CN1251695A

CN1251695A - 绕线机

Info

Publication number: CN1251695A
Application number: CN98803737A
Authority: CN
Inventors: 野地薰
Original assignee: Nittoku Engineering Co Ltd
Current assignee: Nittoku Engineering Co Ltd
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 2000-04-26
Anticipated expiration: 2018-03-30
Also published as: WO1998044618A1; EP0982837A4; JPH10271774A; US6098912A; EP0982837A1; CN100380786C

Abstract

一种可对应于多种绕线部(P)的形状稳定地进行绕线、绕线操作和将绕线端部连接到端子上的操作可同时进行的绕线机。在该绕线机中,包括:可一边将线材(L)引出一边移动的喷丝头(2)、用于驱动该喷丝头的驱动装置(3)、可切换喷丝头方向的方向切换装置(4),用于设定卷绕线材的绕线部(P)的位置的绕线部位置设定装置(5),通过喷丝头的移动将线材卷绕到所述绕线部上,并且在绕线结束时将该线材固定到线材固定部(T)上。

Description

绕线机

技术领域

本发明涉及一种绕线机，特别是涉及适用于向内转子型电机的定子等上绕线的技术。

背景技术

过去，作为用于制造步进式电机的定子等的绕线机，有

①特开昭60-96155号公报所记载的“绕线机”

②特开昭61-266050号公报所记载的“绕线机”等。

在例1中，如特开昭60-96155号公报记载的图2和图3所示，在该公报记载的“绕线机”中，在沿轴线方向可移动且可绕周向旋转地轴支承在底盘7上的筒状针轴4的前端上以垂直轴线的方向设有针3，导线6穿过针轴4的轴心孔由针3取出，通过相对于固定在可分度铁芯承受部8中的铁芯1的绕线部2进行的所述针轴4的轴线方向的行程和按照周向往复转动方式进行的摆动，导线6被卷绕在铁芯1的卷线部2上，在该绕线机中，通过夹持器16固定设置轴线与所述针轴4垂直的销17，通过旋转轴19和轴承20的驱动装置从与所述销17的轴线偏心的平行轴线的状态下将钭锥18可旋转地轴支承在底盘7上，在该斜锥18上，相对于其旋转中心设有角度为所述针3的必要摆动角度的1/2的斜支承面23，该斜支承面23中安装有L型托架24，所述销17通过球面滑动轴承27与该托架24相连接。

在该例的绕线机中，当使作为驱动装置的图中未示出的电机转动时，L型托架24转动，通过球面滑动轴承27和销17连接到该L型托架24上的针轴4往复旋转，从而，针3画出椭圆形轨迹线A，由针3取出的导线6卷绕在铁芯1的绕线部2上。

在例2中，如特开昭61-266050号公报记载的图1至图6所示，在该特开昭61-266050号公报记载的“绕线机”中，绕线机10包括：可自由滑动并自由旋转地安装在基台C上的主杆件11；设在该主杆件11的一个端部上、其上自由进退地设有用于将线材(导线)A送出的喷丝头12的头部13；沿着与主杆件11垂直的方向设置在所述基台C上的驱动轴14；设置在该驱动轴14和主杆件11之间、通过随着驱动轴14的转动使主杆件11沿其长度方向和绕轴往复运动使所述喷丝头12绕芯体W的周围旋转运动的运动变换机构15；通过调整所述喷丝头12的突出量，调整所述线材A的卷绕距离的横梁机构16，所述横梁机构16的大致结构包括：与主杆件11摩擦嵌合的副杆件17；设置在该副杆件17的一个端部和所述喷丝头12之间、随着副杆件17和主杆件11的相对转动使所述喷丝头12沿其长度方向移动的齿轮组18；与所述副杆件17的另一端卡合、使主杆件11和副杆件17相对转动的凸轮部件19.

在例2的绕线机中，当旋转驱动驱动轴14时，通过使主杆件11在沿长度方向往复运动并同时在轴系上按规定的旋转角度往复运动，使头部13的喷丝头12在铁芯Y的周围旋转运动。

通过这一操作，从将线材A的一端固定在铁芯Y上开始，一边从喷丝头12顺次引出线材A，一边将其卷绕在铁芯Y的外周上。

并且，通过主杆件11和副杆件17的相对转动，借助齿轮组18使喷丝头12沿其长度方向移动。从而，喷丝头12的线材A的引出位置沿铁芯Y的长度方向移动，对线材A进行定位卷绕。

在上述例1中，存在下面所述的问题。

(1)虽然具有可利用一个驱动电机使针3进行上下和往复转动的优点，但是由斜锥18和L型的托架24的旋转半径确定了针3的移动轨迹后，就不能与不同种类的铁芯1的绕线部2的外径或重叠厚度的大小相对应地进行绕线。

(2)由于针3的移动轨迹为椭圆形，线材不能紧密卷绕到铁芯1的卷绕部2上，所以线材绕线时的轨迹不稳定，易于形成所谓乱卷的状态，存在不能在规定的绕线范围内有效地进行绕线的问题。

(3)绕线后的线材A的端部必须扎紧连接到端子上，该扎紧操作是作为绕线结束后的另一操作进行的，存在不能在同一工序中进行的问题。

(4)由于针3不沿其轴线方向移动，易于在铁芯1的卷绕部2的一个位置上***呈鼓状，不能在绕线部2的全部长度上均匀地有效卷绕。

同时，虽然在例2中试图解决上述(4)的问题，但是可绕线的范围难以扩大，而有关上述(1)～(3)的问题依然没有解决。

发明的公开

鉴于上述问题，本发明用于实现以下的目的：

①可对多种绕线部形状进行绕线。

②可稳定地进行绕线。

③可在规定的绕线范围内有效地进行绕线。

④易于对绕线位置进行设定。

⑤将绕线的端部与端子连接起来的操作可与绕线操作在同一工序中进行。

⑥实现工作效率的提高。

⑦提高工作性能。

⑧减少操作工时。

⑨提高绕线的占空系数。

为实现上述目的，本发明的特征是，包括：可一边将线材引出一边移动的喷丝头，用于驱动该喷丝头的驱动装置，可切换喷丝头方向的切换装置，用于设定卷绕线材的绕线部的位置的绕线部位置设定装置，通过所述喷丝头的移动，在将线材卷绕到所述绕线部上的同时，在绕线结束时将该线材固定到线材固定部上。

并且，在本发明中，驱动装置可由三个轴向方向的驱动部组合构成，例如包括前后方向驱动部、左右方向驱动部和上下方向驱动部。作为驱动部的具体实例，也可配有沿驱动方向配置的导向件，与该导向件平行配置的、表面上设有阳螺纹的旋转轴，螺合在该旋转轴上的移动部，与该移动部连接的连接部，驱动旋转轴的驱动源。

另外，前后方向驱动部可固定在底盘上，可相对于该前后方向驱动部沿前后方向移动地配置左右方向驱动部，可相对于该左右方向驱动部沿左右方向移动地配置上下方向驱动部，可相对于该上下方向驱动部沿上下方向移动地配置喷丝头。

可采用伺服电机或步进电机作为上述驱动源。

另外，还可所述的方向切换装置，便喷丝头在上下方向和垂直于该上下方向的方向，例如前后方向之间切换。

该方向切换装置配有固定喷丝头并可旋转地配置的喷丝头旋转部，和设定该喷丝头旋转部的方向的方向设定部，该方向设定部具有连接在喷丝头旋转部上、通过沿自身的长度方向移动来旋转驱动喷丝头旋转部的曲柄，和用于驱动该曲柄的曲柄驱动部。

所述曲柄驱动部具有接头部和与连接到其上的、驱动方向不同的至少两个部分，或者所述曲柄驱动部分是可弹性变形的。

接头部也可采用铰链。

可采用螺线管或气缸作为曲柄驱动部。

作为典型的操作实例，由驱动装置同时在三个轴向上驱动喷丝头，在绕线时，沿绕线部的断面形状在其周围移动，并且，以每绕一圈线材沿绕线部的长度方向仅移动线材直径量的方式进行驱动。另外，在绕线结束时，驱动喷丝头，以便通过方向切换装置将喷丝头的姿势切换到与绕线时的方向大致垂直的方向上，将线材卷绕并固定到线材固定部上。

绕线部位置设定装置配置在例如底盘上，是一种用于将沿半径方向间隔地配置在圆周上的多个绕线部依次定位在相对喷丝头可绕线的位置上的装置，具有在对应于各绕线部的绕线结束时将下一个绕线部旋转到可绕线的位置上的分度机构。

绕线部设定装置也可具有使绕线部与喷丝头的驱动同步地往复运动的结构。

另外，可将线材切断装置配置在例如作为可切断线材的位置的底盘上，该线材切断装置具有切断线材的刀具，设置该刀具的移动部，对该移动部的移动位置进行设定的移动导轨，配置在该移动导轨内部、通过驱动驱动部而沿移动导轨驱动刀具的驱动源，在由该驱动源沿移动导轨进行驱动时使刀具连动并进行切断操作的切断操作部，安装在基台上并将上述线材切断装置的各部分支承在底盘上的支承部。

另外，也可设置配置于底盘上的绕线部位置设定装置和线材切断装置附近的位置上的、在线材切断时卷绕固定线材剩料的扎紧销。

采用本发明的绕线机，具有以下效果：

(1)由于可利用方向切换装置切换喷丝头的方向，所以将绕线机的端部连接到线材固定部上的操作和绕线操作可在同一工序中进行。

(2)通过在同一工序中进行将绕线部的端部连接到线材固定部上的操作，可减少操作工时。

(3)通过减少操作工时，可提高工作效率。

(4)可利用能够在三个轴向方向上同时进行驱动的驱动装置驱动喷丝头，通过喷丝头沿着绕线部形状的移动，可稳定地进行绕线。

(5)通过沿着绕线部的形状移动喷丝头，可在规定的绕线范围内有效地进行绕线，从而可提高绕线的占空系数。

(6)可以在三个轴的各个方向上单独设定喷丝头的移动距离，并且，还可以使绕线部位置设定装置一侧的移动与其组合。这样，可高精度地对绕线位置进行任意设定。

(7)通过任意地设定绕线位置，可对应于多种绕线部的形状进行绕线。

(8)由于具有上述性能，可提高工作性能。

附图的简要说明

图1是表示根据本发明的绕线机一实施例的立体图。

图2是表示图1中喷丝头2的方向切换状态的放大侧视图。

图3是表示在绕线时，喷丝头沿绕线部周围移动的示意性立体图。

实施发明的最佳方式

下面，根据附图对本发明的绕线机一实施例进行说明。

在图1和图2中，符号W为工件(定子)、P为绕线部(磁极)、T为线材固定部(端子)、L为线材(导线)、K为底盘、1为绕线机、2为喷丝头、3为驱动装置、4为方向切换装置、5为绕线部位置设定装置、6为线材切断装置(导线剪切装置)、7为剩料扎紧销。

工件W为例如内转子式电机的定子，如图1所示，具有向内侧突出的多个磁极P，并且，在上部配置多个用于连接导线L的端子T。

磁极P的断面形状为例如图3所示的矩形。

绕线机1在底盘K上配有可一边引出线材L一边移动的喷丝头2，用于驱动喷丝头2的驱动装置3，可切换喷丝头2的方向的方向切换装置4，用于对卷绕线材L的绕线部P进行位置设定的绕线部位置设定装置5，喷丝头2在绕线部P上卷绕线材L，并且，在绕线结束时移动，使线材L固定在线材固定部T上。

驱动装置3由在三个轴向方向上的驱动部31、32和33组合而成，包括前后方向驱动部31、左右方向驱动部32和上下方向驱动部33。

如图1所示，驱动部31、32、33是沿驱动方向X、Y、Z的大致相同的驱动机构。

首先，对上下方向驱动部33进行说明。

如图1所示，上下方向驱动部33包括沿驱动方向Z配置的上下方向导向件33A，平行于该上下方向导向件33A配置的、表面上设有阳螺纹B的上下方向旋转轴33B，螺合在该上下方向旋转轴33B上、可沿上下方向导向件33A移动的上下方向移动部33C，与该上下方向移动部33C连接的上下方向连接部33D，旋转驱动上下方向旋转轴33B的上下方向驱动源33E。

如图1所示，上下方向旋转轴33B通过万向接头33F与上下方向驱动源(驱动源)33E连接。

上下方向移动部33C根据上下方向旋转轴33B上的阳螺纹B的范围设定驱动方向Z的移动范围。

前后方向驱动部31和左右方向驱动部32作为与上下方向驱动部33相同的结构，沿图1所示的驱动方向X、Y配置。

如图1所示，前后方向驱动部31具有固定在底盘K上的前后方向驱动源(驱动源)31E，并且，左右方向驱动部32通过前后方向连接部31D可相对于前后方向驱动部31沿前后方向移动地配置。

左右方向驱动部32具有左右方向驱动源(驱动源)32E，并且，上下方向驱动部33通过左右方向连接部32D可相对于左右方向驱动部32沿左右方向移动地配置。

在上下方向驱动部33中，上下方向连接部33D从上下方向旋转轴33B沿水平方向向前凸出配置。喷丝头2通过与上下方向旋转轴33B螺合的上下方向移动部33C和上下方向连接部33D设置在上下方向驱动部33上，可相对于上下方向驱动部33沿上下方向移动。

驱动源31E、32E、33E为例如可以进行高精度控制的伺服电机。

如图1和图2所示，方向切换装置4配置在上下方向连接部33D上，并且，喷丝头2的配置为可在上下方向、例如下方向U和垂直于该下方向U的方向、例如后方向F之间进行切换。

如图1和图2所示，方向切换装置4包括：从上下方向连接部33D的前端一侧向下方延伸的喷丝头支承部41，可旋转地配置在该喷丝头支承部41上的喷丝头旋转部42，设定该喷丝头旋转部42的方向的方向设定部43。

如图1和图2所示，在喷丝头支承部41的基端一侧上配有将线材L导向喷丝头2的导向辊41A。

喷丝头旋转部42通过轴41B可旋转地安装在喷丝头支承部41的下端，其上配置有喷丝头2。

方向设定部43包括：与喷丝头旋转部42连接、通过沿其长度方向移动来旋转驱动喷丝头旋转部42的曲柄44，和用于沿上下方向驱动该曲柄44的曲柄驱动部45。

曲柄44由借助轴42A连接到喷丝头旋转部42上的下部曲柄44A和连接到曲柄驱动部45上的上部曲柄44B组成，下部曲柄44A和上部曲柄44B通过接头部46连接起来，在曲柄44驱动时，可使喷丝头旋转部42旋转。

作为接头部46配有例如带有轴46A的铰链。

曲柄驱动部45例如可以是螺线管。

绕线部位置设定装置5配置在底盘K上，在其上侧固定有定子W，并具备例如连接到伺服电机等上、在对各磁极P的绕线结束时使定子W只转动磁极P的间距量的分度机构。

如图1所示，线材切断装置(导线剪切装置)6包括：配置在底盘K上的绕线部位置设定装置5附近可切断导线L的位置处、切断导线L的刀具61，配置该刀具61的移动部65，设定该移动部65的移动位置的移动导轨62，配置在该移动导轨62内部、通过驱动移动部65而沿移动导轨62驱动刀具61的图中未示出的驱动源，在沿移动导轨62驱动时，通过该驱动源使刀具61连动并进行切断操作的切断操作部63，将安装在基台K上的上述导线剪切刀具6的各部分支承在底盘K上的支承部64。

剩料扎紧销7配置在底盘K上的绕线部位置设定装置5和导线剪切刀具6的附近。

下面，对所述绕线机1的绕线进行说明。

首先，如图1所示，经过导向辊41A和喷丝头2从喷丝头2的前端引出线材L，其端部扎紧固定在剩料扎紧销7上。

这时，喷丝头2如图2中实线所示，由方向切换装置4使曲柄44处于下侧位置，从而位于向下的方向U上。

其次，如后面所述的那样，驱动驱动装置3，从位于向下的方向U的位置上的喷丝头2中引出的线材L被扎紧固定在绕线部位置设定装置5上的定子W的端子T上。

此后，由导线剪切装置6切断剩料扎紧销7和端子T之间的导线L。

在导线剪切装置6中，移动部65借助驱动源按图1箭头C的方向沿移动导轨62移动，刀具61位于可切断导线L的状态下，与上述移动连动，刀具61由切断操作部63进行切断操作而切断导线L。

在切断结束后，刀具61由上述移动部65逆着图1所示的箭头C的方向沿移动导轨62移动，喷丝头2位于可绕线的状态。

此后，喷丝头2如后面所述的那样，由方向切换装置4使曲柄44处于上侧位置，如图2中双点划线所示，其位置被切换到向后的方向F上。

其次，驱动驱动装置3，使位于向后的方向F上的喷丝头2在磁极P周围移动，进行绕线。

这时，由前后方向驱动部31、左右方向驱动部32和上下方向驱动部33在三个轴向上同时驱动喷丝头2。

在上下方向驱动部33中，如图1所示，上下方向旋转轴33B由上下方向驱动源33通过万向接头33F进行旋转驱动，伴随着该上下方向旋转轴33B的旋转，螺合到上下方向旋转轴33B上的上下方向移动部33C沿上下方向导向件33A向驱动方向Z移动，作为一体连接到上下方向移动部33C上的上下方向连接部33D沿驱动方向Z移动。

上下方向移动部33C在由设在上下方向旋转轴33B上的阳螺纹B的范围设定的范围内移动。

同样，在前后方向驱动部31和左右方向驱动部32中，如图1所示，前后方向连接部31D沿驱动方向X移动，左右方向连接部32D沿驱动方向Y移动。

因此，如图1所示，对于固定于底盘K的绕线部位置设定装置5上的定子W，借助前后方向驱动部31使左右方向驱动部32沿前后方向X移动，上下方向驱动部33相对于左右方向驱动部32沿左右方向Y移动，喷丝头2相对于上下方向驱动部33沿上下方向Z移动，喷丝头2沿定子W的磁极P的周围移动。

因此，如图3所示，喷丝头2沿着绕线部(磁极)P的断面形状在绕线部P的周围移动，并且以每绕一圈线材L沿绕线部P的长度方向移动线材L的直径量R的方式进行驱动，线材L整齐地绕在磁极P上。

磁极P的断面形状为例如图3所示的矩形，喷丝头2绕线时的轨迹设定为沿图3中箭头G所示尽可能接近磁极P的矩形。

在绕线结束时，喷丝头2借助驱动装置上升，并且通过方向切换装置4从大致垂直于卷绕时的向后方向F切换到例如图2所示的向下方向U。

在方向切换装置4中，如图1和图2所示，曲柄44由方向设定部43的曲柄驱动部45向下方驱动，下部曲柄44A一边通过接头部46改变相对于上部曲柄44B的驱动方向一边被驱动，由轴42A连接到该下部曲柄44A上的喷丝头旋转部42以轴41B为中心旋转。从而将喷丝头2切换到向下的方向U上。

设定在向下的方向U上的喷丝头2借助驱动装置3在端子T的周围移动，将线材L卷绕到端子T上并进行固定。

在向端子T上固定结束时，在使喷丝头2上升的状态下，绕线部位置设定装置5使定子W相对于底盘K转动图1中角度θ所示的磁极P的间距量。其次，借助方向切换装置4将喷丝头2设定到向后的方向F上，使下一个磁极P处于可绕线的状态。

在最后一个磁极P绕线结束时，将导线L以上述方式固定到对应的端子T上后移动喷丝头2，将导线扎紧固定到剩料扎紧销7上。

此后，如前面所述，由导线剪切装置6将端子T和剩料扎紧装置之间的导线切断，结束向定子W上的绕线。

另外，可采用步进电机作为驱动源31E，32E，33E，曲柄驱动部45例如可以采用气缸。

并且，接头部46可由可弹性变形的材料构成，另外，还可以不设置接头部46，而由可弹性变形的材料构成曲柄44。

并且，在移动喷丝头2，将线材(导线)L卷绕到磁极P上的情况下，也可以通过与喷丝头2的上下动作同步地使绕线部位置设定装置5往复旋转以卷绕导线L。

这时，磁极P由于如上所述与喷丝头2的上下动作同步地被驱动，所以可准确地将线材(导线)L卷绕到磁极P上。

Claims

1.一种绕线机，其特征在于，包括：可一边将线材(L)引出一边移动的喷丝头(2)，驱动该喷丝头的驱动装置(3)，可切换喷丝头方向的切换装置(4)，用于设定卷绕线材的绕线部(P)的位置的绕线部位置设定装置(5)，通过所述喷丝头的移动，在将线材卷绕到所述绕线部上的同时，在绕线结束时将该线材固定到线材固定部(T)上。

2.如权利要求1所述的绕线机，其特征在于，所述驱动装置(3)由在3个轴向上的驱动部组合而成。

3.如权利要求1或2所述的绕线机，其特征在于，通过所述方向切换装置(4)，所述喷丝头(2)可在上下方向和垂直于该上下方向的方向之间切换。

4.如权利要求1～3中任一项所述的绕线机，其特征在于，所述方向切换装置(4)配有固定喷丝头(2)并可旋转地配置的喷丝头旋转部(42)，和设定该喷丝头旋转部的方向的方向设定部(43)，该方向设定部具有连接在喷丝头旋转部上、通过沿自身的长度方向移动来旋转驱动喷丝头旋转部的曲柄(44)，和驱动该曲柄的曲柄驱动部(45)。

5.如权利要求4所述的绕线机，其特征在于，所述曲柄(44)具有接头部(46)和连接到其上的、驱动方向不同的至少两部分(44A，44B)。

6.如权利要求4所述的绕线机，其特征在于，所述曲柄(44)是可弹性变形的。

7.如权利要求1～6中任一项所述的绕线机，其特征在于，所述喷丝头(2)在绕线时沿所述绕线部(P)的断面形状在绕线部的周围移动，并且，以每绕一圈线材(L)沿绕线部的长度方向仅移动线材的直径量的方式进行驱动。

8.如权利要求1～7中任一项所述的绕线机，其特征在于，在绕线结束时，驱动所述喷丝头(2)以便通过所述方向切换装置(4)将其切换到与绕线时的方向大致垂直的方向上，将线材(L)卷绕并固定到线材固定部(T)上。

9.如权利要求1～8中任一项所述的绕线机，其特征在于，所述绕线部位置设定装置(5)将沿半径方向间隔地配置在圆周上的多个绕线部(P)依次定位相对喷丝头(2)绕线的位置上，在每一绕线部的绕线结束时，将下一个绕线部旋转到可绕线的位置上。

10.如权利要求1～9中任一项所述的绕线机，其特征在于，所述绕线部位置设定装置(5)使绕线部(P)与喷丝头(2)的驱动同步地往复动作。

11.如权利要求1～10中任一项所述的绕线机，其特征在于，具有切断线材(L)的刀具(61)的线材切断装置(6)，和用于扎紧将被切断的线材的剩料扎紧销(7)配置在可切断线材的位置上。