TWI586452B - Coil manufacturing device - Google Patents

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TWI586452B
TWI586452B TW103112106A TW103112106A TWI586452B TW I586452 B TWI586452 B TW I586452B TW 103112106 A TW103112106 A TW 103112106A TW 103112106 A TW103112106 A TW 103112106A TW I586452 B TWI586452 B TW I586452B
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Shinji Sugimoto
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Nittoku Engineering Co Ltd
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Description

線圈製造裝置
本發明係關於一種將從嘴部送出之線材加以捲繞以製造線圈之線圈製造裝置。
以往，作為用於小型電子機器之片狀線圈，已有將線材捲繞於在兩端部具有凸緣部之芯部之本體部以作成線圈並將線材之端部固定於形成在芯部之凸緣部之電極者。JP2007-266578A中揭示一種片狀線圈製造裝置，該片狀線圈製造裝置具備從嘴部以一定張力送出線材之線材送出機、及支承芯部並與芯部一起旋轉將從嘴部送出之線材捲繞於旋轉之芯部之捲繞治具。
此線圈製造裝置，係將芯部把持於捲繞治具，使捲繞治具與芯部一起旋轉，藉由線材保持構件保持從嘴部送出之線材之前端部並使其往一方之凸緣部側移動，之後，將從嘴部送出之線材捲繞於芯部以進行繞線。繞線結束後，使嘴部往形成電極之另一方之凸緣部側移動，將捲繞完之線材往另一方之凸緣部側拉出。
使線材保持構件與嘴部之移動一起移動，使從一方之凸緣部側拉出之開始捲繞之線材之前端部往形成電極之另一方之凸緣部側移動。之後，將線材之兩端部焊接固定在形成於另一方之凸緣部之電極。在線材之端部固定在電極後，使嘴部及線材保持構件從芯部離開，藉此在電極附 近將線材拉緊並切斷。
在習知線圈製造裝置，藉由使送出線材之嘴部與保持線材之開始捲繞部分之線材保持構件移動，將線材導引至電極側或將線材拉緊並切斷。
然而，在嘴部與線材保持構件之移動，會有無法正確地處理線材之情形。因此，在將線材之兩端切斷成既定長度後，進行焊接等之處理。在JP2012-80037A揭示一種線材切斷裝置，該線材切斷裝置藉由電動或流體壓使剪鉗裝置移動，將線材夾入剪鉗裝置之一對切斷齒之間，藉此將線材切斷。
然而，JP2012-80037A所揭示之線材切斷裝置，為了使剪鉗裝置移動需要較大之三軸移動機構。因此，會有裝置整體變大之虞。
尤其是近年來，製造開始捲繞與捲繞完之線材皆成為外周之所謂α繞線線圈之情形，有線圈之開始捲繞及捲繞完之線材之長度變較短之傾向。亦即，必須要在離線圈較近之部位將線材切斷。為了在離線圈較近之部位將線材切斷，必須藉由三軸移動機構使剪鉗裝置移動至線圈附近。此時，為了避免線圈與剪鉗裝置之接觸，三軸移動機構進行之移動複雜化，會有線材之處理花費較多時間之虞。
本發明之目的在於使能將線圈之開始捲繞或捲繞完之線材以既定長度立刻切斷之線圈製造裝置變小。
根據本發明之某形態，線圈製造裝置，具備送出線材之嘴部、及使從該嘴部送出之該線材旋轉並加以捲繞之捲繞治具，其特徵在於， 具備：圓筒狀之內切刀筒，該線材可插通之第一狹縫往軸方向延伸形成，與該捲繞治具同軸設置且與該捲繞治具一起旋轉；以及無法旋轉之外切刀筒，該線材可插通之第二狹縫往軸方向延伸形成，設成與該內切刀筒之外側疊合。
10‧‧‧線圈製造裝置
11‧‧‧芯部
11a,11b‧‧‧凸緣部
11c‧‧‧本體部
11d,11e‧‧‧電極
12‧‧‧線材
13‧‧‧台座
14‧‧‧支柱
16‧‧‧基台
16a‧‧‧軸承
17‧‧‧α繞線線圈
17a,17b‧‧‧線圈
20‧‧‧捲繞治具
21‧‧‧夾頭
21a‧‧‧固定側把持構件
21b‧‧‧可動側把持構件
21c‧‧‧缺口部
21d‧‧‧螺旋彈簧
22‧‧‧轉軸
23‧‧‧馬達
24a‧‧‧第一滑輪
24b‧‧‧第二滑輪
24c‧‧‧帶體
26‧‧‧操作桿
26a‧‧‧操作體
27‧‧‧致動器
27a‧‧‧桿件
31‧‧‧嘴部
31a‧‧‧送出孔
32‧‧‧旋轉機構
32a‧‧‧第三滑輪
32b‧‧‧第四滑輪
32c‧‧‧帶體
33‧‧‧嘴部移動機構
33a‧‧‧L型角
33b‧‧‧支柱
34,35,36‧‧‧伸縮致動器
34a,35a,36a‧‧‧伺服馬達
34b,35b,36b‧‧‧滾珠螺桿
34c,35c,36c‧‧‧從動件
34d,35d,36d‧‧‧外殼
38‧‧‧支承板
39‧‧‧旋轉構件
39a‧‧‧插通孔
40‧‧‧安裝構件
41a,41b,41c‧‧‧滑輪
42‧‧‧張力裝置
43‧‧‧安裝腳
44‧‧‧盒體
45‧‧‧筒體
46‧‧‧張力桿
46a‧‧‧線材導件
46b‧‧‧旋動軸
46c‧‧‧托架
47‧‧‧送出控制馬達
48‧‧‧電位計
49‧‧‧彈簧
50‧‧‧移動構件
51‧‧‧張力調節螺桿
51a‧‧‧公螺桿
52‧‧‧蓄線機構
53‧‧‧蓄線夾持裝置
53a,53b‧‧‧挾持片
54‧‧‧蓄線移動機構
55,57‧‧‧伸縮致動器
55a,56a‧‧‧伺服馬達
55b‧‧‧滾珠螺桿
55c,56c,57c‧‧‧從動件
55d,56d,57d‧‧‧外殼
58‧‧‧移動板
59‧‧‧軌道
60‧‧‧螺旋彈簧
61‧‧‧移動構件
62‧‧‧張力調節螺桿
62a‧‧‧公螺桿
63‧‧‧端部把持機構
64‧‧‧端部夾持裝置
64a,64b‧‧‧挾持片
65‧‧‧移動機構
65a‧‧‧角構件
66,67,68‧‧‧伸縮致動器
66a,67a,68a‧‧‧伺服馬達
67b,68b‧‧‧滾珠螺桿
66c,67c,68c‧‧‧從動件
66d,67d,68d‧‧‧外殼
71‧‧‧內切刀筒
71a‧‧‧小徑筒部
71b‧‧‧大徑筒部
71c‧‧‧螺桿
71d‧‧‧狹縫
76‧‧‧外切刀筒
76a‧‧‧筒狀本體部
76b‧‧‧凸緣部
76d‧‧‧狹縫
76e‧‧‧輔助狹縫
80‧‧‧電熱鐵
81‧‧‧安裝板
81a‧‧‧貫通孔
82‧‧‧軌道
83‧‧‧可動台
84‧‧‧汽缸
84a‧‧‧桿件
86‧‧‧抵接片
87‧‧‧汽缸
87a‧‧‧桿件
88‧‧‧端子板
88a‧‧‧絕緣體
89‧‧‧電導板
90‧‧‧引線
圖1係顯示本發明實施形態之線圈製造裝置之前視圖。
圖2係圖1之線圈製造裝置之側視圖。
圖3係圖1之III部位之放大圖。
圖4係圖2之IV部位之放大圖。
圖5係顯示捲繞治具之圖1之V-V線剖面圖。
圖6係顯示蓄線機構之圖1之VI-VI線剖面圖。
圖7係顯示接合手段之圖2之VII部位之放大圖。
圖8係顯示接合手段之從VIII方向觀察圖7之圖。
圖9係顯示接合手段之從IX方向觀察圖7之圖。
圖10係顯示捲繞有α線圈之狀態之立體圖。
圖11係顯示將開始捲繞之線材切斷之狀態之與圖10對應之立體圖。
圖12係顯示將捲繞完之線材切斷之狀態之與圖10對應之立體圖。
圖13係顯示將切斷後之開始捲繞之線材旋繞並與夾持裝置對向之狀態之與圖10對應之立體圖。
圖14係顯示將切斷後之開始捲繞之線材接合於電極之狀態之立體圖。
參照圖式說明本發明實施形態之線圈製造裝置。
圖1及圖2係顯示線圈製造裝置10。此處，設定彼此正交之X、Y、Z之三軸，設X軸往水平前後方向延伸、Y軸往水平橫方向延伸、Z軸往垂直方向延伸。
線圈製造裝置10具備使線材12旋轉並加以捲繞之捲繞治具20。如圖5所示，捲繞治具20具備把持芯部11之夾頭21、及夾頭21設在前端之轉軸22。線材12係捲繞在夾頭21把持之芯部11。
如圖5所示，芯部11在本體部11c之兩端部形成有矩形之凸緣部11a,11b。在一方之凸緣部11a之對向二邊形成有電極11d,11e(圖14)，在另一方之凸緣部11b未形成電極。夾頭21從兩側把持一方之凸緣部11a之未形成電極之對向邊。
線圈製造裝置10具有水平之台座13，在台座13透過支柱14水平地設有基台16。
如圖5所示，轉軸22為往鉛錘方向延伸之圓筒狀構件，在上方設有夾頭21。轉軸22透過軸承16a樞支在基台16。
設在轉軸22之上部之夾頭21具有固定在轉軸22之上端之固定側把持構件21a、及中央樞支在固定側把持構件21a之大致中央之可動側把持構件21b。
固定側把持構件21a與可動側把持構件21b係形成為在樞支之大致中央交叉。在固定側把持構件21a之上緣形成芯部11之一方之凸緣部11a能以水平狀態載置之缺口部21c。可動側把持構件21b之上部係形成為可將載置在固定側把持構件21a之一方之凸緣部11a與固定側把持構件 21a一起挾持之形狀。
在樞支點下方之固定側把持構件21a與可動側把持構件21b之間安裝有以縮小該等之間隔之方式彈壓之線圈彈簧21d。亦即，樞支點上方之固定側把持構件21a與可動側把持構件21b之間隔係藉由線圈彈簧21d之彈壓力縮小。因此，載置在缺口部21c之一方之凸緣部11a係藉由線圈彈簧21d之彈壓力把持。
線圈製造裝置10具備使轉軸22與夾頭21把持之芯部11一起旋轉之旋轉機構。旋轉機構係安裝在台座13之馬達23，在旋轉軸設有第一滑輪24a。
如圖5所示，在往基台16下方突出之轉軸22安裝有第二滑輪24b。
在第一滑輪24a與第二滑輪24b之間懸掛有帶體24c。驅動馬達23後，轉軸22透過第一滑輪24a、帶體24c、及第二滑輪24b與芯部11一起旋轉。
如圖5所示，操作桿26可上下動地插通轉軸22之中心軸。在操作桿26之上端、亦即較轉軸22之上緣更往上方突出之操作桿26之上部安裝有朝向上方縮徑之圓錐梯形之操作體26a。可動側把持構件21b下端之固定側把持構件21a側之部分接觸操作體26a之圓錐面。因此，操作桿26上升後，可動側把持構件21b之樞支點下方之部位抵抗線圈彈簧21d之彈壓力，從固定側把持構件21a離開。其結果，樞支點上方之固定側把持構件21a與可動側把持構件21b之間隔擴大，解除芯部11之挾持。
在台座13安裝有使操作桿26升降之致動器27。致動器係 藉由壓縮空氣之供應排出使桿件27a出入之所謂汽缸。致動器27係以桿件27a朝向上方且與操作桿26成為同軸之方式安裝在台座13。桿件27a上升後，操作桿26亦上升，解除夾頭21進行之芯部11之把持。桿件27a下降後，操作桿26亦下降，夾頭21可進行芯部11之把持。
如圖1~圖4所示，線圈製造裝置10具備以一定張力將線材12送出之線材送出機。線材送出機具備線材12插通之嘴部31、使嘴部31旋轉之旋轉機構32、使嘴部31與旋轉機構32一起往三軸方向移動之嘴部移動機構33、及對線材12賦予張力之張力裝置42。
如圖3所示，嘴部31固定在樞支於支承板38之旋轉構件39。支承板38係藉由嘴部移動機構33水平地支承。旋轉構件39以旋轉軸為鉛錘方向樞支在支承板38。在支承板38下方之旋轉構件39安裝有大致曲柄狀之安裝構件40。嘴部31係固定在與旋轉構件39之旋轉軸錯開之安裝構件40之下部。
嘴部31係六面體，在下部形成有線材12在水平方向插通之送出孔31a。送出孔31a從旋轉構件39之外側朝向旋轉構件39之旋轉中心形成。從旋轉中心至嘴部31之距離為旋轉構件39旋轉時嘴部31描繪之圓可充分包圍芯部11之凸緣部11a,11b(圖5)之程度。
在旋轉構件39之旋轉中心，在鉛錘方向形成有線材12插通之插通孔39a。在旋轉構件39及安裝構件40安裝有將插通在插通孔39a之線材12導引至嘴部31之送出孔31a之滑輪41a~41c。藉由此等滑輪41a~41c旋繞之線材12從外側朝向旋轉構件39之中心插通在嘴部31之送出孔31a。
如圖1、圖2所示，使嘴部31旋轉之旋轉機構32係安裝在 支承板38之馬達32。在馬達32之旋轉軸設有第三滑輪32a，在往支承板38之上方突出之旋轉構件39安裝有第四滑輪32b。在第三滑輪32a與第四滑輪32b之間懸掛有帶體32c。馬達32驅動後，旋轉構件39透過第三滑輪32、帶體32c、及第四滑輪32b與嘴部31一起旋轉。使嘴部31與旋轉機構32一起往三軸方向移動之嘴部移動機構33能使支承板38相對於台座13往三軸方向移動。
嘴部移動機構33係藉由往X軸、Y軸、及Z軸方向伸縮之各伸縮致動器34~36構成。
構成嘴部移動機構33之各伸縮致動器34~36具備細長之箱形外殼34d~36d、在外殼34d~36d內部往長邊方向延伸設置且藉由伺服馬達34a~36a旋動之滾珠螺桿34b~36b、螺合於滾珠螺桿34b~36b之從動件34c~36c。
各伸縮致動器34~36，在伺服馬達34a~36a驅動使滾珠螺桿34b~36b旋轉後，螺合於滾珠螺桿34b~36b之從動件34c~36c沿著外殼34d~36d之長邊方向移動。
為了使嘴部31能往Z軸方向移動，在往Z軸方向伸縮之Z軸伸縮致動器36之從動件36c安裝有支承板38。為了使支承板38能與Z軸伸縮致動器36一起往X軸方向移動，Z軸伸縮致動器36之外殼36d透過L型角33a固定在往X軸方向伸縮之X軸伸縮致動器34之外殼34d。
為了使支承板38能與X軸伸縮致動器34及Z軸伸縮致動器36一起往Y軸方向移動，X軸伸縮致動器34之從動件34c固定在往Y軸方向伸縮之Y軸伸縮致動器35之從動件35c。Y軸伸縮致動器35之外殼 35d透過支柱33b固定在台座13。
各伸縮致動器34~36之各伺服馬達34a~36a係連接於控制此等之控制器(未圖示)之控制輸出。
如圖1所示，張力裝置42能對送出之線材12賦予張力且拉回線材12。張力裝置42具備設置在安裝腳43之上方之盒體44、及設在盒體44側面之筒體45及張力桿46。
線材12捲繞在筒體45。使筒體45旋轉送出線材12之送出控制馬達47設在盒體44之內部。從筒體45送出之線材12被導向設在張力桿46前端之線材導件46a。導向線材導件46a之線材12被導向旋轉構件39之插通孔39a。
張力桿46能以基端之旋動軸46b為支點旋動。旋動軸46b之旋動角度係藉由收容在盒體44內且安裝在旋動軸46b之作為旋動角度檢測手段之電位計48檢測。電位計48之檢測輸出係輸入至控制器(未圖示)，來自控制器之控制輸出係連接於送出控制馬達47。
對張力桿46之旋動方向賦予彈壓力之彈性構件即彈簧49之一端係透過托架46c安裝在張力桿46之旋動軸46b與線材導件46a之間之既定位置。與旋動角度對應之彈簧49之彈力作用在張力桿46。
彈簧49之另一端固定在移動構件50。移動構件50螺合於張力調節螺桿51之公螺桿51a。移動構件50之位置可藉由使公螺桿51a旋轉來調整。亦即，由於彈簧49之另一端之固定位置可位移，因此可藉由張力桿46調節對線材12賦予之張力。
控制器(未圖示)以旋動角度檢測手段即電位計48所檢測出 之旋動角度成為既定角度之方式控制送出控制馬達47。
在張力裝置42，藉由彈簧49透過張力桿46對線材12賦予張力，筒體45旋轉以使張力桿46成為既定角度。因此，既定量之線材12送出且線材12之張力維持既定值。
線圈製造裝置10具備從嘴部31拉出既定匝數量之線材12並加以蓄積之蓄線機構52。蓄線機構52具備構成為可把持線材12之蓄線夾持裝置53、及使蓄線夾持裝置53往三軸方向移動之蓄線移動機構54。
蓄線機構52之蓄線夾持裝置53具有藉由供應或排出壓縮空氣開閉之挾持片53a,53b(圖6)，藉由挾持片53a,53b把持從嘴部31送出之線材12。蓄線夾持裝置53沿著Y軸方向設在移動板58而與嘴部31面對。
蓄線夾持裝置53之挾持片53a,53b，與嘴部31面對之前端往上方彎折形成。對蓄線夾持裝置53之壓縮空氣之供應或從蓄線夾持裝置53之壓縮空氣之排出係藉由控制器(未圖示)控制。
如圖6所示，在移動板58設有往Y軸方向延伸之軌道59。蓄線夾持裝置53，在使挾持片53a,53b往捲繞治具20側突出之狀態下(圖1)，可往Y軸方向移動地安裝在軌道59。在蓄線夾持裝置53安裝有螺旋彈簧60之一端，螺旋彈簧60之另一端固定在移動構件61。
移動構件61螺合於張力調節螺桿62之公螺桿62a。移動構件61之位置可藉由使公螺桿62a旋轉來調整。
螺旋彈簧60對蓄線夾持裝置53往離開捲繞治具20之方向彈壓。蓄線移動機構54(圖1)使移動板58與蓄線夾持裝置53一起往三軸方向移動。
蓄線移動機構54為與上述嘴部移動機構33相同之構造，由往X軸、Y軸、及Z軸方向伸縮之各伸縮致動器55~57構成。設有蓄線夾持裝置53之移動板58安裝在可往Y軸方向移動之Y軸伸縮致動器56之外殼56d。為了使移動板58能與Y軸伸縮致動器56一起往Z軸方向移動，Y軸伸縮致動器56之從動件56c安裝在Z軸伸縮致動器57之外殼57d。
為了使移動板58能與Y軸及Z軸伸縮致動器56,57一起往X軸方向移動，Z軸伸縮致動器57之從動件57c安裝在X軸伸縮致動器55之從動件55c。X軸伸縮致動器55之外殼55d往X軸方向延伸地固定在台座13。
各伸縮致動器55~57之各伺服馬達55a~57a係連接於控制此等之控制器(未圖示)之控制輸出。
如圖2所示，線圈製造裝置10具備把持捲繞於芯部11(圖5)之線材12之端部之端部把持機構63。端部把持機構63具備構成為可把持線材12之端部夾持裝置64、及使端部夾持裝置64往三軸方向移動之移動機構65。
如圖2所示，端部把持機構63之端部夾持裝置64具有藉由供應或排出壓縮空氣而開閉之挾持片64a,64b(圖13及圖14)。挾持片64a,64b把持捲繞於芯部11之線材12之端部。挾持片64a,64b之與捲繞治具20面對之前端形成較細。
對端部夾持裝置64之壓縮空氣之供應與從端部夾持裝置64之壓縮空氣之排出係藉由控制器(未圖示)控制。
使端部夾持裝置64往三軸方向移動之移動機構65，為與上 述嘴部移動機構33及蓄線移動機構54相同之構造，由往X軸、Y軸、及Z軸方向伸縮之各伸縮致動器66~68構成。
端部夾持裝置64安裝在構成移動機構65之X軸伸縮致動器66之從動件66c。為了使端部夾持裝置64能與X軸伸縮致動器66一起往Z軸方向移動，X軸伸縮致動器66之外殼66d係透過角構件65a安裝在Z軸伸縮致動器68之外殼68d。
為了使端部夾持裝置64能與X軸及Z軸伸縮致動器66,68一起往Y軸方向移動，Z軸伸縮致動器68之從動件68c安裝在Y軸伸縮致動器67之從動件67c。Y軸伸縮致動器67之外殼67d往Y軸方向延伸固定在台座13。
各伸縮致動器66~68之各伺服馬達66a~68a係連接於控制此等之控制器(未圖示)之控制輸出。
線圈製造裝置10，如圖5所示，具備與捲繞治具20同軸設置之圓筒狀之內切刀筒71、及設成與內切刀筒71之外側疊合之外切刀筒76。
內切刀筒71具有具有較轉軸22之外徑稍微大之內徑之小徑筒部71a、及在小徑筒部71a之上方設成與小徑筒部71a連續且同軸之大徑筒部71b。在小徑筒部71a嵌入有轉軸22，內切刀筒71藉由在徑方向螺合於小徑筒部71a之螺桿71c安裝於轉軸22。
內切刀筒71係安裝成內切刀筒71之上緣、亦即大徑筒部71b之上緣位於夾頭21所保持之芯部11之下緣之更下方。在大徑筒部71b，狹縫71d從上緣往軸方向延伸形成。
狹縫71d係用以切斷捲繞於芯部11之線材12者。本實施形 態中，顯示在直徑方向之兩側分別形成有3條，合計形成有6條狹縫71d之情形(圖10~圖13)。
外切刀筒76具有從外側疊合於內切刀筒71之大徑筒部71b之筒狀本體部76a、及設在筒狀本體部76a之下端周圍之凸緣部76b。凸緣部76b係安裝在基台16。本體部76a之上緣係形成為與內切刀筒71之上緣大致相同高度。
在本體部76a，狹縫76d亦從上緣往軸方向延伸形成。狹縫76d係用以切斷捲繞於芯部11之線材12者。與形成在內切刀筒71之狹縫71d對應地，在直徑方向之兩側分別形成有3條狹縫76d(圖10~圖13)。
外切刀筒76之狹縫76d，如圖10所示，係沿著蓄線夾持裝置53面對之方向、亦即蓄線夾持裝置53設成可移動之移動板58之設有軌道59之方向(圖6)即Y軸方向形成。
為了使形成有狹縫76d之部分之外切刀筒76之內周面與內切刀筒71之大徑筒部71b之外周面確實地接觸，外切刀筒76之形成有狹縫76d之部位往內周突出，形成為厚度較厚。
為了使外切刀筒76容易嵌入至內切刀筒71，在筒狀本體76a，沿著與狹縫76d形成在兩側之方向正交之方向、亦即X軸方向形成有輔助狹縫76e。
輔助狹縫76e，在其寬度擴大之狀態下，以形成有狹縫76d之部分之內周與內切刀筒71之外周接觸之方式形成。亦即，輔助狹縫76e係以形成有狹縫76d之部分能往徑方向外側位移之方式形成。因此，形成有狹縫76d之部分之內周面與內切刀筒71之大徑筒部71b之外周面確實地 接觸。
線圈製造裝置10進一步具備將捲繞於芯部11之線材12之端部接合於電極11d,11e(圖14)之接合手段。
如圖14所示，形成在芯部11之電極11d,11e係由形成在一方之凸緣部11a兩側之焊料層構成。接合手段係加熱與電極11d,11e接觸之線材12並將線材12焊接於電極11d,11e之電熱鐵80。
如圖7所示，電熱鐵80係透過安裝板81安裝在支承板38，藉由上述嘴部移動機構33(圖2)能與嘴部31一起往三軸方向移動。
如圖7~圖9所示，往X軸方向延伸之一對軌道82,82在Y軸方向相隔既定間隔設在安裝板81之下面。可動台83能往X軸方向移動地設在一對軌道82,82。
電熱鐵80，在可動台83設在與捲繞治具20面對之側。為了使可動台83相對於安裝板81移動，致動器即汽缸84固定在安裝板81。
汽缸84之桿件84a之前端係安裝在可動台83。
在安裝板81之一對軌道82,82之間形成有貫通孔81a。在安裝板81之上面透過絕緣體88a安裝有端子板88。在貫通孔81a插入彎曲成山形之電導板89，電導板89之一端連接於端子板88，電導板89之另一端連接於電熱鐵80。
在端子板88連接有來自外部電源(未圖示)之引線90(圖7)。藉由透過電導板89供應之電力加熱電熱鐵80。由於彎曲之電導板89可變形，因此汽缸84進行之可動台83之移動可順暢地進行。
在可藉由蓄線移動機構54往三軸方向移動之移動板58，如 圖6所示，與蓄線夾持裝置53在X軸方向分離地設有抵接片86。
抵接片86係透過使抵接片86往Y軸方向移動之致動器即汽缸87設在移動板58。汽缸87係使桿件87a朝向Y軸方向安裝在移動板58。抵接片86安裝在桿件87a之突出端。抵接片86，若桿件87a突出，則如一點鏈線所示，可從移動板58移動至較蓄線夾持裝置53之挾持片53a,53b往Y軸方向突出之位置。
抵接片86，在將線材12焊接至電極11d,11e時，係用於按壓芯部11。具體而言，使汽缸87之桿件87a突出，在使抵接片86移動至較蓄線夾持裝置53之挾持片53a,53b突出之位置之狀態下，藉由移動機構54使移動板58移動。接著，如圖14所示，使抵接片86之側面接觸芯部11之凸緣部11a,11b之X軸方向之一方側。在芯部11之凸緣部11a,11b之X軸方向之另一方側，使安裝在支承板38之電熱鐵80對向。在此狀態下，使汽缸84之桿件84a突出，使可動台83移動，藉由設在可動台83之電熱鐵80與抵接片86挾持一方之凸緣部11a。其結果，電熱鐵80加熱與電極11d,11e接觸之線材12，能將線材12焊接至電極11d,11e。
接著，說明線圈製造裝置之動作。
本實施形態之線圈製造裝置10中，進行保持從線材送出機之嘴部31送出之線材12並拉出既定強度之線材拉出步驟、使藉由夾頭21把持芯部11之捲繞治具20與芯部11一起旋轉且將拉出之線材12捲繞於芯部11之捲繞步驟、使嘴部31與芯部11往同方向旋轉並將從嘴部31送出之線材12捲繞於芯部11以形成α繞線線圈17之α繞線線圈形成步驟、將捲繞於α繞線線圈17之線材12之兩端切斷成既定長度之線材切斷步驟、及使 切斷之線材12與形成在芯部11之凸緣部11a之電極11d,11e疊合以接合之線材接合步驟。以下，詳細說明各步驟。
(線材拉出步驟)
在此步驟，保持從嘴部31送出之線材12並拉出既定強度。線材12係捲繞於筒體45。從筒體45送出之線材12被導向在張力桿46前端之線材導件46a，被導引成從線材導件46a插通旋轉構件39之插通孔39a。
線材12係剖面為方形之所謂角線(圖14)。插通插通孔39a之線材12被導引成通過嘴部31之送出孔31a。通過送出孔31a之線材12，如圖3所示，被拉出成端部朝向斜上方。藉由端部彎折向斜上方，可防止線材12卡止於送出孔31a之孔緣，朝向張力裝置42側返回。
在線材拉出步驟，雖未圖示，藉由蓄線移動機構54使蓄線夾持裝置53移動，使從嘴部31送出且往斜上方彎折之線材12把持在挾持片53a,53b。之後，藉由蓄線移動機構54使蓄線夾持裝置53再次移動，將蓄線夾持裝置53拉離嘴部31。其結果，從嘴部31拉出既定長度之線材12。
既定長度，如圖14所示，係捲繞α繞線線圈17之一方之線圈17a所需之線材12之長度。在拉出之線材12之長度與該長度大致相等之階段，使蓄線夾持裝置53之移動停止，線材拉出步驟結束。
(捲繞步驟及α繞線線圈形成步驟)
接著，顯示同時進行捲繞步驟與α繞線線圈形成步驟之情形。
在此等步驟，在將芯部11安裝在捲繞治具20後，使捲繞治具20旋轉。芯部11之安裝，首先，使圖1所示之汽缸27之桿件27a朝向上方突出，使圖5所示之操作桿26上升，擴大固定側把持構件21a與可動 側把持構件21b在上部之間隔。
使芯部11之一方之凸緣部11a以水平狀態載置在固定側把持構件21a之缺口部21c之後，使汽缸27之桿件27a下降，使操作桿26下降。水平地載置在缺口部21c之芯部11係藉由螺旋彈簧21d之彈壓力作用之夾頭21把持。
之後，使芯部11旋轉。此旋轉係藉由安裝在圖1所示之台座13之馬達23進行。藉由使芯部11旋轉，被蓄線夾持裝置53拉出之線材12捲回芯部11。
開始捲回後，蓄線移動機構54以與捲回之線材12之速度大致相等之速度使蓄線夾持裝置53接近芯部11。可防止線材12彎曲使捲繞在芯部11之線圈17a突出。
螺旋彈簧60對蓄線夾持裝置53往離開捲繞治具20之方向彈壓，吸收捲回之線材12之量與蓄線夾持裝置53之移動量之間產生之誤差，可確實地防止蓄線夾持裝置53與芯部11之間之線材12之彎曲。從蓄線夾持裝置53捲回之線材12沿著一方之凸緣部11a被捲回，捲回至本體部11c之一方之凸緣部11a側。
如圖10所示，使嘴部31與線材12之捲回一起以較芯部11之旋轉快2倍之旋轉速度往同方向旋轉，將從嘴部31新送出之線材12捲繞於芯部11以形成α繞線線圈17。
藉由圖2所示之嘴部移動機構33使設有嘴部31之旋轉構件39移動至芯部11之上方，使其旋轉中心與芯部11之旋轉中心一致。在此狀態下，藉由馬達32使旋轉構件39旋轉，嘴部31在芯部11之周圍旋繞。
嘴部31以2倍之速度往與芯部11之旋轉方向同方向在芯部11之周圍旋轉。因此，從嘴部31新送出之線材12，與從蓄線夾持裝置53往圖10之實線箭頭所示之方向捲回之線材12一起同時地捲繞於芯部11。從嘴部31新送出之線材12，沿著另一方之凸緣部11b被送出，捲回至本體部11c之另一方之凸緣部11b側。
其結果，藉由蓄線夾持裝置53預先拉出之線材12之藉由芯部11之旋轉捲繞之開始捲繞之線材12、及從嘴部31送出且捲回至芯部11之捲繞完之線材12之雙方形成位於最外周之α繞線線圈17(圖14)。
(線材切斷步驟)
在此步驟，將α繞線線圈17之兩端之線材12切斷成既定長度。切斷係藉由內切刀筒71及外切刀筒76進行，開始捲繞之線材12與捲繞完之線材12係分別被切斷。
首先，說明開始捲繞之線材12之切斷。
在切斷時，安裝在台座13之馬達23使內切刀筒71與芯部11一起旋轉，使形成有狹縫71d之兩側在Y軸方向一致，使狹縫71d之位置與外切刀筒76之狹縫76d之位置一致。
在此狀態下，藉由蓄線移動機構54使蓄線夾持裝置53移動，如圖11所示，使從蓄線夾持裝置53延伸至芯部11之開始捲繞之線材12通過狹縫71d,76d。
之後，藉由馬達23(圖1)使內切刀筒71稍微旋轉，使狹縫71d從外切刀筒76之狹縫76d錯開。藉此，切斷開始捲繞之線材12。
之後，藉由圖1所示之蓄線移動機構54使蓄線夾持裝置53 移動至待機位置。移動至待機位置後，線材12之殘餘部分被廢棄。
接著，切斷捲繞完之線材12。作為線材12使用所謂角線之情形，在α繞線線圈形成步驟，由於使嘴部31旋轉進行捲線，因此線材12在筒體45至嘴部31之間扭曲。
為了消除該扭曲，在切斷開始捲繞之線材12後，使嘴部31與芯部11一起往與捲線時相反方向旋轉，消除該扭曲。旋轉之轉數與捲線時旋轉之數相同。藉由使嘴部31與芯部11一起旋轉，可防止捲繞於芯部11之線材12變鬆散。在消除扭曲後，切斷存在於芯部11與嘴部31之間之捲繞完之線材12。
在切斷捲繞完之線材12時，如圖12所示，使內切刀筒71之狹縫71d與外切刀筒76之狹縫76d一致。在此狀態下，藉由嘴部移動機構33(圖1)使嘴部31移動，使從嘴部31延伸至芯部11之捲繞完之線材12通過狹縫71d,76d。
此時，通過嘴部31之送出孔31a之線材12，在朝向斜上方之狀態下被拉出。之後，藉由馬達23(圖1)使內切刀筒71稍微旋轉，使狹縫71d從外切刀筒76之狹縫76d錯開。其結果，以既定長度切斷捲繞完之線材12。
之後，藉由嘴部移動機構33使嘴部31移動至待機位置。此處，通過嘴部31之送出孔31a之線材12，如圖3所示，在端部朝向斜上方之狀態下被拉出，因此線材12卡止於送出孔31a之孔緣，在下一次捲線進行前不會返回朝向張力裝置42側。
(線材接合步驟)
在此步驟，使切斷之線材12與形成在芯部11之凸緣部11a之電極11d,11e疊合以接合。疊合及接合，在切斷之開始捲繞之線材12與捲繞完之線材12分別進行。
首先，說明切斷之開始捲繞之線材12之疊合及接合。
在進行切斷之開始捲繞之線材12之疊合時，安裝在台座13之馬達23，使內切刀筒71與芯部11一起旋轉，如圖13所示，使收納有開始捲繞之線材12之狹縫71d在X軸方向一致。藉此，使收納存在於狹縫71d之切斷之開始捲繞之線材12移動至與端部夾持裝置64對向之位置。
藉由移動機構65(圖2)使端部夾持裝置64移動，藉由挾持片64a,64b把持從芯部11延伸至狹縫71d之開始捲繞之線材12。之後，藉由移動機構65使端部夾持裝置64移動，如圖14所示，將從端部夾持裝置64延伸至芯部11之開始捲繞之線材12按壓疊合於形成在一方之凸緣部11a之電極11d。
在此狀態下，進行被切斷之開始捲繞之線材12往電極11d之接合。接合係藉由接合手段即電熱鐵80進行。具體而言，使圖6所示之汽缸87之桿件87a突出，使抵接片86往虛線所示之位置移動。在此狀態下，藉由蓄線移動機構54使抵接片86與移動板58一起移動，如圖14所示，使抵接片86之側面接觸芯部11之凸緣部11a,11b之X軸方向之一方側。
之後，藉由圖2所示之嘴部移動機構33使支承板38移動，使安裝在支承板38之電熱鐵80與芯部11之凸緣部11a,11b之X軸方向之另一方側對向。在此狀態下，使汽缸84之桿件84a突出，使可動台83移動，使安裝在可動台83之電熱鐵80如圖14之實線箭頭所示移動。藉由電熱鐵 80與抵接片86挾持芯部11之一方之凸緣部11a。其結果，疊合於電極11d之開始捲繞之線材12藉由加熱之電熱鐵80焊接在電極11d。
電熱鐵80按壓在開始捲繞之線材12時，藉由移動機構65使把持開始捲繞之線材12之端部夾持裝置64移動，在電熱鐵80附近將線材12拉緊並切斷。開始捲繞之線材12接合於電極11d，殘餘之線材12在端部夾持裝置64移動至待機位置後被廢棄。
接著，進行捲繞完之線材12之疊合及接合。與上述說明之開始捲繞之線材12之疊合及接合步驟相同。將開始捲繞之線材12接合後，安裝在台座13之馬達23，使內切刀筒71與芯部11一起旋轉約180度，使收納存在於狹縫71d之切斷之捲繞完之線材12與端部夾持裝置64對向。
之後，藉由移動機構65使端部夾持裝置64移動，藉由挾持片64a,64b把持從芯部11往狹縫71d延伸之捲繞完之線材12。在此狀態下，藉由移動機構65使端部夾持裝置64移動，使從端部夾持裝置64往芯部11延伸之捲繞完之線材12按壓疊合於形成在一方之凸緣部11a之電極11e。
在此狀態下，進行切斷之捲繞完之線材12往電極11e之接合。接合與將開始捲繞之線材12接合至電極11d之步驟相同，因此省略說明。
電熱鐵80按壓在捲繞完之線材12時，藉由移動機構65使把持捲繞完之線材12之端部夾持裝置64移動，在電熱鐵80附近將線材12拉緊並切斷。捲繞完之線材12接合於電極11e，殘餘之線材12在端部夾持裝置64移動至待機位置後被廢棄。
根據以上實施形態，可達成以下所示之效果。
由於具備與捲繞治具20一起旋轉之圓筒狀之內切刀筒71、及設成與內切刀筒71之外側疊合之無法旋轉之外切刀筒76，因此使內切刀筒71與捲繞治具20一起旋轉，使形成在內切刀筒71之第一狹縫71d與形成在外切刀筒76之第二狹縫76d一致後，能使線材12插通一致之第一及第二狹縫71d,76d。之後，藉由使內切刀筒71與捲繞治具20一起旋轉，狹縫71d相對於狹縫76d在周方向移動，插通狹縫71d與狹縫76d雙方之線材12在內切刀筒71與外切刀筒76之間被切斷。
如上述，本發明實施形態之線圈製造裝置10，不需要習知所需之用於切斷線材12之剪鉗裝置或三軸移動機構，由於線材12之切斷所需之機構設在捲繞治具20之周圍，因此能使裝置整體變小。
又，切斷線材12之內切刀筒71及外切刀筒76係設在捲繞治具20周圍之圓筒狀物，由於內切刀筒71係藉由使捲繞治具20旋轉之機構旋轉，因此不需要使內切刀筒71旋轉之獨立旋轉機構。如上述，能以既定長度立刻切斷線圈17之開始捲繞或捲繞完之線材12，且能使切斷線材12之機構變小。
又，以較捲繞治具20進行之芯部11之旋轉速度快之速度使嘴部31往同方向旋轉，將從嘴部31送出之線材12及蓄線機構52所蓄積之線材12雙方捲繞於捲繞治具20所把持之芯部11，因此可製造開始捲繞與捲繞完之線材12皆成為外周之α繞線線圈17。在製造上述α繞線線圈17之情形，能以既定長度立刻切斷開始捲繞或捲繞完之線材12。
又，內切刀筒71之外徑半徑及外切刀筒76之內徑半徑成為從線圈17之中心至切斷線材12之位置之長度。因此，可容易變更藉由變更 內切刀筒71之外徑半徑及外切刀筒76之內徑半徑切斷之線材12之長度。
此外，上述實施形態中，說明以較芯部11之旋轉速度快之速度使嘴部31旋轉以製造α繞線線圈17之情形，但亦可藉由旋轉機構使蓄線機構52即蓄線夾持裝置53以較捲繞治具20進行之芯部11之旋轉速度快之速度往同方向旋轉，製造開始捲繞與捲繞完之線材12皆成為外周之α繞線線圈。此情形，亦可藉由內切刀筒71及外切刀筒76以既定長度立刻切斷線圈之開始捲繞或捲繞完之線材。
又，上述實施形態中，雖說明由能往X軸、Y軸、及Z軸方向伸縮之各伸縮致動器構成之嘴部移動機構33、蓄線移動機構54及移動機構65，但此等機構並不限於上述構造，只要對象物能往三軸方向移動，則亦可為其他形式。
又，上述實施形態中，說明線材12使用剖面呈方形之所謂角線且具有可藉由電熱鐵80焊接之絕緣被覆者之情形，但線材12並不限於角線，亦可為剖面呈長方形或多角形狀者，亦可為剖面呈圓形之圓線者。又，線材12亦可為具有自我熔接之絕緣被覆之被覆導線。在使用自我熔接之被覆銅線作為線材12之情形，可防止製造之α繞線線圈17變形。
又，上述實施形態中，說明捲繞步驟與α繞線線圈形成步驟同時進行之情形。亦即，使芯部11旋轉，將拉出之線材12捲繞於芯部11，且使嘴部31以較芯部11之旋轉快2倍之旋轉速度往同方向旋轉，將從嘴部31送出之線材12捲繞於芯部11以形成α繞線線圈17。然而，亦可在捲繞步驟之後進行α繞線線圈形成步驟。
亦即，首先進行使芯部11旋轉且使嘴部31以與芯部11之 旋轉速度相同之旋轉速度往同方向旋轉，將拉出之線材12捲繞於芯部11以形成一方之線圈17a之捲繞步驟。之後，進行使芯部11之旋轉停止且持續嘴部31之旋轉，將從嘴部31送出之線材12捲繞於旋轉停止之芯部11以和一方之線圈17a相鄰地形成另一方之線圈17b之α繞線線圈形成步驟。如上述，亦可在捲繞步驟之後進行α繞線線圈形成步驟。
以上，說明了本發明之實施形態，但上述實施形態僅表示本發明適用例之一部分，本發明之技術範圍並不限於上述實施形態之具體構成。
本申請係根據2013年4月12日在日本特許廳申請之特願2013-83553號主張優先權，參照該申請之所有內容並記載於本說明書。
10‧‧‧線圈製造裝置
12‧‧‧線材
13‧‧‧台座
14‧‧‧支柱
16‧‧‧基台
20‧‧‧捲繞治具
23‧‧‧馬達
24a‧‧‧第一滑輪
24b‧‧‧第二滑輪
24c‧‧‧帶體
26‧‧‧操作桿
27‧‧‧致動器
27a‧‧‧桿件
32‧‧‧旋轉機構
32a‧‧‧第三滑輪
32b‧‧‧第四滑輪
32c‧‧‧帶體
33‧‧‧嘴部移動機構
35‧‧‧伸縮致動器
35a‧‧‧伺服馬達
35d‧‧‧外殼
38‧‧‧支承板
39‧‧‧旋轉構件
42‧‧‧張力裝置
43‧‧‧安裝腳
44‧‧‧盒體
45‧‧‧筒體
46‧‧‧張力桿
46a‧‧‧線材導件
46b‧‧‧旋動軸
46c‧‧‧托架
47‧‧‧送出控制馬達
48‧‧‧電位計
49‧‧‧彈簧
50‧‧‧移動構件
51‧‧‧張力調節螺桿
51a‧‧‧公螺桿
52‧‧‧蓄線機構
53‧‧‧蓄線夾持裝置
53a,53b‧‧‧挾持片
54‧‧‧蓄線移動機構
55,57‧‧‧伸縮致動器
55a,56a‧‧‧伺服馬達
55b‧‧‧滾珠螺桿
55c,56c,57c‧‧‧從動件
55d,56d,57d‧‧‧外殼
58‧‧‧移動板
60‧‧‧螺旋彈簧
63‧‧‧端部把持機構
64‧‧‧端部夾持裝置
64a,64b‧‧‧挾持片
65‧‧‧移動機構
67,68‧‧‧伸縮致動器
67a,68a‧‧‧伺服馬達
67b,68b‧‧‧滾珠螺桿
67c,68c‧‧‧從動件
67d,68d‧‧‧外殼
76‧‧‧外切刀筒
80‧‧‧電熱鐵

Claims (2)

  1. 一種線圈製造裝置，具備送出線材之嘴部、及使從該嘴部送出之該線材旋轉加以捲繞之捲繞治具，其特徵在於，具備：圓筒狀之內切刀筒，往軸方向延伸形成有該線材可插通之第一狹縫，與該捲繞治具同軸設置且與該捲繞治具一起旋轉；以及無法旋轉之外切刀筒，往軸方向延伸形成有該線材可插通之第二狹縫，設成疊合在該內切刀筒之外側。
  2. 如申請專利範圍第1項之線圈製造裝置，其進一步具備將既定匝數量之該線材從該嘴部拉出並加以蓄積之蓄線機構、及使該嘴部或該蓄線機構在該捲繞治具周圍旋轉之旋轉機構；該旋轉機構以較該捲繞治具之旋轉速度快之速度使該嘴部或該蓄線機構往同方向旋轉，將從該嘴部送出之該線材及蓄積在該蓄線機構之線材之雙方捲繞在該捲繞治具。
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