線圈成型裝置以及線圈成型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及線圈成型裝置以及線圈成型方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為例如在無芯馬達(dá)的轉(zhuǎn)子等中使用的線圈，使用由卷繞于卷芯的周圍的線材構(gòu)成的線圈。對于小型的無芯馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的線圈而言，要求高的形狀精度。作為這樣的線圈的制造裝置，提出有具備圓柱狀的卷芯、以及一邊將線材抽出一邊相對于卷芯的軸傾斜旋轉(zhuǎn)的噴嘴的制造裝置(例如，參照J(rèn)P3588586B。)。在這樣的卷線裝置中，在卷芯的外周傾斜地依次卷繞線材而形成圓筒形的線圈。
[0003]在如上述那樣的卷線裝置中，使抽出線材的噴嘴相對于卷芯的軸傾斜旋轉(zhuǎn)。線材傾斜地依次卷繞于圓柱狀的卷芯的周圍。這樣，在由傾斜地依次卷繞于圓柱狀的卷芯的周圍的線材構(gòu)成的線圈中，線材在線圈的軸向的端部折回。此時，線材在折回的端部脫離卷芯，存在線圈的軸向的端部的外徑擴(kuò)大的擔(dān)憂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，以線圈的外徑成為所希望的值的方式成型。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，線圈成型裝置(10)對由傾斜地依次卷繞于圓柱狀的卷芯(11)周圍的線材(12)構(gòu)成的線圈(13)進(jìn)行成型，具備:多個輥(21)，其在外周形成剖面呈圓弧狀的凹槽；輥移動單元(22)，其使上述輥(21)在上述多個輥(21)對上述線圈
(13)從周圍進(jìn)行把持的把持位置、與上述多個輥(21)從上述線圈(13)分離的分離位置之間移動；以及滾動單元(25)，其使位于上述把持位置的上述多個輥(21)在上述線圈(13)的長度方向上滾動。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施方式，線圈成形方法對由傾斜地依次卷繞于圓柱狀的卷芯(11)周圍的線材構(gòu)成的線圈(13)進(jìn)行成型，通過在外周形成剖面呈圓弧狀的凹槽的多個輥(21)，對上述線圈(13)的長度方向大致中央從周圍進(jìn)行把持，使上述多個輥(21)在上述線圈(13)的長度方向滾動，而使卷繞于上述卷芯(11)的線材(12)貼合于上述卷芯(11)。
【附圖說明】
[0007]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的線圈成型裝置的主視圖。
[0008]圖2是圖1的I1-1I剖視圖，是表示多個輥的配置狀態(tài)的圖。
[0009]圖3A是表示輥對線圈的大致中央進(jìn)行把持并滾動的狀態(tài)的圖。
[0010]圖3B是表示通過輥的滾動而成型的線圈的圖。
[0011]圖4是與圖2對應(yīng)的圖，是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例中的多個輥的配置狀態(tài)的圖。
[0012]圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的比較例的用于線圈成型的按壓部件的圖。
[0013]圖6A是與圖3A對應(yīng)的圖，是表示比較例的通過按壓部件夾持線圈的狀態(tài)的圖。
[0014]圖6B是與圖3B對應(yīng)的圖，是表示被按壓部件夾持成型的線圈的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的線圈成型裝置10進(jìn)行說明。
[0016]如圖1所示，線圈成型裝置10對由傾斜地依次卷繞于圓柱狀的卷芯11的周圍的線材12構(gòu)成的線圈13進(jìn)行成型。本實(shí)施方式中的線圈13用于無芯馬達(dá)的轉(zhuǎn)子等中。
[0017]在線圈13的制造中使用飛輪(flyer)方式的卷線裝置(省略圖示)等。在飛輪方式的卷線裝置中，在線材12的一端被卡止于卷芯11的狀態(tài)下，噴嘴經(jīng)由飛輪圍繞卷芯11傾斜地轉(zhuǎn)動。由此，線材12傾斜地卷繞于卷芯11的外周而形成線圈13。
[0018]如圖1所示的卷芯11用于飛輪方式的卷線裝置。在卷芯11的周圍通過飛輪方式的卷線裝置卷線，從而形成由傾斜地依次卷繞的線材12構(gòu)成的線圈13。將卷繞于卷芯11的線圈13連同卷芯11從卷線裝置取下，并在該狀態(tài)下通過本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的線圈成型裝置10成型。
[0019]卷芯11呈在周圍形成線圈13的實(shí)心圓棒狀(圓柱狀)。在卷芯11上在軸向上同軸連續(xù)地形成有比卷芯11的直徑大的支承棒部lib。
[0020]在支承棒部Ilb的外周，與支承棒部Ilb同軸地形成有圓盤部11c。在支承棒部Ilb的與卷芯11相反的一側(cè)的端部，形成有用于使卷芯11把持于后述的卡盤17的被把持部 IlcL
[0021]在圓盤部Ilc上設(shè)置有對形成于卷芯11的周圍的線圈13的導(dǎo)線13a(tap)進(jìn)行支承的鉤桿14。多根鉤桿14與被拉出的導(dǎo)線13a的數(shù)量對應(yīng)地在周向上空開規(guī)定間隔地設(shè)置于卷芯11的周圍的下方。
[0022]鉤桿14具有棒狀部14a、以及設(shè)置在棒狀部14a的前端側(cè)(在圖1中為上端側(cè))并呈規(guī)定的弧度的鉤部14b。棒狀部14a插通圓盤部Ilc并能夠上下移動。在圓盤部Ilc的下側(cè)，夾設(shè)有將鉤桿14向下方施力的彈簧14c。在本實(shí)施方式中，三根鉤桿14以朝向下方擴(kuò)大相互間的間隔的方式相對于圓盤部Ilc傾斜地插通。
[0023]線圈成型裝置10具有作為使卷芯11旋轉(zhuǎn)的卷芯相對旋轉(zhuǎn)單元的馬達(dá)16。馬達(dá)16以旋轉(zhuǎn)軸16a位于上方的方式設(shè)置于基臺1a的上表面。在馬達(dá)16的鉛垂的旋轉(zhuǎn)軸16a上安裝有卡盤17。
[0024]經(jīng)由支承棒部Ilb與卷芯11同軸地連結(jié)的被把持部lld，能夠脫離地安裝于卡盤17。在卡盤主體17a的外周，在軸向上能夠移動地設(shè)置有用于使被把持部Ild從卡盤17脫離的手柄17b。
[0025]在卡盤主體17a嵌入有螺旋彈簧17c，其向卡盤17把持被把持部Ild的方向?qū)κ直?7b施力。
[0026]在基臺1a設(shè)置有流體壓力缸18，其用于使手柄17b克服螺旋彈簧17c的施力移動而使被把持部Ild從卡盤17脫離。
[0027]在流體壓力缸18的桿18a，安裝有前端卡止于手柄17b的卡止板19的基端。流體壓力缸18通過桿18a的收縮使手柄17b下降，從而成為被把持部Ild能夠從卡盤17脫離的狀態(tài)。
[0028]由傾斜地依次卷繞于卷芯11的周圍的線材12構(gòu)成的線圈13，在被卷繞于卷芯11的狀態(tài)下，與多個鉤桿14 一起從卷線裝置被取下。然后，通過將被把持部Ild把持于線圈成型裝置10的卡盤17，而將卷芯11同軸地安裝于馬達(dá)16的旋轉(zhuǎn)軸16a的延長線上。
[0029]線圈成型裝置10具備在外周形成有剖面呈圓弧狀的凹槽的多個輥21。
[0030]線圈成型裝置10具備作為輥移動單元的流體壓力缸22，其使多個輥21在從周圍把持線圈13的把持位置、與從線圈13分離的分離位置之間移動。在本實(shí)施方式中，如圖2所示，使用三個輥21。
[0031]如圖1以及圖2所示，流體壓力缸22構(gòu)成為，通過流體壓力，滑塊22d能夠沿著軌道22移動。在流體壓力缸22的主體部22a的面對卷芯11的面(在圖1中為下表面)上，能夠呈放射狀地移動地設(shè)置有多個輥21。
[0032]具體而言，在主體部22a的下部設(shè)置有水平的工作臺22b。如圖2所示，在工作臺22b的下表面，三條軌道22c每隔120度從工作臺22b的中央部分呈放射狀地設(shè)置。
[0033]在三條軌道22c分別能夠移動地設(shè)置有滑塊22d。在滑塊22d的兩側(cè)，分別立設(shè)有對輥21進(jìn)行夾持的支柱22e。在一對支柱22e，樞軸支承有輥21。因?yàn)檐壍?2c呈放射狀地設(shè)置，所以多個輥21也呈放射狀地設(shè)置。
[0034]流體壓力缸22能夠通過壓縮空氣的供給排出而經(jīng)由滑塊22d使三個輥21呈放射狀地移動。如圖2中虛線箭頭所示，若三個輥21以擴(kuò)大相互間的間隔的方式呈放射狀地移動，則多個輥21向從形成在位于中央的卷芯11的外周的線圈13分離的分離位置移動。
[0035]另一方面，如圖2中實(shí)線箭頭所示，若三個輥21以縮小相互間的間隔的方式呈放射狀地移動，則多個輥21向從周圍對形成在位于中央的卷芯11的外周的線圈13進(jìn)行把持的把持位置移動。
[0036]S卩，流體壓力缸22能夠使多個輥21在多個輥21從周圍把持線圈13的把持位置、與使多個輥21從線圈13分離的分離位置之間移動。
[0037]在本實(shí)施方式中，三個輥21呈放射狀地設(shè)置。使用形狀分別相同并且大小分別相同的輥21。在輥21的外周在整周上連續(xù)地形成有剖面呈圓弧狀的凹槽。
[0038]輥21的外徑以及凹槽的圓弧狀的剖面的半徑，根據(jù)與想要成型的線圈13的關(guān)系決定。輥21的外徑形成為與線圈13的軸向的長度相同、或者比該線圈13的軸向的長度長。凹槽的圓弧狀的剖面的半徑形成為與形成后的線圈13的外周的半徑大致相等。
[0039]線圈成型裝置10具備作為滾動單元的滾動機(jī)構(gòu)25，其在把持位置使輥21與線圈13的外周接觸的狀態(tài)在長度方向上滾動。滾動機(jī)構(gòu)25使位于把持位置的多個輥21在卷芯11的軸向、即鉛垂方向上移動。在本實(shí)施方式中，滾動機(jī)構(gòu)25能夠使多個輥21還在水平面內(nèi)移動。
[0040]如圖1所示，滾動機(jī)構(gòu)25具有X軸方向伸縮促動器28、Y軸方向伸縮促動器26、以及Z軸方向伸縮促動器27。若通過伺服馬達(dá)26a?28a驅(qū)動使?jié)L珠絲杠26b?28b旋轉(zhuǎn)，則與滾珠絲杠26b?28b旋合的從動件26c?28c沿著殼體26d?28d的長度方向移動。
[0041]在本實(shí)施方式中，流體壓力缸22的主體部22a固定于支承部件23。支承部件23以能夠在Y軸方向上移動的方式安裝于Y軸方向伸縮促動器26的殼體26d。Y軸方向伸縮促動器26的從動件26c，以支承部件23能夠與Y軸方向伸縮促動器26 —起在Z軸方向上移動的方式安裝于Z軸方向伸縮促動器27的從動件27c。
[0042]另外，Z軸方向伸縮促動器27的殼體27d以支承部件23能夠與Y軸方向伸縮促動器26以及Z軸方向伸縮促動器27 —起在X軸方向上移動的方式安裝于X軸方向伸縮促動器28的從動件28c。而且，X軸方向伸縮促動器28的殼體28d沿著X軸方向形成并固定于架臺35的上部。
[0043]架臺35固定于基臺10a。向各伸縮促動器26?28的各伺服馬達(dá)26a?28a輸入用于控制這些伸縮促動器的控制器(省略圖示)的控制信號。
[0044]以下，對本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的線圈成型方法進(jìn)行說明。
[0045]首先，參照圖5、圖6A、以及圖6B對本發(fā)明的實(shí)施方式的比較例所涉及的線圈成型方法進(jìn)行說明。
[0046]一般來說，對于由傾斜地依次卷繞于圓柱狀的卷芯的周圍的線材構(gòu)成的線圈、即用于無芯馬達(dá)的轉(zhuǎn)子等的線圈而言，要求高的形狀精度。因此，在這樣的線圈中需要使在軸向的端部折回的線材貼合于卷芯，來防止線圈的軸向的端部上的外徑擴(kuò)大。
[0047]這樣，作為使線材貼合于卷芯的方法，考慮如下方法，即、將如圖5所示地具有剖面形成為與線圈3的外形大致相等的凹面4a的按壓部件4，如圖6A所示地從卷芯I的徑向壓接于卷繞于卷芯I的線材2。
[0048]然而，在凹面4a的端部(圖5的E部)，使卷繞于卷芯I的線材2中的從卷芯I分離的線材2，在沿卷芯I的周向移動之后