巻線装置及び巻線方法
【課題】安定した巻線を行うことができる巻線装置を提供すること。
【解決手段】線材を繰り出すノズル１１と、ノズル１１を支持するヘッド１２と、ヘッド１２を支持するヘッド支持軸１３と、ヘッド支持軸１３と同軸上に配置され、かつヘッド支持軸１３に対して軸中心の回転は独立であると共に軸方向は連結されたトラバース軸１４と、ヘッド支持軸１３及びトラバース軸１４のいずれか一方を軸中心に回動することによってその回動が他方の軸に伝達し、かつ他方の軸を軸中心に回動してもその回動が一方の軸には伝達しないように双方の軸を連結する軸連結機構１５と、一方の軸を回動することによって一方の軸に同期して他方の軸を回動させヘッド１２を軸中心に回動するヘッド回動機構１６と、双方の軸を軸方向に移動することによってヘッド１２を軸方向に移動するヘッド軸方向移動機構１７と、他方の軸を回動することによって他方の軸を一方の軸に対して相対回動させノズル１１を軸半径方向に移動するノズル移動機構１８とを備える。
【解決手段】線材を繰り出すノズル１１と、ノズル１１を支持するヘッド１２と、ヘッド１２を支持するヘッド支持軸１３と、ヘッド支持軸１３と同軸上に配置され、かつヘッド支持軸１３に対して軸中心の回転は独立であると共に軸方向は連結されたトラバース軸１４と、ヘッド支持軸１３及びトラバース軸１４のいずれか一方を軸中心に回動することによってその回動が他方の軸に伝達し、かつ他方の軸を軸中心に回動してもその回動が一方の軸には伝達しないように双方の軸を連結する軸連結機構１５と、一方の軸を回動することによって一方の軸に同期して他方の軸を回動させヘッド１２を軸中心に回動するヘッド回動機構１６と、双方の軸を軸方向に移動することによってヘッド１２を軸方向に移動するヘッド軸方向移動機構１７と、他方の軸を回動することによって他方の軸を一方の軸に対して相対回動させノズル１１を軸半径方向に移動するノズル移動機構１８とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻線装置及び巻線方法に関するものであり、特には、ステータコイルを製造する巻線装置及び巻線方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本出願人はステータコイルを製造する巻線装置に関する特許出願を行っている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載の巻線装置は、ノズルを支持するヘッドを回転するヘッド支持軸と、ヘッド支持軸に対して相対回転するトラバース軸と、それぞれの軸を回転させる軸回転モータと、ヘッド支持軸端部に設けられたガイド板と、トラバース軸端部に設けられたカム板と、ガイド板に設けられたガイド溝に摺動可能に係合するスライド部を有すると共に、カム板のカム溝に係合するカムフォロワを有するノズルホルダとを備える。
【０００４】
この巻線装置において、それぞれの軸回転モータを同じ速度で回転させれば、ヘッド支持軸とトラバース軸とは一緒に回転し、ノズルはステータの周方向に回動する。
【０００５】
また、それぞれの軸回転モータを異なる速度で回転させれば、ヘッド支持軸端部のガイド板に対してトラバース軸端部のカム板が相対回転し、ノズルホルダはステータの径方向に移動する。このように、それぞれの軸回転モータを異なる速度で回転させることによって、ノズルをステータの径方向に移動させ、線材に送りをかける。
【特許文献１】特開２００２−２０８５３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の巻線装置では、ノズルをステータの周方向に回動させるためには、二つの軸回転モータを同じ速度で回転させる必要があるが、このとき二つの軸回転モータの速度が少しでも異なると、ノズルは径方向に移動してしまいステータの磁極に安定した巻線を行うことができない。
【０００７】
また、ノズルをステータの径方向に移動させるためには、二つの軸回転モータを異なる速度で回転させる必要があるため、ヘッド支持軸が高速度で回転している場合には、トラバース軸をそれ以上の速度で回転させなければならない場合も生じる。この場合には、トラバース軸の軸回転モータがヘッド支持軸の回転速度に追従できなくなることもあり、ステータの磁極に安定した巻線を行うことができない。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、安定した巻線を行うことができる巻線装置及び巻線方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、磁極に線材を巻線する巻線装置において、線材を繰り出すノズルと、前記ノズルを支持するヘッドと、前記ヘッドを支持する第一の軸と、前記第一の軸と同軸上に配置され、かつ前記第一の軸に対して軸中心の回転は独立であると共に軸方向は連結された第二の軸と、前記第一の軸及び前記第二の軸のいずれか一方を軸中心に回動することによってその回動が他方の軸に伝達し、かつ前記他方の軸を軸中心に回動してもその回動が前記一方の軸には伝達しないように前記第一の軸と前記第二の軸を連結する軸連結手段と、前記一方の軸を回動することによって前記一方の軸に同期して前記他方の軸を回動させ前記ヘッドを前記軸中心に回動するヘッド回動手段と、前記第一の軸及び前記第二の軸を軸方向に移動することによって前記ヘッドを前記軸方向に移動するヘッド軸方向移動手段と、前記他方の軸を回動することによって当該他方の軸を前記一方の軸に対して相対回動させ前記ノズルを前記軸半径方向に移動するノズル移動手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る巻線方法は、線材を繰り出すノズルと、前記ノズルを支持するヘッドと、前記ヘッドを支持する第一の軸と、前記第一の軸と同軸上に配置され、かつ前記第一の軸に対して軸中心の回転は独立であると共に軸方向は連結された第二の軸と、前記第一の軸及び前記第二の軸のいずれか一方を軸中心に回動することによってその回動が他方の軸に伝達し、かつ前記他方の軸を軸中心に回動してもその回動が前記一方の軸には伝達しないように前記第一の軸と前記第二の軸を連結する軸連結手段とを備え、前記一方の軸を回動することによって前記一方の軸に同期して前記他方の軸を回動させ前記ヘッドを前記軸中心に回動する動作と、前記第一の軸及び前記第二の軸を軸方向に移動することによって前記ヘッドを前記軸方向に移動する動作と、前記他方の軸を回動することによって当該他方の軸を前記一方の軸に対して相対回動させ前記ノズルを前記軸半径方向に移動する動作とを組み合わせて磁極に線材を巻線することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第一の軸及び第二の軸のいずれか一方を軸中心に回動することによってその回動が他方の軸に伝達するため、第一の軸と第二の軸とを同じ速度で回動させることができ、また、他方の軸を軸中心に回動してもその回動が一方の軸には伝達しないため、他方の軸を一方の軸に対して相対回動させることができる。したがって、磁極に対して安定した巻線を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１〜図３を参照して本発明の実施の形態に係る巻線装置１００について説明する。図１は巻線装置１００を示す斜視図であり、図２は巻線装置１００を示す断面図であり、図３はヘッド周辺を示す分解斜視図である。
【００１４】
巻線装置１００は、磁極１に線材２を自動的に巻線する装置であり、本実施の形態ではインナーロータ型モータにおけるステータ３の磁極１に対して線材２を巻線する装置について説明する。
【００１５】
巻線装置１００は、ステータ３を支持するステータ支持台４と、ステータ支持台４を回転駆動する割り出しモータ５とを備える。ステータ支持台４及び割り出しモータ５は、架台６の上段７に配置される。
【００１６】
ステータ３は、環状のヨーク部３ａと、当該ヨーク部内周からステータ３の中心に向かって延びる複数の磁極１とを備え、各磁極１に線材２が巻線されてステータコイルが形成される。
【００１７】
ステータ支持台４は、割り出しモータ５の出力軸に連結された歯車９と噛み合う歯４ａを外周に有し、割り出しモータ５の駆動によって回転する。
【００１８】
巻線装置１００は、線材２を繰り出す複数のノズル１１と、複数のノズル１１を支持するヘッド１２と、ヘッド１２を支持する第一の軸としてのヘッド支持軸１３と、ヘッド支持軸１３と同軸上に配置された第二の軸としてのトラバース軸１４と、ヘッド支持軸１３とトラバース軸１４を連結する軸連結手段としての軸連結機構１５と、ヘッド１２をヘッド支持軸１３の軸中心に回動するヘッド回動手段としてのヘッド回動機構１６と、ヘッド１２をヘッド支持軸１３の軸方向に移動するヘッド軸方向移動手段としてのヘッド軸方向移動機構１７と、ノズル１１をヘッド支持軸１３の軸半径方向に移動するノズル移動手段としてのノズル移動機構１８とを備える。
【００１９】
巻線装置１００は、ヘッド回動機構１６、ヘッド軸方向移動機構１７、及びノズル移動機構１８を動作することによって、ノズル１１を動作させノズル１１から繰り出される線材２を磁極１の周りに巻線する。以下に、巻線装置１００の詳細な構成について説明する。
【００２０】
複数のノズル１１は、ノズルホルダ２１に保持され、ステータ３の磁極１に向かって放射状に延在して配置される。
【００２１】
ヘッド１２は、ステータ３の内側開口部に配置され、ステータ３と同心上に配置された円板形状のガイド板２２を備え、ノズルホルダ２１はガイド板２２に支持される。
【００２２】
ヘッド支持軸１３は円筒形状であり、一端がヘッド１２のガイド板２２の中心に結合している。したがって、ヘッド支持軸１３が軸中心に回動することによって、ヘッド１２もヘッド支持軸１３の軸中心に回動する。図示しない線材供給源から供給される複数本の線材２は、ヘッド支持軸１３の他端からヘッド支持軸１３内へ導入され、ヘッド１２付近に設けられた開口部１３ｂから引き出されノズル１１に保持される。
【００２３】
トラバース軸１４は、円筒形状であり、ヘッド支持軸１３がトラバース軸１４の円筒内を挿通する態様で配置される。トラバース軸１４とヘッド支持軸１３とは、トラバース軸１４内周に設けられた溝１４ａとヘッド支持軸１３外周に設けられた凸部１３ａとが嵌合することによって連結される。これにより、トラバース軸１４は、ヘッド支持軸１３に対して軸中心の回転は独立であると共に軸方向は連結された状態となる。
【００２４】
トラバース軸１４の一端は、円板形状のカム板２３の中心に結合している。したがって、トラバース軸１４が軸中心に回動することによって、カム板２３がトラバース軸１４の軸中心に回動する。カム板２３は、ノズルホルダ２１を介してガイド板２２とは反対側にガイド板２２と平行に配置され、カム板２３をヘッド支持軸１３と一体のガイド板２２に対して相対回転させることによって、ノズル１１がヘッド支持軸１３の軸半径方向に移動するように構成されている。
【００２５】
ノズル１１をヘッド支持軸１３の軸半径方向に移動可能とする具体的な機構について図３を参照して説明する。ヘッド支持軸１３の一端に結合されたガイド板２２には、ノズル１１の数と同数の半径方向に放射状に延びるガイド溝５１が形成される。また、トラバース軸１４の一端に結合されたカム板２３には、中心付近から外縁方向に湾曲して渦巻き状に延びるカム溝５２が形成される。
【００２６】
ノズル１１を保持するノズルホルダ２１は、ガイド板２２のガイド溝５１に摺動可能に嵌合するスライド部５３と、カム板２３のカム溝５２に係合するローラ形のカムフォロア５４とを有する。これにより、カム板２３がガイド板２２に対して相対回転することによって、カムフォロア５４が渦巻き状のカム溝５２に沿って移動し、ノズルホルダ２１はガイド溝５１に沿ってガイド板２２の半径方向、つまりヘッド支持軸１３の軸半径方向に移動する。
【００２７】
このように、トラバース軸１４をヘッド支持軸１３に対して相対回転させれば、ノズル１１はヘッド支持軸１３の軸半径方向に移動し、トラバース軸１４をヘッド支持軸１３に対して同期して回転させれば、ノズル１１はヘッド支持軸１３の軸半径方向には移動しない。
【００２８】
軸連結機構１５は、ヘッド支持軸１３と連結した第一の歯車機構２５と、トラバース軸１４と連結した第二の歯車機構２６と、第一の歯車機構２５と第二の歯車機構を連結する連結部材としての連結軸２７とを備える。
【００２９】
第一の歯車機構２５は、外周に歯が形成された太陽歯車２５ａと、太陽歯車２５ａを囲み内周に歯が形成された環状の内歯歯車２５ｂと、太陽歯車２５ａと内歯歯車２５ｂの間に配置され外周に形成された歯が双方の歯と噛み合う複数の遊星歯車２５ｃとを有する。ヘッド支持軸１３は、太陽歯車２５ａを挿通し、ヘッド支持軸１３の外周に形成されたスプライン２８に太陽歯車２５ａの内周が結合する。なお、内歯歯車２５ｂは、締結ボルト６０によって架台６の上段７に回転不能に固定される。
【００３０】
第二の歯車機構２６は、外周に歯が形成された太陽歯車２６ａと、太陽歯車２６ａを囲み内周に歯が形成された環状の内歯歯車２６ｂと、太陽歯車２６ａと内歯歯車２６ｂの間に配置され外周に形成された歯が双方の歯と噛み合う複数の遊星歯車２６ｃとを有する。トラバース軸１４は、太陽歯車２６ａを挿通し、トラバース軸１４の外周に形成されたスプライン２９に太陽歯車２６ａの内周が結合する。
【００３１】
連結軸２７は、第一の歯車機構２５における遊星歯車２５ｃと第二の歯車機構２６における遊星歯車２６ｃとの双方をころがり軸受６１を介して挿通し両者を連結する。これにより、遊星歯車２５ｃ及び遊星歯車２６ｃは、太陽歯車２５ａ及び太陽歯車２６ａの周囲を同期して公転可能であり、かつそれぞれ互いに独立に自転可能である。
【００３２】
このように、軸連結機構１５を構成することによって、第一の歯車機構２５の太陽歯車２５ａを回転した場合には、太陽歯車２５ａ内周にスプライン結合したヘッド支持軸１３が軸中心に回転する。また、第一の歯車機構２５の内歯歯車２５ｂは固定されているので、遊星歯車２５ｃは自転しながら内歯歯車２５ｂの内周に沿って公転する。
【００３３】
第一の歯車機構２５の遊星歯車２５ｃが公転することによって、遊星歯車２５ｃと連結軸２７にて連結されている第二の歯車機構２６の遊星歯車２６ｃも自転しながら内歯歯車２６ｂの内周に沿って公転する。これにより、第二の歯車機構２６の遊星歯車２６ａが回転し、遊星歯車２６ａ内周にスプライン結合したトラバース軸１４も軸中心に回転する。このように、第一の歯車機構２５における回転は第二の歯車機構２６へ伝達する。なお、このとき、第二の歯車機構２６の内歯歯車２６ｂは、回転せず静止した状態である。
【００３４】
また、第二の歯車機構２６の内歯歯車２６ｂを回転した場合には、第二の歯車機構２６の遊星歯車２６ｃが自転し、第二の歯車機構２６の太陽歯車２６ａが回転する。これにより、太陽歯車２６ａ内周にスプライン結合したトラバース軸１４は軸中心に回転する。このとき、内歯歯車２６ｂ及び太陽歯車２６ａの双方が回転するため、遊星歯車２６ｃは公転しない。このため、第二の歯車機構２６における回転は第一の歯車機構２５へは伝達しない。
【００３５】
以上のように、軸連結機構１５は、第一の歯車機構２５における太陽歯車２５ａを回転させ、ヘッド支持軸１３を軸中心に回転させることによって、ヘッド支持軸１３に同期してトラバース軸１４も軸中心に回転させることができる。また、第二の歯車機構２６における内歯歯車２６ｂを回転させ、トラバース軸１４を軸中心に回転させることによって、トラバース軸１４をヘッド支持軸１３に対して相対回転させることができる。
【００３６】
ヘッド回動機構１６は、ヘッド支持軸回動モータ３５と、ヘッド支持軸回動モータ３５の出力軸３４に連結されたカムフォロア３３と、第一の歯車機構２５の太陽歯車２５ａに結合されカムフォロア３３に形成されたガイド溝３２に案内されるカムガイド３１とを備える。なお、ヘッド支持軸回動モータ３５は、架台６の上段７に連結する筐体３６に支持される。
【００３７】
ヘッド支持軸回動モータ３５の回転にてカムフォロア３３が回転することによって、カムガイド３１がカムフォロア３３のガイド溝３２に沿って案内される。これにより、太陽歯車２５ａにスプライン結合したヘッド支持軸１３は軸中心に往復回動し、ヘッド支持軸１３端部のヘッド１２も軸中心に往復回動する。
【００３８】
ヘッド軸方向移動機構１７は、ヘッド支持軸移動モータ３７と、ヘッド支持軸移動モータ３７を支持する支持板３８と、ヘッド支持軸移動モータ３７の出力軸３９に連結された円板４０と、リンク４１とを備える。リンク４１の一端４１ａは円板４０の外縁に回転可能に連係され、他端４１ｂはヘッド支持軸１３におけるヘッド１２が設けられた端部と逆端近傍に回転可能に連係される。なお、支持板３８は架台６の下段８に配置される。
【００３９】
ヘッド支持軸移動モータ３７の回転にて円板４０が回転することによって、リンク４１の一端４１ａが円板４０の外縁に沿って移動する。これにより、リンク４１の他端４１ｂが連係されたヘッド支持軸１３は軸方向に往復運動し、ヘッド支持軸１３端部のヘッド１２も軸方向に往復運動する。なお、トラバース軸１４は、ヘッド支持軸１３に対して溝１４ａ及び凸部１３ａの嵌合によって軸方向は連結されているため、ヘッド支持軸１３と共に軸方向に往復運動する。このように、ヘッド軸方向移動機構１７は、円板４０の回転運動をヘッド支持軸１３及びトラバース軸１４の往復運動に変換するクランク機構である。
【００４０】
なお、ヘッド軸方向移動機構１７をモータとボールねじを用いて、ヘッド支持軸１３及びトラバース軸１４を往復運動させる構成としてもよい。
【００４１】
ノズル移動機構１８は、上記したノズル１１をヘッド支持軸１３の軸半径方向に移動可能とする機構、すなわち、ガイド板２２、ガイド溝５１、カム板２３、カム溝５２、スライド部５３、及びカムフォロア５４の他に、トラバース軸１４をヘッド支持軸１３に対して相対回転させるトラバース軸回動機構４３を備える。
【００４２】
トラバース軸回動機構４３は、トラバース軸回動モータ４４と、トラバース軸回動モータ４４の出力軸４５に連結されたプーリー４６と、プーリー４６と第二の歯車機構２６の内歯歯車２６ｂとを連結するベルト４７とを備える。なお、トラバース軸回動モータ４４は架台６の上段７に配置される。
【００４３】
トラバース軸回動モータ４４の回転にてプーリー４６が回転することによって、その回転がベルト４７を介して第二の歯車機構２６の内歯歯車２６ｂに伝わり、内歯歯車２６ｂが回転する。これにより、第二の歯車機構２６の遊星歯車２６ｃが自転し、第二の歯車機構２６の太陽歯車２６ａが回転する。そして、太陽歯車２６ａ内周にスプライン結合したトラバース軸１４が軸中心に回転する。このとき、遊星歯車２６ｃは公転しないため、第二の歯車機構２６における回転は第一の歯車機構２５へは伝達しない。したがって、トラバース軸１４はヘッド支持軸１３に対して相対回転し、ノズル１１はヘッド支持軸１３の軸半径方向に移動する。
【００４４】
次に、巻線装置１００の巻線動作について説明する。なお、巻線動作は、巻線装置１００に搭載された図示しないコントローラにて制御される。
【００４５】
まず、ステータ支持台４にステータ３を固定し、割り出しモータ５を駆動することによってステータ３を所定の位置に配置する。
【００４６】
線材供給源から供給される複数本の線材２を、ヘッド支持軸１３の下端からヘッド支持軸１３内へ導入し、ヘッド１２付近に設けられた開口部１３ｂから引き出す。さらに、ノズル１１に通しノズル先端から引き出す。なお、ノズル１１先端から引き出された線材２は図示しないクランプにより保持される。
【００４７】
巻線装置１００は複数のノズル１１を備えるため、同時に複数の磁極１への巻線が行われる。磁極１への線材２の巻線は、ノズル１１を磁極１の周囲を移動させ線材２を磁極１へ巻回す動作と、ノズル１１を磁極１の長手方向に移動させ線材２を磁極１の長手方向に線径分送る動作とを組み合わせることによって行う。つまり、線材２を磁極１の周囲を１周させた後、線材２を磁極１の長手方向に線径分送るという動作を繰り返すことによって磁極１に線材２を巻線する。
【００４８】
また、ノズル１１を磁極１の周囲を移動させるには、ノズル１１を磁極１の幅方向に移動する動作と、ノズル１１を磁極１の高さ方向に移動する動作とを組み合わせることによって行う。
【００４９】
まず、ノズル１１を磁極１の幅方向に移動する動作について説明する。ヘッド回動機構１６におけるヘッド支持軸回動モータ３５を駆動しカムフォロア３３を回転することによって、カムガイド３１がカムフォロア３３のガイド溝３２に沿って案内され、第一の歯車機構２５の太陽歯車２５ａを介してヘッド支持軸１３は軸中心に往復回動する。これにより、ヘッド１２も軸中心に往復回動するため、ヘッド１２に支持されたノズル１１は磁極１の幅方向に往復回動する。
【００５０】
このとき、第一の歯車機構２５の太陽歯車２５ａの回転は、上記したように軸連結機構１５によって第二の歯車機構２６に伝達されるため、第二の歯車機構２６の太陽歯車２６ａにスプライン結合したトラバース軸１４もヘッド支持軸１３に同期して往復回動する。したがって、トラバース軸１４の回動がヘッド支持軸１３の回動とずれる様なことが生じないため、ノズル１１がヘッド支持軸１３の軸半径方向に移動することはなく安定した巻線を行うことができる。
【００５１】
次に、ノズル１１を磁極１の高さ方向に移動する動作について説明する。ヘッド軸方向移動機構１７におけるヘッド支持軸移動モータ３７を駆動することによって円板４０を回転させ、その回転をクランク機構によってヘッド支持軸１３及びトラバース軸１４の軸方向への往復運動に変換する。これにより、ヘッド１２も軸方向に往復運動するため、ヘッド１２に支持されたノズル１１は磁極１の高さ方向に往復運動する。
【００５２】
このように、ヘッド支持軸回動モータ３５及びヘッド支持軸移動モータ３７の駆動を制御することによって、ノズル１１を磁極１の周囲を移動させることができ、線材２を磁極１の周囲に巻回すことができる。
【００５３】
次に、ノズル１１を磁極１の長手方向に移動する動作について説明する。トラバース軸回動機構４３におけるトラバース軸回動モータ４４を駆動し第二の歯車機構２６の内歯歯車２６ｂを回動させることによって、第二の歯車機構２６の太陽歯車２６ａを回動させ、太陽歯車２６ａにスプライン結合するトラバース軸１４を軸中心に回動する。
【００５４】
このとき、第二の歯車機構２６の遊星歯車２６ｃは上記したように自転するが公転はしない。このため、第二の歯車機構２６の回転は、第一の歯車機構２５へ伝達されないため、ヘッド支持軸１３にも伝達されない。したがって、トラバース軸１４はヘッド支持軸１３に対して相対回動することになり、ガイド板２２とカム板２３の間に配置されたノズルホルダ２１は、ガイド溝５１に沿ってヘッド支持軸１３の軸半径方向に移動する。このように、トラバース軸回動モータ４４を線材２の線径分の送りに相当する所定角度回転させることによって、ノズル１１は磁極１の長手方向に移動し、線材２を磁極１の長手方向に線径分送ることができる。
【００５５】
ヘッド支持軸回動モータ３５及びヘッド支持軸移動モータ３７を駆動し線材２を磁極１の周囲に巻回しながらトラバース軸回動モータ４４を駆動し線材２に送りをかける場合には、トラバース軸回動モータ４４が連結している第二の歯車機構２６の内歯歯車２６ｂは静止した状態であるため、トラバース軸回動モータ４４を駆動することによって迅速に線材２に送りをかけることができる。つまり、トラバース軸回動モータ４４をヘッド支持軸１３の回動速度に合わせて回動させる必要がなく、トラバース軸回動モータ４４を駆動することによって、トラバース軸１４にはヘッド支持軸１３と同期している回動速度に重畳する回動速度が加えられ、ヘッド支持軸１３に対して相対回動する。
【００５６】
以上のように、ヘッド支持軸回動モータ３５、ヘッド支持軸移動モータ３７、トラバース軸回動モータ４４を制御することによって線材２を磁極１に巻線することができる。
【００５７】
以上の実施の形態１に係る巻線装置１００によれば、線材２を磁極１の周囲に巻回すときには、ヘッド支持軸１３の回動に同期してトラバース軸１４が回動するため、両者の回動にずれが生じることがない。また、線材２を磁極１の長手方向に送るときには、トラバース軸１４だけを回動させることができるため、トラバース軸１４をヘッド支持軸１３に対して容易に相対回動させることができる。したがって、磁極１に対して安定した巻線を行うことができる。
【００５８】
以下に本実施の形態の他の態様について説明する。
【００５９】
本実施の形態では、軸連結機構１５における第一の歯車機構２５の内歯歯車２５ｂを回転不能に固定し、かつヘッド回動機構１６をヘッド支持軸１３にスプライン結合する第一の歯車機構２５の太陽歯車２５ａに連結し、ノズル移動機構１８のトラバース軸回動機構４３を第二の歯車機構２６の内歯歯車２６ｂに連結する構成とした。しかし、軸連結機構１５における第二の歯車機構２６の内歯歯車２６ｂを回転不能に固定し、かつヘッド回動機構１６をトラバース軸１４にスプライン結合する第二の歯車機構２６の太陽歯車２６ａに連結し、ノズル移動機構１８のトラバース軸回動機構４３を第一の歯車機構２５の内歯歯車２５ｂに連結する構成とすることも可能である。
【００６０】
つまり、線材２を磁極１の周囲に巻回すときには、トラバース軸１４の回動に同期してヘッド支持軸１３を回動させ、また、線材２を磁極１の長手方向に送るときには、ヘッド支持軸１３をトラバース軸１４に対して相対回動させるように構成する。このように構成しても上記実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６１】
また、軸連結機構１５を以下のように構成することもできる。第一の歯車機構２５において、太陽歯車２５ａを回転不能に固定すると共に、内歯歯車２５ｂをヘッド支持軸１３にスプライン結合し、ヘッド回動機構１６におけるカムフォロア３３のガイド溝３２に案内されるカムガイド３１を内歯歯車２５ｂに結合する。さらに、第二の歯車機構２６において、太陽歯車２６ａにトラバース軸回動機構４３におけるプーリー４６を連結すると共に、内歯歯車２６ｂをトラバース軸１４にスプライン結合する。このように構成しても上記実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６２】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、ステータコイルを製造する巻線装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態に係る巻線装置１００を示す斜視図である。
【図２】同じく巻線装置１００を示す断面図である。
【図３】ヘッド周辺を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００ 巻線装置
１ 磁極
２ 線材
３ ステータ
１１ ノズル
１２ ヘッド
１３ ヘッド支持軸
１４ トラバース軸
１５ 軸連結機構
１６ ヘッド回動機構
１７ ヘッド軸方向移動機構
１８ ノズル移動機構
２１ ノズルホルダ
２２ ガイド板
２３ カム板
２５ 第一の歯車機構
２６ 第二の歯車機構
２５ａ，２６ａ 太陽歯車
２５ｂ，２６ｂ 内歯歯車
２５ａ，２６ｂ 遊星歯車
２７ 連結軸
２８，２９ スプライン
４３ トラバース軸回動機構
５１ ガイド溝
５２ カム溝
５３ スライド部
５４ カムフォロア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻線装置及び巻線方法に関するものであり、特には、ステータコイルを製造する巻線装置及び巻線方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本出願人はステータコイルを製造する巻線装置に関する特許出願を行っている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載の巻線装置は、ノズルを支持するヘッドを回転するヘッド支持軸と、ヘッド支持軸に対して相対回転するトラバース軸と、それぞれの軸を回転させる軸回転モータと、ヘッド支持軸端部に設けられたガイド板と、トラバース軸端部に設けられたカム板と、ガイド板に設けられたガイド溝に摺動可能に係合するスライド部を有すると共に、カム板のカム溝に係合するカムフォロワを有するノズルホルダとを備える。
【０００４】
この巻線装置において、それぞれの軸回転モータを同じ速度で回転させれば、ヘッド支持軸とトラバース軸とは一緒に回転し、ノズルはステータの周方向に回動する。
【０００５】
また、それぞれの軸回転モータを異なる速度で回転させれば、ヘッド支持軸端部のガイド板に対してトラバース軸端部のカム板が相対回転し、ノズルホルダはステータの径方向に移動する。このように、それぞれの軸回転モータを異なる速度で回転させることによって、ノズルをステータの径方向に移動させ、線材に送りをかける。
【特許文献１】特開２００２−２０８５３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の巻線装置では、ノズルをステータの周方向に回動させるためには、二つの軸回転モータを同じ速度で回転させる必要があるが、このとき二つの軸回転モータの速度が少しでも異なると、ノズルは径方向に移動してしまいステータの磁極に安定した巻線を行うことができない。
【０００７】
また、ノズルをステータの径方向に移動させるためには、二つの軸回転モータを異なる速度で回転させる必要があるため、ヘッド支持軸が高速度で回転している場合には、トラバース軸をそれ以上の速度で回転させなければならない場合も生じる。この場合には、トラバース軸の軸回転モータがヘッド支持軸の回転速度に追従できなくなることもあり、ステータの磁極に安定した巻線を行うことができない。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、安定した巻線を行うことができる巻線装置及び巻線方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、磁極に線材を巻線する巻線装置において、線材を繰り出すノズルと、前記ノズルを支持するヘッドと、前記ヘッドを支持する第一の軸と、前記第一の軸と同軸上に配置され、かつ前記第一の軸に対して軸中心の回転は独立であると共に軸方向は連結された第二の軸と、前記第一の軸及び前記第二の軸のいずれか一方を軸中心に回動することによってその回動が他方の軸に伝達し、かつ前記他方の軸を軸中心に回動してもその回動が前記一方の軸には伝達しないように前記第一の軸と前記第二の軸を連結する軸連結手段と、前記一方の軸を回動することによって前記一方の軸に同期して前記他方の軸を回動させ前記ヘッドを前記軸中心に回動するヘッド回動手段と、前記第一の軸及び前記第二の軸を軸方向に移動することによって前記ヘッドを前記軸方向に移動するヘッド軸方向移動手段と、前記他方の軸を回動することによって当該他方の軸を前記一方の軸に対して相対回動させ前記ノズルを前記軸半径方向に移動するノズル移動手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る巻線方法は、線材を繰り出すノズルと、前記ノズルを支持するヘッドと、前記ヘッドを支持する第一の軸と、前記第一の軸と同軸上に配置され、かつ前記第一の軸に対して軸中心の回転は独立であると共に軸方向は連結された第二の軸と、前記第一の軸及び前記第二の軸のいずれか一方を軸中心に回動することによってその回動が他方の軸に伝達し、かつ前記他方の軸を軸中心に回動してもその回動が前記一方の軸には伝達しないように前記第一の軸と前記第二の軸を連結する軸連結手段とを備え、前記一方の軸を回動することによって前記一方の軸に同期して前記他方の軸を回動させ前記ヘッドを前記軸中心に回動する動作と、前記第一の軸及び前記第二の軸を軸方向に移動することによって前記ヘッドを前記軸方向に移動する動作と、前記他方の軸を回動することによって当該他方の軸を前記一方の軸に対して相対回動させ前記ノズルを前記軸半径方向に移動する動作とを組み合わせて磁極に線材を巻線することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第一の軸及び第二の軸のいずれか一方を軸中心に回動することによってその回動が他方の軸に伝達するため、第一の軸と第二の軸とを同じ速度で回動させることができ、また、他方の軸を軸中心に回動してもその回動が一方の軸には伝達しないため、他方の軸を一方の軸に対して相対回動させることができる。したがって、磁極に対して安定した巻線を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１〜図３を参照して本発明の実施の形態に係る巻線装置１００について説明する。図１は巻線装置１００を示す斜視図であり、図２は巻線装置１００を示す断面図であり、図３はヘッド周辺を示す分解斜視図である。
【００１４】
巻線装置１００は、磁極１に線材２を自動的に巻線する装置であり、本実施の形態ではインナーロータ型モータにおけるステータ３の磁極１に対して線材２を巻線する装置について説明する。
【００１５】
巻線装置１００は、ステータ３を支持するステータ支持台４と、ステータ支持台４を回転駆動する割り出しモータ５とを備える。ステータ支持台４及び割り出しモータ５は、架台６の上段７に配置される。
【００１６】
ステータ３は、環状のヨーク部３ａと、当該ヨーク部内周からステータ３の中心に向かって延びる複数の磁極１とを備え、各磁極１に線材２が巻線されてステータコイルが形成される。
【００１７】
ステータ支持台４は、割り出しモータ５の出力軸に連結された歯車９と噛み合う歯４ａを外周に有し、割り出しモータ５の駆動によって回転する。
【００１８】
巻線装置１００は、線材２を繰り出す複数のノズル１１と、複数のノズル１１を支持するヘッド１２と、ヘッド１２を支持する第一の軸としてのヘッド支持軸１３と、ヘッド支持軸１３と同軸上に配置された第二の軸としてのトラバース軸１４と、ヘッド支持軸１３とトラバース軸１４を連結する軸連結手段としての軸連結機構１５と、ヘッド１２をヘッド支持軸１３の軸中心に回動するヘッド回動手段としてのヘッド回動機構１６と、ヘッド１２をヘッド支持軸１３の軸方向に移動するヘッド軸方向移動手段としてのヘッド軸方向移動機構１７と、ノズル１１をヘッド支持軸１３の軸半径方向に移動するノズル移動手段としてのノズル移動機構１８とを備える。
【００１９】
巻線装置１００は、ヘッド回動機構１６、ヘッド軸方向移動機構１７、及びノズル移動機構１８を動作することによって、ノズル１１を動作させノズル１１から繰り出される線材２を磁極１の周りに巻線する。以下に、巻線装置１００の詳細な構成について説明する。
【００２０】
複数のノズル１１は、ノズルホルダ２１に保持され、ステータ３の磁極１に向かって放射状に延在して配置される。
【００２１】
ヘッド１２は、ステータ３の内側開口部に配置され、ステータ３と同心上に配置された円板形状のガイド板２２を備え、ノズルホルダ２１はガイド板２２に支持される。
【００２２】
ヘッド支持軸１３は円筒形状であり、一端がヘッド１２のガイド板２２の中心に結合している。したがって、ヘッド支持軸１３が軸中心に回動することによって、ヘッド１２もヘッド支持軸１３の軸中心に回動する。図示しない線材供給源から供給される複数本の線材２は、ヘッド支持軸１３の他端からヘッド支持軸１３内へ導入され、ヘッド１２付近に設けられた開口部１３ｂから引き出されノズル１１に保持される。
【００２３】
トラバース軸１４は、円筒形状であり、ヘッド支持軸１３がトラバース軸１４の円筒内を挿通する態様で配置される。トラバース軸１４とヘッド支持軸１３とは、トラバース軸１４内周に設けられた溝１４ａとヘッド支持軸１３外周に設けられた凸部１３ａとが嵌合することによって連結される。これにより、トラバース軸１４は、ヘッド支持軸１３に対して軸中心の回転は独立であると共に軸方向は連結された状態となる。
【００２４】
トラバース軸１４の一端は、円板形状のカム板２３の中心に結合している。したがって、トラバース軸１４が軸中心に回動することによって、カム板２３がトラバース軸１４の軸中心に回動する。カム板２３は、ノズルホルダ２１を介してガイド板２２とは反対側にガイド板２２と平行に配置され、カム板２３をヘッド支持軸１３と一体のガイド板２２に対して相対回転させることによって、ノズル１１がヘッド支持軸１３の軸半径方向に移動するように構成されている。
【００２５】
ノズル１１をヘッド支持軸１３の軸半径方向に移動可能とする具体的な機構について図３を参照して説明する。ヘッド支持軸１３の一端に結合されたガイド板２２には、ノズル１１の数と同数の半径方向に放射状に延びるガイド溝５１が形成される。また、トラバース軸１４の一端に結合されたカム板２３には、中心付近から外縁方向に湾曲して渦巻き状に延びるカム溝５２が形成される。
【００２６】
ノズル１１を保持するノズルホルダ２１は、ガイド板２２のガイド溝５１に摺動可能に嵌合するスライド部５３と、カム板２３のカム溝５２に係合するローラ形のカムフォロア５４とを有する。これにより、カム板２３がガイド板２２に対して相対回転することによって、カムフォロア５４が渦巻き状のカム溝５２に沿って移動し、ノズルホルダ２１はガイド溝５１に沿ってガイド板２２の半径方向、つまりヘッド支持軸１３の軸半径方向に移動する。
【００２７】
このように、トラバース軸１４をヘッド支持軸１３に対して相対回転させれば、ノズル１１はヘッド支持軸１３の軸半径方向に移動し、トラバース軸１４をヘッド支持軸１３に対して同期して回転させれば、ノズル１１はヘッド支持軸１３の軸半径方向には移動しない。
【００２８】
軸連結機構１５は、ヘッド支持軸１３と連結した第一の歯車機構２５と、トラバース軸１４と連結した第二の歯車機構２６と、第一の歯車機構２５と第二の歯車機構を連結する連結部材としての連結軸２７とを備える。
【００２９】
第一の歯車機構２５は、外周に歯が形成された太陽歯車２５ａと、太陽歯車２５ａを囲み内周に歯が形成された環状の内歯歯車２５ｂと、太陽歯車２５ａと内歯歯車２５ｂの間に配置され外周に形成された歯が双方の歯と噛み合う複数の遊星歯車２５ｃとを有する。ヘッド支持軸１３は、太陽歯車２５ａを挿通し、ヘッド支持軸１３の外周に形成されたスプライン２８に太陽歯車２５ａの内周が結合する。なお、内歯歯車２５ｂは、締結ボルト６０によって架台６の上段７に回転不能に固定される。
【００３０】
第二の歯車機構２６は、外周に歯が形成された太陽歯車２６ａと、太陽歯車２６ａを囲み内周に歯が形成された環状の内歯歯車２６ｂと、太陽歯車２６ａと内歯歯車２６ｂの間に配置され外周に形成された歯が双方の歯と噛み合う複数の遊星歯車２６ｃとを有する。トラバース軸１４は、太陽歯車２６ａを挿通し、トラバース軸１４の外周に形成されたスプライン２９に太陽歯車２６ａの内周が結合する。
【００３１】
連結軸２７は、第一の歯車機構２５における遊星歯車２５ｃと第二の歯車機構２６における遊星歯車２６ｃとの双方をころがり軸受６１を介して挿通し両者を連結する。これにより、遊星歯車２５ｃ及び遊星歯車２６ｃは、太陽歯車２５ａ及び太陽歯車２６ａの周囲を同期して公転可能であり、かつそれぞれ互いに独立に自転可能である。
【００３２】
このように、軸連結機構１５を構成することによって、第一の歯車機構２５の太陽歯車２５ａを回転した場合には、太陽歯車２５ａ内周にスプライン結合したヘッド支持軸１３が軸中心に回転する。また、第一の歯車機構２５の内歯歯車２５ｂは固定されているので、遊星歯車２５ｃは自転しながら内歯歯車２５ｂの内周に沿って公転する。
【００３３】
第一の歯車機構２５の遊星歯車２５ｃが公転することによって、遊星歯車２５ｃと連結軸２７にて連結されている第二の歯車機構２６の遊星歯車２６ｃも自転しながら内歯歯車２６ｂの内周に沿って公転する。これにより、第二の歯車機構２６の遊星歯車２６ａが回転し、遊星歯車２６ａ内周にスプライン結合したトラバース軸１４も軸中心に回転する。このように、第一の歯車機構２５における回転は第二の歯車機構２６へ伝達する。なお、このとき、第二の歯車機構２６の内歯歯車２６ｂは、回転せず静止した状態である。
【００３４】
また、第二の歯車機構２６の内歯歯車２６ｂを回転した場合には、第二の歯車機構２６の遊星歯車２６ｃが自転し、第二の歯車機構２６の太陽歯車２６ａが回転する。これにより、太陽歯車２６ａ内周にスプライン結合したトラバース軸１４は軸中心に回転する。このとき、内歯歯車２６ｂ及び太陽歯車２６ａの双方が回転するため、遊星歯車２６ｃは公転しない。このため、第二の歯車機構２６における回転は第一の歯車機構２５へは伝達しない。
【００３５】
以上のように、軸連結機構１５は、第一の歯車機構２５における太陽歯車２５ａを回転させ、ヘッド支持軸１３を軸中心に回転させることによって、ヘッド支持軸１３に同期してトラバース軸１４も軸中心に回転させることができる。また、第二の歯車機構２６における内歯歯車２６ｂを回転させ、トラバース軸１４を軸中心に回転させることによって、トラバース軸１４をヘッド支持軸１３に対して相対回転させることができる。
【００３６】
ヘッド回動機構１６は、ヘッド支持軸回動モータ３５と、ヘッド支持軸回動モータ３５の出力軸３４に連結されたカムフォロア３３と、第一の歯車機構２５の太陽歯車２５ａに結合されカムフォロア３３に形成されたガイド溝３２に案内されるカムガイド３１とを備える。なお、ヘッド支持軸回動モータ３５は、架台６の上段７に連結する筐体３６に支持される。
【００３７】
ヘッド支持軸回動モータ３５の回転にてカムフォロア３３が回転することによって、カムガイド３１がカムフォロア３３のガイド溝３２に沿って案内される。これにより、太陽歯車２５ａにスプライン結合したヘッド支持軸１３は軸中心に往復回動し、ヘッド支持軸１３端部のヘッド１２も軸中心に往復回動する。
【００３８】
ヘッド軸方向移動機構１７は、ヘッド支持軸移動モータ３７と、ヘッド支持軸移動モータ３７を支持する支持板３８と、ヘッド支持軸移動モータ３７の出力軸３９に連結された円板４０と、リンク４１とを備える。リンク４１の一端４１ａは円板４０の外縁に回転可能に連係され、他端４１ｂはヘッド支持軸１３におけるヘッド１２が設けられた端部と逆端近傍に回転可能に連係される。なお、支持板３８は架台６の下段８に配置される。
【００３９】
ヘッド支持軸移動モータ３７の回転にて円板４０が回転することによって、リンク４１の一端４１ａが円板４０の外縁に沿って移動する。これにより、リンク４１の他端４１ｂが連係されたヘッド支持軸１３は軸方向に往復運動し、ヘッド支持軸１３端部のヘッド１２も軸方向に往復運動する。なお、トラバース軸１４は、ヘッド支持軸１３に対して溝１４ａ及び凸部１３ａの嵌合によって軸方向は連結されているため、ヘッド支持軸１３と共に軸方向に往復運動する。このように、ヘッド軸方向移動機構１７は、円板４０の回転運動をヘッド支持軸１３及びトラバース軸１４の往復運動に変換するクランク機構である。
【００４０】
なお、ヘッド軸方向移動機構１７をモータとボールねじを用いて、ヘッド支持軸１３及びトラバース軸１４を往復運動させる構成としてもよい。
【００４１】
ノズル移動機構１８は、上記したノズル１１をヘッド支持軸１３の軸半径方向に移動可能とする機構、すなわち、ガイド板２２、ガイド溝５１、カム板２３、カム溝５２、スライド部５３、及びカムフォロア５４の他に、トラバース軸１４をヘッド支持軸１３に対して相対回転させるトラバース軸回動機構４３を備える。
【００４２】
トラバース軸回動機構４３は、トラバース軸回動モータ４４と、トラバース軸回動モータ４４の出力軸４５に連結されたプーリー４６と、プーリー４６と第二の歯車機構２６の内歯歯車２６ｂとを連結するベルト４７とを備える。なお、トラバース軸回動モータ４４は架台６の上段７に配置される。
【００４３】
トラバース軸回動モータ４４の回転にてプーリー４６が回転することによって、その回転がベルト４７を介して第二の歯車機構２６の内歯歯車２６ｂに伝わり、内歯歯車２６ｂが回転する。これにより、第二の歯車機構２６の遊星歯車２６ｃが自転し、第二の歯車機構２６の太陽歯車２６ａが回転する。そして、太陽歯車２６ａ内周にスプライン結合したトラバース軸１４が軸中心に回転する。このとき、遊星歯車２６ｃは公転しないため、第二の歯車機構２６における回転は第一の歯車機構２５へは伝達しない。したがって、トラバース軸１４はヘッド支持軸１３に対して相対回転し、ノズル１１はヘッド支持軸１３の軸半径方向に移動する。
【００４４】
次に、巻線装置１００の巻線動作について説明する。なお、巻線動作は、巻線装置１００に搭載された図示しないコントローラにて制御される。
【００４５】
まず、ステータ支持台４にステータ３を固定し、割り出しモータ５を駆動することによってステータ３を所定の位置に配置する。
【００４６】
線材供給源から供給される複数本の線材２を、ヘッド支持軸１３の下端からヘッド支持軸１３内へ導入し、ヘッド１２付近に設けられた開口部１３ｂから引き出す。さらに、ノズル１１に通しノズル先端から引き出す。なお、ノズル１１先端から引き出された線材２は図示しないクランプにより保持される。
【００４７】
巻線装置１００は複数のノズル１１を備えるため、同時に複数の磁極１への巻線が行われる。磁極１への線材２の巻線は、ノズル１１を磁極１の周囲を移動させ線材２を磁極１へ巻回す動作と、ノズル１１を磁極１の長手方向に移動させ線材２を磁極１の長手方向に線径分送る動作とを組み合わせることによって行う。つまり、線材２を磁極１の周囲を１周させた後、線材２を磁極１の長手方向に線径分送るという動作を繰り返すことによって磁極１に線材２を巻線する。
【００４８】
また、ノズル１１を磁極１の周囲を移動させるには、ノズル１１を磁極１の幅方向に移動する動作と、ノズル１１を磁極１の高さ方向に移動する動作とを組み合わせることによって行う。
【００４９】
まず、ノズル１１を磁極１の幅方向に移動する動作について説明する。ヘッド回動機構１６におけるヘッド支持軸回動モータ３５を駆動しカムフォロア３３を回転することによって、カムガイド３１がカムフォロア３３のガイド溝３２に沿って案内され、第一の歯車機構２５の太陽歯車２５ａを介してヘッド支持軸１３は軸中心に往復回動する。これにより、ヘッド１２も軸中心に往復回動するため、ヘッド１２に支持されたノズル１１は磁極１の幅方向に往復回動する。
【００５０】
このとき、第一の歯車機構２５の太陽歯車２５ａの回転は、上記したように軸連結機構１５によって第二の歯車機構２６に伝達されるため、第二の歯車機構２６の太陽歯車２６ａにスプライン結合したトラバース軸１４もヘッド支持軸１３に同期して往復回動する。したがって、トラバース軸１４の回動がヘッド支持軸１３の回動とずれる様なことが生じないため、ノズル１１がヘッド支持軸１３の軸半径方向に移動することはなく安定した巻線を行うことができる。
【００５１】
次に、ノズル１１を磁極１の高さ方向に移動する動作について説明する。ヘッド軸方向移動機構１７におけるヘッド支持軸移動モータ３７を駆動することによって円板４０を回転させ、その回転をクランク機構によってヘッド支持軸１３及びトラバース軸１４の軸方向への往復運動に変換する。これにより、ヘッド１２も軸方向に往復運動するため、ヘッド１２に支持されたノズル１１は磁極１の高さ方向に往復運動する。
【００５２】
このように、ヘッド支持軸回動モータ３５及びヘッド支持軸移動モータ３７の駆動を制御することによって、ノズル１１を磁極１の周囲を移動させることができ、線材２を磁極１の周囲に巻回すことができる。
【００５３】
次に、ノズル１１を磁極１の長手方向に移動する動作について説明する。トラバース軸回動機構４３におけるトラバース軸回動モータ４４を駆動し第二の歯車機構２６の内歯歯車２６ｂを回動させることによって、第二の歯車機構２６の太陽歯車２６ａを回動させ、太陽歯車２６ａにスプライン結合するトラバース軸１４を軸中心に回動する。
【００５４】
このとき、第二の歯車機構２６の遊星歯車２６ｃは上記したように自転するが公転はしない。このため、第二の歯車機構２６の回転は、第一の歯車機構２５へ伝達されないため、ヘッド支持軸１３にも伝達されない。したがって、トラバース軸１４はヘッド支持軸１３に対して相対回動することになり、ガイド板２２とカム板２３の間に配置されたノズルホルダ２１は、ガイド溝５１に沿ってヘッド支持軸１３の軸半径方向に移動する。このように、トラバース軸回動モータ４４を線材２の線径分の送りに相当する所定角度回転させることによって、ノズル１１は磁極１の長手方向に移動し、線材２を磁極１の長手方向に線径分送ることができる。
【００５５】
ヘッド支持軸回動モータ３５及びヘッド支持軸移動モータ３７を駆動し線材２を磁極１の周囲に巻回しながらトラバース軸回動モータ４４を駆動し線材２に送りをかける場合には、トラバース軸回動モータ４４が連結している第二の歯車機構２６の内歯歯車２６ｂは静止した状態であるため、トラバース軸回動モータ４４を駆動することによって迅速に線材２に送りをかけることができる。つまり、トラバース軸回動モータ４４をヘッド支持軸１３の回動速度に合わせて回動させる必要がなく、トラバース軸回動モータ４４を駆動することによって、トラバース軸１４にはヘッド支持軸１３と同期している回動速度に重畳する回動速度が加えられ、ヘッド支持軸１３に対して相対回動する。
【００５６】
以上のように、ヘッド支持軸回動モータ３５、ヘッド支持軸移動モータ３７、トラバース軸回動モータ４４を制御することによって線材２を磁極１に巻線することができる。
【００５７】
以上の実施の形態１に係る巻線装置１００によれば、線材２を磁極１の周囲に巻回すときには、ヘッド支持軸１３の回動に同期してトラバース軸１４が回動するため、両者の回動にずれが生じることがない。また、線材２を磁極１の長手方向に送るときには、トラバース軸１４だけを回動させることができるため、トラバース軸１４をヘッド支持軸１３に対して容易に相対回動させることができる。したがって、磁極１に対して安定した巻線を行うことができる。
【００５８】
以下に本実施の形態の他の態様について説明する。
【００５９】
本実施の形態では、軸連結機構１５における第一の歯車機構２５の内歯歯車２５ｂを回転不能に固定し、かつヘッド回動機構１６をヘッド支持軸１３にスプライン結合する第一の歯車機構２５の太陽歯車２５ａに連結し、ノズル移動機構１８のトラバース軸回動機構４３を第二の歯車機構２６の内歯歯車２６ｂに連結する構成とした。しかし、軸連結機構１５における第二の歯車機構２６の内歯歯車２６ｂを回転不能に固定し、かつヘッド回動機構１６をトラバース軸１４にスプライン結合する第二の歯車機構２６の太陽歯車２６ａに連結し、ノズル移動機構１８のトラバース軸回動機構４３を第一の歯車機構２５の内歯歯車２５ｂに連結する構成とすることも可能である。
【００６０】
つまり、線材２を磁極１の周囲に巻回すときには、トラバース軸１４の回動に同期してヘッド支持軸１３を回動させ、また、線材２を磁極１の長手方向に送るときには、ヘッド支持軸１３をトラバース軸１４に対して相対回動させるように構成する。このように構成しても上記実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６１】
また、軸連結機構１５を以下のように構成することもできる。第一の歯車機構２５において、太陽歯車２５ａを回転不能に固定すると共に、内歯歯車２５ｂをヘッド支持軸１３にスプライン結合し、ヘッド回動機構１６におけるカムフォロア３３のガイド溝３２に案内されるカムガイド３１を内歯歯車２５ｂに結合する。さらに、第二の歯車機構２６において、太陽歯車２６ａにトラバース軸回動機構４３におけるプーリー４６を連結すると共に、内歯歯車２６ｂをトラバース軸１４にスプライン結合する。このように構成しても上記実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６２】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、ステータコイルを製造する巻線装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態に係る巻線装置１００を示す斜視図である。
【図２】同じく巻線装置１００を示す断面図である。
【図３】ヘッド周辺を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００ 巻線装置
１ 磁極
２ 線材
３ ステータ
１１ ノズル
１２ ヘッド
１３ ヘッド支持軸
１４ トラバース軸
１５ 軸連結機構
１６ ヘッド回動機構
１７ ヘッド軸方向移動機構
１８ ノズル移動機構
２１ ノズルホルダ
２２ ガイド板
２３ カム板
２５ 第一の歯車機構
２６ 第二の歯車機構
２５ａ，２６ａ 太陽歯車
２５ｂ，２６ｂ 内歯歯車
２５ａ，２６ｂ 遊星歯車
２７ 連結軸
２８，２９ スプライン
４３ トラバース軸回動機構
５１ ガイド溝
５２ カム溝
５３ スライド部
５４ カムフォロア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極に線材を巻線する巻線装置において、
線材を繰り出すノズルと、
前記ノズルを支持するヘッドと、
前記ヘッドを支持する第一の軸と、
前記第一の軸と同軸上に配置され、かつ前記第一の軸に対して軸中心の回転は独立であると共に軸方向は連結された第二の軸と、
前記第一の軸及び前記第二の軸のいずれか一方を軸中心に回動することによってその回動が他方の軸に伝達し、かつ前記他方の軸を軸中心に回動してもその回動が前記一方の軸には伝達しないように前記第一の軸と前記第二の軸を連結する軸連結手段と、
前記一方の軸を回動することによって前記一方の軸に同期して前記他方の軸を回動させ前記ヘッドを前記軸中心に回動するヘッド回動手段と、
前記第一の軸及び前記第二の軸を軸方向に移動することによって前記ヘッドを前記軸方向に移動するヘッド軸方向移動手段と、
前記他方の軸を回動することによって当該他方の軸を前記一方の軸に対して相対回動させ前記ノズルを前記軸半径方向に移動するノズル移動手段と、
を備えることを特徴とする巻線装置。
【請求項２】
前記軸連結手段は、
前記一方の軸に結合した太陽歯車と、当該太陽歯車を囲み回転不能に固定された環状の内歯歯車と、前記太陽歯車と前記内歯歯車の間に配置され双方に噛み合う複数の遊星歯車とを有する第一の歯車機構と、
前記他方の軸に結合した太陽歯車と、当該太陽歯車を囲む環状の内歯歯車と、前記太陽歯車と前記内歯歯車の間に配置され双方に噛み合う複数の遊星歯車とを有する第二の歯車機構と、
前記第一の歯車機構における遊星歯車と前記第二の歯車機構における遊星歯車とを同期して公転可能、かつ互いに独立に自転可能に連結する連結部材と、を備え、
前記ヘッド回動手段は、前記第一の歯車機構における太陽歯車を回動させ前記一方の軸を回動させることによって前記一方の軸に同期して前記他方の軸を回動させる手段であり、
ノズル移動手段は、前記第二の歯車機構における内歯歯車を回動させ前記他方の軸を回動させることによって前記他方の軸を前記一方の軸に対して相対回動させる手段であることを特徴とする請求項１に記載の巻線装置。
【請求項３】
前記軸連結手段は、
前記一方の軸に結合した環状の内歯歯車と、当該内歯歯車に囲まれ回転不能に固定された太陽歯車と、前記内歯歯車と前記太陽歯車の間に配置され双方に噛み合う複数の遊星歯車とを有する第一の歯車機構と、
前記他方の軸に結合した環状の内歯歯車と、当該内歯歯車に囲まれた太陽歯車と、前記内歯歯車と前記太陽歯車の間に配置され双方に噛み合う複数の遊星歯車とを有する第二の歯車機構と、
前記第一の歯車機構における遊星歯車と前記第二の歯車機構における遊星歯車とを同期して公転可能、かつ互いに独立に自転可能に連結する連結部材と、を備え、
前記ヘッド回動手段は、前記第一の歯車機構における内歯歯車を回動させ前記一方の軸を回動させることによって前記一方の軸に同期して前記他方の軸を回動させる手段であり、
ノズル移動手段は、前記第二の歯車機構における太陽歯車を回動させ前記他方の軸を回動させることによって前記他方の軸を前記一方の軸に対して相対回動させる手段であることを特徴とする請求項１に記載の巻線装置。
【請求項４】
線材を繰り出すノズルと、
前記ノズルを支持するヘッドと、
前記ヘッドを支持する第一の軸と、
前記第一の軸と同軸上に配置され、かつ前記第一の軸に対して軸中心の回転は独立であると共に軸方向は連結された第二の軸と、
前記第一の軸及び前記第二の軸のいずれか一方を軸中心に回動することによってその回動が他方の軸に伝達し、かつ前記他方の軸を軸中心に回動してもその回動が前記一方の軸には伝達しないように前記第一の軸と前記第二の軸を連結する軸連結手段と、を備え、
前記一方の軸を回動することによって前記一方の軸に同期して前記他方の軸を回動させ前記ヘッドを前記軸中心に回動する動作と、
前記第一の軸及び前記第二の軸を軸方向に移動することによって前記ヘッドを前記軸方向に移動する動作と、
前記他方の軸を回動することによって当該他方の軸を前記一方の軸に対して相対回動させ前記ノズルを前記軸半径方向に移動する動作と、
を組み合わせて磁極に線材を巻線することを特徴とする巻線方法。
【請求項１】
磁極に線材を巻線する巻線装置において、
線材を繰り出すノズルと、
前記ノズルを支持するヘッドと、
前記ヘッドを支持する第一の軸と、
前記第一の軸と同軸上に配置され、かつ前記第一の軸に対して軸中心の回転は独立であると共に軸方向は連結された第二の軸と、
前記第一の軸及び前記第二の軸のいずれか一方を軸中心に回動することによってその回動が他方の軸に伝達し、かつ前記他方の軸を軸中心に回動してもその回動が前記一方の軸には伝達しないように前記第一の軸と前記第二の軸を連結する軸連結手段と、
前記一方の軸を回動することによって前記一方の軸に同期して前記他方の軸を回動させ前記ヘッドを前記軸中心に回動するヘッド回動手段と、
前記第一の軸及び前記第二の軸を軸方向に移動することによって前記ヘッドを前記軸方向に移動するヘッド軸方向移動手段と、
前記他方の軸を回動することによって当該他方の軸を前記一方の軸に対して相対回動させ前記ノズルを前記軸半径方向に移動するノズル移動手段と、
を備えることを特徴とする巻線装置。
【請求項２】
前記軸連結手段は、
前記一方の軸に結合した太陽歯車と、当該太陽歯車を囲み回転不能に固定された環状の内歯歯車と、前記太陽歯車と前記内歯歯車の間に配置され双方に噛み合う複数の遊星歯車とを有する第一の歯車機構と、
前記他方の軸に結合した太陽歯車と、当該太陽歯車を囲む環状の内歯歯車と、前記太陽歯車と前記内歯歯車の間に配置され双方に噛み合う複数の遊星歯車とを有する第二の歯車機構と、
前記第一の歯車機構における遊星歯車と前記第二の歯車機構における遊星歯車とを同期して公転可能、かつ互いに独立に自転可能に連結する連結部材と、を備え、
前記ヘッド回動手段は、前記第一の歯車機構における太陽歯車を回動させ前記一方の軸を回動させることによって前記一方の軸に同期して前記他方の軸を回動させる手段であり、
ノズル移動手段は、前記第二の歯車機構における内歯歯車を回動させ前記他方の軸を回動させることによって前記他方の軸を前記一方の軸に対して相対回動させる手段であることを特徴とする請求項１に記載の巻線装置。
【請求項３】
前記軸連結手段は、
前記一方の軸に結合した環状の内歯歯車と、当該内歯歯車に囲まれ回転不能に固定された太陽歯車と、前記内歯歯車と前記太陽歯車の間に配置され双方に噛み合う複数の遊星歯車とを有する第一の歯車機構と、
前記他方の軸に結合した環状の内歯歯車と、当該内歯歯車に囲まれた太陽歯車と、前記内歯歯車と前記太陽歯車の間に配置され双方に噛み合う複数の遊星歯車とを有する第二の歯車機構と、
前記第一の歯車機構における遊星歯車と前記第二の歯車機構における遊星歯車とを同期して公転可能、かつ互いに独立に自転可能に連結する連結部材と、を備え、
前記ヘッド回動手段は、前記第一の歯車機構における内歯歯車を回動させ前記一方の軸を回動させることによって前記一方の軸に同期して前記他方の軸を回動させる手段であり、
ノズル移動手段は、前記第二の歯車機構における太陽歯車を回動させ前記他方の軸を回動させることによって前記他方の軸を前記一方の軸に対して相対回動させる手段であることを特徴とする請求項１に記載の巻線装置。
【請求項４】
線材を繰り出すノズルと、
前記ノズルを支持するヘッドと、
前記ヘッドを支持する第一の軸と、
前記第一の軸と同軸上に配置され、かつ前記第一の軸に対して軸中心の回転は独立であると共に軸方向は連結された第二の軸と、
前記第一の軸及び前記第二の軸のいずれか一方を軸中心に回動することによってその回動が他方の軸に伝達し、かつ前記他方の軸を軸中心に回動してもその回動が前記一方の軸には伝達しないように前記第一の軸と前記第二の軸を連結する軸連結手段と、を備え、
前記一方の軸を回動することによって前記一方の軸に同期して前記他方の軸を回動させ前記ヘッドを前記軸中心に回動する動作と、
前記第一の軸及び前記第二の軸を軸方向に移動することによって前記ヘッドを前記軸方向に移動する動作と、
前記他方の軸を回動することによって当該他方の軸を前記一方の軸に対して相対回動させ前記ノズルを前記軸半径方向に移動する動作と、
を組み合わせて磁極に線材を巻線することを特徴とする巻線方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−１０３４１６（Ｐ２００７−１０３４１６Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８７５９０（Ｐ２００５−２８７５９０）
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００２２７５３７）日特エンジニアリング株式会社 (106)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００２２７５３７）日特エンジニアリング株式会社 (106)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]