(57)【要約】【課題】高い組立精度を必要とせず、しかもノズルを高い精度で揺動させることができる巻線機を提供する。【解決手段】スピンドル９のスプライン形状部９ｃの上下方向への動きを許容し、しかもスプライン形状部９ｃと一緒に回動するスプラインナット５３と、スプラインナット５３に固定された一対のカムフォロワ５５，５５と、カム回転軸５７を中心に回転して一対のカムフォロワ５５，５５にスプライン形状部９ｃの軸線を中心にした揺動運動を行わせるカム５９とから回動運動付与機構を構成する。カム５９は、カム本体６９と、カム本体６９の外周部に形成されて一対のカムフォロワ５５，５５の間に嵌合される無端のカムリブ７１とを備えている。カムリブ７１の対向する一対のカム面７１ａ，７１ａと、一対のカムフォロワ５５，５５のカム面７１ａ，７１ａ上を従動する線状の従動部６１ａ，６１ａとがそれぞれ平行に延びるように、カムリブ７１と一対のカムフォロワ５５，５５とを形成する。【選択図】  図４
2004208376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線が上下方向に延びるように配置され、少なくともスプライン形状部を有するスピンドルと、
前記スピンドルを前記軸線を中心にして所定の回転角度内で回動運動させる回動運動付与機構及び前記スピンドルを前記上下方向に上下往復運動させる上下運動付与機構を備えたスピンドル駆動機構と、
前記スピンドルに対してノズルホルダを介して取付けられて巻線導体を導出するノズルとを具備し、
前記回動運動付与機構が、前記スピンドルの上下方向への動きを許容してしかも前記軸線を中心にして前記スピンドルと一緒に回動する結合構造を介して前記スピンドルの前記スプライン形状部に結合されたスプラインナットと、前記スプラインナットに固定された一対のカムフォロワと、前記スピンドルの前記軸線と直交する仮想直交線と平行に軸線が延びる回転軸に固定されて前記回転軸を中心にして回転して前記一対のカムフォロワに前記スピンドルの前記軸線を中心にした揺動運動を行わせるカムと、前記回転軸を回転させる回転駆動源とを備えており、
前記カムが、前記回転軸が中心に位置するように前記回転軸に固定されたカム本体と、前記回転軸を囲み且つ前記回転軸の径方向外側に向かって突出するように前記カム本体の外周部に形成されて、前記一対のカムフォロワの間にバックラッシが０．００５ｍｍ〜０．０４５ｍｍの範囲の値になるように挟まれる無端のカムリブを備えている巻線機において、
前記カムリブの対向する一対のカム面と、前記一対のカムフォロワの前記一対のカム面上を従動する従動部とがそれぞれ平行に延びるように、前記カムリブと前記一対のカムフォロワとが形成されていることを特徴とする巻線機。
【請求項２】
前記一対のカムフォロワの先端部には前記カムリブ上を転動する一対のローラが設けられており、前記一対のローラの前記カムリブの一対のカム面との接触部が前記従動部を構成することを特徴とする請求項１に記載の巻線機。
【請求項３】
前記上下運動付与機構が、旋回アーム方式であることを特徴とする請求項１に記載の巻線機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻線機に関するものであり、特にノズルを駆動するスピンドルを所定の回転角度内で回動運動させる回動運動付与機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特許第２８１３５５６号公報には、巻線機のスピンドルをその軸線を中心にして所定の回転角度内で回動運動させる回動運動付与機構の従来例が示されている。この回動運動付与機構は、スピンドルの上下方向への動きを許容してしかもスピンドルの軸線を中心にしてスピンドルと一緒に回動するスプラインナットと、このスプラインナットに二股状に取付られた一対のカムフォロワと、回転駆動源によって回転させられる回転軸を中心にして回転して２つのカムフォロワを従動させるカムとを備えている。このカムは、回転軸に固定されたカム本体と、回転軸を囲み且つ回転軸の径方向外側に向かって突出して、一対のカムフォロワの間に挟まれる無端のカムリブとを備えている。カムリブの形状は、従動するカムフォロワを軸線を中心にして揺動させて、スプラインナットに揺動運動を行わせるように定められている。この構造では、スピンドルの揺動運動の精度を高めるために、カムリブをバックラッシュ０の状態で挟持するように、カムリブの横断面を台形状に形成し、一対のカムフォロワをスプラインナットの中心から遠ざかるに従って相互に離れるように揺動スリーブに取付けている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２８１３５５６号公報（第４頁、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような巻線機では、カムリブと一対のカムフォロワとが相互に強く接触しているため、カムリブが磨耗するおそれがある。また、一対のカムフォロワとカムの回転軸との間のバックラッシュを０の状態にするには、スピンドルの軸線とカムの回転軸の軸線との距離を正確に設定して、回転運動付与機構の組立て精度を非常に高いものとする必要がある。そのため、巻線機の製造時間がかかり、また巻線機の価格が高くなる問題が生じる。
【０００５】
本発明の目的は、高い組立精度を必要とせず、しかもノズルを高い精度で揺動させることができる巻線機を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、製造が容易な巻線機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明が改良の対象とする巻線機は、軸線が上下方向に延びるように配置され少なくともスプライン形状部を有するスピンドルと、スピンドルを軸線を中心にして所定の回転角度内で回動運動させる回動運動付与機構及びスピンドルを上下方向に上下往復運動させる上下運動付与機構を備えたスピンドル駆動機構と、スピンドルに対してノズルホルダを介して取付けられて巻線導体を導出するノズルとを具備している。そして、回動運動付与機構は、スピンドルの上下方向への動きを許容してしかも軸線を中心にしてスピンドルと一緒に回動する結合構造を介してスピンドルのスプライン形状部に結合されたスプラインナットと、このスプラインナットに固定された一対のカムフォロワと、スピンドルの軸線と直交する仮想直交線と平行に軸線が延びる回転軸に固定されて回転軸を中心にして回転して一対のカムフォロワにスピンドルの軸線を中心にした揺動運動を行わせるカムと、回転軸を回転させる回転駆動源とを備えている。そして、カムは、回転軸が中心に位置するように回転軸に固定されたカム本体と、回転軸を囲み且つ回転軸の径方向外側に向かって突出するようにカム本体の外周部に形成されて、一対のカムフォロワの間にバックラッシが０．００５ｍｍ〜０．０４５ｍｍの範囲の値になるように挟まれる無端のカムリブを備えている。本発明では、カムリブの対向する一対のカム面と、一対のカムフォロワの一対のカム面上を従動する従動部とがそれぞれ平行に延びるように、カムリブと一対のカムフォロワとを形成する。
【０００８】
本発明のように、カムリブの一対のカム面と一対のカムフォロワの一対のカム面上を従動する従動部とをそれぞれ平行に延ばすと、カムリブの突出方向における一対のカムフォロワの動きが許容される。そのため、従来の巻線機のように、カムリブと一対のカムフォロワとが相互に強く接触することがなく、カムリブが磨耗するのを防ぐことができる。また、スピンドルの軸線とカムの回転軸の軸線との距離寸法に多少誤差が生じても、一対のカムフォロワの動きが許容されることにより、スピンドルの回動運動の精度、即ちノズルの振り角の精度が低下し難い。その結果、巻線機の組立てを容易にすることができる。
【０００９】
一対のカムフォロワの先端部にはカムリブ上を転動する一対のローラを設け、一対のローラのカムリブの一対のカム面との接触部が前述の従動部を構成するのが好ましい。このようにすれば、ローラの回転により、カムフォロワがカムリブ上をスムーズに従動することができて、回動運動の精度を高めることに大きく寄与する。
【００１０】
なお上下運動付与機構の構造は任意であり、例えば公知の旋回アーム方式を用いると、スピンドル駆動機構の構造をより簡単なものとすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態の巻線機の一部破断正面図である。本図に示すように、本実施の形態の巻線機は、巻線機本体１とガイド体３と水平移動カム装置５とから構成されている。巻線機本体１は、スピンドル駆動機構が内蔵された駆動装置７と、スピンドル９と、ノズルホルダ取付構造部１１と、ノズルホルダ１３とを有している。スピンドル９は、軸線９ａが上下方向に延びるように駆動装置７内から上方に突出するほぼ円柱の本体部９ｂと駆動装置７内に配置されるスプライン形状部９ｃ（図３）とを一体に有している。このスピンドル９は、駆動装置７内に配置された後述するスピンドル駆動機構により軸線９ａを中心にして所定の回転角度内で回動運動（揺動運動）し、更に上下方向に上下運動する。この例では、スピンドル９は、上昇，上方から見て右方向への回動，下降，上方から見て左方向への回動の運動がスピンドル駆動機構により順次行われる。
【００１２】
水平移動カム装置５は、ノズルホルダ１３に揺動運動を付与する装置であり、カム面構成体１５とカム面構成体１５をスピンドル９の軸線９ａに近付ける方向及びカム面構成体１５をスピンドル９の軸線９ａから離す方向に変位させる往復運動を起こすカム移動機構１７とを有している。カム面構成体１５は、スピンドル９と対向する側に平面状のカム面１５ａを有している。
【００１３】
本例の巻線機では、カム面構成体１５をスピンドル９の軸線９ａに近付けると、第２の従動ローラ１９がカム面１５ａ上を従動して揺動リンク２１が揺動し、スライド部材２３がスピンドル９に対して上方に変位する。そして、第１の従動ローラ２５がカム２７の傾斜するカム面２７ａ上を回転してノズルホルダ１３が揺動する。カム面構成体１５をスピンドル９の軸線から離す方向に変位させると、第２のバネ部材２９の付勢によりスライド部材２３が延長軸部材に対して下方に変位すると共に第２の従動ローラ１９がカム面１５ａ上を動く。そして、第１のバネ部材３１の付勢により第１の従動ローラ２５がカム面２７ａ上を回転してノズルホルダ１３が揺動する。なお、揺動リンク２１を支持するリンク機構支持体３３はガイド体３により上下方向にのみ動くようにガイドされるため、揺動リンク２１は、スピンドル９と一緒に回動運動することはない。本例の巻線機では、このような揺動と、前述したスピンドル９の回動運動及び上下運動とにより、ノズルホルダ１３のノズル１３ａを電機機器の磁極部１２の周りにボックス運動と磁極部に沿った往復運動とを行わせて磁極部１２に巻線導体３５を巻きつける。
【００１４】
図２は、スピンドル９を駆動するスピンドル駆動機構を内部に配置した駆動装置７の断面図であり、図３は、図２のIII−III線断面図である。なお、図２は、スピンドル９の上下往復運動において、スピンドル９が上方に位置する場合を示しており、図３は、スピンドル９の上下往復運動において、スピンドル９が下方に位置する場合を示している。駆動装置７は、筐体３７と、スピンドル駆動機構を構成する上下運動付与機構４１及び回動運動付与機構４３とを有している。筐体３７内には、スピンドル９の軸線に沿うようにスピンドル９の本体部９ｂの下方に一体に形成されたスプライン形状部９ｃが配置されている。このスプライン形状部９ｃは、軸本体９ｄに、レール状の細長い４本の突出部９ｅが一体に設けられて構成されている（図４）。筐体３７の天板及び底板にはそれぞれスピンドル９を回転自在及び軸線方向に移動自在に支持する上側スピンドル支持構造部３９及び下側スピンドル支持構造部４０がそれぞれ固定されている。上側スピンドル支持構造部３９の下方にはスプラインナット支持構造部４２がスプライン形状部９ｃを囲むように配置されており、スプラインナット支持構造部４２と下側スピンドル支持構造部４０との間には、スピンドル９を間に配置して該スピンドル９と平行に延びる２つのガイド軸４４，４４が配置されている。
【００１５】
上下運動付与機構４１は、いわゆる旋回アーム方式により、回転運動を旋回運動に変換し、更に旋回運動を上下往復運動に変換して、スピンドル９に上下往復運動を付与している。この上下運動付与機構４１は、図２に示すように、上下運動用回転軸４５と、回転体４７と、旋回アーム４９と、被ガイド部材５１とを有している。上下運動用回転軸４５は、図示しないモータにより回転するように筐体３７に取り付けられた第１の軸支持部３７ａに４つの軸受４６…を介して回転自在に取り付けられている。本例では、上下運動用回転軸４５にプーリ４５ａが固定されており、このプーリ４５ａと図示しないモータとに動力伝達用のベルト４８が取り付けられている。回転体４７は、上下運動用回転軸４５により回転する回転板構成体４７ａと、回転板構成体４７ａの縁部に固定されて回転板構成体４７ａの径方向外側に突出する係合突出部４７ｂと有している。
【００１６】
旋回アーム４９は、スプライン形状部９ｃに回転自在に固定されるアーム本体部４９ａと、アーム本体部４９ａからスプライン形状部９ｃの径方向外側に突出する突出部４９ｂと突出部４９ｂの中央部に固定された球状部４９ｃとを有している。アーム本体部４９ａは、上部固定部４９ｄと、該上部固定部４９ｄと間隔を隔てて配置された下部固定部４９ｅと、上部固定部４９ｄと下部固定部４９ｅとを連結する連結部４９ｆとを有している。被ガイド部材５１は、上部固定部４９ｄと下部固定部４９ｅとの間に配置されており、図３に示すように、ガイド軸４４，４４を貫通させる筒部５１ｂ，５１ｂを有している。これにより、被ガイド部材５１を介して旋回アーム４９は、ガイド軸４４，４４により上下方向にガイドされる。球状部４９ｃは、係合突出部４７ｂ内の貫通孔４７ｃに係合されている。貫通孔４７ｃの内周面は、球状部４９ｃが貫通孔４７ｃ内で回転動作できるように、球状部４９ｃの外面と整合する曲面を有している。これにより、上下運動用回転軸４５の回転により回転板構成体４７ａが回転すると、係合突出部４７ｂが上下運動用回転軸４５を中心に円を描くように動き、係合突出部４７ｂ内に係合された球状部４９ｃも係合突出部４７ｂの動きに伴って円を描くように動く。これにより突出部４９ｂが上下運動用回転軸４５を中心に円を描くように旋回すると共にアーム本体部４９ａが上下方向に動き、アーム本体部４９ａに固定されたスピンドル９が上下往復運動を行う。
【００１７】
回動運動付与機構４３は、スピンドル９に軸線９ａを中心にして所定の回転角度内で回動運動させるものであり、図２，図３及び図３のIV−IV線断面図である図４に示すように、スプラインナット５３と、一対のカムフォロワ５５，５５と、カム回転軸５７と、カム５９とを有している。スプラインナット５３は、図３に示すように、スプラインナット本体５３ａと、スプラインナット本体５３ａの上方に位置する上方被支持部５３ｂと、スプラインナット本体５３ａの下に位置する下方被支持部５３ｃとを有している。上方被支持部５３ｂ及び下方被支持部５３ｃは、スプラインナット本体５３ａより小さい外径を有している。上方被支持部５３ｂ及び下方被支持部５３ｃが軸受５４…を介してスプラインナット支持構造部４２にそれぞれ回転自在に支持されて、スプラインナット５３は、スプラインナット支持構造部４２に取り付けられている。スプラインナット本体５３ａは、図４に示すように、蒲鉾型に近い横断面を有しており、スピンドル９のスプライン形状部９ｃの上下方向への動きを許容してしかもスプライン形状部９ｃと一緒に回動する結合構造を介してスプライン形状部９ｃに結合されている。具体的には、スプラインナット本体５３ａの中心を貫通する孔の内周面５３ｄが、スプライン形状部９ｃの上下方向への動きを許容してしかもスプライン形状部９ｃと一緒に回動するように、スプライン形状部９ｃの突出部９ｅと係合する形状を有している。そして、スプラインナット本体５３ａは、平面部５３ｅがカム５９と対向するように配置されている。
【００１８】
一対のカムフォロワ５５，５５の各カムフォロアは、円柱形を有しており、スプラインナット５３の平面部５３ｅからカム５９側に突出し、一対のカムフォロワ５５，５５の両中心線５５ａ，５５ａが平行に延びるようにスプラインナット本体５３ａに固定されている。カムフォロワ５５の先端部には後述するカムリブ６９上を転動する円筒状のローラ６１が設けられている。
【００１９】
カム回転軸５７は、図３に示すように、スプライン形状部９ｃの軸線と直交する仮想直交線と平行に軸線が延びるように配置されている。また、図２に示すように、このカム回転軸５７は、上下運動用回転軸４５と同期して回転するように、筐体３７の一方の側面に取り付けられた第２の軸支持部３７ｂに４つの軸受６３…を介して回転自在に支持され、筐体３７の他方の側面に取り付けられた第２の軸支持部３７ｃに２つの軸受６５，６５を介して回転自在に支持されている。本例では、カム回転軸５７に固定されたプーリ５７ａと上下運動用回転軸４５に固定されたプーリ４５ｂとに動力伝達用のベルト６７が取り付けられている。これにより、上下運動用回転軸４５を回転させる図示しないモータ（回転駆動源）により、上下運動用回転軸４５と同期してカム回転軸５７は回転する。
【００２０】
カム５９は、図４に示すように、鼓形に近い輪郭形状を有しており、カム回転軸５７が中心に位置するようにカム回転軸５７に固定されたカム本体６９と、カム回転軸５７を囲み且つカム回転軸５７の径方向外側に向かって突出するようにカム本体６９の外周部に形成された無端のカムリブ７１とを有している。カム本体６９の外周部には、一対のカムフォロワ５５，５５の先端面５５ｂ，５５ｂとほぼ平行に対向して環状に延びる環状対向面６９ａが形成されており、カム本体６９の外周部の環状対向面６９ａを囲む縁面６９ｂの横断面形状は、円弧状を有している。カムリブ７１は、環状対向面６９ａの幅方向中心部上に形成されており、矩形の横断面を有している。そして、カムリブ７１は、バックラッシまたは隙間が０．００５ｍｍ〜０．０４５ｍｍの範囲の値になるように一対のカムフォロワ５５，５５の間に挟まれている。これにより、カムリブ７１の対向する側面が一対のカム面７１ａ，７１ａを構成し、カムフォロワ５５のローラ６１の一対のカム面７１ａ，７１ａとの接触可能な部分が一対のカム面７１ａ，７１ａを従動する線状の従動部６１ａ，６１ａを構成することになる。前述したようにカムリブ７１は矩形の横断面を有しており、ローラ６１は円筒状を呈しているので、カムリブ７１の一対のカム面７１ａ，７１ａと一対のカムフォロワ５５，５５の従動部６１ａ，６１ａとは、それぞれ平行に延びることになる。
【００２１】
本例の巻線機で用いる回動運動付与機構４３では、カム回転軸５７の回転によりカム５９が回転すると、ローラ６１が転動しながら、一対のカムフォロワ５５，５５がリブカム７１上を従動して揺動する。これにより、一対のカムフォロワ５５，５５を固定するスプラインナット５３がスピンドル９を回動させる。本例では、カムリブ７１は、一対のカムフォロワ５５，５５の振り角度θ１（図４）の最大値が±２２．５°となる場合においては、カムフォロワ５５の振り角度θ１とカム５９の回転角度とが図５に示す関係を有するように形成されている。本発明の巻線機では、前述したように、カムリブ７１の一対のカム面７１ａ，７１ａと一対のカムフォロワ５５，５５の従動部６１ａ，６１ａとがそれぞれ平行に延びているので、カムリブ７１の突出方向における一対のカムフォロワ５５，５５の動きが許容される。そのため、従来の巻線機のように、カムリブと一対のカムフォロワとが相互に強く接触することがなく、カムリブが磨耗するのを防ぐことができる。また、スピンドル９の軸線とカム回転軸５７の軸線との距離寸法Ｌに多少誤差が生じても、カムリブ７１の突出方向における一対のカムフォロワ５５，５５の動きが許容されることにより、図６に示すような、スピンドル９の回動運動の精度、即ちノズル１３ａの振り角θ２の精度が低下し難い。その結果、巻線機の組立てを容易にすることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、カムリブの突出方向における一対のカムフォロワの動きが許容されるため、従来の巻線機のように、カムリブと一対のカムフォロワとが相互に強く接触することがなく、カムリブが磨耗するのを防ぐことができる。また、スピンドルの軸線とカムの回転軸の軸線との距離寸法に多少誤差が生じても、一対のカムフォロワの動きが許容されることにより、スピンドルの回動運動の精度、即ちノズルの振り角の精度が低下し難い。その結果、巻線機の組立てを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の巻線機の一部破断正面図である。
【図２】図１に示す巻線機の駆動装置の断面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】図４に示す巻線機のカムフォロワの振り角度θ１とカムの回転角度との関係を示す図である。
【図６】図１に示す巻線機の効果を説明するために用いる図である。
【符号の説明】
１  巻線機本体
９  スピンドル
９ｃ  スプライン形状部
１３  ノズルホルダ
１３ａ  ノズル
４１  上下運動付与機構
４３  回動運動付与機構
５３  スプラインナット
５５  カムフォロワ
５７  カム回転軸
５９  カム
６１  ローラ
６１ａ  従動部
６９  カム本体
７１  カムリブ
７１ａ  カム面
【図１】
2004208376.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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