TW202123268A - 微型扁平漆包線線圈的繞線機 - Google Patents

Abstract

一種微型扁平漆包線線圈的繞線機，包括一送線機構、一夾線機構、一主軸機構、至少一繞線治具、至少一中心頂機構、一熱風裝置、與一裁切機構，其主要的特徵在於：該繞線治具的繞線模具的上端具有一螺旋面的立體構造，以該繞線模具的頂端面為基準降低微型扁平漆包線的入線區域高度，用來避開起始線，該螺旋面的底部位置最低，接著漸漸提高高度直到該螺旋面的上端緣與繞線模具的頂端面同高，透過該繞線模具的螺旋面係提供繞線疊繞時的底部支撐，且線圈成品在疊繞過程無須讓開尺寸距離後再回壓，可以有效縮減生產節拍速度，且繞線過程沒有微型扁平漆包線滑移情形產生，故線圈成品不易坍塌。提高產品的繞線層數，亦可為開發者提供有利且彈性設計基礎。

Description

微型扁平漆包線線圈的繞線機

本發明係指一種微型扁平漆包線線圈的繞線機，涉及一種斷面尺寸範圍厚度0.025至0.1mm、寬度0.19~0.35mm的微型扁平漆包線的繞線方法，可以得到較佳的產品品質且提高堆疊層數與繞線速度之繞線機之相關技術領域。

按，習用斷面尺寸範圍厚度0.025至0.1mm，寬度0.19~0.35mm，其厚度與寬度比差距約10倍的微型扁平漆包線的繞線方式，係指微型扁平漆包線14纏繞在一中心頂柱92(參考圖22~圖26)，並以熱風加熱微型扁平漆包線表面的接著層，使線圈141外型固定。動作主要由送線機構引導微型扁平漆包線14進入一繞線治具9(參考圖22~圖26)，繞線治具9的頂端面91是一個平面狀外型(參考圖22~圖26)，微型扁平漆包線14夾持在繞線治具9外圍，中心頂柱92由馬達驅動單元帶動下壓繞線治具9的頂端面91，微型扁平漆包線14依靠在中心頂柱92，中心頂柱92的外環921(參考圖24~圖26)壓制微型扁平漆包線14於繞線治具9的頂端面91，當疊繞第一層與第二層交界時，中心頂柱92的外環921必須讓開一定距離(參考圖24)，避免機構與機構以及微型扁平漆包線14與微型扁平漆包線14間的干涉，因干涉時會產生漆包膜表面的磨損，進而影響產品的品質。在每一層都需要透過讓開距離，待繞完該層後中心頂柱92與外環921需再回壓線圈141以保持外型尺 寸，這一來將延長生產節拍速度與產能。

繞線生產的過程中第一層結尾與治具平面狀的頂端面91必定產生一空隙，當中心頂住回壓之後，線圈141則發生向外傾斜的變形(參考圖24)，也因此，在一定圈數到達之後，繞線治具9已經無法保持線圈141的外型，而產生塌陷部位A(參考圖25)或微型扁平漆包線14的外翻部位B(參考圖26)，不良品的機率相當高。

產品設計端也因此無法設計超越這個物理限制的產品，影響該產業的發展趨勢以及設計極限被壓抑。

本發明者有鑑於此，經過不斷的研究、改良與測試，終於創作設計出一種微型扁平漆包線線圈的繞線機。

本發明的主要目的在於提供一種微型扁平漆包線線圈的繞線機，可提昇繞線速度較快且良率高，並可達到較高層數堆疊之目的。

一種微型扁平漆包線線圈的繞線機，包括一送線機構、一夾線機構、一主軸機構、至少一繞線治具、至少一中心頂機構、一熱風裝置、與一裁切機構，其主要的特徵在於：該繞線治具的繞線模具的上端具有一螺旋面的立體構造，以該繞線模具的頂端面為基準降低微型扁平漆包線的入線區域高度，用來避開起始線，該螺旋面的底部位置最低，接著漸漸提高高度直到該螺旋面的上端緣與繞線模具的頂端面同高，透過該繞線模具的螺旋面係提供繞線疊繞時的底部支撐，且線圈成品在疊繞過程無須讓開尺寸距離後再回壓，可以有效縮減生產節拍速度，且繞線過程沒有微型扁平漆包線滑移情形產生，故線圈成品不易坍塌。提高產品的繞線層數，亦可為開發者提供有利且彈性設計基礎。

〔習用〕

(14)‧‧‧微型扁平漆包線

(141)‧‧‧線圈

(9)‧‧‧繞線治具

(91)‧‧‧頂端面

(92)‧‧‧中心頂柱

(921)‧‧‧外環

(A)‧‧‧塌陷部位

(B)‧‧‧外翻部位

〔本發明〕

(14)‧‧‧微型扁平漆包線

(140)‧‧‧線圈

(140’)‧‧‧線圈成品

(1401)‧‧‧微型扁平漆包線多餘部份

(2)‧‧‧夾線機構

(23)‧‧‧第一線性驅動模組

(24)‧‧‧第二線性驅動模組

(25)‧‧‧氣動夾線鉗

(3)‧‧‧繞線治具

(30)‧‧‧主軸機構

(31)‧‧‧夾線部

(32)‧‧‧傳動軸

(33)‧‧‧下主軸伺服馬達

(34)‧‧‧壓板

(341)‧‧‧撥開氣缸

(342)‧‧‧凸輪從動軸承

(35)‧‧‧繞線模具

(350)‧‧‧頂端面

(351)‧‧‧螺旋面

(3511)‧‧‧底部

(3512)‧‧‧上端緣

(36)‧‧‧滑套

(361)‧‧‧第三鎖固元件

(37)‧‧‧治具軸心座

(371)(372)‧‧‧彈簧

(373)‧‧‧第一鎖固元件

(374)‧‧‧第二鎖固元件

(38)‧‧‧夾線桿

(39)‧‧‧同步皮帶組

(4)‧‧‧中心頂機構

(40)‧‧‧中心頂

(41)‧‧‧中心頂柱

(42)‧‧‧中心頂S軸伺服馬達

(43)‧‧‧中心頂Y軸線性模組

(44)‧‧‧中心頂柱Z軸驅動模組

(45)‧‧‧外環

(46)‧‧‧中心頂Z軸伺服線性模組

(47)‧‧‧第一載座

(5)‧‧‧熱風裝置

(51)‧‧‧熱風噴嘴

(6)‧‧‧裁切機構

圖1是本發明實施例的立體圖。

圖2是本發明實施例其中夾線機構的部份立體放大圖。

圖3是本發明實施例其中顯示主軸機構及相關部位的部份立體放大圖。

圖4是本發明實施例其中中心頂機構的立體放大圖。

圖5是本發明實施例其中中心頂機構的部份立體再放大圖。

圖6是本發明實施例其中中心頂機構的部份斷面放大示意圖。

圖7是本發明實施例其中繞線治具的立體放大圖。

圖8是本發明實施例其中夾線機構位移使微型扁平漆包線貼近繞線模具的部份立體示意圖。

圖9是本發明實施例其中繞線治具的滑套由一撥開氣缸放開後的部份立體示意圖。

圖10是本發明實施例其中繞線治具的夾線桿壓住微型扁平漆包線的部份立體示意圖。

圖11是本發明實施例其中夾線機構後退至繞線位置的立體示意圖。

圖12是本發明實施例其中夾線機構帶動微型扁平漆包線使其靠近螺旋面底部的部份立體示意圖。

圖13是本發明實施例其中中心頂機構的外環壓緊微型扁平漆包線之平面示意圖。

圖14是本發明實施例其中繞線治具旋轉而中心頂S軸伺服馬達亦同步旋轉的平面示意圖。

圖15是本發明實施例其中氣動夾線鉗移動到繞線治具右側邊緣(切線位置)的平面示意圖。

圖16是本發明實施例其中繞線治具與主軸機構的部份組合斷面放大示意圖。

圖17是本發明實施例其中繞線完成的線圈尚未裁切的平面放大示意圖。

圖18是本發明實施例方法所得線圈成品的立體放大圖。

圖19是本發明實施例繞線動作的部份簡略平面示意圖。

圖21是本發明實施例的另一繞線動作部份簡略平面示意圖。

圖22是習用微型扁平漆包線繞線的簡略平面示意圖。

圖23是習用微型扁平漆包線繞線的另一動作簡略平面示意圖。

圖24是習用微型扁平漆包線繞線的另一動作簡略平面示意圖。

圖25是習用微型扁平漆包線繞線的另一動作簡略平面示意圖。

圖26是習用微型扁平漆包線繞線的另一動作簡略平面示意圖。

如圖1~圖16所示，本發明一種微型扁平漆包線線圈的繞線機，包括：一送線機構(圖未示)，用以將斷面尺寸範圍厚度0.025~0.1mm、寬度0.19~0.35mm，其厚度與寬度比差距約10倍的微型扁平漆包線14放出，並使用一張力控制器(圖未示)維持張力，該張力控制器並以其張力器馬達(圖未示)送線；一夾線機構2(參考圖1~圖2)，至少包含一夾剪功能一體的氣動夾線鉗25(參考圖2)，該氣動夾線鉗25係可夾持前述送線機構1送出的微型扁平漆包線14，而該夾線機構2並包含一第一線性模組23以驅動該夾線機構2連同該氣動夾線鉗25沿Y軸方向位移，更包含一第二線性模組24以驅動該夾線機構2連同該氣動夾線鉗25沿Z軸 方向位移，前述氣動夾線鉗25係可經控制而張開並脫離夾持該微型扁平漆包線14，或經控制而關閉並夾持該微型扁平漆包線14且同時剪斷該微型扁平漆包線14；一主軸機構30(參考圖1、圖3)，包含一下主軸伺服馬達33以透過一同步皮帶傳動組39連動至少一連動軸32；至少一繞線治具3(參考圖7~圖8)，係包括一治具軸心座37(參考圖7、圖14、圖16)、一滑套36、至少一彈簧371、372與一繞線模具35，該治具軸心座37係透過至少一第一鎖固元件373(參考圖16)與該前述主軸機構30的傳動軸32連接固定，而該治具軸心座37的上方則藉至少一第二鎖固元件374(參考圖16)連接該繞線模具35，且該治具軸心座37的上方與該滑套36之間並設置該至少一彈簧371、372，該前述繞線模具35的上方具有一頂端面350，該繞線模具35的上方並具有一螺旋面351，以該頂端面350為基準，該螺旋面351的底部3511位置最低，並自該底部3511由下往上順著螺旋漸漸昇高，且由該螺旋面351的上端緣3512與該頂端面350相連接，而前述滑套36的一側另至少透過一第三鎖固元件361(參考圖7~圖8)鎖固結合一夾線桿38，而該繞線模具35的一側並連接一夾線部31，使該夾線部31與該夾線桿38之間可夾持或鬆開該微型扁平漆包線14，而該滑套36並被一壓板34下壓而向下壓縮該至少一彈簧371、372，該壓板34則與一撥開氣缸341連接，該撥開氣缸341放開時使該壓板34不壓迫該滑套36，使該滑套36透過所述彈簧371、372的彈性恢復力量往上推，進而亦使該滑套36所結合的夾線桿38隨之向上頂升，當該撥開氣缸341關閉時使壓板34壓迫該滑套36，而該壓板34至少在其一端設有一凸輪從動軸承342，當壓迫前述滑套36使夾線桿38向下壓或不壓迫滑套36使夾線桿38向上頂升時都不 影響前述主軸機構30(另參考圖3)透過下主軸伺服馬達33的啟動而由該傳動軸32帶動該繞線治具3旋轉；至少一中心頂機構4(參考圖4~圖6)，係可被一中心頂Y軸線性模組43驅動而沿Y軸方向位移，該中心頂機構4並至少包括一中心頂40，該中心頂40至少包含一可上、下伸縮的中心頂柱41，亦包含一外環45，該中心頂40係結合於一第一載座47(參考圖5~圖6)，而該第一載座47並設置一中心頂柱Z驅動模組44以驅動該中心頂柱41沿Z軸方向位移，該中心頂柱41的上端則與一中心頂S軸伺服馬達42連結，可使該中心頂S軸伺服馬達42帶動該中心頂柱41旋轉，而該第一載座47並可被一中心頂Z軸伺服線性模組46驅動而沿Z軸方向位移；一熱風裝置5，設於該主軸機構30的上方，係包括一熱風噴嘴(參考圖10~圖11)，該熱風噴嘴51經控制可噴出熱風，用以使微型扁平漆包線14的外包覆黏著層產生黏性，讓繞線形成的線圈140可以黏著固定；一裁切機構6(參考圖1)，用以將繞線完成的線圈140(參考圖17)之微型扁平漆包線14的多餘部位1401(參考圖17的虛線框以外部位)切除而得到成品140’。

以下茲就繞線步驟說明如後：由送線機構(圖未示)放線並使用張力控制器(圖未示)維持張力，該張力控制器以其張力器馬達送線，然後由該夾線機構2的氣動夾線鉗25夾持該微型扁平漆包線14(參考圖1~圖2)；前述夾線機構2由一第一、二線性驅動模組23、24(參考圖1)驅動而沿Y軸與Z軸向上、向前位移到一繞線治具3的夾線部31附近的適當位置(參考圖8)；前述夾線機構2由該第二線性驅動模組24驅動而沿Z軸方向向下位移，使微型扁平漆包線14貼近該繞線治具3的 繞線模具35之頂端面350(參考圖8)；前述繞線治具3之滑套36的壓板34(參考圖9~圖10)由撥開氣缸341(參考圖9)放開，使該繞線治具3的滑套36，利用數彈簧371、372的彈性力量往上推，並使該滑套36所結合的夾線桿38(另參考圖10)隨之向上頂升，同時由該夾線桿38壓住微型扁平漆包線14，前述壓板34的前端設有凸輪從動軸承342，當壓迫前述滑套36使夾線桿38向下壓或不壓迫滑套36使夾線桿38向上頂升時都不影響一主軸機構30(另參考圖3)透過一下主軸伺服馬達33的啟動而由一傳動軸32帶動該繞線治具3旋轉；前述夾線機構2的氣動夾線鉗25放開微型扁平漆包線14並後退至預定的繞線位置(參考圖11)；由前述夾線機構2透過第二線性驅動模組24驅動而沿Y軸向下位移，以引導該微型扁平漆包線14抵靠於該繞線治具3的繞線模具35之頂端面350所設螺旋面351(參考圖10、圖12)之底部3511；由該中心頂機構4(參考圖4~圖6)透過一中心頂Z軸伺服線性模組46驅動而繼續沿Z軸方向位移，使其可彈性伸縮的中心頂柱41下壓而接觸於前述繞線治具3的繞線模具35之頂端面350(參考圖4~圖6)；前述中心頂機構4再透過中心頂Z軸伺服線性模組46驅動而向Z軸方向位移，使其外環45壓緊微型扁平漆包線14(參考圖13)；控制該主軸機構30的下主軸伺服馬達33(參考圖3)啟動而旋轉，並透過同步皮帶組39連動至少一傳動軸32，帶動該傳動軸32上方所結合的繞線治具3旋轉(參考圖14)，而中心頂S軸伺服馬達42亦與前述下主軸伺服馬達33同步啟動而同步旋轉，進而可將微型扁平漆包線14纏繞於中心頂柱41(參考圖14)； 前述中心頂機構4的外環45透過中心頂S軸伺服馬達42(參考圖4~圖6)驅動，該中心頂S軸伺服馬達42每轉一圈，該外環45就沿著Z軸方向上升一個幅寬，而該幅寬係大於或等於該前述微型扁平漆包線14的厚度；前述步驟中，繞線同時啟動熱風裝置5(參考圖11)而由熱風噴嘴51噴出熱風(參考圖10~圖11)，使微型扁平漆包線14的外包覆黏著層產生黏性，讓繞線形成的線圈140可以黏著固定；前述步驟中，到達設定線圈140(參考圖17)的圈數與預定的成型角度後，下主軸伺服馬達33停止帶動該傳動軸32旋轉，而中心頂S軸伺服馬達42亦經控制而停止旋轉；前述夾線機構2經由第一、二線性驅動模組23、24驅動而沿Y軸、Z軸方向位移到繞線治具3的右側邊緣之切線位置(最短餘線)(參考圖15)並控制其氣動夾線鉗25夾線同時切斷微型扁平漆包線14；前述的中心頂機構4由其中心頂Y軸線性模組43驅動，而沿著Y軸方向位移至一裁切機構6，以切除該繞線完成的線圈140之微型扁平漆包線多餘部份1401(另參考圖17所示的虛線框以外部位)而得到線圈成品140’。

前述在繞線治具3的繞線模具35的上端設計具有一螺旋面351(參考圖7、圖12~圖13)的立體構造，此立體構造係配合線圈成品140’外型結構，以該繞線模具35的頂端面350(參考圖7、圖10、圖12)為基準降低微型扁平漆包線14的入線區域高度，用來避開起始線，該螺旋面351的底部3511(參考圖7、圖10、圖12~圖13)位置最低，接著漸漸提高高度直到該螺旋面351的上端緣3512(參考圖7、圖10、圖12~圖13)與繞線模具35的頂端面350同高，易言之，該繞線模具35上方的螺旋面351之底部3511係位置最低，並自該底部3511由下往上漸漸昇高，並由螺旋 面351的上端緣3512與該繞線模具35的頂端面350相連接，轉換圈數應依據線圈成品140’成行條件進行調整，通常是180度，前述繞線模具35的螺旋面351係提供繞線疊繞時的底部支撐(請配合參考圖19~圖21所示的繞線動作簡略示意圖)，且線圈成品140’在疊繞過程無須讓開尺寸距離後再回壓，可以有效縮減生產節拍速度，且繞線過程沒有微型扁平漆包線14滑移情形產生，故線圈成品140’不易坍塌。提高產品的繞線層數，亦可為開發者提供有利且彈性設計基礎。

綜上所述，本發明提昇繞線速度較快且良率高，並可達到較高層數堆疊之目的，確具其產業上之利用價值，乃謹以發明專利申請之，懇請 鈞局貴審查委員予以詳查並賜准專利，至感德便。

惟，以上所述者僅為本發明的較佳實施例而已，當不能以的限定本發明實施的範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所作的均等變化與修飾皆應仍屬本發明涵蓋的專利範圍內。

(3)‧‧‧繞線治具

(31)‧‧‧夾線部

(35)‧‧‧繞線模具

(350)‧‧‧頂端面

(351)‧‧‧螺旋面

(3511)‧‧‧底部

(3512)‧‧‧上端緣

(36)‧‧‧滑套

(361)‧‧‧第三鎖固元件

(37)‧‧‧治具軸心座

(371)(372)‧‧‧彈簧

(38)‧‧‧夾線桿

Claims (8)

1. 一種微型扁平漆包線線圈的繞線機，包括：

   一送線機構，用以將斷面尺寸範圍厚度0.025~0.1mm、寬度0.19~0.35mm的微型扁平漆包線放出，並使用一張力控制器持張力，該張力控制器並以其張力器馬達送線；

   一夾線機構，至少包含一夾剪功能一體的氣動夾線鉗，該氣動夾線鉗係可夾持前述送線機構送出的微型扁平漆包線，而該夾線機構並包含一第一線性模組以驅動該夾線機構連同該氣動夾線鉗沿Y軸方向位移，更包含一第二線性模組以驅動該夾線機構連同該氣動夾線鉗沿Z軸方向位移，前述氣動夾線鉗係可經控制而張開並脫離夾持該微型扁平漆包線，或經控制而關閉並夾持該微型扁平漆包線且同時剪斷該微型扁平漆包線；

   一主軸機構，包含一下主軸伺服馬達以透過一同步皮帶傳動組連動至少一連動軸；

   至少一繞線治具，係包括一治具軸心座與一繞線模具，該治具軸心座係透過至少一第一鎖固元件與該前述主軸機構的傳動軸連接固定，而該治具軸心座的上方則藉至少一第二鎖固元件連接該繞線模具；

   至少一中心頂機構，係可被一中心頂Y軸線性模組驅動而沿Y軸方向位移，該中心頂機構並至少包括一中心頂，該中心頂至少包含一可上、下伸縮的中心頂柱，亦包含一外環，該中心頂係結合於一第一載座，而該第一載座並設置一中心頂柱Z驅動模組以驅動該中心頂柱沿Z軸方向位移，該中心頂柱的上端則與一中心頂S軸伺服馬達連結，可使該中心頂S軸伺服馬達帶動該中心頂柱旋轉，而該第一載座並可被一中心頂Z 軸伺服線性模組驅動而沿Z軸方向位移；

   一熱風裝置，設於該主軸機構的上方，係包括一熱風噴嘴，該熱風噴嘴經控制可噴出熱風，用以使微型扁平漆包線的外包覆黏著層產生黏性，讓繞線形成的線圈可以黏著固定；

   一裁切機構，用以將繞線完成的線圈之微型扁平漆包線的多餘部位切除而得到成品；

   其特徵在於：

   該繞線治具的繞線模具的上方具有一頂端面，該繞線模具的上方並具有一螺旋面，以該頂端面為基準，該螺旋面的底部位置最低，並自該底部由下往上順著螺旋漸漸昇高，且由該螺旋面的上端緣與該頂端面相連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述的微型扁平漆包線線圈的繞線機，其中該繞線治具進一步包括一滑套及至少一彈簧，該至少一彈簧係設置於該治具軸心座與該滑套之間，而該滑套的一側另至少透過一第三鎖固元件鎖固結合一夾線桿，而該繞線模具的一側並連接一夾線部，使該夾線部與該夾線桿之間可夾持或鬆開該微型扁平漆包線，而該滑套並被一壓板下壓而向下壓縮該至少一彈簧。
3. 如申請專利範圍第2項所述的微型扁平漆包線線圈的繞線機，其中該壓板係與一撥開氣缸連接，該撥開氣缸放開時使該壓板不壓迫該滑套，使該滑套透過所述彈簧的彈性恢復力量往上推，進而亦使該滑套所結合的夾線桿隨之向上頂升，當該撥開氣缸關閉時使壓板壓迫該滑套。
4. 如申請專利範圍第3項所述的微型扁平漆包線線圈的繞線機，其中該壓板係至少在其一端設有一凸輪從動軸承。
5. 一種微型扁平漆包線線圈的繞線機之繞線治具，包括一治具軸心座與一繞線模具，該治具軸心座係透過至少一第一鎖固元件與該前述主軸機構的傳動軸連接固定，而該 治具軸心座的上方則藉至少一第二鎖固元件連接該繞線模具；

   其特徵在於：

   該繞線治具的繞線模具的上方具有一頂端面，該繞線模具的上方並具有一螺旋面，以該頂端面為基準，該螺旋面的底部位置最低，並自該底部由下往上順著螺旋漸漸昇高，且由該螺旋面的上端緣與該頂端面相連接。
6. 如申請專利範圍第5項所述的微型扁平漆包線線圈的繞線機之繞線治具，其中該繞線治具進一步包括一滑套及至少一彈簧，該至少一彈簧係設置於該治具軸心座與該滑套之間，而該滑套的一側另至少透過一第三鎖固元件鎖固結合一夾線桿，而該繞線模具的一側並連接一夾線部，使該夾線部與該夾線桿之間可夾持或鬆開該微型扁平漆包線，而該滑套並被一壓板下壓而向下壓縮該至少一彈簧。
7. 如申請專利範圍第6項所述的微型扁平漆包線線圈的繞線機之繞線治具，其中該壓板係與一撥開氣缸連接，該撥開氣缸放開時使該壓板不壓迫該滑套，使該滑套透過所述彈簧的彈性恢復力量往上推，進而亦使該滑套所結合的夾線桿隨之向上頂升，當該撥開氣缸關閉時使壓板壓迫該滑套。
8. 如申請專利範圍第7項所述的微型扁平漆包線線圈的繞線機之繞線治具，其中該壓板係至少在其一端設有一凸輪從動軸承。

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