TWI690956B - 鐵芯捲繞線材的方法及裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明一種鐵芯捲繞線材的方法及裝置，該方法包括：以一搬送裝置提供一間歇旋轉流路，該搬送裝置設有複數個夾具，每一個該夾具作間歇旋轉位移，各該夾具外並設有工作站；該夾具可用以夾持該鐵芯；在該夾具單一圓周的間歇旋轉行程下，使二個該鐵芯分別同時由不同之入料站入料，並經不同之繞線站捲繞線材後由不同之收集站排出收集；藉此以增加產出，且無須在一機台中增加沾錫製程，適合少量多樣的高效率生產需求。
Description
本發明係有關於一種捲繞線材的方法及裝置，尤指一種使用提供間歇旋轉的搬送流路之搬送裝置配合多個工作站進行鐵芯繞線的鐵芯捲繞線材的方法及裝置。
按，一般的電感(Inductor)為被動元件的一種，其製程中會在一「工」字型的鐵芯上兩凸緣部間的捲芯部捲繞線材〔又稱為線圈(coil)〕，傳統線圈的製造通常包括兩部份製程，一者為繞線製程，另一者為沾錫製程；在繞線製程中，通常採用在一繞線設備上以一震動送料機震動送料，將鐵芯逐一送至一夾具，使夾具夾持一端之凸緣，然後由一繞針引線材一端先繞經捲芯部一端未被夾具夾持的凸緣之一側並先進行點焊，以固定線材一端的線端，然後繞針再引線材捲繞兩凸緣部間捲芯部一定圈數後，將另一端之線材線端再以點焊焊接於凸緣另一側，並於剪斷線材末端與繞針脫離後，完成線圈繞線製程並將線圈成品排出收集；接著操作人員將所收集完成繞線的線圈再倒入另一台沾錫設備的震動送料機進行沾錫製程，使其經由震動送料依序被移送至一錫槽沾附錫液於該線圈凸緣處之二點焊部位，沾錫完成後再排出收集以完成整個線圈之製作；其中，該繞線製程部份，I529760「線圈、線圈製造方法及裝置」專利案採用一夾具座上依序直線排列多數夾具並配合一折線座，來使多個線圈同時捲繞線材後可以同時將各線圈的二線端同時彎折至同一凸緣表面上，並在無焊接該等
線端下直接送至一沾錫製程中進行二線端的沾錫，以自動化方式達成繞線、沾錫的線圈製程。
該先前技術I529760中雖然鐵芯捲繞線材的製程為求產能效率提昇，而使線圈在無焊接該等線端下直接送至一沾錫製程中進行二線端的沾錫，使二線端與該凸緣表面固接；但部份業者對線圈品質要求，仍期待該線圈係以焊接來完成二線端與該凸緣表面固接，且該I529760案採用一夾具座上依序直線排列多數夾具來同時完成多個線圈的捲繞，固然可以同時間完成多個線圈的捲繞，但因需再增加一沾錫製程才能完成一組線圈成品，且多個線圈同時施作的良率不易掌控，整體效益並不一定較佳，且實務上，業者仍有少量多樣的生產需求，故採焊接線端的單一個別線圈捲繞如何以簡潔、高效率的方式執行，仍為本發明訴求研發的方向。
爰是，本發明的目的，在於提供一種採用焊接線端的單一個別線圈之鐵芯捲繞線材的方法。
本發明的另一目的，在於提供一種採用焊接線端的單一個別線圈之鐵芯捲繞線材的裝置。
本發明的又一目的，在於提供一種用以執行如所述鐵芯捲繞線材的方法之裝置。
依據本發明目的之鐵芯捲繞線材的方法，包括：以一搬送裝置提供一間歇旋轉流路，該搬送裝置設有複數個夾具，每一個該夾具作間歇旋轉位移，各該夾具外並設有工作站；該夾具可用以夾持該鐵芯；在該夾具單一圓周的間歇旋轉行程下，使二個該鐵芯分別同時由不同之入料站入料，並經不同之繞線站捲繞線材後由不同之收集站排出收集。
依據本發明另一目的之鐵芯捲繞線材的裝置，包括：在同一機台台面上設有：一搬送裝置，該搬送裝置設有一盤體，該盤體周緣設的複數個夾具，每一個該夾具作間歇旋轉位移，環繞圍設於作間歇旋轉的各該夾具外並設有工作站；該夾具可用以夾持一鐵芯；該工作站在各該夾具單一圓周的間歇旋轉行程下，設有包括一第一入料站、一第一繞線站、一第一收集站，一第二入料站、一第二繞線站、一第二收集站；該第一入料站、該第一繞線站與該第一收集站執行一第一工序，該第二入料站、該第二繞線站與該第二收集站執行一第二工序，該第一工序與該第二工序分別同時對不同的鐵芯執行相同的捲繞製程。
依據本發明又一目的之鐵芯捲繞線材的裝置，包括：用以執行如所述鐵芯捲繞線材的方法之裝置。
本發明實施例之鐵芯捲繞線材的方法及裝置，由於在該夾具單一圓周的間歇旋轉行程下，藉由設有包括一第一入料站、一第一繞線站、一第一收集站，一第二入料站、一第二繞線站、一第二收集站
等的多個工作站，以執行二個該鐵芯入料至該間歇旋轉流路中，每一個入料的鐵芯在捲繞線材後由不同的工作站排出收集，使得個別線圈捲繞可以在單一圓周的間歇旋轉行程下增加產出，且無須在一機台中增加沾錫製程，適合少量多樣的高效率生產需求。
A:鐵芯
A1:第一凸緣部
A2:第二凸緣
A21:第一焊線溝
A22:第二焊線溝
A23:第一焊附層
A24:第二焊附層
A25:第一間距
A26:第二間距
A3:捲芯部
B:機台
B1:台面
C:搬送裝置
C1:盤體
D:夾具
D1:夾爪
D2:抵軸
D21:前端面
D3:嵌夾空間
D4:夾套
D41:抵緣
D5:彈性件
E:工作站
E1:第一工序
E11:第一入料站
E111:提取機構
E1111:吸取件
E12:第一校正站
E121:推抵件
E1211:推桿
E1212:推抵部
E122:頂抵件
E1221:頂抵部
E1222:彈性件
E13:第一繞線站
E131:繞針
E132:繞針座
E133:剪線機構
E14:第一翻線站
E141:第一夾鉗
E142:第二夾鉗
E15:第一切線站
E151:切刀
E1511:第一刀口
E1512:第二刀口
E152:刀座
E1521:刃部
E1522:貼靠側面
E1523:背面
E16:第一焊接站
E161:焊頭
E17:第一收集站
E171:容器
E18:第一空站
E2:第二工序
E21:第二入料站
E22:第二校正站
E23:第二繞線站
E24:第二翻線站
E25:第二切線站
E26:第二焊接站
E27:第二收集站
E28:第二空站
E3:震動送料機
E31:料道
F:掛線座
F11:第一掛線部
F12:第二掛線部
F13:第三掛線部
F14:第四掛線部
L:線材
L1:第一線端
L2:第二線端
圖1係本發明實施例中該鐵芯之立體示意圖。
圖2係本發明實施例中該鐵芯捲繞線材之立體示意圖。
圖3係本發明實施例中該機台上各工作站之示意圖。
圖4係本發明實施例中該夾具與掛線座配置關係示意圖。
圖5係本發明實施例中該夾具之立體示意圖。
圖6係本發明實施例中該第一入料站之示意圖。
圖7係本發明實施例中該第一校正站之示意圖。
圖8係本發明實施例中該第一繞線站之示意圖。
圖9係本發明實施例中該第一繞線站中線材牽引及剪線機構之示意圖。
圖10係本發明實施例中該第一翻線站之示意圖。
圖11係本發明實施例中該第一翻線站之該線材翻提示意圖。
圖12係本發明實施例中該第一切線站之示意圖。
圖13係本發明實施例中該第一焊接站之示意圖。
請參閱圖1，本發明實施例以如圖所示之鐵芯A為例，該鐵芯A設有一第一凸緣部A1及一第二凸緣部A2，該第一凸緣部A1與該第二凸緣部A2分別各為X、Z之2D平面板狀，其間相隔間距並設一Y軸向的捲芯部A3；其中，該第二凸緣部A2設有在相對該捲芯部A3之另一側的表面上二相隔間距並形成Z軸向之弧凹的長槽狀的第一焊線溝A21、第二焊線溝A22；該第一焊線溝A21、第二焊線溝A22的表面分別各沾附有一層凝固的錫液構成之第一焊附層A23、第二焊附層A24。
請參閱圖2，本發明實施例之鐵芯A於該捲芯部A3上以Y軸為旋轉之中心軸向作捲繞線材L，該線材L的第一線端L1與該線材L捲繞完成的第二線端L2分別各由該捲芯部A3翻掛經該第二凸緣部A2，而以Z軸向折貼於該第二凸緣部A2外表面的該第一焊線溝A21、第二焊線溝A22中約一半該焊線溝A21長度的位置，該第一線端L1、第二線端L2並分別被焊固於該第一焊線溝A21、第二焊線溝A22中具有錫液的該第一焊附層A23、第二焊附層A24上而形成一線圈。
請參閱圖2、3，本發明實施例鐵芯捲繞線材的裝置如圖所示，該裝置在同一機台B的台面B1上設有一搬送裝置C，該搬送裝置C設有一圓形的盤體C1，該盤體C1周緣外以輻射狀態並等角間距伸設的複數個夾具D，每一個該夾具D可與該盤體C1連動作間歇旋轉位移，環繞圍設於作間歇旋轉的各該夾具D外並設有工作站E；該工作站E設於該機台B的該台面B1上，包括複數個具有執行不同製程並分別各與一個該夾具D對應的工作站，間歇旋轉位移的各該夾具D位移時，每一次間歇旋轉的間隔為兩工作站間之間隔行程；該工作站E在該盤體C1連動各該夾具D作逆時針間歇旋轉單一圓周的間歇旋轉行程下，設有包括執行第一個該鐵芯A捲繞線材L的第一工序E1，以及執行第二個該鐵芯A捲繞線材L的第二工序E2；以該盤體C1連動各該夾具D作逆時針間歇旋轉進行工件加工排程的流路方向，該工作站E依序規劃包括：一第一工序E1及一第二工序E2，其中，該第一工序E1包括一第一入料站E11、一第一校正站E12、一第一繞線站E13、一第一翻線站E14、一第一切線站E15、一第一焊接站E16、一第一收集站E17，另在該第一繞線站E13與該第一翻線站E14間設有一第一空站E18；該第二工序E2包括一第二入料站E21、一第二校正站E22、一第二繞線站E23、一第二翻線站E24、一第二切線站E25、一第二焊接站E26、一第二收集站E27，另在該第二繞線站E23與該第二翻線站E24間設有一第二空站E28；請參閱圖2、3該第一工序E1及該第二工序E2分別各執行一個鐵芯A的線材L相同的捲繞製程，使該盤體C1一個間歇旋轉即可完成二個完全相同的線圈成品，因此該第一工序E1及該第二工序E2所對應的相同工作站E具有相同之機構及相同的操作，或亦可稍作各工作站E機構、操作規格的修改以進行相近規格的線圈生產。
請參閱圖4，每二個該夾具D間各設有一掛線座F，每一個掛線座F分別各設有相隔間距的二個掛線部F1，其中，為便於以下繞線製程的說明，以正對該夾具D視之，在該夾具D右側的該掛線座F上，該二個掛線部F1中遠離該夾具D者為第一掛線部F11，靠近該夾具D者為第二掛線部F12；在該夾具D左側的該掛線座F上，該二個掛線部F1中靠近該夾具D者為第三掛線部F13，遠離該夾具D者為第四掛線部F14。
請參閱圖2、5，該夾具D前端設有四個夾爪D1，各夾爪D1間位於該夾具D中心軸線內設有一抵軸D2，該抵軸D2的前端面D21與各夾爪D1間形成容置該鐵芯A之該第一凸緣部A1的一嵌夾空間D3；各夾爪D1外被一夾套D4所圍套，該夾套D4並於外周緣設有一環狀之抵緣D41，該夾套D4受一彈簧構成的彈性件D5作用而維持一往該夾具D前端推移的驅力，並將該夾具D前端之外周具有錐面的各夾爪D1往該嵌夾空間D3中容置的鐵芯A作夾靠，該鐵芯A被嵌夾於該嵌夾空間D3中時，以該第一凸緣部A1向該抵軸D2的前端面D21抵靠。
請參閱圖3、6，本發明實施例中，該第一工序E1及該第二工序E2所對應的相同工作站具有相同之機構及相同的操作，以下茲以該第一工序E1上的工作站作說明，該第二工序E2同理可推，茲不贅述；其中，該第一入料站E11中設有一提取機構E111，該提取機構E111以可受連動作旋轉及Y軸向前、後位移的一吸取件E1111提取自一震動送料機E3的一料道E31所整列搬送的該鐵芯A，並以設有負壓吸附該鐵芯A的該第二凸緣A2設有該第一焊線溝A21、第二焊線溝A22的表面，該吸取件E1111由Z軸向轉為Y軸向地將該鐵芯A以該第一凸緣A1朝該夾具D前端，並使該鐵芯A的該第一凸緣A1容置於該嵌夾空間D3中受各夾爪D1夾持，各夾爪D1進行夾持時，該鐵芯A設有該第一焊線溝A21、第二焊線溝A22
的該第二凸緣A2表面朝外，且該第一焊線溝A21、第二焊線溝A22呈與水平垂直之Z軸向。
請參閱圖5、7，該第一校正站E12中設有一呈U型的推抵件E121，該推抵件E121可受驅動作Y軸向前、後位移，並設有呈Y軸向且相互平行並相隔間距的二推桿E1211，各推桿E1211前端各設有一推抵部E1212，二推桿E1211間設有一桿狀的頂抵件E122，該頂抵件E122前端設有一頂抵部E1221，該頂抵部E1221受一彈簧構成的彈性件E1222作用而保持一向前頂推之驅力；該推抵件E121受驅動作Y軸向前位移時，以該推桿E1211前端的該推抵部E1212先觸及該夾具D上該夾套D4外周緣環狀之抵緣D41，使該夾套D4被連動壓縮該彈性件D5，使該夾套D4後移而令各夾爪D1循外周錐面的逐漸脫離該夾套D4拘束下而外擴，使該嵌夾空間D3中容置的鐵芯A被鬆放，再藉由該頂抵件E122前端的該頂抵部E1221隨後觸及該鐵芯A的該第二凸緣A2設有該第一焊線溝A21、第二焊線溝A22的表面，使該鐵芯A以該第一凸緣部A1向該夾具D之該抵軸D2的前端面D21抵靠，以獲得校正定位。
請參閱圖5、8，該第一繞線站E13中設有一繞針E131，該繞針E131為管狀，其中穿有該線材L，該繞針E131並設於可受驅動作旋轉及Y軸向前、後位移的一繞針座E132端部偏離旋轉中心的位置，使該繞針E131可被該繞針座E132連動作行星式地旋繞於該夾具D所夾持的該鐵芯A外周。
請參閱圖9，該第一繞線站E13中，該盤體C1間接連動各該夾具D作逆時針旋轉時，該繞針E131中的該線材L將被牽引經該夾具D右側的該掛線座F上的第一掛線部F11、第二掛線部F12而至恰該繞針E131對應該夾具D時停止，該線材L並被該第一掛線部F11、第二掛線部F12
所夾住定位，以準備由該繞針E131進行繞線，此時該第一繞線站E13中的一剪線機構E133將恰對應於該夾具D右側的該掛線座F上的第一掛線部F11、第二掛線部F12之間；在該繞針E131完成繞線且該盤體C1準備再間接連動各該夾具D作逆時針旋轉前，該剪線機構E133將剪斷該夾具D右側的該掛線座F上的第一掛線部F11、第二掛線部F12之間的線材L。
請參閱圖10、11，該第一翻線站E14設有可受驅動作X、Y、Z軸向前、後、左、右、上、下位移的一第一夾鉗E141、一第二夾鉗E142，在該盤體C1接續前述製程間接連動各該夾具D作逆時針旋轉至該夾具D對應到該第一翻線站E14時，已完成繞線的該鐵芯A之該線端L1、L2分別各被繫掛定位於該夾具D右側的該第二掛線部F12與該夾具D左側的該第三掛線部F13上；在該第一翻線站E14中，該第一夾鉗E141、第二夾鉗E142將由原雙併狀態分別各往兩側向前位移至該鐵芯A之該線端L1、L2處進行夾持，並將該線端L1、L2由X軸向往上夾提至Z軸向，再將該線端L1、L2由Z軸向往下並往前夾壓至Y軸向並分別各靠抵該第二凸緣A2之二該第一焊線溝A21、第二焊線溝A22上端，並同時將該線端L1、L2下牽至該第二凸緣A2之二該第一焊線溝A21、第二焊線溝A22前方並呈斜向定位，使該線端L1、L2被該第一夾鉗E141、第二夾鉗E142夾持部分別各與該第二凸緣A2表面的該第一焊線溝A21、第二焊線溝A22間保持一第一間距A25及一第二間距A26。
請參閱圖12，該第一切線站E15設有可受驅動作上、下相對位移的一切刀E151及相對位於該切刀E151下方之一刀座E152，該切刀E151下端設有分別各對應該第一焊線溝A21、第二焊線溝A22前方之該線端L1、L2的第一刀口E1511、第二刀口E1512，該第一刀口E1511、第二刀口E1512各呈由下向上凹設之倒V狀刀刃；該刀座E152呈X軸向長條
狀，其上方具有一X軸向直線設置的尖錐狀之刃部E1521；在Y軸向上，該切刀E151位於該鐵芯A的該第二凸緣A2與該刀座E152之間，該刀座E152朝該切刀E151之一貼靠側面E1522為一垂直面，該刀座E152朝該切刀E151相反之一背面E1523為一傾斜面；在該第一切線站E15中，該刀座E152的尖錐狀之刃部E1521將往上伸入該鐵芯A上該線端L1、L2與該第一焊線溝A21、第二焊線溝A22間保持的該第一間距A25及該第二間距A26中，使該線端L1、L2披覆於該刀座E152之背面E1523的傾斜面上，再由該切刀E151向下以具倒V狀刀刃的該第一刀口E1511、第二刀口E1512切斷該線端L1、L2，使該線端L1、L2被切斷的多餘部份由該刀座E152之背面E1523的傾斜面滑落。
請參閱圖13，該第一焊接站E16設有可受驅動作Y軸向前、後位移及X軸向左、右位移的一焊頭E161，該焊頭E161先將該線端L1點焊固定於該鐵芯A上該第一焊線溝A21中，再位移將該線端L2點焊固定於該鐵芯A上該第二焊線溝A22中，以完成線圈成品。
請參閱圖3，該第一收集站E17設有一容器E171以收集該第一焊接站E16所完成的線圈成品；該第一工序E1的該第一收集站E17位於該盤體C1逆時針間歇旋轉流路的該第二工序E2的該第二入料站E21之前並相鄰。
本發明實施例鐵芯捲繞線材的方法及裝置，由於在該夾具D單一圓周的間歇旋轉行程下，藉由設有包括一第一入料站E11、一第一繞線站E13、一第一收集站E17，一第二入料站E21、一第二繞線站E23、一第二收集站E27
等的多個工作站E，以執行二個該鐵芯A入料至該間歇旋轉流路中，每一個入料的鐵芯A在捲繞線材後由不同的工作站E排出收集，使得
個別線圈捲繞可以在單一圓周的間歇旋轉行程下增加產出，且無須在一機台中增加沾錫製程，適合少量多樣的高效率生產需求。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
B:機台
B1:台面
C:搬送裝置
C1:盤體
E1:第一工序
E11:第一入料站
E12:第一校正站
E13:第一繞線站
E14:第一翻線站
E15:第一切線站
E16:第一焊接站
E17:第一收集站
E18:第一空站
E2:第二工序
E21:第二入料站
E22:第二校正站
E23:第二繞線站
E24:第二翻線站
E25:第二切線站
E26:第二焊接站
E27:第二收集站
E28:第二空站
E3:震動送料機
E31:料道
Claims (17)
- 一種鐵芯捲繞線材的方法，包括：以一搬送裝置提供一間歇旋轉流路，該搬送裝置設有複數個夾具，每一個該夾具作間歇旋轉位移，各該夾具外並設有工作站；該夾具可用以夾持該鐵芯；在該夾具單一圓周的間歇旋轉行程下，使二個該鐵芯分別同時由不同之入料站入料，並經不同之繞線站捲繞線材後由不同之收集站排出收集。
- 如申請專利範圍第1項所述鐵芯捲繞線材的方法，其中，該間歇旋轉流路中，執行一將鐵芯向該夾具抵靠，以獲得校正定位。
- 如申請專利範圍第1項所述鐵芯捲繞線材的方法，其中，該間歇旋轉流路中，執行將已完成繞線的該鐵芯之該線材的線端由X軸向往上夾提至Z軸向，再將該線端由Z軸向往下並往前夾壓至Y軸向並分別各靠抵一凸緣之上端，並同時將該線端下牽至該凸緣前方。
- 如申請專利範圍第3項所述鐵芯捲繞線材的方法，其中，該下牽至該凸緣前方的該線端呈斜向定位，使該線端與該第二凸緣表面間保一間距。
- 如申請專利範圍第4項所述鐵芯捲繞線材的方法，其中，執行以一刀座之一刃部伸入該間距中，再由一切刀切斷該線端。
- 如申請專利範圍第1項所述鐵芯捲繞線材的方法，其中，該執行一個鐵芯排出收集的工作站與另一個鐵芯入料的工作站相鄰。
- 如申請專利範圍第1項所述鐵芯捲繞線材的方法，其中，已完成繞線的該鐵芯之二線端分別各被繫掛定位於該夾具一側的一掛線部與該夾具另一側的另一掛線部上。
- 如申請專利範圍第1項所述鐵芯捲繞線材的方法，其中，該鐵芯入料時，以一第一凸緣朝該夾具前端並受夾持，夾持時，該鐵芯設有一第一焊線溝、一第二焊線溝的一第二凸緣表面朝外，且該第一焊線溝、第二焊線溝呈與水平垂直。
- 一種鐵芯捲繞線材的裝置，包括：在同一機台台面上設有：一搬送裝置，該搬送裝置設有一盤體，該盤體周緣設的複數個夾具，每一個該夾具作間歇旋轉位移，環繞圍設於作間歇旋轉的各該夾具外並設有工作站；該夾具可用以夾持一鐵芯；該工作站在各該夾具單一圓周的間歇旋轉行程下，設有包括一第一入料站、一第一繞線站、一第一收集站，一第二入料站、一第二繞線站、一第二收集站；該第一入料站、該第一繞線站與該第一收集站執行一第一工序，該第二入料站、該第二繞線站與該第二收集站執行一第二工序，該第一工序與該第二工序分別同時對不同的鐵芯執行相同的捲繞製程。
- 如申請專利範圍第9項所述鐵芯捲繞線材的裝置，其中，該第一入料站與該第一繞線站間設有一第一校正站，該第一校正站設有一推抵件及一頂抵件。
- 如申請專利範圍第9項所述鐵芯捲繞線材的裝置，其中，該第一繞線站與該第一收集站間設有一第一翻線站，該第一翻線站設有一第一夾鉗、一第二夾鉗。
- 如申請專利範圍第9項所述鐵芯捲繞線材的裝置，其中，該第一繞線站與該第一收集站間設有一第一切線站，該第一切線站設有一切刀及相對位於該切刀下方之一刀座。
- 如申請專利範圍第9項所述鐵芯捲繞線材的裝置，其中，該第一繞線站與該第一收集站間設有一第一空站。
- 如申請專利範圍第9項所述鐵芯捲繞線材的裝置，其中，該鐵芯設有一第一凸緣部及一第二凸緣部，該第一凸緣部與該第二凸緣部間相隔間距並設一捲芯部；其中，該第二凸緣部設有一第一焊線溝、一第二焊線溝。
- 如申請專利範圍第9項所述鐵芯捲繞線材的裝置，其中，該夾具設有複數個夾爪，各夾爪間設有一抵軸，該抵軸的前端面與各夾爪間形成一嵌夾空間；各夾爪外被一夾套所圍套，該夾套受一彈性件作用而維持一往該夾具推移的驅力。
- 如申請專利範圍第15項所述鐵芯捲繞線材的裝置，其中，該夾具以每二個間各設有一掛線座，每一個掛線座分別各設有相隔間距的二個掛線部。
- 一種鐵芯捲繞線材的裝置，包括：用以執行如申請專利範圍第1至8項中任一項所述鐵芯捲繞線材的方法之裝置。
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