TWI741873B - 繞線機及繞線方法 - Google Patents

Abstract

一種繞線機10，具備：繞芯12、引導構件16及軸向移動機構30、130，其中，繞芯12具有繞體部13與設於繞體部13旋轉軸向兩側的凸緣14、15，並將自線筒10a所供應的線材11繞線至旋轉的繞體部13；引導構件16連同繞芯12一起旋轉，並將線材11引導至繞體部13；軸向移動機構30、130使引導構件16於繞芯12的旋轉軸向移動。

Description

繞線機及繞線方法

本發明係有關一種繞線機及繞線方法。

過去，在電動機或發電機等旋轉電機中所使用之捲繞有線材的線圈，為使高功率化而增加線材的捲繞次數。然而，單純地增加線材的捲繞次數會招致旋轉電機大型化的問題。在此，應提高旋轉電機的磁極間之線材截面積的總和相對於收納線圈之槽的截面積的比率（以下簡稱為佔空係數（space factor））。

在此，提高佔空係數係指減少所捲繞之線材的間隙，為此，提出一種在旋轉之繞芯附近設置管嘴的繞線裝置，該種繞線裝置使用該繞芯與該管嘴引導線材，並將該線材整齊地捲繞於繞芯（例如日本專利公開公報特開2015-50364號）。

如此，在一般的整齊繞線機中，使用管嘴將線材引導至旋轉的繞芯附近，該管嘴達極限地靠近繞芯進行繞線，進而進行整齊繞線。

如此，在習知的繞線機中，在使用管嘴引導線材、並將自該處送出的線材整齊地捲繞至旋轉之繞芯的情況下，需使該管嘴接近繞芯。然而，在使用實際受線材所捲繞的繞體部於其旋轉軸向兩側設有凸緣的繞芯之情況下，當將該管嘴之用於送出線材的端部接近於繞體部之凸緣側端部時，會有該管嘴自身與凸緣直接接觸之虞。

因此，當使用於繞體部的兩側形成有凸緣的繞芯時，為使該管嘴以不干涉旋轉之凸緣的方式，引導置於凸緣之旋轉徑向外側的線材，管嘴與繞體部之間會產生凸緣高度以上的間隙。

另外，對於繞體部的截面形成為方形的繞芯，由於繞體部的角部為距旋轉中心最遠之處，在管嘴對向於繞體部之角部的情形下，管嘴必須不與設於繞體部兩側的凸緣接觸。如此一來，管嘴會與繞體部的角部與角部之間平坦的部分相距更遠。

因此，在將線材捲繞到於繞體部兩側形成有凸緣之繞芯的情況下，即便使用管嘴引導線材，亦無法使前述管嘴充分地接近實際受線材所捲繞的繞體部，當自前述管嘴送出的線材傾斜時，難以將線材引導至位在繞芯的繞體部之所期望的位置。

並且，因難以將線材引導至繞體部之所期望的位置，隨著捲繞至繞芯之線材的繞線層增加會漸漸產生繞線紊亂，因而難以緊密地捲繞線材，亦即難以整齊繞線。特別在層數超過兩位數（如十層以上）的情況下，會顯著地難以對該層數之整體進行整齊繞線。

本發明之目的在於提供一種將線材引導至繞體部之所期望的位置以獲得整齊繞線的繞線機及繞線方法。

根據本發明之態樣，提供一種繞線機，具備：繞芯、引導構件及軸向移動機構，其中，前述繞芯具有繞體部與凸緣，前述凸緣設於前述繞體部之旋轉軸向的兩側，且前述繞芯將自供應源所供應的線材繞線至旋轉的前述繞體部；前述引導構件連同前述繞芯一起旋轉，並將前述線材引導至前述繞體部；前述軸向移動機構使前述引導構件於前述繞芯的旋轉軸向移動。

根據本發明所提供之其他態樣，提供一種繞線方法，為使於繞體部的旋轉軸向兩側設有凸緣的繞芯旋轉，以將線材繞線至前述繞體部，其中，將引導構件連同前述繞芯一起旋轉，前述引導構件將自供應源所供應的前述線材引導至前述繞體部，將藉由前述引導構件所引導的前述線材繞線至前述繞體部。

接著，基於圖式以詳細說明本發明的實施形態。

圖3至圖5係表示本發明實施形態的繞線機10。在各圖中，設定相互正交的X、Y、Z之3軸，並定義X軸於略水平橫向延伸、Y軸於略水平前後方向延伸、Z軸於垂直方向延伸，以針對此繞線機10的結構進行說明。

該繞線機10，係為一種將自作為供應源的線筒10a（圖5）所供應的線材11，繞線至旋轉之繞芯12的凸緣14、15之間的繞體部13的繞線機10。因此，位在該繞線機10的繞芯12，係具有繞體部13、與設於該繞體部13兩側的凸緣14、15。換言之，繞線機10係具備繞芯12，該繞芯12具有繞體部13、與設於繞體部13之旋轉軸向兩側的凸緣14、15，並將自線筒10a所供應的線材11繞線至旋轉的繞體部13。

如圖3至圖6所示，本實施形態的繞芯12，其繞體部13的截面形成為方形，而用以限制繞線至該繞體部13的線材11繞線幅寬的凸緣14、15，其外徑係形成為具有較繞體部13之外形更大之外形的方形。並且，如圖3所示，一方的凸緣14安裝成可裝卸於繞體部13的一端側，而另一方的凸緣15則直接安裝於繞體部13的另一端。

繞線機10，係具備：主支撐旋轉機構20（主支撐旋轉單元），其使繞體部13連同另一方凸緣15一起受支撐且進行旋轉；副支撐旋轉機構120（副支撐旋轉單元），其使一方的凸緣14以同軸於繞體部13之方式受支撐並進行旋轉。並且，在一方的凸緣14中，形成有使開始繞線的線材11卡合之圖中未示的擋止部、以及將擋止於該擋止部的線材11引入繞體部13的切口14b（圖10）。

由於本實施形態中的主支撐旋轉機構20與副支撐旋轉機構120形成為對稱結構，因此以圖2所示之右半部分的主支撐旋轉機構20為代表進行說明。

在繞體部13的另一端側安裝有另一方之凸緣15的繞芯12中，自凸緣15側同軸於繞芯12的中心設有旋轉主軸21，該旋轉主軸21於水平橫向（Y軸方向）延伸且其前端部由支撐柱22所樞軸支撐。支撐柱22直立設置於台座23，在該支撐柱22中，使該旋轉主軸21旋轉的繞線用馬達24之旋轉軸24a，以與旋轉主軸21同軸的狀態安裝。

繞線用馬達24的旋轉軸24a與旋轉主軸21藉由耦合件24b連結，從而構成為當驅動該繞線用馬達24以使該旋轉軸24a旋轉時，使與旋轉軸24a連結的旋轉主軸21旋轉。並且構成為當使旋轉主軸21旋轉時，使設於前述旋轉主軸21的繞芯12旋轉，亦即使繞體部13與另一方的凸緣15旋轉。

另外，本實施形態的繞線機10，係具備連同繞芯12一起旋轉、並將供應自線筒10a的線材11引導至繞體部13的引導構件16。換言之，繞線機10係具備連同繞芯12一起旋轉、並將線材11引導至繞體部13的引導構件16。具體而言，在支撐柱22與凸緣15之間的旋轉主軸21中嵌入筒體26。該筒體26相對於旋轉主軸21，雖可於該長邊方向移動，但以禁止相對於該旋轉主軸21旋轉之方式嵌入。並且，在該筒體26之凸緣15側的端緣中，安裝有正交於該旋轉主軸21、並與另一方的凸緣15隔有間隔而對向設置的樞軸支撐板27，於該樞軸支撐板27設有引導構件16。

筒體26之支撐柱22側的端部樞軸支撐於可動柱28。可動柱28直立設置於可動台29，可動台29以可於Y軸方向移動的方式設於台座23，在台座23中，設有軸向移動機構30（軸向移動單元），其使該可動台29連同筒體26、樞軸支撐板27與引導構件16一起於繞芯12的旋轉軸向移動。換言之，繞線機10係具備使引導構件16於繞芯12的旋轉軸向移動的軸向移動機構30、130。

本實施形態的軸向移動機構30，係具有：一對導軌31，於繞芯12的旋轉軸向（X軸方向）延伸且相互平行地設於台座23；可動台29，可於繞芯12的旋轉軸向移動而設於該一對導軌31；滾珠螺桿32，以貫通一對導軌31之中央的方式在X軸方向延伸而設於台座23；移動用馬達33，使該滾珠螺桿32可旋轉而連接至該滾珠螺桿32。

本實施形態的移動用馬達33，係為可變更滾珠螺桿32之旋轉速度的伺服馬達，於其旋轉軸上同軸地安裝有滾珠螺桿32。螺合至該滾珠螺桿32的母螺紋件29a安裝於可動台29。

在該移動用馬達33中，連接有圖中未示之控制器的控制輸出。並且構成為當基於來自控制器的指令而驅動移動用馬達33以使滾珠螺桿32旋轉時，經由母螺紋件29a螺合至滾珠螺桿32的可動台29，連同筒體26、樞軸支撐板27與引導構件16一起在繞芯12的旋轉軸向（X軸方向）移動。

如圖3至圖5所示，主支撐旋轉機構20與副支撐旋轉機構120、以及設於該等機構並支撐引導構件16且使之移動的構造，係左右對稱地構成。為副支撐旋轉機構120側的構件、且對應於位在主支撐旋轉機構20側之構件，係標示為於主支撐旋轉機構20之構件所示的符號加上100的符號。

主支撐旋轉機構20經由凸座18安裝於基台17，與主支撐旋轉機構20形成為對稱構造的副支撐旋轉機構120，係經由凸緣離接機構50（凸緣離接單元）安裝於基台17。

本實施形態的凸緣離接機構50，係為與前述軸向移動機構30同樣的結構，具有：一對導軌51，於繞芯12的旋轉軸向（X軸方向）延伸且相互平行地設於基台17；滾珠螺桿52，以貫通該一對導軌51之中央的方式在X軸方向延伸設置；分離用馬達53，使該滾珠螺桿52可旋轉而連接至該滾珠螺桿52。

位在副支撐旋轉機構120的台座123可移動地搭載於一對導軌51。另外，在分離用馬達53的旋轉軸53a同軸地安裝有滾珠螺桿52，螺合至該滾珠螺桿52的母螺紋件123a安裝於位在副支撐旋轉機構120中的台座123。

另外，在分離用馬達53中，連接有圖中未示之控制器的控制輸出，從而構成為當基於來自控制器的指令而驅動分離用馬達53以旋轉滾珠螺桿52時，螺合至滾珠螺桿52的母螺紋件123a連同副支撐旋轉機構120一起於繞芯12的旋轉軸向（X軸方向）移動。

當藉由此種凸緣離接機構50移動副支撐旋轉機構120時，將改變該副支撐旋轉機構120所支撐的一方之凸緣14與繞體部13之間的間隔。如圖4所示，藉由使一方的凸緣14接觸於繞體部13的一端，呈可向該繞體部13捲繞線材11。另外，如圖3所示，藉由使一方的凸緣14自繞體部13的一端遠離，使繞線至該繞體部13的線材11呈可自該繞體部13裝卸。換言之，繞線機10係更具備凸緣離接機構50，該凸緣離接機構50使可裝卸地設於繞體部13的一方的凸緣14，自繞體部13遠離或接近繞體部13。

如圖5所示，本實施形態的繞線機10中，供應源為線筒10a，線材11捲繞並貯線於該線筒10a。線筒10a係樞軸支撐於移動台10c，該移動台10c設有賦予自線筒10a所送出的線材11指定之張力的張力裝置10b。在此，在圖5中的符號10g，係表示設於張力裝置10b、並使自線筒10a所送出的線材11朝向繞芯12且使線材11通過的管嘴10g。

另外，在該繞線機10中，設有使該管嘴10g於繞芯12的旋轉軸向移動的管嘴移動機構10h（管嘴移動單元）。該管嘴移動機構10h，係具有：軌道10d，載置有移動台10c並鄰接於繞芯12，且平行於繞芯12的旋轉軸而設於基台17；滾珠螺桿10e，平行於軌道10d而設置且螺合至移動台10c；馬達10f，使該滾珠螺桿10e旋轉並使移動台10c沿軌道10d移動。

如圖1所示，該繞線機10係具備將線材11引導至繞體部13的引導構件16。本實施形態的引導構件16，係具有分別貫通設於繞體部13兩側之凸緣14、15、且平行於繞芯12之旋轉軸而設置的一對導板16a、16b，其中之一方設於位在副支撐旋轉機構120的樞軸支撐板127，另一方設於位在主支撐旋轉機構20的樞軸支撐板27。另外，如後所述，在一對導板16a、16b之對向的前端緣之間，形成可使線材11通過的間隙S。換言之，引導構件16係具有平行於繞芯12的旋轉軸而設置、並隔有可使線材11通過的間隙S、且前端緣對向的一對導板16a、16b。

在本實施形態中，如圖6所示，使用繞體部13的截面形成為方形、並於周圍形成4面平面部的繞芯12。因此，當將線材11捲繞至繞體部13時，由於覆蓋周圍之平面部的線材11呈直線，故而該平面部形成使線材11呈直線的直線繞線部13a。引導構件16係對向於該4個直線繞線部13a而分別設置。並且，該引導構件16係設於該直線繞線部13a的開始繞線部位（圖8）。換言之，在繞芯12中，複數形成有使已捲繞於繞體部13的線材11呈直線的直線繞線部13a，引導構件16係對向於複數個直線繞線部13a而分別設置。

亦即，如圖1、圖2、圖6、圖8、以及圖9所示，對應於直線繞線部13a的開始繞線部位、且在設於繞體部13兩側的凸緣14、15的對向位置，分別形成使導板16a、16b通過的槽縫14a、15a。導板16a、16b係***於該槽縫14a、15a並平行於旋轉軸而設置。

在圖1中的導板16a、16b，係藉由***於槽縫14a、15a而貫通凸緣14、15、並平行於繞芯12的旋轉軸而設置。另外，如圖1所示，***該槽縫14a、15a的導板16a、16b之基端，安裝於分別位在主支撐旋轉機構20及副支撐旋轉機構120中的樞軸支撐板27、127。

本實施形態中，導板16a、16b分別可於繞芯12的旋轉徑向移動而設於該等樞軸支撐板27、127。以設於位在主支撐旋轉機構20的樞軸支撐板27、並貫通固定於繞體部13的另一方的凸緣15的導板16b為代表進行說明，如圖2及圖7所示，在設有該導板16b的樞軸支撐板27中，安裝有於徑向延伸的軌道36，該軌道36平行於位於凸緣15的槽縫15a。另外，可動板37可往復移動地搭載於該軌道36。

在樞軸支撐板27中，對向於位在凸緣15的槽縫15a形成有槽縫27a。***位在凸緣15的槽縫15a、且更通過樞軸支撐板27的槽縫27a的導板16b之基端，係安裝於可動板37。並且，該主支撐旋轉機構20，係具有使導板16b於樞軸支撐板27的旋轉徑向移動的徑向移動機構40（徑向移動單元）。換言之，繞線機10係更具備使引導構件16於繞芯12的徑向移動的徑向移動機構40、140。

如圖2所示，本實施形態的徑向移動機構40，係具有：外筒41，可於端部設有樞軸支撐板27的筒體26之長邊方向移動，且相對於筒體26無法旋轉地嵌入於筒體26；連接件42，將該外筒41與可動板37連接；筒移動機構43（筒移動單元），使該外筒41於旋轉主軸21的長邊方向移動。

筒移動機構43，係為與前述軸向移動機構30同樣的構造。本實施形態的筒移動機構43係具有：一對導軌44，設於可動台29並於繞芯12的旋轉軸向（X軸方向）延伸且相互平行；卡合件46，設於該一對導軌44並可於筒體26的旋轉軸向移動；滾珠螺桿47，以貫通一對導軌44之中央的方式於X軸方向延伸而設於可動台29（圖1及圖4）；筒移動用馬達48，使該滾珠螺桿47可旋轉而連接於該滾珠螺桿47。

本實施形態的筒移動用馬達48，係為可使滾珠螺桿47之旋轉速度變更的伺服馬達，滾珠螺桿47同軸地安裝於該旋轉軸上，在該滾珠螺桿47中螺合有卡合件46。在外筒41中形成有於徑向擴大之圓形的凸緣41a，卡合件46自外筒41的軸向夾持該凸緣41a，從而構成為在容許該外筒41旋轉的同時，禁止其個別獨立於卡合件46的軸向移動。

另外，在筒移動用馬達48中，連接有圖中未示之控制器的控制輸出。從而構成為當基於來自控制器的指令而驅動筒移動用馬達48以旋轉滾珠螺桿47時，螺合至該滾珠螺桿47的卡合件46連同外筒41一起，於筒體26的旋轉軸向（X軸方向）移動。

藉由此種筒移動機構43使外筒41移動時，將使該外筒41與樞軸支撐板27之間的間隔改變，從而構成為可移動地設於樞軸支撐板27、且經由連接件42與該外筒41連接的可動板37連同導板16b一起於樞軸支撐板27的旋轉徑向移動。

亦即，具有此種筒移動機構43的徑向移動機構40，係當藉由筒移動機構43移動外筒41時，使設於樞軸支撐板27的複數個可動板37同時地於徑向移動，並使基端安裝於該等複數個可動板37的所有導板16b同時地移動，構成為可改變自位於繞芯12的繞體部13之外表面到該等導板16b的距離。

在此，於位在副支撐旋轉機構120的樞軸支撐板127設有導板16a的構造，係與於位在主支撐旋轉機構20的樞軸支撐板27設有導板16b的構造對稱，因而省略重複之說明。副支撐旋轉機構120中對應於主支撐旋轉機構20的構件，係標示為主支撐旋轉機構20之構件所示的符號加上100的符號。

並且，圖中未示的控制器，係同步控制分別位於主支撐旋轉機構20及副支撐旋轉機構120的徑向移動機構40、140，從而控制使自位於繞芯12的繞體部13之外表面的距離相同的一對導板16a、16b之前端緣總是對向。

再者，此圖中未示的控制器，係控制分別位於主支撐旋轉機構20及副支撐旋轉機構120的軸向移動機構30、130，使樞軸支撐板27、127和引導構件16於繞芯12的旋轉軸向（X軸方向）移動而調整位置。藉此，從而構成為調節一對導板16a、16b之對向的前端緣之間的間隙S（圖9），於該前端緣之間形成可使線材11通過的間隙S。換言之，軸向移動機構30、130係構成為可改變一對導板16a、16b之間的間隙S。

另外，圖中未示的控制器，係同步控制分別位於主支撐旋轉機構20及副支撐旋轉機構120的繞線用馬達24、124，並使設於該等機構的旋轉主軸21、121的繞芯12，亦即使由兩側設有凸緣14、15之繞體部13所構成的繞芯12一體地旋轉。並且，從而控制將自線筒10a所供應的線材11繞線至凸緣14、15之間的繞體部13。

該線材11捲繞之際，如圖8所示，連同繞芯12一起旋轉的引導構件16，係將線材11引導至繞體部13。引導構件16具有一對導板16a、16b的本實施形態中，如圖8及圖9所示，於一對導板16a、16b之對向的前端緣，分別形成自位於繞芯12的繞體部13越遠離而間隔越擴大的傾斜緣16c、16d。

藉由該傾斜緣16c、16d，如圖9的一點鏈線所示，自相對於一對導板16a、16b對向的前端緣之可使線材11通過的間隙S呈偏移的方向，使朝向該間隙S的線材11與傾斜緣16c、16d接觸，如一點鏈線的箭頭所示，從而構成為藉由該傾斜將線材11引導至線材11可通過的間隙S。

並且，圖中未示的控制器，係控制分別位於主支撐旋轉機構20及副支撐旋轉機構120的軸向移動機構30、130，使樞軸支撐板27、127和引導構件16於繞芯12的旋轉軸向（X軸方向）移動而調整位置。藉此，從而構成為在維持一對導板16a、16b之對向的前端緣之間形成可使線材11通過的間隙S的同時，使一對導板16a、16b於繞芯12的旋轉軸向相互以相同的速度移動。換言之，軸向移動機構30、130，係構成為在維持一對導板16a、16b之間的間隙S的同時，使一對導板16a、16b於繞芯12的旋轉軸向相互以相同速度之方式移動。

接著，針對使用如此所構成的繞線機對本發明的繞線方法進行說明。

本實施形態的繞線方法，係使於繞體部13的旋轉軸向兩側設有凸緣14、15的繞芯12旋轉，並將自作為供應源的線筒10a所供應的線材11向旋轉的繞芯12之凸緣14、15之間的繞體部13捲繞線材11的繞線方法。換言之，本實施形態的繞線方法，係使於繞體部13的旋轉軸向兩側設有凸緣14、15的繞芯12旋轉而將線材11繞線至繞體部13的繞線方法。

由於使用上述繞線機10，因此使用的是一方的凸緣14安裝為可於繞體部13之一端側裝卸、另一方的凸緣15則直接安裝於繞體部13之另一端的繞芯12。另外，繞體部13連同另一方的凸緣15一起藉由主支撐旋轉機構20所支撐，一方的凸緣14於副支撐旋轉機構120同軸於繞體部13而受支撐。並且，如圖4所示，一方的凸緣14以接觸於繞體部13之一端的狀態進行繞線。

另一方面，由於使用上述繞線機10，因此如圖5所示，使線材11準備成捲繞於線筒10a之狀態，該線材11自線筒10a引出，並***位於張力裝置10b的管嘴10g。並且，使***管嘴10g的線材11，於圖10中，卡止於一方的凸緣14之圖中未示的擋止部，並使擋止於該擋止部的線材11自切口14b引入繞體部13。此時，管嘴移動機構10h（圖5），較佳為使管嘴10g移動而使已引入繞體部13的線材11位於沿一方的凸緣14之位置。

之後，使繞芯12旋轉以進行繞線。如圖4及圖5所示，該繞芯12的旋轉，係藉由同步控制分別位於主支撐旋轉機構20及副支撐旋轉機構120的繞線用馬達24、124所進行。將來自線筒10a、並經由管嘴10g所供應的線材11繞線於旋轉之繞芯12的凸緣14、15之間的繞體部13。

並且，本實施形態的繞線方法的特徵點，係為於繞線時，將自線筒10a所供應的線材11引導至繞體部13的引導構件16，連同繞芯12一起旋轉，並將藉由引導構件16所引導的線材11繞線至繞體部13。

在上述繞線機10中，於安裝有繞芯12的旋轉主軸21、121嵌入有無法旋轉的筒體26、126，一體地設於該筒體26、126的樞軸支撐板27、127設有引導構件16。因此，驅動繞線用馬達24、124，藉由使繞芯12連同旋轉主軸21、121一起旋轉，同時地使引導構件16連同繞芯12一起旋轉。

引導構件16，係將自線筒10a所供應的線材11引導至繞體部13的旋轉軸向之所期望的位置。於繞線之際，位於上述繞線機10之圖中未示的控制器，係控制分別位於主支撐旋轉機構20及副支撐旋轉機構120的軸向移動機構30、130，一對導板16a、16b之對向的前端緣之間形成可使線材11通過的間隙S（圖9）。藉由使線材11通過該間隙S，將線材11引導至繞體部13之所期望的位置。

並且，同步控制分別位於主支撐旋轉機構20及副支撐旋轉機構120的徑向移動機構40、140，使一對導板16a、16b向位於繞芯12的繞體部13之外表面靠近。具體而言，如圖9所示，較佳為使繞體部13的外表面與一對導板16a、16b之間的間隔t，成為較線材11的外徑d稍寬的間隙。

此處，在本實施形態中，雖為使用繞體部13之截面形成為方形的繞芯12進行繞線，由於引導構件16連同繞芯12一起旋轉，因此即便繞芯12旋轉，也不會改變引導構件16與繞芯12的相對位置關係。因此，引導構件16並不干涉位於繞芯12的繞體部13。據此，即便是位於繞體部13之外周的隅部與隅部之間平坦的直線繞線部13a，亦可充分地接近引導構件16。

在如所述使引導構件16接近於繞體部13之狀態下，如圖8所示，使引導構件16連同繞芯12一起旋轉，將自線筒10a（圖5）所供應、且通過一對導板16a、16b之對向的前端緣之間的線材11，繞線於旋轉之繞芯12的凸緣14、15之間的繞體部13。

如此，如圖9所示，由於通過該一對導板16a、16b之對向的前端緣之間的線材11直接到達繞體部13，因此可將該線材11確實地引導至所期望的位置。

在本實施形態中，如圖9所示，於一對導板16a、16b之對向的前端緣分別形成傾斜緣16c、16d。因此，即便線材11自偏移於繞體部13之軸向的方向，朝向一對導板16a、16b之對向的前端緣之間的間隙S移動，亦可使該線材11接觸於傾斜緣16c、16d並朝間隙S移動、且自該間隙S引導至繞體部13之所期望的位置。

並且，在維持位於一對導板16a、16b之前端緣的間隙S的同時，如圖9的虛線箭頭所示，使該一對導板16a、16b於繞芯12的旋轉軸向相互以相同的速度移動，繞芯12每旋轉1圈，就使由一對導板16a、16b所構成的引導構件16，在繞芯12的旋轉軸向移動相當於線材11之外徑的量。換言之，本實施形態的繞線方法，係為繞芯12每旋轉1圈，就使引導構件16於繞芯12的旋轉軸向移動相當於線材11之外徑的量。

如此，向繞體部13捲繞的線材11，形成為於旋轉軸向呈緊密地鄰接於已捲繞於繞體部13的線材11旁。此時，管嘴移動機構10h（圖5），較佳為使管嘴10g以與引導構件16在同方向、相同之速度移動。

特別在本實施形態中，由於引導構件16設於截面形成為方形的繞體部13之直線繞線部13a的開始繞線部位，因此能正確地將線材11引導至該直線繞線部13a的開始繞線位置。並且，於該處排列之已捲繞的線材11與線材11確實地緊密排列，而減少該等線材11之間的間隙，亦即可以整齊地繞線。

並且，如圖11所示，當將線材11緊密地捲繞至凸緣14、15之間的繞體部13之整體時，於該繞體部13形成第一層之繞線。

形成第一層之繞線後，在該第一層之繞線之上更進一步捲繞線材11的情況下，再次同步控制分別位於主支撐旋轉機構20及副支撐旋轉機構120的徑向移動機構40、140。並且，使自繞體部13到一對導板16a、16b的間隔擴大，如圖12所示，使已整齊繞線於繞體部13的第一層之線材的外表面與一對導板16a、16b之間的間隙，呈較線材11的外徑稍寬的間隙。

之後，使繞芯12連同引導構件16一起旋轉，在維持位於一對導板16a、16b之前端緣的間隙S的同時，如圖13的實線箭頭所示，使該一對導板16a、16b於繞芯的旋轉軸向相互以相同的速度移動。並且，繞芯12每旋轉1圈，就使由一對導板16a、16b所構成的引導構件16移動相當於線材11外徑的量。

即便此時，管嘴移動機構10h（圖5），較佳亦為使管嘴10g以與引導構件16在同方向、相同之速度移動。如此一來，在已整齊繞線於繞體部13的第一層之線材11的外表面，使通過一對導板16a、16b之對向的前端緣之間的線材11更進一步地整齊繞線，進而使第2層的線材11相互呈緊密而整齊地捲繞於第一層的線材11之上。

如此反覆進行，如圖14所示，可使線材11於繞芯12的繞體部13捲繞複數個層。

並且，於繞芯12捲繞所期望之次數的線材11後，如圖3所示，藉由凸緣離接機構50使一方的凸緣14自繞體部13的一端遠離，而使捲繞於該繞體部13的線材11自該繞體部13脫離。

在此，繞芯12係在設於繞體部13兩側的凸緣14、15形成槽縫14a、15a，一對導板16a、16b***於該槽縫14a、15a。因此，當使一對導板16a、16b於繞芯12的旋轉軸向移動時，如圖10至圖13所示，可使任一導板16a、16b的前端緣與凸緣14、15的內側表面處於同一平面。

如此，當使任一導板16a、16b的前端緣與凸緣14、15的內側表面處於同一平面時，通過一對導板16a、16b之對向的前端緣之間的線材11，會被引導至與該凸緣14、15鄰接的繞體部13、或是已捲繞的線材11之上。

因此，自此狀態，藉由以繞芯12每旋轉1圈，就使一對導板16a、16b於繞芯12的旋轉軸向移動相當於線材11之外徑的量之方式進行繞線，可使線材11於凸緣14、15之間的繞體部13之整體中整齊地捲繞。

據此，根據本實施形態，即便增加捲繞於繞芯12之線材11的繞線層，亦即，對於在旋轉軸向緊密地捲繞於凸緣14、15之間之繞體部13的線材11，即使增加該線材11於旋轉徑向的繞線層，仍可使在各層之凸緣14、15之間的線材11緊密而整齊地繞線。藉此，可防止線材11的繞線紊亂，即使在層數超過兩位數的情況下，仍可對該層數之整體進行整齊繞線。

另外，在上述實施形態中，係以位在繞芯12的繞體部13之截面形成為方形、且於繞體部13的周圍形成4面為平面部的直線繞線部13a之情況所作的說明。亦即，在線材11捲繞於繞體部13的情況下，由於位於該直線繞線部13a的線材11呈直線，因此是以使用4面形成有使線材11呈直線之直線繞線部13a的繞芯12、且於該4面皆設有引導構件16的情況所作的說明。

然而，繞體部13的截面形狀並不限定為方形，例如，亦可為繞體部13的截面形成為圓形、橢圓形或軌道狀（track shape）的繞芯12。例如，在繞體部13的截面形成為軌道狀的繞芯12的情況下，繞體部13的周圍形成2面直線繞線部13a。即便為此種繞芯12，藉由將引導構件16設於該2面，亦可將線材11引導至繞體部13之所期望的位置而整齊地繞線。

另外，在上述的實施形態中，係以引導構件16具有一對導板16a、16b的情況所作的說明。然而，只要能將自連同繞芯12一起旋轉的線筒10a所供應的線材11引導至繞體部13，則引導構件16並不限定於此，亦可為別的形態。

另外，在上述實施形態中，係以一對導板16a、16b設於直線繞線部13a的開始繞線部位的情況所作的說明。然而，引導構件16亦可設於直線繞線部13a的捲繞方向之中央、直線繞線部13a的結束繞線部位、或是開始繞線部位與結束繞線部位之雙方。換言之，引導構件16可設於直線繞線部13a的開始繞線部位或結束繞線部位的任一方或雙方。

例如，當將一對導板16a、16b設於直線繞線部13a的開始繞線部位與結束繞線部位之雙方時，會將線材11直線地引導至直線繞線部13a，而可使線材11確實地整齊繞線。

另外，在上述實施形態中，係以設有凸緣離接機構50的繞線機10所作的說明，該凸緣離接機構50使可自繞體部13裝卸的一方的凸緣14自繞體部13遠離或接近繞體部13。然而，亦可為未設有凸緣離接機構50，而是藉操作員的手使一方的凸緣14自繞體部13遠離或接近繞體部13，並將由捲繞於該繞體部13之線材11所形成的線圈自該繞體部13取出。

另外，在上述的實施形態中，係以藉由同步控制分別設於主支撐旋轉機構20及副支撐旋轉機構120的兩個繞線用馬達24、124而使繞芯12旋轉的情況所進行的說明。然而，雖圖中未示，亦可為藉由單一的馬達而使於繞體部的兩側設有凸緣的繞芯旋轉。

再者，在上述實施形態中，具備使引導構件16於繞芯12的旋轉徑向移動的徑向移動機構40。然而，在已捲繞之線材11的層數為單一或少量的情況下，由於僅藉由將引導構件16靠近地設於位在繞芯12的繞體部13，即可將線材11引導至繞線部13之所期望的位置，因此亦可不具備徑向移動機構40。

以上為依本發明的實施形態所作的說明，上述實施形態僅為本發明之適用例的一部分，並非將本發明之技術範圍限定於上述實施形態的具體結構。

本案主張於2019年11月18日向日本特許廳所提出專利申請號為2019-207760的優先權，此專利申請的所有內容以引用方式併入本說明書中。

10:繞線機 10a:線筒 10b:張力裝置 10c:移動台 10d:軌道 10e:滾珠螺桿 10f:馬達 10g:管嘴 10h:管嘴移動機構 11:線材 12:繞芯 13:繞體部 13a:直線繞線部 14、15:凸緣 14a、15a:槽縫 14b:切口 16:引導構件 16a、16b:導板 16c、16d:傾斜緣 17:基台 18:凸座 20:主支撐旋轉機構 21、121:旋轉主軸 22、122:支撐柱 23、123:台座 24、124:繞線用馬達 24a、124a:旋轉軸 24b、124b:耦合件 26、126:筒體 27、127:樞軸支撐板 27a:槽縫 28、128:可動柱 29、129:可動台 29a:母螺紋件 30、130:軸向移動機構 31、131:導軌 32、132:滾珠螺桿 33、133:移動用馬達 36、136:軌道 37、137:可動板 40、140:徑向移動機構 41、141:外筒 41a、141a:凸緣 42、142:連接件 43、143:筒移動機構 44、144:導軌 46、146:卡合件 47、147:滾珠螺桿 48、148:筒移動用馬達 50:凸緣離接機構 51:導軌 52:滾珠螺桿 53:分離用馬達 53a:旋轉軸 120:副支撐旋轉機構 123a:母螺紋件 d:外徑 S:間隙 t:間隔

圖1係為本發明實施形態的繞線機之繞芯周圍的放大圖。 圖2係為本發明實施形態的繞線機之主支撐旋轉機構的放大圖。 圖3係表示依據本發明實施形態的繞線機之一方的凸緣自繞體部遠離之狀態的正視圖，為對應於圖4之圖。 圖4係為本發明實施形態的繞線機之正視圖。 圖5係為本發明實施形態的繞線機之上視圖。 圖6係表示繞芯於圖2的A-A線之剖視圖。 圖7係表示徑向移動機構於圖2的B-B線之剖視圖。 圖8係表示藉由引導構件將線材引導至繞體部之狀態的斜視圖。 圖9係為自圖8的箭頭C方向視角觀察之圖。 圖10係表示開始繞線線材的繞芯之上視圖。 圖11係表示於凸緣間的繞體部已捲繞一層線材的繞芯對應於圖9的上視圖。 圖12係表示於第一層的線材之上更進一步開始繞線線材的繞芯對應於圖10的上視圖。 圖13係表示於第一層的線材之上已繞線第二層的線材的繞芯對應於圖11的上視圖。 圖14係表示於繞體部繞線複數層線材的繞芯對應於圖11的上視圖。

10:繞線機

12:繞芯

13:繞體部

13a:直線繞線部

14、15:凸緣

14a、15a:槽縫

16:引導構件

16a、16b:導板

17:基台

18:凸座

20:主支撐旋轉機構

21、121:旋轉主軸

23、123:台座

26、126:筒體

27、127:樞軸支撐板

30、130:軸向移動機構

32、132:滾珠螺桿

33、133:移動用馬達

36、136:軌道

37、137:可動板

40、140:徑向移動機構

41、141:外筒

41a、141a:凸緣

42、142:連接件

43、143:筒移動機構

44、144:導軌

46、146:卡合件

47、147:滾珠螺桿

48、148:筒移動用馬達

50:凸緣離接機構

51:導軌

52:滾珠螺桿

120:副支撐旋轉機構

Claims (9)

1. 一種繞線機，具備：繞芯、引導構件及軸向移動機構，其中，前述繞芯具有繞體部與凸緣，前述凸緣設於前述繞體部之旋轉軸向的兩側，且前述繞芯將自供應源所供應的線材繞線至旋轉的前述繞體部；前述引導構件連同前述繞芯一起旋轉，並將前述線材引導至前述繞體部；前述軸向移動機構使前述引導構件於前述繞芯的旋轉軸向移動；前述引導構件具有一對導板，前述一對導板平行於前述繞芯的旋轉軸而設置，並隔有可使前述線材通過的間隙，且前端緣對向。
2. 如請求項1所記載的繞線機，其中，前述軸向移動機構，係構成為在維持前述一對導板之間的前述間隙的同時，使前述一對導板於前述繞芯的旋轉軸向相互以相同的速度移動。
3. 如請求項2所記載的繞線機，其中，前述軸向移動機構，係構成為可改變前述一對導板之間的前述間隙。
4. 如請求項1所記載的繞線機，其中，更具備：徑向移動機構，其使前述引導構件在前述繞芯的徑向移動。
5. 如請求項1所記載的繞線機，其中，在前述繞芯中，形成複數個直線繞線部，前述直線繞線部使已捲繞於前述繞體部的前述線材呈直線；前述引導構件，係分別設置成對向於複數個前述直線繞線部。
6. 如請求項5所記載的繞線機，其中， 前述引導構件設於前述直線繞線部的開始繞線部位或是結束繞線部位的任一方或是雙方。
7. 如請求項1所記載的繞線機，其中，更具備：凸緣離接機構，其使設置成可裝卸於前述繞體部的一方的前述凸緣自前述繞體部遠離或接近前述繞體部。
8. 一種繞線方法，為使於繞體部的旋轉軸向兩側設有凸緣的繞芯旋轉，以將線材繞線至前述繞體部，其中，將自供應源所供應的前述線材藉由一對導板引導至前述繞體部，前述一對導板平行於前述繞芯的旋轉軸而設置，並隔有可使前述線材通過的間隙，且前端緣對向；將前述一對導板連同前述繞芯一起旋轉，從而將藉由前述一對導板所引導的前述線材繞線至前述繞體部。
9. 如請求項8所記載的繞線方法，其中，前述繞芯每旋轉1圈，就使前述一對導板於前述繞芯的旋轉軸向移動相當於前述線材之外徑的量。

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