TWI446380B - Winding device of flat vertical coil and its winding method - Google Patents

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TWI446380B
TWI446380B TW102120664A TW102120664A TWI446380B TW I446380 B TWI446380 B TW I446380B TW 102120664 A TW102120664 A TW 102120664A TW 102120664 A TW102120664 A TW 102120664A TW I446380 B TWI446380 B TW I446380B
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Hidemitsu Honda
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Nittoku Eng
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Description

扁立式線圈之繞線裝置及其繞線方法
本發明係關於一種扁立式線圈之繞線裝置及其繞線方法。
先前以來，為提高將包覆銅線捲繞成線圈狀之情形時之繞線空間之利用效率，提出有依次彎折矩形剖面之扁平線(將扁平線沿寬度方向繞線)並進行縱向捲繞而形成扁立式線圈的扁立式線圈繞線裝置(參照JP2009-302245A)。其係藉由以軸為中心進行旋轉之支點輥及設置於支點輥之外周之彎曲機夾持送出特定長度送出之扁平線，使彎曲機繞著支點輥轉動而將扁平線彎折90度，繼而將扁平線送出特定長度，再次使彎曲機繞著支點輥轉動而將扁平線彎折90度，藉由重複進行該動作而製造扁立式線圈。
於如上所述之扁立式線圈之實際使用時，係並排形成2個扁立式線圈，將上述並排之線圈連結而使用。因此，先前分別藉由單獨之繞線而形成2個扁立式線圈，並經由連接用端子將各繞線之連結側之端部熔接。然而，近年來，要求藉由1根扁平線之扁立式捲繞而形成並排地排列之2個線圈。
作為用以達成上述要求之裝置，提出有一種連結線圈形成裝置，其具備：第1線圈繞線加工線，其具備呈角形地捲繞由扁平線構成之線圈素材之一端部而形成角筒狀之第1線圈部的第1繞線頭；第2線圈繞線加工線，其具備於線圈素材之另一端部形成角筒狀之第2線圈部並且以於同一面上與第1線圈部鄰接之狀態配設第2線圈部的第2繞線頭；及素材輸送單元，其於素材供給區域之相反側且於第1及第2線圈繞線加工線 之延長部分上，將第1線圈繞線加工線中形成之第1線圈部向第2線圈繞線加工線側搬入(參照WO2009-107633A)。
然而，於上述先前之連結線圈形成裝置中，係利用素材輸送單元將可個別地形成扁立式線圈之2個繞線加工線連結。即，其為具備2台獨立之扁立式線圈形成裝置並將該2台裝置連結之構造，該裝置之大小明顯增大。因此，於裝置設置時需要用以設置2台以上之獨立之扁立式線圈形成裝置的面積。
本發明之目的在於提供一種扁立式線圈之繞線裝置及其繞線方法，其係於具有筒狀之第1線圈部及經由連接線而與第1線圈部連結之筒狀之第2線圈部、且第1線圈部之中心軸與第2線圈部之中心軸相錯開而形成階梯狀之扁立式線圈中，可連續地形成第1及第2線圈部。
根據本發明之某態樣，提供一種扁立式線圈之繞線裝置，其具備：彎折機構，其將自線材供給源沿水平方向送出之扁平線(3)於水平面內彎折；傳送機構，其自上述線材供給源朝向上述彎折機構將上述扁平線(2)送出預先設定之長度；線圈導件，其自下方支持藉由交替地重複進行上述傳送機構對上述扁平線之送出及上述彎折機構對上述扁平線之彎折而形成且利用自身重量而下降的扁立式線圈；及線圈導件移動機構，其使上述線圈導件追隨由上述傳送機構之送出動作所引起之上述扁立式線圈之移動而移動，並且使上述線圈導件追隨與上述彎折機構之彎折動作相伴隨之上述扁立式線圈之移動而一面旋轉一面移動；上述線圈導件具有：導引柱，其與構成上述扁立式線圈之筒狀之第1線圈部之內周卡合；及導引台，其載置經由連接線而與上述第1線圈部連結且與上述第1線圈部一併構成上述扁立式線圈之筒狀之第2線圈部。
根據本發明之另一態樣，提供一種扁立式線圈之繞線方法， 其具備：第1線圈形成步驟，其係交替地重複進行扁平線自線材供給源之送出及上述扁平線之彎折而形成筒狀之第1線圈部；連接線形成步驟，其係於形成上述第1線圈部之後使自上述線材供給源送出之扁平線形成連接線；及第2線圈形成步驟，其係於形成上述連接線之後將自上述線材供給源送出之扁平線依次向同一方向彎折，而形成經由上述連接線而與上述第1線圈部連結之筒狀之第2線圈部；於上述第1線圈形成步驟中，藉由與上述第1線圈部之內周卡合且與上述第1線圈部之形成同步地移動之導引柱而支持上述第1線圈部；於上述第2線圈形成步驟中，將上述第2線圈部載置於與上述導引柱一併移動之導引台上，使上述導引台與上述第2線圈部之形成同步地移動。
1‧‧‧扁立式線圈之繞線裝置
2‧‧‧平台
3‧‧‧扁平線
4‧‧‧扁立式線圈
4a‧‧‧第1線圈部
4b‧‧‧連接線
4c‧‧‧第2線圈部
10‧‧‧彎折機構
11‧‧‧主夾具
12‧‧‧彎曲機
12a‧‧‧上下片
12b‧‧‧突出片
13、51‧‧‧縱板
14‧‧‧架板
14a‧‧‧圓筒部
15、17‧‧‧圓筒構件
15a、15b、33c‧‧‧軸承
16‧‧‧圓柱構件
18‧‧‧凸緣
19‧‧‧間隔板
20‧‧‧主夾具作動機構
21‧‧‧連結構件
22、34a、71‧‧‧框體
23、61、66‧‧‧滾輪
24‧‧‧主夾具馬達
25、73‧‧‧凸輪
27、29‧‧‧齒輪
28‧‧‧彎折馬達
30‧‧‧線圈導件移動機構
31‧‧‧線圈導件
31a、91、92‧‧‧支柱
31b、57‧‧‧台板
31c‧‧‧導引柱
31d‧‧‧導引台
31e‧‧‧腳構件
32‧‧‧線圈導件旋轉機構
33‧‧‧線圈導件承受台
33a‧‧‧下部筒體
33b‧‧‧上部筒體
34‧‧‧XY移動平台
35‧‧‧大傘齒輪
36‧‧‧線圈導件升降機構
37‧‧‧升降塊
38‧‧‧滾珠螺母
39、47a、48a、67‧‧‧滾珠螺桿
41‧‧‧伺服馬達
45‧‧‧線圈導件旋轉馬達
46‧‧‧小傘齒輪
47b‧‧‧Y軸馬達
47c‧‧‧Y軸滑塊
47d‧‧‧Y軸平台
48b‧‧‧X軸馬達
48c‧‧‧X軸滑塊
48d‧‧‧X軸平台
50‧‧‧傳送機構
52‧‧‧夾具
53、68‧‧‧驅動機構
54‧‧‧夾具作動機構
55‧‧‧導件
56‧‧‧本體部
58‧‧‧卡合片
58a‧‧‧抵接片
58b‧‧‧支持片
58c‧‧‧彈簧
58d‧‧‧按壓片
58e‧‧‧導引棒
59‧‧‧螺旋彈簧
62‧‧‧上下板
63‧‧‧凸輪滾輪
64‧‧‧夾具馬達
65‧‧‧軌道
70‧‧‧固定機構
72‧‧‧固定板
74‧‧‧馬達
80‧‧‧矯正單元
81‧‧‧線軸
82、84‧‧‧導輥
83‧‧‧橫延伸器部
85‧‧‧縱延伸器部
86‧‧‧電動馬達
90‧‧‧送出檢測單元
93‧‧‧上限感測器
94‧‧‧下限感測器
A‧‧‧特定距離
h‧‧‧高度
L‧‧‧長度
X‧‧‧軸
Y‧‧‧軸
Z‧‧‧軸
圖1係表示本發明之實施形態之繞線裝置之概略構成之立體圖。
圖2係夾具之概略剖面圖。
圖3係彎折機構之剖面構成圖。
圖4係主夾具之立體圖。
圖5係線圈導件之立體圖。
圖6係表示線圈導件移動機構之剖面構成圖。
圖7係藉由本發明之實施形態之繞線裝置而獲得之扁立式線圈之立體圖。
圖8係表示形成第1線圈部時之扁平線之最初之送出的動作圖。
圖9係表示扁平線之彎折之動作圖。
圖10係表示繼圖9後之扁平線之送出之動作圖。
圖11係表示繼圖10後之扁平線之彎折之動作圖。
圖12係表示繼圖11後之扁平線之送出之動作圖。
圖13係表示繼圖12後之扁平線之彎折之動作圖。
圖14係表示繼圖13後之扁平線之送出之動作圖。
圖15係表示繼圖14後之扁平線之彎折之動作圖。
圖16係表示於導引柱之周圍所形成之第1線圈沿導引柱下降之狀態的圖。
圖17係表示送出扁平線而形成連接線之狀態之動作圖。
圖18係表示形成第2線圈部時之扁平線之最初之彎折的動作圖。
圖19係表示繼圖18後之扁平線之送出之動作圖。
圖20係表示繼圖19後之扁平線之彎折之動作圖。
圖21係表示繼圖20後之扁平線之送出之動作圖。
圖22係表示繼圖21後之扁平線之彎折之動作圖。
圖23係表示繼圖22後之扁平線之送出之動作圖。
圖24係表示繼圖23後之扁平線之彎折之動作圖。
圖25係表示所形成之第2線圈部由導引台支持之狀態之圖。
以下，參照圖式對本發明之實施形態進行說明。
於圖7中表示利用本發明之實施形態之扁立式線圈之繞線裝置1而獲得之扁立式線圈4(以下，亦有時簡稱為「線圈4」)。扁立式線圈4具有角筒狀之第1線圈部4a、及經由連接線4b而連結於第1線圈部4a之角筒狀之第2線圈部4c，且第1線圈部4a之中心軸與第2線圈部4c之中心軸相錯開而形成階梯狀。第1及第2線圈部4a、4c係藉由交替地重複進行作為線材之扁平線3之送出及扁平線3之朝向寬度方向之彎折而獲得。於圖7中，表示扁平線3之1次彎折為90度且藉由使扁平線3之送出與朝向同一方向之彎折分別重複4次而將扁平線3捲繞1次的扁立式線圈4。
於圖1中表示繞線裝置1。繞線裝置1具備：作為線材供給 源之線軸81；作為彎折器件之彎折機構10，其藉由主夾具11與彎曲機12而保持自線軸81沿水平方向送出之扁平線3，並於水平面內將其彎折成特定之角度例如90度；作為傳送器件之傳送機構50，其自線軸81朝向彎折機構10將扁平線3送出預先設定之長度；及作為固定器件之固定機構70，其配置於傳送機構50與彎折機構10之間，夾緊由傳送機構50送出至彎折機構10之扁平線3以防止因彎折機構10之彎折動作而將扁平線3向下游側抽出。傳送機構50構成為對應於利用彎折機構10進行之繞線而逐步將扁平線3向彎折機構10送出與扁立式線圈4之各邊之尺寸相稱之特定長度。
扁立式線圈之繞線裝置1進而具備矯正單元80，該矯正單元80具備：縱延伸器部85，其自厚度方向藉由複數根導輥84交替地夾持自線軸81送出之扁平線3而於厚度方向上進行矯正；及橫延伸器部83，其自扁平線3之寬度方向藉由複數根導輥82交替地夾持扁平線3而於寬度方向上進行矯正。
線軸81設置成可藉由電動馬達86進行旋轉，於線軸81與矯正單元80之間設置有檢測扁平線3之送出之送出檢測單元90。送出檢測單元90具備自寬度方向夾隔自線軸81送出之扁平線3之一對支柱91、92、及設置於一對支柱91、92且檢測扁平線3之彎曲之上限及下限感測器93、94。若上限感測器93檢測到扁平線3之彎曲量減少，則電動馬達86使線軸81旋轉而送出扁平線3。若下限感測器94檢測到扁平線3之彎曲量增加，則電動馬達86使線軸81之旋轉停止而停止扁平線3之新送出。彎折機構10、傳送機構50、固定機構70及矯正單元80安裝於作為基台之平台2，送出檢測單元90與平台2鄰接地設置。
扁平線3係自線軸81經由矯正單元80、傳送機構50、固定機構70而被送出至彎折機構10，藉由彎折機構10而繞線成扁立式線圈4。以下，將沿著自線軸81朝向彎折機構10之扁平線3之方向設為Y軸方向， 將與扁平線3成直角之平面方向設為X軸方向，並將與該等正交之上下方向設為Z軸方向而進行說明。
<傳送機構50>
傳送機構50具備：複數個導件55，其配置於下端固定於平台2之側面之縱板51且沿著Y軸方向延伸；夾具52，其可沿著導件55往返移動且於朝向彎折機構10前進移動時自厚度方向卡合於扁平線3；驅動機構53，其使夾具52往返移動；及作為夾具作動器件之夾具作動機構54，其於利用驅動機構53使夾具52前進移動時使夾具52對扁平線3進行卡合作動，且於夾具52之後退移動時將夾具52對扁平線3之卡合作動解除。
夾具52構成為可自上下方向夾持扁平線3且可由複數個導件55導引而沿Y軸方向往返移動。如圖2所示，夾具52具備沿著導件55於Y軸方向上往返移動之筒狀之本體部56、及設置於本體部56之下方且於上表面載置扁平線3之台板57。於本體部56，可於上下方向上移動地插入有卡合片58。卡合片58具備直接接觸於載置在台板57上之扁平線3之上表面之抵接片58a、設置於抵接片58a之上部之支持片58b、經由彈簧58c而可於上下方向上移動地配置於支持片58b之上部之按壓片58d、及防止支持片58b與按壓片58d之中心之偏移之導引棒58e。
於按壓片58d支持有滾輪61，且滾輪61係其一部分自本體部56之上表面突出而配置。於抵接片58a與台板57之間介裝有將卡合片58向上方推之螺旋彈簧59。於圖2中，表示藉由螺旋彈簧59將卡合片58向上方推而使卡合片58與扁平線3分離，將夾具52對扁平線3之約束解除的狀態。若藉由夾具作動機構54將滾輪61向下方壓入，則按壓片58d下降，經由彈簧58c向下方對支持片58b及抵接片58a施力。藉此，扁平線3被夾壓並保持於抵接片58a與台板57之間。如此般，夾具52保持扁平線3。
如圖1所示，夾具作動機構54具備可升降地配置於縱板51 之上下板62、藉由凸輪滾輪63使上下板62下降之夾具馬達64、及向上方對上下板62施力而使上下板62始終接觸於凸輪滾輪63之彈簧(未圖示)。上下板62具備沿Y軸方向延伸設置且於下降時卡合於夾具52之滾輪61(圖2)而將滾輪61向下方壓入之軌道65、及接觸於凸輪滾輪63而設置之滾輪66。夾具作動機構54係於夾具52前進移動時，藉由夾具馬達64經由凸輪滾輪63使上下板62下降，藉由軌道65將夾具52之滾輪61(圖2)下壓而利用夾具52保持扁平線3。另一方面，於夾具52後退移動時，藉由夾具馬達64經由凸輪滾輪63使上下板62上升，使軌道65自夾具52之滾輪61(圖2)離開而將夾具52對扁平線3之保持解除。
驅動機構53具備沿Y軸方向延伸設置於縱板51且螺合於夾具52之本體部56之滾珠螺桿67、及旋轉驅動滾珠螺桿67之驅動馬達68。驅動機構53係於送出扁平線3之情形時，藉由滾珠螺桿67使保持有扁平線3之夾具52自初始位置朝向彎折機構10前進與扁立式線圈4之各邊之尺寸相稱之特定長度。另一方面，於利用彎折機構10之彎折動作時與彎折動作連動之固定機構70作動時，使已解除扁平線3之保持之夾具52後退至初始位置。如此般，於利用驅動機構53使夾具52前進作動時送出扁平線3，於夾具52之後退作動時僅夾具52後退。
關於夾具作動機構54，對藉由利用夾具馬達64而作動之凸輪滾輪63使上下板62升降者進行了說明。然而，此為一例，亦可藉由氣缸等使上下板62升降，又，亦可為利用其他方法使上下板升降者。又，傳送機構50只要能夠自線軸81朝向彎折機構10將扁平線3送出預先設定之長度，則可為任意構成者。例如，亦可為藉由驅動馬達等驅動與扁平線3之上下表面之各者接觸之一對輥而送出扁平線3者。
<固定機構70>
固定機構70係防止於利用彎折機構10將扁平線3彎折時扁平線3因彎 曲之力而被抽出。固定機構70具備配置於縱板51且自下方支撐扁平線3之框體71、可升降地配置於框體71內之固定板72、使固定板72下降之凸輪73、及使凸輪73旋轉之馬達74。於藉由彎折機構10使扁平線3彎曲90度之情形時，於扁平線3之繞線方向上作用較大之拉力，若藉由該力而將扁平線3沿繞線方向抽出，則扁立式線圈4之各邊之長度會產生偏差，導致線圈形狀紊亂。固定機構70係於利用彎折機構10將扁平線3彎折90度時，藉由馬達74經由凸輪73使固定板72下降而將扁平線3夾壓於固定板72與框體71之間，使得扁平線3不會沿繞線方向被抽出。
<彎折機構10>
彎折機構10設置於下端固定於平台2之側面之縱板13。於縱板13，與平台2上空出間隔而設置有架板14。於架板14，懸掛地保持有主夾具11與彎曲機12。如圖3所示，於架板14設置有朝向下方之平台2突出之圓筒部14a。於圓筒部14a之內部，在軸方向移動經上下配置之2個軸承15a約束之狀態下旋轉自如地支持有構成彎曲機12之圓筒構件15。於圓筒構件15之內部，在軸方向移動經上下配置之2個軸承15b約束之狀態下支持有構成主夾具11之圓筒構件17。於圓筒構件17之中空部插通有圓柱構件16。
如圖3及圖4所示，主夾具11具備圓筒構件17、及可沿軸方向移動地收容於圓筒構件17之圓柱構件16。圓柱構件16之下端係自圓筒構件17之下端露出，且於其下端一體地形成有自下方支持扁平線3之凸緣18。利用凸緣18之上表面與圓筒構件17之下端面形成約束扁平線3之上下表面之間隙。主夾具11係將扁平線3收容於凸緣18之上表面與圓筒構件17之下端面之間隙中且將自圓筒構件17露出之圓柱構件16設為彎折時之支點構件。圓柱構件16之半徑形成為與形成於下述之線圈導件31之角部之圓弧的曲率半徑相同或略小於上述曲率半徑。
如圖3所示，圓柱構件16之上端係經由作為連結器件之連 結構件21而連結於可升降之框體22。於框體22，可旋轉地支持有滾輪23。藉由固定於架板14之主夾具馬達24而旋轉驅動之凸輪25卡合於滾輪23。連結構件21將圓柱構件16與框體22連結，從而可一體地升降。由於框體22之旋轉被阻止，故而圓柱構件16及圓筒構件17之旋轉亦被阻止。由連結構件21、框體22、滾輪23、凸輪25及主夾具馬達24構成主夾具作動機構20。
於彎折扁平線3時，使主夾具馬達24旋轉而藉由凸輪25使滾輪23上升，提拉框體22，從而經由連結構件21提拉圓柱構件16。藉此，將扁平線3夾附於凸緣18之上表面與圓筒構件17之下端面之間。該凸緣18被提拉後之位置為夾緊位置。藉由於彎折扁平線3時自上下夾附並按壓扁平線3，可防止扁平線3之彎折時之鼓出。凸緣18之上表面與圓筒構件17之下端面之間隙之間隔係藉由配置於圓筒構件17之下端部且插入間隙中之間隔板19(圖4)而設定其最小尺寸。
若使主夾具馬達24旋轉而藉由凸輪25使滾輪23下降，則框體22下降，且經由連結構件21而圓柱構件16下降。藉此，凸緣18之上表面與圓筒構件17之下端面之間隔擴大，而將主夾具11對扁平線3之約束解除。該凸緣18下降後之位置為夾緊鬆開位置。
主夾具作動機構20之上述構成為一例，只要能夠使凸緣18升降而移動至夾緊位置或夾緊鬆開位置，則主夾具作動機構20可為任意構成者。例如，亦可不使用上述凸輪機構(22~25)而藉由氣缸等使圓柱構件16及凸緣18升降，又，亦可為利用其他方法使圓柱構件16及凸緣18升降者。
於圓筒構件15之下端固定有彎曲機12。彎曲機12具備與扁平線3之由主夾具11保持之側之相反側之側面接觸之上下片12a、及自上下片12a之上下端內面朝向圓筒構件17及凸緣18突出之一對突出片 12b。於一對突出片12b之間形成有收容扁平線3之一側面之凹部。
於主夾具11側，扁平線3係藉由凸緣18之上表面與圓筒構件17之下端面之間隙而導引上下表面，藉由圓柱構件16之外周而導引側面。又，於彎曲機12側，扁平線3係藉由彎曲機12之上下片12a與突出片12b導引側面及上下表面。如此般，藉由凸緣18之上表面、圓柱構件16之外周、圓筒構件17之下端面、以及彎曲機12之上下片12a及突出片12b而形成用以導引且彎折扁平線3之扁平線3之收容部。
於圓筒構件15之上端固定有齒輪27。於齒輪27，嚙合有固定於架板14之彎折馬達28之輸出軸上所固定之齒輪29。彎折馬達28係經由嚙合之齒輪27、29使圓筒構件15自初始位置旋轉90度，將保持於收容部之扁平線3彎折90度，再次使圓筒構件15旋轉90度而返回至初始位置。
如圖1所示，繞線裝置1具備：線圈導件31，其自下方支持藉由交替地重複進行傳送機構50對扁平線3之送出及彎折機構10對扁平線3之彎折而形成且利用自身重量而下降之扁立式線圈4；及作為線圈導件移動器件之線圈導件移動機構30，其使線圈導件31移動。
<線圈導件31>
如圖5所示，線圈導件31具備水平設置於沿鉛直方向延伸之支柱31a之上端之台板31b、豎立設置於台板31b上且與角筒狀之第1線圈部4a之內周側卡合之導引柱31c、及豎立設置於台板31b上且與導引柱31c分開地配置之導引台31d。導引柱31c形成為角柱狀，且形成為與第1線圈部4a(圖7)之內周形狀大致相等之外周形狀。因此，導引柱31c之4個角部形成為圓弧狀，且角部之曲率半徑與彎折機構10之圓柱構件16之半徑相同。導引柱31c之高度h形成為與欲獲得之第1線圈部4a之長度L(圖7)大致相等或略微短於長度L。
導引台31d係以其上表面自台板31b之上表面而位於上方之 方式經由腳構件31e安裝於台板31b上。導引台31d係於其上表面載置第2線圈部4c(圖7)者。導引台31d之上表面距離台板31b之上表面之高度形成為至少與第1線圈部4a之長度相同或略高於第1線圈部4a之長度。
<線圈導件移動機構30>
如圖1所示，線圈導件移動機構30係使線圈導件31追隨由傳送機構50之傳送動作所引起之扁立式線圈4之移動而移動，並且使線圈導件31追隨伴隨著彎折機構50之彎折動作一面旋轉一面移動之扁立式線圈4而一面旋轉一面移動。又，線圈導件移動機構30使線圈導件31升降。因此，線圈導件移動機構30具備使線圈導件31繞著Z軸旋轉之線圈導件旋轉機構32(圖6)、使線圈導件31於Z軸方向上升降之線圈導件升降機構36(圖6)、及使線圈導件31於水平面內移動之XY移動平台34。線圈導件旋轉機構32與線圈導件升降機構36設置於線圈導件承受台33。XY移動平台34支持線圈導件承受台33且設置於平台2上，改變平台2上之線圈導件承受台33之位置。
如圖6所示，線圈導件旋轉機構32具備配置於線圈導件承受台33之上部且可藉由軸承33c繞著Z軸旋轉之大傘齒輪35。支柱31a係與大傘齒輪35之中心花鍵結合，設置成相對於大傘齒輪35無法相對旋轉且可於軸方向上移動。
於貫通大傘齒輪35之軸部向下方延伸且到達線圈導件承受台33之內部之支柱31a之下端，可旋轉地設置有升降塊37。於線圈導件承受台33設置有包圍支柱31a之上部筒體33b。於上部筒體33b，以可與支柱31a一併升降之方式插入有升降塊37。沿鉛直方向延伸之滾珠螺桿39之上端連結於升降塊37，螺合於滾珠螺桿39之滾珠螺母38安裝於上部筒體33b之下部。於滾珠螺母38設置有包圍較滾珠螺母38更為下方之滾珠螺桿39之下部筒體33a。滾珠螺桿39藉由伺服馬達41而進行旋轉。伺服馬達41 可上下移動地收容於下部筒體33a。若馬達41旋轉驅動滾珠螺桿39，則由於滾珠螺桿39所螺合之滾珠螺母38無法進行升降，故而設置於滾珠螺桿39之上端之升降塊37升降，從而線圈導件31經由升降塊37所支持之支柱31a而升降。升降塊37、滾珠螺母38、滾珠螺桿39及伺服馬達41構成使線圈導件31升降之線圈導件升降機構36。
線圈導件旋轉機構32具備設置於線圈導件承受台33之上部之大傘齒輪35、可繞著Y軸(或繞著X軸)旋轉地配置於線圈導件承受台33之側面之線圈導件旋轉馬達45、及藉由線圈導件旋轉馬達45進行旋轉且與大傘齒輪35嚙合之小傘齒輪46。因此，藉由利用線圈導件旋轉馬達45使小傘齒輪46旋轉，而大傘齒輪35繞著Z軸旋轉，經由與大傘齒輪35一併旋轉之支柱31a而使線圈導件31繞著Z軸旋轉。
使線圈導件承受台33之平面位置發生變化之XY移動平台34係如圖1所示，具備固定於平台2上之框體34a、貫通框體34a而配置於Y軸方向上之滾珠螺桿47a、旋轉驅動滾珠螺桿47a之Y軸馬達47b、藉由滾珠螺桿47a之旋轉而沿著Y軸滑塊47c於Y軸方向上移動之Y軸平台47d、沿X軸方向配置於Y軸平台47d上之滾珠螺桿48a、旋轉驅動滾珠螺桿48a之X軸馬達48b、及藉由滾珠螺桿48a之旋轉而沿著X軸滑塊48c於X軸方向上移動之X軸平台48d。於X軸平台48d上固定有線圈導件承受台33。
藉由線圈導件旋轉機構32、線圈導件升降機構36及XY移動平台34，線圈導件31構成為可於3軸方向上移動且可進行旋轉。
其次，對使用繞線裝置1之扁立式線圈4之繞線方法進行說明。
本實施形態之扁立式線圈4之繞線方法具有：第1線圈形成步驟，其係交替地重複進行扁平線3自線軸81之送出及扁平線3之彎折而 形成角筒狀之第1線圈部4a；連接線形成步驟，其係於形成第1線圈部4a之後使自線軸81送出之扁平線3形成連接線4b；及第2線圈形成步驟，其係於形成連接線4b之後將自線軸81送出之扁平線3依次向同一方向彎折，而形成經由連接線4b而連結於第1線圈部4a之角筒狀之第2線圈部4c。以下，對各步驟進行詳細說明。
<第1線圈形成步驟>
於第1線圈形成步驟中，交替地重複進行扁平線3自線軸81之送出及扁平線3之彎折而形成角筒狀之第1線圈部4a(圖7)。若對具體之順序進行說明，則如圖1所示，自線軸81抽出扁平線3，使其經過縱方向及橫方向之延伸器85、83、傳送機構50之本體部56與台板57之間並通過固定機構70之框體71，而導引至彎折機構10。
如圖3所示，於彎折機構10中，使由主夾具11之凸緣18之上表面、圓柱構件16之外周、圓筒構件17之下端面以及彎曲機12之上下片12a及突出片12b構成之扁平線3之收容部之開口方向朝向Y軸方向。繼而，使主夾具11之凸緣18下降而設為將扁平線3之收容部打開之夾緊鬆開狀態。於該狀態下，將扁平線3之前端插入於凸緣18與圓筒構件17之間隙，並且自外側藉由彎曲機12使扁平線3定位，而將扁平線3之前端收容於收容部。
返回至圖1，使傳送機構50之夾具馬達64旋轉而使凸輪63之凸部抵接於上下板62之滾輪66，使上下板62下降。若上下板62下降，則軌道65抵接於夾具52之滾輪61(圖2)而滾輪61下降。藉此，利用卡合片58與台板57夾緊扁平線3。繼而，藉由驅動馬達68旋轉驅動滾珠螺桿67，使由本體部56與台板57構成之夾具52前進移動，將扁平線3送出特定長度。藉此，如圖8之實線箭頭所示，進行扁平線3之最初之送出，扁平線3藉由最初之送出而自彎折機構10之收容部進一步向前端側突出。
其次，進行送出之扁平線3之彎折。於彎折時，首先，使圖1所示之固定機構70之馬達74作動而使固定板72下降，夾緊扁平線3。與此同時，使傳送機構50之夾具馬達64旋轉，使凸輪63之凹部抵接於上下板62之滾輪66而使上下板62上升。若上下板62上升，則軌道65自夾具52之滾輪61離開，將對於卡合片58之按壓力解除而將扁平線3之夾緊鬆開。繼而，藉由驅動馬達68旋轉驅動滾珠螺桿67，使夾具52後退移動而恢復至初始位置。於夾具52後退移動時，扁平線3維持停止之狀態。如此般進行接下來之送出之準備。
於第1線圈形成步驟中，依次形成之第1線圈部4a係由卡合於第1線圈部4a之內周且與第1線圈部4a一併移動之導引柱31c支持。於彎折扁平線3時，藉由XY移動平台34使線圈導件31移動且藉由線圈導件旋轉機構32使其旋轉，如圖8所示，使導引柱31c以其側面於XY平面上接觸於自收容部突出之扁平線3之方式定位(扁平線3與導引柱31c於Z軸方向上分開)。又，使導引柱31c以角部與圓柱構件16於Y軸方向上分開特定距離A之方式定位。特定距離A係根據扁平線3於圓柱構件16(線圈導件31之圓弧狀之角部)捲曲之(扁平線3之中央部之)長度尺寸而設定。因此，該長度尺寸係根據於圓柱構件16之表面捲曲之長度及扁平線3之寬度尺寸而設定。
於該狀態下，使彎折機構10之主夾具11之凸緣18上升，使扁平線3之收容部於上下方向上變窄而設為夾緊狀態(圖3)。繼而，如圖9之實線箭頭所示，使彎折馬達28旋轉而使圓筒構件15旋轉90度，使彎曲機12繞著圓柱構件16(旋轉被阻止之主夾具11)旋轉90度，而將扁平線3彎折90度。
與此同步地，藉由線圈導件旋轉馬達45使線圈導件31同樣地繞著Z軸旋轉，並且藉由XY移動平台34使線圈導件31之中心以相對於 圓柱構件16捲曲90度之軌跡(漸開線曲線)於XY方向上移動。如此般，使線圈導件31如圖9之虛線箭頭所示般一面旋轉一面移動，且使其以於XY平面上彎折至導引柱31c之側面之扁平線3自XY平面上觀察時大致保持抵接狀態之方式移動。
於扁平線3之90度彎折時，欲藉由與彎曲機12之摩擦力抽出扁平線3之張力施加於扁平線3，但由於藉由固定機構70保持扁平線3，故於彎折扁平線3時不會被抽出，而線圈形狀不會變得不穩定。又，於扁平線3之90度彎折時，於彎曲之內周側扁平線3收縮，因此，若不有力地按壓則會鼓出。然而，驅動主夾具作動機構20而使主夾具11為夾緊位置，自上下方向對扁平線3施加按壓力，而防止扁平線3超過特定尺寸地鼓出。
繼而，使主夾具作動機構20作動而使主夾具11之凸緣18下降，於上下方向上擴大扁平線3之收容部而設為夾緊鬆開狀態。繼而，如圖9之一點鏈線箭頭所示，藉由彎折馬達28使圓筒構件15反轉90度，使彎曲機12繞著圓柱構件16旋轉90度，而返回至原先之位置。藉此，扁平線3之彎折完畢。
繼而，進行用以形成第1線圈部4a之接下來之扁平線3之送出。如圖1所示，使固定機構70之馬達74作動而使固定板72上升，將扁平線3之夾緊解除。繼而，使傳送機構50之夾具馬達64旋轉，使凸輪63之凸部抵接於滾輪66而使上下板62下降，使軌道65抵接於滾輪61而使滾輪61下降，利用卡合片58與台板57固定夾緊扁平線3。繼而，藉由驅動馬達68旋轉驅動滾珠螺桿67，使夾具52前進移動，將扁平線3送出特定長度。繼而，使固定機構70之馬達74作動而使固定板72下降，夾緊扁平線3，並且如上所述，於將扁平線3鬆開之狀態下使傳送機構50恢復至初始狀態。
送出之扁平線3係如圖10所示，自收容部進一步向前端側 如實線箭頭所示般突出特定長度。該特定長度成為將扁立式線圈4中之第1線圈部4a之直線部之長度及彎曲90度時之線圈長度(捲繞於圓柱構件16次之上述特定距離A)相加所得者。與扁平線3之送出同步地，線圈導件31亦如虛線箭頭所示般沿Y軸方向移動，以保持導引柱31c與扁平線3之側面大致接觸之狀態。
繼而，再次進行扁平線3之彎折。藉由主夾具作動機構20使主夾具11為夾緊狀如實線箭頭所示般旋轉態而自上下方向夾壓新送出之扁平線3，如圖11所示，使彎曲機12捲繞於圓柱構件16次而彎折扁平線3。與該彎折同時地，線圈導件移動機構30係使線圈導件31以Z軸為中心旋轉，並且使線圈導件31於XY方向上移動。如此般，使線圈導件31如圖11之虛線箭頭所示般一面旋轉一面移動，且使其以於XY平面上扁平線3與其導引柱31c之側面大致保持抵接狀態之方式移動。
接下來，使主夾具作動機構20作動而使主夾具11之凸緣18下降，於上下方向上擴大扁平線3之收容部而設為夾緊鬆開狀態，藉由彎折馬達28使圓筒構件15如圖11之一點鏈線箭頭所示般反轉90度，使彎曲機12繞著圓柱構件16旋轉90度，而返回至原先之位置。藉此，再次進行之彎折動作結束。
接著，交替地重複進行扁平線3之送出及送出之扁平線3之彎折。於獲得方形狀之第1線圈部4a之本實施形態中，必需將扁平線3之送出及彎折分別重複4次。自圖8起直至圖11為止，扁平線3之送出及彎折分別重複2次，藉此，如圖11所示，形成第1線圈部4a之長邊與短邊。因此，為獲得方形狀之第1線圈部4a，之後必需將扁平線3之送出及彎折進一步重複2次。
即，如圖11所示，形成第1線圈部4a之長邊與短邊之後，如圖12所示，進一步進行用以形成第1線圈部4a之長邊之扁平線3之送出。 其後，如圖13所示，進行上述所送出之扁平線3之彎折，藉此，形成第1線圈部4a之長邊。其後，進而如圖14所示，進一步進行用以形成第1線圈部4a之短邊之送出。其後，如圖15所示，進一步進行彎折。藉由重複如上所述之4次送出及彎折而形成扁平線3繞一周之第1線圈部4a。
藉由進一步交替地重複扁平線3之送出與彎折，依次形成經複數次捲繞之由扁平線3構成之第1線圈部4a。如圖16所示，依次形成之第1線圈部4a利用自身重量向下方移動而下降至與扁平線3之送出及彎折同時地移動之線圈導件31之導引柱31c之周圍，且內周由導引柱31c支持。導引柱31c係藉由追隨第1線圈部4a之移動及旋轉而移動，限制第1線圈部4a之偏轉，即便於高速繞線之情形時，亦防止所捲繞之第1線圈部4a於軸方向(上下方向)或徑方向(外周方向)上移動而過剩地偏轉。於獲得捲繞特定次數之由扁平線3構成之角柱狀之第1線圈部4a之階段，第1線圈形成步驟結束。
<連接線形成步驟>
於連接線形成步驟中，形成第1線圈部4a之後，自線軸81新送出扁平線3而形成連接線4b。扁平線3之送出與第1線圈形成步驟中之扁平線3之送出相同，如圖1所示，使夾具馬達64旋轉，而利用卡合片58與台板57固定夾緊扁平線3。繼而，藉由驅動馬達68旋轉驅動滾珠螺桿67，使夾具52前進移動，如圖17之實線箭頭所示，藉由將扁平線3送出特定長度而進行。送出之扁平線3被送出與所需之連接線4b之長度相等之長度。與扁平線3之傳送同步地，如一點鏈線箭頭所示，線圈導件31亦移動，由導引柱31c支持之第1線圈部4a亦與上述經傳送之扁平線3一併向同一方向移動。繼而，為了接下來之第2線圈形成步驟，而使線圈導件31之導引台31d位於成為新彎曲位置之圓柱構件16之下方。
<第2線圈形成步驟>
於第2線圈形成步驟中，形成連接線4b之後，依次向同一方向彎折自線軸81送出之扁平線3，而形成經由連接線4b而連結於第1線圈部4a之角筒狀之第2線圈部4c。扁平線3之送出及彎折與第1線圈形成步驟中之扁平線3之送出及彎折動作相同。如圖18所示，利用扁平線3之最初之彎折形成第2線圈部4c之短邊，利用其後之圖19所示之扁平線3之送出及圖20所示之扁平線3之彎折而形成第2線圈部4c之長邊。進而，利用圖21所示之扁平線3之送出及圖22所示之扁平線3之彎折而進一步形成第2線圈部4c之短邊。利用其後之圖23所示之扁平線3之送出及圖24所示之扁平線3之彎折而進一步形成第2線圈部4c之長邊。若如此般將扁平線3之送出及彎折重複4次，則形成扁平線3繞一周之第2線圈部4c。藉由進一步重複扁平線3之送出與彎折，而依次形成經由連接線4b連結於第1線圈部4a之角筒狀之第2線圈部4c。
於第2線圈形成步驟中，將依次形成之第2線圈部4c載置於與導引柱31c鄰接配置且與導引柱31c一併移動之導引台31d上，而使導引台31d與第2線圈部4c一併移動。藉由重複扁平線3之送出與彎折而獲得之第2線圈部4c利用自身重量向下方移動而載置於導引台31d上。導引台31d係如圖18~圖24之虛線箭頭所示，追隨第2線圈部4c之移動及旋轉而移動，藉此，第2線圈部4c之偏轉與由導引柱31c支持之第1線圈部4a一併被限制。
如圖25所示，於第2線圈形成步驟時，藉由重複扁平線3之送出與彎折而依次形成之第2線圈部4c向下方延伸而於軸方向上延長。因此，使載置第2線圈部4c之導引台31d隨著第2線圈部4c之形成而依次下降。該導引台31d之下降係如圖6所示，藉由如下動作而進行：驅動伺服馬達41使滾珠螺桿39旋轉，使設置有滾珠螺桿39之升降塊37下降，經由升降塊37所支持之支柱31a而使線圈導件31下降。導引台31d之下降較佳 為每當扁平線3彎折4次而捲繞1次時進行與扁平線3之厚度相等之量。藉此，即便於高速繞線之情形時，亦可防止所捲繞之第2線圈部4c與第1線圈部4a一併相對於線圈導件31於軸方向(上下方向)或徑方向(外周方向)上移動而過剩地偏轉。而且，於獲得捲繞特定次數之由扁平線3構成之角柱狀之第2線圈部4c之階段，第2線圈形成步驟結束。
本實施形態之繞線方法係藉由與第1線圈部4a一併移動之導引柱31c而支持依次形成之第1線圈部4a，且將經由連接線4b而連結於第1線圈部4a之第2線圈部4c載置於導引台31d上。因此，利用本實施形態之繞線方法而獲得之扁立式線圈4係如圖7所示，具有角筒狀之第1線圈部4a、及經由連接線4b而連結於第1線圈部4a之角筒狀之第2線圈部4c，且第1線圈部4a之中心軸與第2線圈部4c之中心軸相錯開而形成階梯狀。因此，根據本實施形態，雖為單一之傳送機構50及彎折機構10，但藉由1根扁平線3之扁立式捲繞，亦可獲得中心軸相錯開之角筒狀之第1及第2線圈部4a、4c經由連接線4b而連續地形成之扁立式線圈4。由此，於本實施形態之繞線裝置1中，其大小不會增大且繞線裝置1之設置面積亦不會增大。
以上，對本發明之實施形態進行了說明，但上述實施形態僅表示本發明之應用例之一部分，而並非旨在將本發明之技術範圍限定於上述實施形態之具體構成。
1‧‧‧扁立式線圈之繞線裝置
2‧‧‧平台
3‧‧‧扁平線
4‧‧‧扁立式線圈
10‧‧‧彎折機構
11‧‧‧主夾具
12‧‧‧彎曲機
13、51‧‧‧縱板
14‧‧‧架板
14a‧‧‧圓筒部
16‧‧‧圓柱構件
18‧‧‧凸緣
20‧‧‧主夾具作動機構
22、34a、71‧‧‧框體
66‧‧‧滾輪
24‧‧‧主夾具馬達
25、73‧‧‧凸輪
27、29‧‧‧齒輪
28‧‧‧彎折馬達
30‧‧‧線圈導件移動機構
31‧‧‧線圈導件
91、92‧‧‧支柱
33‧‧‧線圈導件承受台
34‧‧‧XY移動平台
47a、48a、67‧‧‧滾珠螺桿
47b‧‧‧Y軸馬達
47c‧‧‧Y軸滑塊
47d‧‧‧Y軸平台
48b‧‧‧X軸馬達
48c‧‧‧X軸滑塊
48d‧‧‧X軸平台
50‧‧‧傳送機構
52‧‧‧夾具
53、68‧‧‧驅動機構
54‧‧‧夾具作動機構
55‧‧‧導件
56‧‧‧本體部
62‧‧‧上下板
63‧‧‧凸輪滾輪
64‧‧‧夾具馬達
65‧‧‧軌道
70‧‧‧固定機構
72‧‧‧固定板
74‧‧‧馬達
80‧‧‧矯正單元
81‧‧‧線軸
82、84‧‧‧導輥
83‧‧‧橫拉緊器部
85‧‧‧縱拉緊器部
86‧‧‧電動馬達
90‧‧‧送出檢測單元
93‧‧‧上限感測器
94‧‧‧下限感測器
X‧‧‧軸
Y‧‧‧軸
Z‧‧‧軸

Claims (4)

  1. 一種扁立式線圈之繞線裝置，其具備：彎折機構(10)，其將自線材供給源(81)沿水平方向送出之扁平線(3)於水平面內彎折；傳送機構(50)，其自上述線材供給源(81)朝向上述彎折機構(10)將上述扁平線(3)送出預先設定之長度；線圈導件(31)，其自下方支持藉由交替地重複進行上述傳送機構(50)對上述扁平線(3)之送出及上述彎折機構(10)對上述扁平線(3)之彎折而形成且因自身重量而下降的扁立式線圈(4)；及線圈導件移動機構(30)，其追隨由上述傳送機構(50)之送出動作所引起之上述扁立式線圈(4)之移動而使上述線圈導件(31)移動，並且追隨與上述彎折機構(10)之彎折動作相伴隨之上述扁立式線圈(4)之移動而使上述線圈導件(31)一面旋轉一面移動；上述線圈導件(31)具有：導引柱(31c)，其與構成上述扁立式線圈(4)之筒狀之第1線圈部(4a)之內周卡合；及導引台(31d)，其載置經由連接線(4b)而與上述第1線圈部(4a)連結且與上述第1線圈部(4a)一併構成上述扁立式線圈(4)之筒狀之第2線圈部(4c)。
  2. 如申請專利範圍第1項之扁立式線圈之繞線裝置，其中線圈導件移動機構(30)具備使線圈導件(31)升降之線圈導件升降機構(36)。
  3. 一種扁立式線圈之繞線方法，其具備：第1線圈形成步驟，其係交替地重複進行扁平線(3)自線材供給源(81)之送出及上述扁平線(3)之彎折而形成筒狀之第1線圈部(4a)；連接線形成步驟，其係於形成上述第1線圈部(4a)之後使自上述線材 供給源(81)送出之扁平線(3)形成連接線(4b)；及第2線圈形成步驟，其係於形成上述連接線(4b)之後將自上述線材供給源(81)送出之扁平線(3)依次向同一方向彎折，而形成經由上述連接線(4b)而與上述第1線圈部(4a)連結之筒狀之第2線圈部(4c)；於上述第1線圈形成步驟中，藉由與上述第1線圈部(4a)之內周卡合且與上述第1線圈部(4a)之形成同步地移動之導引柱(31c)而支持上述第1線圈部(4a)；於上述第2線圈形成步驟中，將上述第2線圈部(4c)載置於與上述導引柱(31c)一併移動之導引台(31d)上，使上述導引台(31d)與上述第2線圈部(4c)之形成同步地移動。
  4. 如申請專利範圍第3項之扁立式線圈之繞線方法，其中於上述第2線圈形成步驟中，使上述導引台(31d)隨著上述第2線圈部(4c)之形成而依次下降。
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