(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ供給用のノズル（２０）を備えたスピンドルシャフト（１８）をステータコア（Ｓ）を挿通して軸線（Ｙ）方向に往復移動させる直進駆動手段と、該スピンドルシャフト（１８）を前記軸線（Ｙ）の回りに往復回転させる回転駆動手段とを有するノズル巻線装置において、
前記直進駆動手段が、
前記スピンドルシャフト（１８）の軸線（Ｙ）に直交して互いに所定の偏心量（Ｒ１）だけ偏心した第１の軸線（Ｘ１）及び第２の軸線（Ｘ２）を備えた基端部（７ａ）及び先端部（７ｂ）を有し、該先端部（７ｂ）が前記第２の軸線（Ｘ２）の回りに自転しながら前記第１の軸線（Ｘ１）の回りに公転する主動軸（７）と、
該主動軸（７）の前記先端部（７ｂ）に一体的に固設した回転板（１２）と、
該回転板（１２）に回転自在に装着された関節部材（１４，２４）と、
該関節部材（１４，２４）に前記偏心量（Ｒ１）と同一偏心量だけさらに偏心して回転自在に設けられた枢軸（１５，２５）と、
該枢軸（１５，２５）に一端を挿着し他端が自在継手（１７）を介して前記スピンドルシャフト（１８）に連結するコネクティングロッ（１６）ドと、
前記主動軸（７）の先端部（７ｂ）を軸支してその公転方向と反対方向に同一回転数で回転する軸受部材（９）と
からなることを特徴とするノズル巻線装置。
【請求項２】
請求項１記載のノズル巻線装置において、前記回転板（１２）上に前記第２の軸線（Ｘ２）に対して振り角（θ）だけ傾斜した軸線（Ａ）を有する傾斜部材（１３）を斜設し、該傾斜部材（１３）に前記軸線（Ａ）の回りに回転自在に前記関節部材（１４）を装着し、前記傾斜部材（１３）と該関節部材（１４）とを、前記スピンドルシャフト（１８）を往復回転させる回転駆動手段として機能させるようにしたことを特徴とするノズル巻線装置。
【請求項３】
請求項１記載のノズル巻線装置において、前記回転駆動手段として、前記主動軸（７）及び前記軸受部材（９）を回転させる駆動モータ（２）の回転軸（２a）を入力軸とする往復回転変換用のカムユニット（３０）を設け、該カムユニット（３０）の出力軸（３１）の往復回転運動によって前記スピンドルシャフト（１８）を所定角度往復回転駆動するようにしたことを特徴とするノズル巻線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワイヤ供給用のノズルを備えたスピンドルシャフトを、ステータコアを挿通して軸線方向に往復移動させるとともに軸線の回りに往復回転させることにより、ステータコアに直接ワイヤを巻線するノズル巻線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種のノズル巻線装置は、ワイヤを挿通したスピンドルシャフトを軸線方向に往復移動させてその先端部に設けたノズルをステータコアのスロット内に挿通させるとともに軸線の回りに所定角度往復回転させ、ノズル先端に楕円形又は長円形のノズル移動軌跡を描かせることにより、上記ノズル先端からワイヤを供給して各歯部に巻線するようになっている。
【０００３】
図９は、従来のノズル巻線装置の一例を示す縦断面図である。これは、駆動モータ１０１の回転をタイミングベルト１０２を介してタイミングプーリ１０３に伝え、それと一体の回転軸１０４を介して回転板１０５を所定方向に回転駆動し、回転板１０５の偏心位置に植設したクランクピン１０６がクランクアーム１０７及び連結ピン１０８を介して、連結ピン１０８と一体のスライダ１０９を駆動するようにしてクランク機構部Ｋを構成している。
【０００４】
スライダ１０９は、潤滑油を収納したクランクユニット１１０のガイドシャフト１１１に案内されて上下に移動し、このスライダ１０９の移動方向に同動し、回転方向に自由にスピンドルシャフト１１２を設ける。スピンドルシャフト１１２は軸心部にワイヤＷを挿通し、上端部にワイヤＷ供給用のノズル１１３を備え、スピンドルシャフト１１２の往復移動によりノズル１１３がステータコアＳ内を挿通する。
【０００５】
一方、駆動モータ１０１の回転を、タイミングベルト１１４を介してタイミングプーリ１１５に伝え、それと一体の入力軸１１６の回転を、クランクユニット１１０に隣接して設けたカム機構や遊星歯車機構等からなる周知のカムユニット１１７を介して出力軸１１８の間欠的な往復回転に変換する。この出力軸１１８の往復回転をタイロッド１１９を介して、クランクユニット１１０に回転自在に設けた連結軸１２０に伝え、連結軸１２０と一体の駆動ギヤ１２１，連動ギヤ１２２を介して、連動ギヤ１２２にスプライン結合する前述のスピンドルシャフト１１２を所定角度往復回転させる。そして、スピンドルシャフト１１２の往復直進運動と、その両行程端付近における往復回転運動とにより、ステータコアＳの巻線を行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のノズル巻線装置にあっては、回転板１０５の偏心位置に植設したクランクピン１０６をクランクアーム１０７及び連結ピン１０８を介してスライダ１０９を往復直進駆動することにより、スピンドルシャフト１１２を軸線方向に往復直進移動させていたので、機構上ノズル１１３の回転数は１６００〜２０００ｒｐｍが限界であってそれ以上の高速巻線は不可能であり、振動も大きくなるという問題点があった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高速で且つ低振動のノズル巻線を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、ワイヤ供給用のノズルを備えたスピンドルシャフトをステータコアを挿通して軸線方向に往復移動させる直進駆動手段と、そのスピンドルシャフトを軸線の回りに往復回転させる回転駆動手段とを有するノズル巻線装置において、上記直進駆動手段を次のように構成したものである。
すなわち、前記スピンドルシャフトの軸線（Ｙ）に直交して互いに所定の偏心量（Ｒ１）だけ偏心した第１の軸線（Ｘ１）及び第２の軸線（Ｘ２）を備えた基端部及び先端部を有し、該先端部が上記第２の軸線（Ｘ２）の回りに自転しながら上記第１の軸線（Ｘ１）の回りに公転する主動軸と、この主動軸の前記先端部に一体的に固設した回転板と、この回転板に回転自在に装着された関節部材と、この関節部材に上記偏心量（Ｒ１）と同一偏心量だけさらに偏心して回転自在に設けられた枢軸と、この枢軸に一端を挿着し他端が自在継手を介して上記スピンドルシャフトに連結するコネクティングロッドと、上記主動軸の先端部を軸支してその公転方向と反対方向に同一回転数で回転する軸受部材とによって、上記直進駆動手段を構成している。
【０００８】
そして、上記のノズル巻線装置において、上記回転板上に上記第２の軸線（Ｘ２）に対して振り角（θ）だけ傾斜した軸線（Ａ）を有する傾斜部材を斜設し、この傾斜部材の上記軸線（Ａ）の回りに回転自在に上記関節部材を装着し、上記傾斜部材とこの関節部材とを、上記スピンドルシャフト（１８）を往復回転させる回転駆動手段として機能させるようにすることができる。
また、上記回転駆動手段として、上記主動軸及び軸受部材を回転させる駆動モータの回転軸を入力軸とする往復回転変換用のカムユニットを設け、このカムユニットの出力軸の往復回転運動によって上記スピンドルシャフトを所定角度往復回転駆動するようにしてもよい。
【０００９】
この発明によるノズル巻線装置は、上記のように構成することにより、ノズルを備えたスピンドルシャフトの軸線方向に沿う直進駆動手段をすべて回転運動する部材によって構成することができるので、高速で且つ低振動のノズル巻線を実現することが可能になる。
【００１０】
そして、上記のノズル巻線装置において、回転駆動手段が、上記回転板上に上記第２の軸線に対して振り角（θ）だけ傾斜した軸線を有する傾斜部材とその傾斜部材にその軸線の回りに回転自在に装着した関節部とを、上記回転駆動手段として機能させ、スピンドルシャフトを往復回転させるようにすれば、簡単な構成でノズルの先端に楕円軌跡を描かせることが可能になる。
また、上記回転駆動手段として、上記主動軸及び軸受部材を回転させる駆動モータの回転軸を入力軸とする往復回転変換用のカムユニットを設け、このカムユニットの出力軸の往復回転運動によって上記スピンドルシャフトを往復回転させるようにすれば、従来のノズル巻線装置の直進駆動手段を変更するだけで低振動のノズル巻線を実現することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、この発明の一実施形態の一部を断面で示す正面図、図２は、その右側面図、図３は、その左側面図である。
【００１２】
断面形状が長方形の枠体１に回転軸２ａを軸支された駆動モータ２の上記回転軸２ａにタイミングプーリ３を固設し、このタイミングプーリ３と枠体１の右側面１ａに回動自在に設けたタイミングプーリ４との間にタイミングベルト５を張着し、タイミングベルト５の外周側をタイミングプーリ６に係合させてタイミングプーリ６をタイミングプーリ３と反対方向に同一回転数で駆動する。タイミングプーリ６に主動軸７の基端部７ａを一体に固設し、この主動軸７を図示しない一対の自在継手を介して先端部７ｂに連結し、この先端部７ｂを基端部７ａに対して偏心自在とする。
【００１３】
そして、主動軸７の基端部７ａの第１の軸線Ｘ１と同一軸線を有する外軸受８を枠体１の左側面１ｂに固設し、外軸受８の内周面に内軸受９を回転自在に装着して、第１の軸線Ｘ１に対して偏心量Ｒ１だけ偏心して第１の軸線Ｘ１に平行な第２の軸線Ｘ２を有する軸孔９ａに主動軸７の先端部７ｂを回転自在に装着する。
【００１４】
内軸受９にタイミングプーリ９ｂを一体に形成し、駆動モータ２の回転軸２ａに固設したタイミングプーリ１０との間にタイミングベルト１１を張着して、内軸受９が回転軸２ａと同一方向に同一回転数で回転し得るようにする。これにより、内軸受９は主動軸７と反対方向に同一回転数で回転し、主動軸７の先端部７ｂは第１の軸線Ｘ１の回りをその自転方向と反対方向に半径Ｒ１で公転することになる。
【００１５】
さらに、主動軸７の先端部７ｂに回転板１２を固設し、回転板１２に第２の軸線Ｘ２に対して振り角θ（例えば２２．５°）だけ傾斜した軸線Ａを有する傾斜部材１３を斜設し、この傾斜部材１３に軸線Ａの回りに回転自在に関節継手１４を装着する。この関節継手１４に、中間部に大径部１５ａを有する枢軸１５を回転自在に軸支し、その大径部１５ａに設けた透孔１５ｂにコネクティングロッド１６の一端を挿着し、その他端を自在継手１７を介してスピンドルシャフト１８に連結する。
【００１６】
スピンドルシャフト１８は固定の軸受１９を挿通して第１，第２の軸線Ｘ１，Ｘ２に直交する軸線Ｙ方向に往復移動可能であり、先端部にノズル２０を固設し、スピンドルシャフト１８の基部側の側面に開口した透孔部から供給したワイヤ（いずれも図示しない）がノズル２０の先端から引き出されてステータコアＳの歯部に巻線される。
【００１７】
このような構成からなるノズル巻線装置において、駆動モータ２を始動して回転軸２ａを図２で時計方向へ回転するタイミングプーリ３と一体に回転させると、主動軸７はタイミングプーリ６と一体に反時計方向へ同一回転数で回転し、内軸受９は回転軸２aと同一方向すなわち図２のタイミングプーリ３と同じ計方向へ同一回転数で回転する。したがって、図３に示す側から見ると、主動軸７及びそれと一体の回転板１２は時計方向へ、内軸受９は反時計方向へそれぞれ同一回転数で回転し、主動軸７の先端部７ｂは第２の軸線Ｘ２の回りに自転しながら第１の軸線Ｘ１の回りに偏心量Ｒ１と同一半径で公転する。
【００１８】
ここで、図１の枢軸１５の第２の軸線Ｘ２に対する偏心量をＲ２とし、図４に示すように枢軸１５の移動軌跡の左右ストロークをＸ、これに直交する上下ストロークをＹとすると、
Ｘ＝Ｒ１cosθ−Ｒ２cosθ      （１）
Ｙ＝Ｒ１sinθ＋Ｒ２sinθ      （２）
【００１９】
いま、Ｒ１＝Ｒ２とすると、
Ｘ＝０                        （３）
Ｙ＝２Ｒ１sinθ               （４）
となり、（３）式から分かるように枢軸１５は軸線Ｙ上を直進移動する。
【００２０】
枢軸１５が軸線Ｙ上を直進移動することにより、コネクティングロッド１６を介して枢軸１５に連結されたスピンドルシャフト１８は軸線Ｙに沿って（４）式に示す量だけ往復直進移動し、その間に、傾斜部材１３によって与えられた振り角＋θから−θまで計２θ（θ＝２２．５°のときは４５°）だけ往復回転する。これにより、ノズル２０の先端に楕円軌跡を描かせ、図５に示すように、ステータコアＳの相隣るスロットＳａ，Ｓａ内にノズル２０の先端を順次挿通させて歯部ＳｂにワイヤＷを巻線することができる。
【００２１】
このように、スピンドルシャフト１８を往復運動させる部材をすべて回転運動する部材によって構成することにより、ノズル２０の回転数を従来の１６００〜２０００ｒｐｍからほぼ３０００ｒｐｍにまで高めることができ、高速且つ低振動のノズル巻線を実現することが可能になる。
【００２２】
次に、図６は、この発明の他の実施形態を示す正面図、図７は、その左側面図である。なお、その右側面図は図２と同様である。
この実施形態では、前実施形態の主動軸７の先端部７ｂに固設した回転板１２の第２の軸線Ｘ２から偏心量Ｒ２だけ偏心した第３の軸線Ｘ３上に関節継手２４を回転自在に軸支し、この関節継手２４の枢軸２５にコネクティングロッド１６の一端を挿着し、その他端を自在継手１７を介してスピンドルシャフト１８に連結している。
【００２３】
また、駆動モータ２の回転軸２ａを周知の往復回転変換用のカムユニット３０の入力軸に充当し、その出力軸３１を枠体１の外側に導いてその先端部にタイミングプーリ３２を固設する。一方、スピンドルシャフト１８の外周部にタイミングプーリ３３の内周面をスプライン結合させ、両タイミングプーリ３２，３３間にタイミングベルト３４を張着することにより、出力軸３１の往復回転運動をスプライン機構３５を介してスピンドルシャフト１８に伝達し、スピンドルシャフト１８が軸Ｙの回りに所定角度往復回転し得るようにする。
なお、その他の構成は前実施例と同様である。
【００２４】
図８は、上記のカムユニット３０の内部構成の概略を示すものである。駆動モータ２の回転軸２ａと一体的にローラギヤカム３６を固設し、そのカム面３６ａに、出力軸３１の側面に設けたカムフォロア３７を係合させ、回転軸２ａを間欠的に所定方向に回転させることにより、出力軸３１を例えば＋２２．５°から−２２．５°まで往復回転させ、スピンドルシャフト１８を介してノズル２０に４５°の首振り運動を与える。
【００２５】
したがって、スピンドルシャフト１８の軸線Ｙ方向の往復直進運動に同期してその両行程端付近で軸線Ｙの回りの往復回転運動を与えるようにすれば、ノズル２０の先端に長円軌跡を描かせて、図５に示したように、ステータコアＳの相隣るスロットＳａ，Ｓａ間を挿通させて歯部ＳｂにワイヤＷを巻線することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によるノズル巻線装置は、ワイヤ供給用のノズルを備えたスピンドルシャフトを軸線方向に往復移動させる直進駆動手段を、すべて回転運動する部材によって構成したので、高速巻線が可能になるとともに、巻線時の振動を大幅に低下させることができる。
【００２７】
そして、上記のノズル巻線装置において、回転駆動手段を第１，第２の軸線に対して斜交した軸線の回りに回転自在な関節部材を介して行うようにすると、スピンドルシャフトの直進駆動手段を利用して回転駆動を行わせることが可能になり、回転駆動手段を別個に設けていたものに比して構成を著しく簡略化することができる。
【００２８】
また、回転駆動手段をカムユニットを介して行うようにすると、従来から一般的に用いられているノズル巻線装置のカムユニットをそのまま用いることができ、直進駆動手段を変更するだけで低振動のノズル巻線装置を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施形態の一部を断面で示す正面図である。
【図２】  同じくその右側面図である。
【図３】  同じくその左側面図である。
【図４】  同じくその直進駆動手段の原理を示す説明図である。
【図５】  同じくそのステータコアへの巻線状態を示す説明図である。
【図６】  この発明の他の実施形態の一部を断面で示す正面図である。
【図７】  同じくその左側面図である。
【図８】  同じくそのカムユニットの一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図９】  従来のノズル巻線装置の一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１：枠体            ２：駆動モータ
７：主動軸          ８：外軸受
９：内軸受          １２：回転板
１３：傾斜部材      １４，２４：関節継手
１５，２５：枢軸    １６：コネクティングロッド
１７：自在継手      １８：スピンドルシャフト
２０：ノズル        ３０：カムユニット
Ｓ：ステータコア    Ｗ：ワイヤ
Ｘ１：第１の軸線    Ｘ２：第２の軸線
Ｘ３：第３の軸線    Ｙ：スピンドルシャフトの軸線
【図１】
0003693788.tif 000002
【図２】
0003693788.tif 000003
【図３】
0003693788.tif 000004
【図４】
0003693788.tif 000005
【図５】
0003693788.tif 000006
【図６】
0003693788.tif 000007
【図７】
0003693788.tif 000008
【図８】
0003693788.tif 000009
【図９】
0003693788.tif 000010