
图7是表示从线材喷嘴放卷的线材被线材把持部件把持的状态的立体图。
图8是与图7对应的立体图，表示使线材把持部件旋转，并且使线材喷嘴移动而使线材呈螺旋状卷绕于芯材喷嘴周围的状态。
图9是与图8对应的立体图，表示通过芯材把持装置把持从线材喷嘴放卷的芯材的状态。
图10是与图9对应的立体图，表示使芯材把持装置远离芯材喷嘴，并且使线材喷嘴移动而使卷绕线在芯材周围错开的状态。
图11是与图10对应的立体图，表示将错开卷绕线后的线材和芯材切断的状态。
图12是由呈螺旋状卷绕的线材构成的卷绕线设置于芯材周围的线圈的立体图。
具体实施方式
接下来，参照附图对本发明的实施方式所涉及的线圈绕线装置及线圈绕线方法进行说明。
如图12所示，示出了由本实施方式得到的线圈8。该线圈8例如构成电子烟的发热元件。具体而言，线圈8具备使线材12呈螺旋状地卷绕而形成的卷绕线9、以及在周围设置有卷绕线9的芯材11。本实施方式中的芯材11是将玻璃纤维等具有耐热性的纤维的集合捆扎而形成绳状的部件。线材12例如为由高电阻合金形成的镍铬合金线，比芯材11硬。
在电子烟的发热元件中，当线材12与芯材11之间存在空隙或过度绞紧芯材11时，液体将无法充分供给到线材12的周围。其结果，线材12可能会燃烧。从这样的理由来看，要求以无空隙地适度紧贴的方式使线材12绕线在芯材11的周围。另外，由纤维的集合形成的绳状芯材11柔软、直径不稳定。在芯材11的直径变化时，通过以无空隙地适度紧贴的方式使线材12卷绕在芯材11的周围，形成的螺旋状部件(卷绕线9)的内径也会改变。在螺旋状部件(卷绕线9)的内径改变时，线材12的长度改变，电阻会发生变化。因此，螺旋状部件(卷绕线9)的内径管理(电阻管理)变得重要。在电子烟的发热元件中，线材12的电阻是决定烟的量、味道的要素，电阻管理极其重要。
根据本实施方式，能够将比较硬的线材12呈螺旋状地卷绕在比较柔软的绳状芯材11的周围。另外，根据本实施方式，能够一边使芯材11与线材12之间没有空隙，一边以相同的内径使线材12呈螺旋状地卷绕在芯材11的周围。
在图1～图3中示出了本实施方式所涉及的线圈绕线装置20。这里，设定彼此正交的X轴、Y轴、以及Z轴，对线圈绕线装置20的结构进行说明。X轴是在大致水平前后方向上延伸的轴，Y轴是在大致水平横方向上延伸的轴，Z轴是在大致竖直方向上延伸的轴。
线圈绕线装置20具备芯材放卷单元21，该芯材放卷单元21以规定张力将由纤维的集合形成的绳状芯材11经由芯材喷嘴22放卷。如图2所示，芯材11卷绕在芯材卷轴23上进行储线，而后从芯材卷轴23解开并被引导至芯材喷嘴22。芯材卷轴23与芯材喷嘴22之间设置有对芯材11赋予规定张力的芯材张力装置24。
芯材张力装置24对芯材11赋予张力并且能够拉回芯材11。芯材张力装置24具备：壳体26，设置在架台19上；以及张力杆27，设置为在壳体26在X轴方向上的侧面上沿着该侧面延伸。
芯材卷轴23设置于壳体26的X轴方向上的侧面。壳体26的内部设置有放卷控制电机28，该放卷控制电机28使芯材卷轴23旋转并放卷芯材11。张力杆27的顶端设置有芯材引导滑轮29。芯材11从芯材卷轴23放卷并被芯材引导滑轮29引导，以插通芯材喷嘴22的方式从芯材引导滑轮29配线。
张力杆27的基端设置有沿着X轴方向延伸的旋转轴27a，张力杆27能够以旋转轴27a为中心旋转。旋转轴27a的旋转角度由作为旋转角度检测单元的电位器30进行检测，该电位器30收纳在壳体26内，并安装于旋转轴27a。电位器30的检测输出被输入到未图示的控制器中，来自控制器的控制输出与放卷控制电机28连接。
在张力杆27的旋转轴27a与芯材引导滑轮29之间的规定位置上经由安装托架27b安装有作为施力单元的弹性部件即弹簧31的一端。弹簧31在张力杆27的旋转方向上对张力杆27施力。张力杆27从弹簧31承受与旋转角度相应的弹力。弹簧31的另一端固定于移动部件32。移动部件32与张力调节螺丝33螺合，构成为能够按照张力调节螺丝33的旋转进行移动调整。也就是说，能够改变弹簧31的另一端的固定位置，能够调节被张力杆27赋予的、芯材11的张力。
未图示的控制器构成为以电位器30检测到的旋转角度成为规定角度的方式控制放卷控制电机28。因此，芯材张力装置24中，通过弹簧31经由张力杆27对芯材11赋予张力，以张力杆27的旋转角度成为规定角度的方式，使芯材卷轴23旋转，放卷规定量的芯材11。因此，芯材11的张力维持在规定値。
如图1及图2所示，芯材喷嘴22是具有能够使芯材11通过的内径的管状物。芯材喷嘴22例如是金属制，与芯材11相比较硬。线圈绕线装置20具备旋转体37，芯材喷嘴22以自由插脱的方式设置于旋转体37。旋转体37以芯材喷嘴22为中心旋转。具体而言，支柱38直立设置在架台19上，圆筒状的旋转体37以在Y轴方向上贯穿支柱38的方式设置在支柱38上。
如图4所示，管状的芯材喷嘴22具有:插通筒部22a，收纳于旋转体37；以及卷绕筒部22b，与插通筒部22a连续地设置并从旋转体37的顶端缘突出。卷绕筒部22b的外径D2形成为比由纤维的集合形成的绳状芯材11自然状态下的外径D1小，卷绕筒部22b的内径构成为，能够被因拉伸而收窄的芯材11插通。从旋转体37的顶端缘突出的卷绕筒部22b的长度L2形成为，比要得到的线圈8的卷绕线9所需的长度L1(图12)长。
芯材喷嘴22从芯材张力装置24(图2)侧插通于旋转体37。在插通筒部22a的基端安装有固定件34。固定件34通过磁力吸附于旋转体37的端部。固定件34设置有产生用于吸附的磁力的操作杆34a。
芯材喷嘴22被安装为插通于固定件34。固定件34在使芯材喷嘴22插通于旋转体37的中心轴的状态下与旋转体37的端部接触。当在固定件34与旋转体37的端部接触的状态下操作操作杆34a使磁力产生时，固定件34吸附于旋转体37的端部。由此，设置有固定件34的芯材喷嘴22固定于旋转体37。
这样，在圆筒状的旋转体37中，在旋转体37的中心轴上插通有芯材喷嘴22。旋转体37以能够以芯材喷嘴22为中心旋转的方式经由轴承39设置于支柱38。芯材喷嘴22经由固定件34安装于旋转体37，能够与旋转体37一起旋转。
如图1及图2所示，线圈绕线装置20具备芯材抽出单元50，该芯材抽出单元50对插通于芯材喷嘴22的芯材11进行把持，并将芯材11从芯材喷嘴22抽出。本实施方式中的芯材抽出单元50具备：芯材把持装置51，构成为根据流体压来开闭一对夹持片51a、51b，从而能够通过夹持片51a、51b把持芯材11；电机49，以所把持的芯材11为中心使芯材把持装置51旋转；以及芯材把持装置移动机构52，使芯材把持装置51能够与电机49一起在三轴方向上移动。
图1及图2所例示的芯材把持装置移动机构52由X轴方向伸缩致动器56、Y轴方向伸缩致动器57、以及Z轴方向伸缩致动器58的组合构成。即，伸缩致动器56～58分别具有：细长的箱形的外壳56d～58d；滚珠丝杠56b～58b，设置为在外壳56d～58d的内部在长度方向上延伸，通过伺服电机56a～58a旋转驱动；以及从动件56c～58c，与滚珠丝杠56b～58b螺合而平行移动。
在本实施方式中，芯材把持装置51安装在电机49的旋转轴49a上，以能够使芯材把持装置51在Y轴方向上移动的方式将电机49安装在Y轴方向伸缩致动器57的外壳57d上，以使芯材把持装置51能够与Y轴方向伸缩致动器57一起在Z轴方向上移动的方式，将Y轴方向伸缩致动器57的从动件57c安装在Z轴方向伸缩致动器58的从动件58c上。另外，以使芯材把持装置51能够与Y轴方向伸缩致动器57以及Z轴方向伸缩致动器58一起在X轴方向上移动的方式，将Z轴方向伸缩致动器58的外壳58d安装在X轴方向伸缩致动器56的从动件56c上。X轴方向伸缩致动器56的外壳56d被以沿着X轴方向延伸的方式固定在架台19上。
伸缩致动器56～58中的伺服电机56a～58a与未图示的控制器连接并被控制器控制。也就是说，在伸缩致动器56～58中，伺服电机56a～58a根据来自未图示的控制器的指令进行驱动时，滚珠丝杠56b～58b旋转，与滚珠丝杠56b～58b螺合的从动件56c～58c沿着外壳56d～58d的长度方向移动。通过从动件56c～58c的移动，芯材把持装置51在三轴方向上移动。
如图9所示，使一对夹持片51a、51b被打开的芯材把持装置51移动，直到从芯材喷嘴22的顶端突出的芯材11位于一对夹持片51a、51b之间，之后关闭一对夹持片51a、51b，从而芯材11被一对夹持片51a、51b所把持。另外，如图10所示，在把持有芯材11的状态下，使芯材把持装置51向远离芯材喷嘴22的方向移动，从而芯材11被从芯材喷嘴22中抽出。这样，芯材抽出单元50构成为，把持插通于芯材喷嘴22的芯材11并将芯材11从芯材喷嘴22中抽出。
如图1及图2所示，在架台19上设置有芯材夹持件53。芯材夹持件53在支柱38的附近通过夹持片53a夹持从芯材张力装置24延伸至芯材喷嘴22的芯材11，并禁止芯材11朝向芯材喷嘴22的移动。
图2中的芯材夹持件53是所谓的流体压力缸。具体而言，芯材夹持件53通过流体压使一对夹持片53a分离或接近。在使芯材11通过分离的一对夹持片53a之间的状态下使一对夹持片53a彼此接近，从而夹持芯材11。芯材夹持件53安装在流体压力缸54的出没轴54a的上端，流体压力缸54的出没轴54a竖直并且主体54b设置在架台19上。流体压力缸54使不夹持芯材11的状态下的芯材夹持件53下降。由此，芯材夹持件53移动至不妨碍芯材11的路径的位置。
如图1及图3所示，线圈绕线装置20具备线材放卷单元60，该线材放卷单元60从与芯材喷嘴22交叉的方向朝向芯材喷嘴22放卷线材12。线材放卷单元60具备：线材12所插通的线材喷嘴61；以及使线材喷嘴61在三轴方向上移动的线材喷嘴移动机构62。
线材喷嘴移动机构62构成为，使支承板66能够相对于架台19在三轴方向上移动。线材喷嘴移动机构62与上述的芯材把持装置移动机构52为相同结构。具体而言，线材喷嘴移动机构62具备：X轴方向伸缩致动器63，使支承板66在X轴方向上移动；Z轴方向伸缩致动器65，使支承板66与X轴方向伸缩致动器63一起在Z轴方向上移动；以及Y轴方向伸缩致动器64，使支承板66与X轴方向伸缩致动器63以及Z轴方向伸缩致动器65一起在Y轴方向上移动。
支承板66安装在X轴方向伸缩致动器63的外壳63d上。X轴方向伸缩致动器63的从动件63c安装在Z轴方向伸缩致动器65的从动件65c上。Z轴方向伸缩致动器65的外壳65d安装在Y轴方向伸缩致动器64的从动件64c上。Y轴方向伸缩致动器64的外壳64d以沿Y轴方向延伸的方式固定在架台19上。伸缩致动器63～65中的伺服电机63a～65a与对它们进行控制的未图示的控制器连接。伺服电机63a～65a使伸缩致动器63～65的滚珠丝杠63b～65b旋转。
线材喷嘴61固定于安装板67。支承板66以使线材喷嘴61朝向X轴方向的方式对安装板67进行支承。支承板66对与线材喷嘴61同轴设置的基端喷嘴69、以及设置在基端喷嘴69附近的线材夹持件71进行支承。线材夹持件71通过一对夹持片71a以能够打开的方式对通过基端喷嘴69并朝向线材喷嘴61的线材12进行夹持。线材夹持件71中使用有与夹持芯材11的芯材夹持件53相同结构流体压力缸，因此省略线材夹持件71的详细说明。
与芯材11同样地，线材12卷绕在线材卷轴74上进行储线。从线材卷轴74解开而放卷的线材12依次插通基端喷嘴69和线材喷嘴61。线圈绕线装置20具备对从线材卷轴74解开的线材12赋予规定张力的线材张力装置75。
本实施方式中的线材张力装置75的结构与对芯材11赋予规定张力的芯材张力装置24(参照图2)的结构大致相同。即线材张力装置75具备设置于架台19的壳体76、以及在壳体76的Y轴方向的侧面沿该侧面延伸设置的张力杆77。线材卷轴74设置在壳体76的侧面。在壳体76的内部设置有使线材卷轴74旋转的放卷控制电机78。在张力杆77的顶端设置有线材引导滑轮79。在张力杆77的基端设置有旋转轴77a，对旋转轴77a的旋转角度进行检测的电位器80设置在壳体76内。
如图3所示，在张力杆77上经由安装托架77b安装有弹簧81的一端。弹簧81的另一端固定于移动部件82。移动部件82与张力调节螺丝83螺合，构成为能够按照张力调节螺丝83的旋转来移动调整。
也就是说，线材张力装置75中，通过弹簧81经由张力杆77对线材12赋予张力。另外，以张力杆77形成规定角度的方式，即以由电位器80检测到的旋转角度成为规定角度的方式控制放卷控制电机78而使线材卷轴74旋转，通过放卷规定量的线材12，从而线材12的张力维持在规定值。
如图1所示，芯材喷嘴22所插通的旋转体37设置有对从线材放卷单元60放卷的线材12进行把持的线材把持件90。如图4及图5所示，线材把持件90具备形成于旋转体37的载置部37a、以及与载置部37a一起对线材12进行把持的夹持片91。
具体而言，旋转体37的顶端的一部分形成为，中央最突出的顶尖状，芯材喷嘴22的卷绕筒部22b从旋转体37的端面突出。旋转体37的顶端的另一部分形成为，将圆锥形在线材12的放卷方向、即与旋转体37的中心轴正交的方向上笔直地开口。如图7所示，用于载置从线材喷嘴61笔直地延伸的线材12的载置部37a通过开口而形成。
如图4及图5所示，旋转体37的顶端部还形成有，用于形成与载置部37a正交并与芯材喷嘴22平行的纵壁37b的开口。纵壁37b上枢轴支承有与载置部37a一起夹持线材12的夹持片91。夹持片91是形成为大致V字形的板材。夹持片91的大致中央被枢轴支承。夹持片91的顶端部91a是与载置部37a一起夹住线材12的部分。夹持片91的基端部91b与旋转体37之间设置有作为以将顶端部91a推压向载置部37a的方式施力的施力部件的弹簧92。弹簧92具体为线圈弹簧。
夹持片91的基端部91b枢轴支承有辊93。在旋转体37的周围与旋转体37同轴地设置有能够与辊93抵接的圆环状的板部件94。如图5所示，支承旋转体37的支柱38上安装有以能够在Y轴方向上移动的方式对板部件94进行支承的一对流体压力缸96。一对流体压力缸96在X轴方向上彼此隔开间隔地配置，在一对流体压力缸96之间设置有支柱38。流体压力缸96的主体部96b以使流体压力缸96的出没轴96a朝向Y轴方向的方式安装在支柱38上。出没轴96a的突出端安装有板部件94。
当分别使流体压力缸96的出没轴96a没入主体部96b而使板部件94接近支柱38时，板部件94与辊93接触。如图6所示，当进一步使板部件94移动时，板部件94对抗弹簧92的作用力而推压辊93，使辊93接近旋转体37。其结果，夹持片91旋转，顶端部91a从载置部37a分离。该状态下，线材12能够进入顶端部91a与载置部37a之间，另外，线材12能够从顶端部91a与载置部37a之间脱离。
使流体压力缸96的出没轴96a从主体部96b突出时，板部件94以从支柱38分离的方式移动，与辊93分离。如图4所示，通过弹簧92的作用力，夹持片91的顶端部91a被推压于载置部37a上。当顶端部91a在线材12配置于顶端部91a与载置部37a之间配置有的状态下被推压于载置部37a上时，线材12被夹持片91的顶端部91a与载置部37a夹持。这样，包含夹持片91的线材把持件90构成为，能够通过板部件94的移动把持线材12或解除该把持。
如图1及图2所示，旋转体37从支柱38朝向芯材张力装置24突出。在旋转体37的突出端嵌接有滑轮41。在支柱38上设置有作为使旋转体37与线材把持件90一起旋转的旋转手段的电机42。电机42具有与旋转体37平行的旋转轴42a。在电机42的旋转轴42a上设置有与滑轮41不同的滑轮43。电机42也可以设置在架台19上。
在旋转体37的滑轮41与电机42的旋转轴42a的滑轮43之间挂绕有传动带44。电机42驱动时，旋转轴42a的旋转经由传动带44传递到旋转体37，从而使旋转体37旋转。
如图8所示，当作为旋转单元的电机42在线材把持件90把持有线材12的状态下使旋转体37旋转时，线材把持件90与旋转体37一起旋转。从线材喷嘴61延伸至线材把持件90的线材12被引导至从旋转体37的顶端缘突出的芯材喷嘴22、即卷绕筒部22b的周围进行卷绕。也就是说，电机42是使线材把持件90以芯材喷嘴22为中心旋转，使从线材放卷单元60放卷的线材12卷绕于芯材喷嘴22的周围的线材卷绕单元。
另外，如图3所示，支承板66除了线材夹持件71之外，还对切割装置59进行支承。切割装置59通过气体压将通过了线材喷嘴61的线材12、以及通过了芯材喷嘴22的芯材11切断。切割装置59安装在旋转缸73上，旋转缸73安装在升降缸72上，升降缸72安装在支承板66上。升降缸72根据来自未图示的控制器的指令驱动而使旋转缸73以及切割装置59升降。旋转缸73使切割装置59绕着竖直轴旋转。
切割装置59通过升降缸72下降，移动到切齿59b切断线材12和芯材11的切断位置。另外，切割装置59通过升降缸72上升，移动到远离线材12和芯材11的待机位置。切割装置59通过旋转缸73绕着竖直轴旋转，从切齿59b夹着并切断线材12的线材切断方向切换到夹着并切断与线材12交叉的芯材11的芯材切断方向。
如图1～图3所示，在芯材喷嘴22的放卷侧端部的下方设置有接收件99。接收件99接收使线材12呈螺旋状地卷绕于芯材11而形成的线圈8。接收件99安装于流体压力缸98，流体压力缸98安装于伸缩致动器97的从动件97c。伸缩致动器97的外壳97d以在X轴方向上延伸的方式安装于架台19。
流体压力缸98的主体98b以使流体压力缸98的出没轴98a朝上的方式安装于伸缩致动器97的从动件97c。在流体压力缸98的出没轴98a的上端安装有接收件99。在接收件99的上部以与芯材11的放卷方向平行的方式形成有能够收纳线圈8(图12)的凹槽99a。在凹槽99a收容有线圈8的状态下，通过流体压力缸98使接收件99下降，并进一步通过伸缩致动器97使接收件99沿X轴方向移动，从而能够将所得到的线圈8取出到外部。
接下来，对本发明的线圈绕线方法进行说明。
本发明的线圈绕线方法中，线材12呈螺旋状卷绕于绳状芯材11的周围。线圈绕线方法的特征在于，具有：绕线工序，使线材12呈螺旋状地卷绕于芯材11所插通的圆筒状的芯材喷嘴22的外周；以及转移工序，一边从芯材喷嘴22抽出芯材11，一边从芯材喷嘴22取出通过使线材12卷绕于芯材喷嘴22的外周而形成的卷绕线9并使该卷绕线9在芯材的周围错开。
线圈绕线方法通过上述线圈绕线装置20实施。具体说明线圈绕线方法的步骤。在绕线工序之前进行准备工序。在准备工序中，首先，将芯材11和线材12安装于线圈绕线装置20。如图2所示，准备卷绕在芯材卷轴23上进行储线的芯材11，在芯材张力装置24的壳体26的侧面以放卷控制电机28能够使芯材卷轴23旋转的方式安装芯材卷轴23。将从芯材卷轴23解开的芯材11引导至张力杆27的顶端的芯材引导滑轮29，并插通于芯材喷嘴22。
本实施方式中的芯材喷嘴22是具有比芯材11的自然状态下的外径D1(图4)小的内径的笔直的筒状部件。在拉伸芯材11而使外径减小的状态下使该芯材11通过芯材喷嘴22。进一步地，从芯材喷嘴22抽出所需长度的芯材11。
使芯材11插通于芯材喷嘴22的作业也可以对插通于旋转体37并通过固定件34吸附于旋转体37的状态下的芯材喷嘴22进行。也可以使芯材11插通于被从旋转体37取出的状态下的芯材喷嘴22，之后使芯材喷嘴22插通于旋转体37，经由固定件34将芯材喷嘴22安装于旋转体37。
在芯材11插通于芯材喷嘴22的状态下，将芯材11夹持在设置于架台19的芯材夹持件53上而禁止芯材11的移动。由此，即使芯材张力装置24牵拉芯材11，芯材11也不会被从芯材喷嘴22拉回。
如图3所示，准备卷绕在线材卷轴74上进行储线的线材12，在线材张力装置75的壳体76的侧面以放卷控制电机78能够使线材卷轴74旋转的方式设置线材卷轴74。将从线材卷轴74解开的线材12引导至张力杆77的顶端的线材引导滑轮79，并依次插通于基端喷嘴69及线材喷嘴61。
使从线材喷嘴61开始的线材12的突出量为超过要得到的线圈8(图12)的抽出线所需的长度的长度。从线材喷嘴61放卷超过所需长度的线材12之后，使线材12夹持在设置于支承板66的线材夹持件71上而禁止线材12的移动。由此，即使通过线材张力装置75向线材张力装置75侧牵拉线材12，线材12也不会被从线材喷嘴61拉回。
之后，开始绕线工序。在使用线圈绕线装置20的情况下，绕线工序进行以下工序：线材把持工序，通过线材把持件90把持从线材喷嘴61放卷的线材12；以及把持件旋转工序，一边使把持线材12的线材把持件90以芯材喷嘴22为中心旋转，一边使线材喷嘴61沿着芯材喷嘴22移动。
在线材把持工序中，通过线材把持件90把持线材12。如图7所示，首先，驱动作为旋转单元的电机42而使旋转体37旋转，使形成于旋转体37的顶端的载置部37a与线材12的放卷方向平行。
使设置于旋转体37的线材把持件90的流体压力缸96(图5)的出没轴96a没入主体部96b。由此，如图6所示，辊93对抗弹簧92的作用力而接近旋转体37，夹持片91的顶端部91a从载置部37a分离。
之后，通过线材喷嘴移动机构62(图1及图3)使线材喷嘴61移动。如图7所示，使从线材喷嘴61放卷的线材12载置在形成于旋转体37的顶端的载置部37a上，使线材12位于载置部37a与夹持片91的顶端部91a之间。
使线材12插通于夹持片91的顶端部91a与载置部37a之间之后，使图5所示的流体压力缸96的出没轴96a突出，使板部件94从辊93分离。由此，如图4所示，夹持片91的顶端部91a通过弹簧92的作用力被推压于载置部37a，线材12被顶端部91a与载置部37a所把持。
之后，当解除设置于支承板66的线材夹持件71(图1及图3)对线材12的夹持时，允许线材12的放卷。从线材喷嘴61放卷的线材12被线材把持件90所把持，因此，即使线材张力装置75牵拉线材12，线材12也不会被从线材喷嘴61拉回。
接下来，进行把持件旋转工序。如图8所示，在把持件旋转工序中，一边使对从线材喷嘴61放卷的线材12进行把持的线材把持件90如实线箭头那样以芯材喷嘴22为中心旋转，一边使线材喷嘴61如虚线箭头所示那样与芯材喷嘴22平行地移动。由此，线材12呈螺旋状地卷绕于芯材11所插通的圆筒状的芯材喷嘴22的外周。
如图8所示，线材把持件90设置在芯材喷嘴22于中心轴上所插通的旋转体37。因此，通过驱动作为旋转单元的电机42(图2)使旋转体37旋转所需转数，能够使线材把持件90以芯材喷嘴22为中心旋转。
线材喷嘴61通过线材喷嘴移动机构62(图1及图3)移动。当一边使线材把持件90以芯材喷嘴22为中心旋转，一边使线材喷嘴61与芯材喷嘴22平行地移动时，从线材喷嘴61依次放卷的线材12呈螺旋状地卷绕于芯材喷嘴22的卷绕筒部22b。
圆筒状的芯材喷嘴22是芯材11所插通的部件，若为金属制，则与芯材11相比较硬。因此，即使芯材11比较柔软，也能使较硬的线材12卷绕于芯材喷嘴22的周围。
在本实施方式中，芯材喷嘴22安装于旋转体37。因此，当使旋转体37旋转时，芯材喷嘴22也与设置于旋转体37的线材把持件90一起旋转。
当使芯材喷嘴22与线材把持件90一起旋转时，能够避免使线材12卷绕于芯材喷嘴22而形成的卷绕线9与芯材喷嘴22的摩擦，能够防止摩擦导致的线材12的表面损伤。
使线材12呈螺旋状地在芯材喷嘴22的卷绕筒部22b的周围卷绕规定圈数后，停止旋转体37的旋转。再次通过线材夹持件71把持线材12，禁止从线材喷嘴61再次放卷线材12。之后，解除线材把持件90对线材12的把持。该状态下，进行下一个工序即转移工序。
在转移工序中，一边从芯材喷嘴22抽出芯材11，一边从芯材喷嘴22取出通过使线材12卷绕于芯材喷嘴22的外周而形成的卷绕线9。
在本实施方式中，使把持有从芯材喷嘴22放卷的芯材11的芯材把持装置51向远离芯材喷嘴22的方向移动，从而抽出芯材11。
即，首先，在使一对夹持片51a、51b分离的状态下通过芯材把持装置移动机构52(图1及图2)使芯材把持装置51移动至与芯材喷嘴22的顶端对置的位置，使芯材11位于一对夹持片51a、51b之间。之后，如图9所示，关闭一对夹持片51a、51b，通过一对夹持片51a、51b夹持从芯材喷嘴22的顶端缘突出的芯材11。
当解除设置于架台19的芯材挟持具53(图1及图2)对芯材11的把持时，允许芯材11的放卷。通过芯材抽出单元50的芯材把持装置51对从芯材喷嘴22放卷的芯材11进行把持，从而即使芯材张力装置24牵拉芯材11，芯材11也不会被从芯材喷嘴22拉回。
之后，驱动芯材把持装置移动机构52，使把持芯材11的芯材把持装置51从芯材喷嘴22分离。由此，如图10的实线箭头所示，芯材11被从芯材喷嘴22抽出。
抽出芯材11的同时，从芯材喷嘴22取出通过使线材12呈螺旋状地卷绕于芯材喷嘴22而形成的卷绕线9。具体而言，通过线材喷嘴移动机构62(图1及图3)使对与卷绕线9连续的线材12进行放卷的线材喷嘴61与卷绕线9一起与芯材喷嘴22平行地以与芯材11的抽出相同的速度向同一方向移动，从而从芯材喷嘴22取出卷绕线9。也就是说，线材喷嘴移动机构62是从芯材喷嘴22取出通过使线材12卷绕于芯材喷嘴22的外周而形成的卷绕线9的线圈取出单元。
线材12在卷绕于芯材喷嘴22的周囲的状态下塑性变形而维持为螺旋状。当停止以芯材喷嘴22为中心的线材把持件90的旋转并且解除线材把持件90对线材12的把持时，通过使线材12呈螺旋状地卷绕而形成的卷绕线9因残存的弹性而略微向反方向恢复、松弛。其结果，在芯材喷嘴22的外周与卷绕线9之间产生空隙。
因此，通过使卷绕线9所连续的线材喷嘴61在芯材喷嘴22的长度方向上平行地移动，从而能够从芯材喷嘴22取出松弛的卷绕线9，并使其在抽出的芯材11的周围错开。
如图11所示，从芯材喷嘴22取出卷绕线9并且抽出所需长度的芯材11。之后，通过设置于芯材喷嘴22的近旁的芯材夹持件53(图1及图2)来把持芯材11。由此，禁止之后芯材11的放卷。在该状态下，解除芯材抽出单元50的芯材把持装置51对芯材11的把持。其结果，拉伸芯材11的力消除。
通过使线材12卷绕于卷绕筒部22b而形成的卷绕线9的内径比芯材喷嘴22的内径大。因此，当使通过使线材12卷绕于外周而形成的卷绕线9在从芯材喷嘴22抽出芯材11的周围错开的状态下拉伸芯材11的力消除时，芯材11成为自然状态，芯材11的外径扩大。因此，芯材11不会成为过度绞紧的状态。
这里，卷绕有线材12的芯材喷嘴22的卷绕筒部22b的外径D2比芯材11的自然状态下的外径D1小。因此，通过使线材12卷绕于卷绕筒部22b而形成的卷绕线9的内径比芯材11的自然状态下的外径D1小。
因此，通过使线材12卷绕于芯材喷嘴22而形成的卷绕线9适度紧贴于外径扩大的芯材11的外周面。因此，成为线材12以相同的内径呈螺旋状地卷绕于芯材11的周围的状态。由此，在本实施方式中，能够将较硬的线材12呈螺旋状地卷绕于比较柔软的绳状芯材11的周围。
在绕线结束后，通过升降缸72使图3所示的切割装置59下降并移动至切断位置，如图11所示切断线材12。接下来通过旋转缸73改变切割装置59的方向，通过线材喷嘴移动机构62使切割装置59移动。使线材12呈螺旋状地卷绕的芯材11以规定长度切断，得到线材12呈螺旋状地卷绕于芯材11的周围的如图12所示的线圈8。
应予说明，如图11所示，在切断芯材11时，优选使接收件99位于芯材11的下方并且通过流体压力缸98使接收件99上升，使线材12呈螺旋状地卷绕于芯材11的如图12所示的线圈8收纳于接收件99的凹槽99a。
当切断芯材11时，线材12呈螺旋状地卷绕于芯材11的如图12所示的线圈8独立地支承于接收件99。通过图1～图3伸缩致动器97使接收件99从芯材喷嘴22的下方在X轴方向上移动，取出线圈8，从而结束一系列绕线作业，并开始下一个绕线作业。由此，能够连续地得到线材12呈螺旋状地卷绕于芯材11的如图12所示的线圈8。
应予说明，在上述实施方式中，对由X轴、Y轴、及Z轴方向伸缩致动器的组合而构成的芯材把持装置移动机构52及线材喷嘴移动机构62进行了说明。但芯材把持装置移动机构52及线材喷嘴移动机构62不限于此，只要芯材把持装置51及线材喷嘴61等能够相对于架台19在三轴方向上移动，也可以是其他结构。
另外，在上述实施方式中，对芯材张力装置24及线材张力装置75分别通过弹簧31、81使张力杆27、77偏斜来对芯材11及线材12赋予张力的情况进行了说明。芯材张力装置24及线材张力装置75的结构不限于该结构，也可以是其他结构。芯材张力装置24及线材张力装置75例如也可以具有使芯材卷轴23、线材卷轴74本身移动来对芯材11、线材12赋予张力的结构。
另外，在上述实施方式中，对使芯材喷嘴22嵌入设置有线材把持件90的旋转体37，将芯材喷嘴22安装于旋转体37，使芯材喷嘴22与线材把持件90一起一体地旋转的情况进行了说明。本发明中，只要能够不对线材12产生伤害地使线材12呈螺旋状地卷绕于芯材喷嘴22的周围，不必使芯材喷嘴22与线材把持件90一起旋转。也就是说，也可以在使芯材喷嘴22静止的状态下仅使线材把持件90在芯材喷嘴22的周围旋转。
另外，在上述实施方式中，固定件34通过磁力吸附于旋转体37的端部，使芯材喷嘴22固定于旋转体37。固定件34也可以构成为，使用磁力以外的力使芯材喷嘴22可脱离地安装于旋转体37。例如，固定件34也可以是使用电力的安装装置，也可以是机械式的安装装置。
另外，在上述实施方式中，线材把持件90构成为，通过形成于旋转体37的载置部37a、以及夹持片91来把持线材12，圆环状的板部件94对线材把持件90进行操作。只要能够把持从线材放卷单元60放卷的线材12，线材把持件90不限于该形态，也可以是其他形态。
另外，在上述实施方式中，芯材喷嘴22具有：收纳于旋转体37的插通筒部22a、以及与插通筒部22a连续并从旋转体37的顶端缘突出的卷绕筒部22b。只要线材12呈螺旋状卷绕的部分的外径比芯材11的自然状态下的外径D1小，芯材喷嘴22也可以形成为具有相同外径的筒状。
另外，在上述实施方式中，线圈取出单元由使线材喷嘴61在芯材11的抽出方向上移动的线材喷嘴移动机构62构成。线圈取出单元不限于此，只要能够从芯材喷嘴22取出通过使线材12呈螺旋状地卷绕于芯材喷嘴22的外周而形成的卷绕线9，也可以是其他形态。例如，虽然未图示，但线圈取出单元也可以是具备直接把持卷绕线9的一部分或全部的把持单元、以及使把持单元与卷绕线9一起移动而从芯材喷嘴22取出卷绕线9的移动单元的形态。
进一步地，在上述实施方式中，对笔直地抽出芯材11的情况进行了说明。若有需要，也可以在抽出芯材11时通过电机49使把持芯材11的芯材把持装置51旋转，在扭转芯材11的同时对其进行抽出。
如上述实施方式那样，有时在卷绕线材12时使芯材喷嘴22与线材把持件90一起旋转的情况下扭转插通于芯材喷嘴22的芯材11。该情况下，若通过电机49使芯材把持装置51旋转并在向反方向扭转芯材11的同时对其进行抽出，则能够接触芯材11的扭转，能够使线材12以相同的内径呈螺旋状地卷绕于无扭转的芯材11的周围。在不需要扭转芯材11的情况下，也可以不安装电机49。
下面总结本发明的实施方式的结构、作用及效果进行说明。
线圈绕线装置具备：圆筒状的芯材喷嘴，具有比绳状芯材的自然状态下的外径小的外径且能够使被收窄的芯材插通；线材放卷单元，朝向芯材喷嘴放卷线材；线材把持件，把持从线材放卷单元放卷的线材；线材卷绕单元，使线材把持件以芯材喷嘴为中心旋转，使从线材放卷单元放卷的线材卷绕于芯材喷嘴的周围；芯材抽出单元，将芯材从芯材喷嘴抽出；以及线圈取出单元，从芯材喷嘴取出通过使线材卷绕于芯材喷嘴的外周而形成的卷绕线。
优选线圈绕线装置具备嵌入有芯材喷嘴并在顶端部偏心地设置有线材把持件的旋转体的情况下，线材卷绕单元使旋转体与线材把持件一起以芯材喷嘴为中心旋转。优选芯材喷嘴以自由插脱的方式设置于旋转体的情况下，在芯材喷嘴插入旋转体的状态下将芯材喷嘴固定于旋转体的固定件设置于芯材喷嘴。
另外，芯材抽出部可以具备：把持从芯材喷嘴放卷的芯材的芯材把持装置；以及使芯材把持装置移动的芯材把持装置移动部。优选在线材放卷部具备放卷线材的线材喷嘴的情况下，线圈取出部具备使线材喷嘴在芯材的抽出方向上移动的喷嘴移动机构。
本发明的线圈绕线方法使线材呈螺旋状地卷绕于绳状芯材的周围。
线圈绕线方法具有：绕线工序，通过使线材呈螺旋状地卷绕于插通有芯材的圆筒状的芯材喷嘴的外周来形成卷绕线；以及转移工序，一边从芯材喷嘴抽出芯材一边从芯材喷嘴取出卷绕线并使其在芯材的周围错开。
优选在所述绕线工序中，从线材喷嘴放卷线材，一边使把持从线材喷嘴放卷的线材的线材把持件以芯材喷嘴为中心旋转一边使线材喷嘴沿着芯材喷嘴移动，从而线材呈螺旋状地卷绕于芯材喷嘴的外周。还能够使芯材喷嘴与线材把持件一起旋转。
优选在转移工序中，使线材喷嘴与卷绕线一起与芯材喷嘴平行地移动，从而从芯材喷嘴取出卷绕线。优选使把持有从芯材喷嘴放卷的芯材的芯材把持装置朝向远离芯材喷嘴的方向移动，从而抽出芯材。
在本实施方式的线圈绕线装置及线圈绕线方法中，使线材卷绕于芯材喷嘴，因此通过使用硬度较高的芯材喷嘴，即使是较硬的线材也能使其卷绕。并且，通过使芯材喷嘴的外径均一，卷绕于芯材喷嘴的线材能够形成具有大致均一的内径的卷绕线。
在得到具有大致均一内径的卷绕线之后，使卷绕线在芯材周围错开，由此，即使芯材柔软，也能够得到具备由较硬线材构成且具有大致均一内径的卷绕线和放置在卷绕线内部的芯材的线圈。
抽出芯材的芯材喷嘴具有比芯材的自然状态下的外径小的外径，因此，使线材卷绕于芯材喷嘴的外周而形成的卷绕线的内径比芯材的自然状态下的外径小。当随着芯材从芯材喷嘴抽出赋予给芯材的张力消除时，芯材成为自然状态，芯材的外径扩大。因此，外径扩大的芯材的外周面适度地紧贴于在外径较小的状态下转移至芯材周围的卷绕线的内侧。由此，芯材不会过度绞紧，能够可靠地得到线材以相同的内径呈螺旋状地卷绕于芯材的周围的线圈。
以上对本发明的实施方式进行了说明，上述实施方式仅示出了本发明的适用例的一部分，不旨在将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体结构。
本申请要求基于在2019年3月25日向日本专利局提出的日本特愿2019-56010的优先权，并通过参照的方式在本说明书中引入了该申请的全部内容。

Claims (10)

1.一种线圈绕线装置，具备：
圆筒状的芯材喷嘴，具有比绳状芯材的自然状态下的外径小的外径且能够使被收窄的所述芯材插通；
线材放卷部，朝向所述芯材喷嘴放卷线材；
线材把持件，把持从所述线材放卷部放卷的所述线材；
线材卷绕部，使所述线材把持件以所述芯材喷嘴为中心旋转，使从所述线材放卷部放卷的所述线材卷绕于所述芯材喷嘴的周围；
芯材抽出部，将所述芯材从所述芯材喷嘴抽出；以及
线圈取出部，从所述芯材喷嘴取出通过使所述线材卷绕于所述芯材喷嘴的外周而形成的卷绕线。
2.如权利要求1所述的线圈绕线装置，其中，
所述线圈绕线装置还具备嵌入有所述芯材喷嘴并在顶端部偏心地设置有所述线材把持件的旋转体，
所述线材卷绕部使所述旋转体与所述线材把持件一起以所述芯材喷嘴为中心旋转。
3.如权利要求2所述的线圈绕线装置，其中，
所述芯材喷嘴以自由插脱的方式设置于所述旋转体，
在所述芯材喷嘴插入所述旋转体的状态下将所述芯材喷嘴固定于所述旋转体的固定件设置于所述芯材喷嘴。
4.如权利要求1所述的线圈绕线装置，其中，
所述芯材抽出部具备把持从所述芯材喷嘴放卷的所述芯材的芯材把持装置、以及使所述芯材把持装置移动的芯材把持装置移动部。
5.如权利要求1所述的线圈绕线装置，其中，
所述线材放卷部具备放卷所述线材的线材喷嘴，
所述线圈取出部具备使所述线材喷嘴在所述芯材的抽出方向上移动的喷嘴移动部。
6.一种线圈绕线方法，使线材呈螺旋状地卷绕于绳状芯材的周围，具有：
绕线工序，通过使所述线材呈螺旋状地卷绕于插通有所述芯材的圆筒状的芯材喷嘴的外周来形成卷绕线；以及
转移工序，一边从所述芯材喷嘴抽出所述芯材一边从所述芯材喷嘴取出所述卷绕线并使其在所述芯材的周围错开。
7.如权利要求6所述的线圈绕线方法，其中，
在所述绕线工序中，从线材喷嘴放卷所述线材，一边使把持从所述线材喷嘴放卷的所述线材的线材把持件以所述芯材喷嘴为中心旋转一边使所述线材喷嘴沿着所述芯材喷嘴移动，从而所述线材呈螺旋状地卷绕于所述芯材喷嘴的外周。
8.如权利要求7所述的线圈绕线方法，其中，
在所述绕线工序中，使所述芯材喷嘴与所述线材把持件一起旋转。
9.如权利要求7所述的线圈绕线方法，其中，
在所述转移工序中，使所述线材喷嘴与所述卷绕线一起与所述芯材喷嘴平行地移动，从而从所述芯材喷嘴取出所述卷绕线。
10.如权利要求6所述的线圈绕线方法，其中，
在所述转移工序中，使把持有从所述芯材喷嘴放卷的所述芯材的芯材把持装置朝向远离所述芯材喷嘴的方向移动，从而抽出所述芯材。
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