JP4166053B2 - Winding device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、モータにおけるステータコアのティース部に巻線を施してコイルを形成する用途などに好適に用いることができる巻線装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
モータのステータコアのティース部（内歯）に巻線を施してコイルを形成するに際しては、ガイド筒を通じて導線が挿通されたノズルをティース部の外周面に沿って旋回させながら、ノズルの先端から導出される導線をティース部の外周面に巻き付けてコイルを形成する巻線装置が一般的に採用されている。このような用途に用いられる従来の巻線装置としては、ステータコアのスロット内に配置した上記ノズルをティース部の外周面に沿って楕円形の移動軌跡を描くように旋回させることにより、ノズルの先端から繰り出される導線をティース部に巻き付ける構成となったものが知られている。
【０００３】
ところが、上記従来の巻線装置では、ノズルがティース部の外周面に沿って楕円形の軌跡を描きながら旋回移動されることから、ノズルがＵターンしながら移動方向を変換するときにティース部から離れ過ぎてしまうので、ノズルの先端から繰り出される導線にノズルの移動経路の一部で弛みが生じ易い。そのため、導線はティース部の長手方向に整列して巻き付かず、巻きむらが生じ易いという問題があった。また、ステータコアの積厚が大きくなった場合には、楕円形の移動軌跡で旋回するノズルが隣接するティース部に干渉し易くなるために、スロット内におけるコイルの占有率（スペースファクタ）を高めることが困難となる。
【０００４】
そこで、近年では、ノズルを、ティース部の断面形状に対応した間隔を存した同一長さの平行線の両端部がそれぞれ半円形のような曲線で接続されたほぼ長方形に近い形状の軌跡で旋回移動させることができる巻線装置が提案されている（特開２００１−８４１８号公報参照）。この巻線装置では、ノズルが、巻線を施すべきティース部の一側のスロット内をティース部に沿って直線的に上昇したのち、スロットの上端から出てほぼ半円形の曲線を描きながらティース部の他側のスロットまで移動し、該他側のスロット内をティース部に沿って直線的に下降したのち、そのスロットの下端から出てほぼ半円形の曲線を描きながらティース部の一側のスロットまで移動し、該スロット内をティース部に沿いながら直線的に上昇するという動作を繰り返すようになっている。
【０００５】
上記巻線装置では、ノズルがティース部の外周面に対し可及的に一定の距離を保ちながら旋回するので、巻線工程の途中で導線が弛むといったことが生じることなくティース部に巻き付けられて、導線をティース部に整列させて平均的に巻き付け易くなる。また、ノズルは、スロット内を上昇および下降する際に直線的に移動するので、隣接するティース部または該ティース部に既に巻き付けられたコイルにノズルが干渉することが防止されるから、スロット内のコイルの占有率が高くなるように巻線することが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記巻線装置では、クランク盤の回転運動をクランクアームを介してスライダの昇降動作に変換し、そのスライダに支持された駆動軸を軸方向つまり上下方向に往復運動させることにより、駆動軸の上端に取り付けられたノズル支持ブロックを上下方向に直線往復運動させるとともに、上記クランク盤に連動してカム軸を回転させ、カム曲線部とカム直線部とを有して上記カム軸と一体回転されるカムに当接するカムフォロアおよびカムスリーブを介して上記駆動軸をその往復移動の上下両端部において所定角度で水平方向に揺動させることにより、この駆動軸の上端の上記ノズル支持ブロックをガイド軸に沿って水平移動させる構成になっているため、以下のような問題がある。
【０００７】
すなわち、上記巻線装置は、一旦停止する行程を有する直線往復運動を行うことから必然的に加振力が発生する。しかも、カム軸、カムフォロアおよびカムスリーブなどからなるカム機構は、これに加わる比較的大きな負荷に対する強度を確保する必要から重量の大きなものとなるので、慣性力が大きくなって上記加振力が比較的大きなものとなる。このため、上記巻線装置では、ノズルを設けたノズル支持ブロックの旋回速度を上げるのに限界がある。
【０００８】
また、上記巻線装置では、上下方向に直線往復運動する駆動軸に平行な一対のガイド軸に沿って上下動する一対の可動ブロックを設け、ノズル支持ブロックを、上記両可動ブロックに架け渡したガイド手段に沿って移動可能に取り付けるとともに、上下方向に直線往復移動、且つ水平方向に揺動される駆動軸によってノズル支持ブロックをほぼ長方形の軌跡を描くように旋回移動させるようになっている。つまり、駆動軸は、上下方向に直線往復運動するためのガイド構造と水平方向に揺動するためのガイド構造との双方によってそれぞれ保持されており、これらのガイド構造は、駆動軸の移動に対する抵抗負荷となるので、この点からもノズルの旋回速度を上げることが困難となる。その結果、上記巻線装置では、上下方向つまりほぼ長方形の移動軌跡の長手方向のストロークを８０ｍｍ程度に設定した場合、９００ｒｐｍ〜１２００ｒｐｍ程度がノズルの旋回速度の限界となる。
【０００９】
そこで、本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたもので、ノズル支持プレートに設けたノズルを、ほぼ長方形の移動軌跡に沿って格段に高い旋回速度で作動させることが可能な構成を備えた巻線装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る巻線装置は、線材を先端から繰り出すノズルと、前記ノズルが取り付けられて、互いに直交するＸ方向およびＹ方向にそれぞれ延びる長孔状のＹ方向受動用ガイド孔およびＸ方向受動用ガイド孔が少なくとも計３個形成されたノズル支持プレートと、前記ノズル支持プレートをＸ方向およびＹ方向の任意の方向に移動可能に保持する保持体と、前記Ｘ方向受動用ガイド孔およびＹ方向受動用ガイド孔にそれぞれ摺接自在に挿通されたＸ方向作動軸およびＹ方向作動軸と、前記Ｘ方向作動軸をＸ方向に所定のストロークで移動制御するＸ方向駆動部およびＹ方向作動軸をＹ方向に所定のストロークで移動制御するＹ方向駆動部とを備え、前記Ｘ方向受動用ガイド孔は、前記Ｘ方向作動軸のＹ方向への移動を許容し、且つＸ方向の移動分のみを受けて前記ノズル支持プレートをＸ方向に移動させる孔形状を有するとともに、前記Ｙ方向受動用ガイド孔は、前記Ｙ方向作動軸のＸ方向の移動を許容し、且つＹ方向の移動分のみを受けて前記ノズル支持プレートをＹ方向に移動させる孔形状を有し、前記Ｘ方向駆動部およびＹ方向駆動部はそれぞれ、前記Ｘ方向作動軸およびＹ方向作動軸に対して、前記ノズル支持プレートを介して前記ノズルをほぼ長方形の軌跡で旋回移動させる所定のタイミングでＸ方向およびＹ方向に向け所定の距離だけ移動させる作動制御を行うように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
この巻線装置では、ノズル支持プレートを、Ｘ方向作動軸およびＹ方向作動軸によって動力伝達を受けられるように任意の方向に移動可能な状態に単に保持すればよいだけであるから、従来の巻線装置のようにＹ方向のガイド構造に関連付けてＸ方向のガイド構造を設けるものとは異なり、重量の極めて軽いガイド構造とすることができる。また、Ｘ方向駆動部およびＹ方向駆動部は、Ｘ方向作動軸およびＹ方向作動軸を各々の対応する方向に所定の距離だけ移動させるように作動制御すればよいから、例えば、単なる回転運動を連続的に行う構成を組み合わせた簡素化した構造とすることができ、従来の巻線装置のようなカム機構を用いて直線往復運動が存在する構成とは異なり、慣性力に伴う加振力が発生しない。そのため、この巻線装置では、ノズルをほぼ長方形の移動軌跡で旋回させるときの旋回速度を十分に上げることが可能となる。
【００１２】
上記発明において、Ｘ方向駆動部およびＹ方向駆動部のうちの一方は作動軸を円形の軌跡で連続的に回転移動させ、且つ他方は作動軸をほぼ正方形の軌跡で連続的に旋回移動させるように構成されていることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、Ｘ方向受動用ガイド孔およびＹ方向受動用ガイド孔を介して各作動軸の移動力を受けるノズル支持プレートが、回転運動とほぼ正方形の移動軌跡の旋回運動とを合成するように機能して、自体に設けられたノズルを、ほぼ正方形の移動軌跡に対応して正確な直線の移動軌跡を含むほぼ長方形の移動軌跡で旋回させることができる。
【００１４】
同上の構成において、Ｘ方向駆動部およびＹ方向駆動部は、作動軸をそれぞれ同一の回転数および旋回数で、且つ互いにほぼ同方向に向けて移動するよう同期して作動させるように構成されていることが好ましい。この構成によれば、Ｘ方向の移動とＹ方向の移動とを合成するためのタイミングがとり易くなるとともに、例えば、水平方向移動用の作動軸からノズル支持プレートへ負荷として加わる荷重点は、上下方向移動用の作動軸によって上下動されるノズル支持プレートの重心位置に近づくように作用するから、ノズル支持プレートは、強度面で有利となり、一層軽量化を図ることができる。
【００１５】
上記発明において、Ｘ方向駆動部およびＹ方向駆動部のうちの一方は、一面に設けられた作動軸を円形の移動軌跡で、且つ一定速度で連続的に回転駆動する回転体からなり、前記Ｘ方向駆動部および前記Ｙ方向駆動部のうちの他方は、一定速度で回転される内歯車と、前記内歯車に噛合されて自転しながら、前記内歯車に対しこれの軸心回りで、且つ反対方向に公転される遊星歯車と、前記遊星歯車の軸心に対し偏心した部位に設けられた作動軸とを備え、前記遊星歯車と前記内歯車の歯車比が１対２に設定され、且つ前記内歯車が前記遊星歯車の公転の回転速度と同一の回転速度で回転されて、前記遊星歯車の自転の回転速度が公転の回転速度の３倍に設定され、作動軸がほぼ正方形の軌跡で旋回移動される構成を有していることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、遊星歯車を自転と公転との回転バランスをとりながら連続的な回転運動を行わせるだけで作動軸をほぼ正方形の軌跡で旋回移動させることができる他方の駆動部と、作動軸が設けられて一定速度で連続的に回転する回転体を備えた一方の駆動部とを組み合わせて、ノズル支持プレートをほぼ長方形の軌跡で旋回移動させる極めて簡素化された構成とすることができるとともに、回転運動のみの組み合わせであることから、カム機構を用いる構成のような加振力の発生が一層確実に防止される。
【００１７】
上記発明において、ほぼ矩形状のノズル支持プレートに、各々２個一対のＸ方向受動用ガイド孔およびＹ方向受動用ガイド孔が、前記矩形状の対角線上の角部位置に配置して設けられていることが好ましい。この構成よれば、ノズル支持プレートに対して４個の作動軸で均等な作動力を付与することができ、ノズル支持プレートを円滑に作動させることができる。
【００１８】
上記発明において、Ｘ方向駆動部およびＹ方向駆動部のうちの一方の回転体および他方の内歯車を備えた回転体とが、同一回転駆動源の回転力をベルト連結構造またはギャ連結構造により伝達されて、互いに同一の回転速度で回転されるようになっていることが好ましい。この構成によれば、構造を一層簡素化できるのに加えて、２種の駆動部を正確に連動させることができるとともに、Ｙ方向作動軸とＸ方向作動軸との相対位置の位置決め設定が容易となる利点がある。
【００１９】
上記発明において、Ｘ方向駆動部およびＹ方向駆動部のうちの一方は、主回転体と、この主回転体の内部に設けられた副回転体と、前記主回転体と前記副回転体とを一体回転する結合状態と前記主回転体が前記副回転体回りに回転可能な結合解除状態とに切り換える係脱部材と、前記副回転体を回転不能状態に一時的に仮固定する固定部材と、Ｘ方向作動軸またはＹ方向作動軸が固設されて前記主回転体の径方向に延びるガイド溝に摺動自在に保持された調整ブロック体と、この調整ブロック体に突設されて前記副回転体の弧状の調整溝に摺動自在に係合されたガイドピンとを備え、前記副回転体を固定状態に設定して前記主回転体を回転させることにより、前記ガイドピンが前記調整溝に沿いながら摺動して前記調整ブロック体を前記ガイド溝に沿って移動させるように構成されていることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、例えば、一直線上に配設した複数のねじ孔の何れかに択一的に螺合する手段で作動軸の位置を変更する構成などに比較して、主回転体を設定した回転角度だけ回転させることにより、作動軸の回転半径の可変を無段階に調整することができ、Ｘ方向またはＹ方向のストロークを、例えば、製造すべきステータコアのティース部の断面形状に正確に対応した適正値に設定することができる。しかも、作動軸の位置変更は、主回転体を所望の回転角度だけ回転させるだけでよいので、容易、且つ迅速に行うことができる。
【００２１】
同上の構成において、主回転体が、Ｘ方向駆動部またはＹ方向駆動部の回転駆動源から回転伝達されるように構成されていることが好ましい。この構成によれば、作動軸の位置変更を、駆動部の回転駆動源としての例えばサーボモータなどを利用して行うので、専用の駆動源を別途必要としない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る巻線装置を示す一部除外した概略正面図、図２は図１のＥ−Ｅ線断面図、図３は図１のＦ−Ｆ線断面図をそれぞれ示す。この実施の形態では、モータ用ステータコアに巻線を施してコイルを形成する用途に用いる巻線装置を例示してある。なお、この実施の形態では、説明の便宜上、図１に示すように上下方向をＹ方向とし、水平方向をＸ方向として説明することにする。
【００２３】
この巻線装置の被作動体となるノズル支持プレート１８は、図１に２点鎖線で示すように、ほぼ長方形の平板状の形状を有し、その中央部に、複数個（この実施の形態では３個の場合を例示）のノズル２３がＸ方向に沿って所定の等間隔、つまり図３のステータコア２４のティース部３０の間隔に対応する等間隔に配設されている。ノズル２３は、モータ用ステータコア２４にコイルを形成するための巻線装置に一般的に用いられている周知のものであって、図示を省略した導線リールから供給される導線を、図３のノズル支持プレート１８の導入孔２５から挿入されて、先端から繰り出す構成になっている。
【００２４】
また、ノズル支持プレート１８には、そのほぼ長方形の対角線上で対向する各二つの角部にそれぞれ、Ｘ方向に延びる長孔状の一対のＹ方向受動用ガイド孔２１とＹ方向に延びる長孔状の一対のＸ方向受動用ガイド孔２２が穿設されている。上記ノズル支持プレート１８は、一対の保持体１９，２０によってＸ方向およびＹ方向の何れの方向にも任意に移動可能に保持されている。
【００２５】
上記一対のＸ方向受動用ガイド孔２２には、一対のＸ方向駆動部５に設けられたＸ方向作動軸１６がそれぞれ摺接自在に挿通され、上記一対のＹ方向受動用ガイド孔２１には、一対のＹ方向駆動部６に設けられたＹ方向作動軸１７がそれぞれ摺接自在に挿通されている。この実施の形態において、Ｘ方向駆動部５はＸ方向作動軸１６をほぼ正方形の軌跡で連続的に旋回移動させる構成になっており、Ｙ方向駆動部６は、Ｙ方向作動軸１７を円形の移動軌跡で連続的に回転運動させる構成になっている。これの詳細については後述する。
【００２６】
上記Ｘ方向受動用ガイド孔２２は、ほぼ正方形の軌跡で連続的に旋回移動されるＸ方向作動軸１６のＹ方向への移動を許容し、且つＸ方向の移動分のみを受けてノズル支持プレート１８をＸ方向に移動させることのできる長孔形状に形成されている。上記Ｙ方向受動用ガイド孔２１は、円形の移動軌跡で連続的に回転運動されるＹ方向作動軸１７のＸ方向の移動を許容し、且つＹ方向の移動分のみを受けてノズル支持プレート１８をＹ方向に移動させることのできる長孔形状に形成されている。
【００２７】
上記一対のＹ方向駆動部６は、駆動歯車４を備え、この駆動歯車４が、図２に示すように、回転駆動源（図示せず）の回転をベルト８、駆動プーリ９および歯車軸１０を介して伝達されることにより、図１の矢印方向に一定速度で連続的に回転される構成になっている。上記Ｙ方向作動軸１７は、駆動歯車４の周端近傍箇所に設けられている。
【００２８】
一方、上記一対のＸ方向駆動部５は、外歯車２と内歯車３とを有する円筒状の歯車体１と、内歯車３に噛み合った遊星歯車７とを備え、歯車体１が、外歯車２に噛み合った駆動歯車４によって図１の矢印方向に回転駆動されるとともに、遊星歯車７が、図２に示すように、駆動源（図示せず）の回転がベルト１１、駆動プーリ１２および歯車軸１３を介して伝達されることにより、内歯車３に噛み合って図１の矢印方向に自転しながら、内歯車３の回転方向とは逆方向に連続的に公転されるようになっている。
【００２９】
図２に示すように、遊星歯車７における軸心ｃ２から所定距離だけ偏位した部位には、Ｘ方向作動軸１６が固設されており、このＸ方向作動軸１６の遊星歯車７の軸心ｃ２に対する偏心距離Ｒ2 は、内歯車３の軸心ｃ１と遊星歯車７の軸心ｃ２との間隔（つまり遊星歯車７の公転の回転半径）をＲ1 としたとき、この実施の形態において、Ｒ2 ＝（１／８〜１／９）×Ｒ1 に設定されている。これについての詳細は後述する。
【００３０】
Ｘ方向駆動部５では、遊星歯車７の自転の回転速度を公転の回転速度に対し３倍になるように設定することにより、Ｘ方向作動軸１６をほぼ正方形の軌跡で旋回運動させるように構成されている。また、遊星歯車７は、駆動プーリ１２によって一定の回転速度で公転されるが、この公転時における自転の回転速度は、公転方向とは逆方向に回転される内歯車３によって加速されている。これにより、この実施の形態では、遊星歯車７と内歯車３の歯車比を１対２に設定し、且つ遊星歯車７の公転の回転速度と内歯車３の回転速度を同一に設定して、遊星歯車７の自転の回転速度が公転の回転速度に対し３倍になるように設定している。これについての詳細は後述する。なお、駆動歯車４と外歯車２との歯車比は１対１に設定されて、外歯車２は駆動歯車４と同一の回転速度で回転される。
【００３１】
つぎに、Ｘ方向駆動部５を上述のように設定して構成した根拠について説明する。本件発明者は、鋭意研究を重ねた結果、遊星歯車７を自転の回転速度が公転の回転速度の３倍になるように設定して作動させれば、遊星歯車７の軸心ｃ２から上記距離Ｒ2 だけ偏心した部位に設けたＸ方向作動軸１６がほぼ正方形の軌跡で旋回移動することを突き止めた。その場合、仮に、内歯車３を固定し、この内歯車３に噛み合った遊星歯車７を自転させながら公転させる構成とする場合には、内歯車３と遊星歯車７との歯車比を４対１に設定すれば、遊星歯車７の自転の回転速度が公転の回転速度に対し３倍となり、Ｘ方向作動軸１６をほぼ正方形の軌跡で旋回移動させることができる。
【００３２】
ところが、上記の歯車比に設定する場合には、Ｘ方向作動軸１６を設けるための遊星歯車７の径が小さくなり過ぎて遊星歯車７の剛性が低くなり、Ｘ方向作動軸１６によって被作動体であるノズル支持プレート１８を安定に作動させることのできる強度を十分に確保できない。一方、遊星歯車７を所要の強度を確保できる大きな径に設定した場合には、内歯車３を、遊星歯車７の比較的大きな径の４倍の径に設定しなければならないので、内歯車３の径が大きくなり過ぎてしまう。
【００３３】
そこで、上記実施の形態では、遊星歯車７を所要の強度が確保できる比較的大きな径に設定しながらも、内歯車３の径も大きくなり過ぎないでＸ方向作動軸１６をほぼ正方形の軌跡で旋回移動させるために、内歯車３を、遊星歯車７の公転方向と逆方向に、且つ公転の回転速度と同一の回転速度で回転させることにより、遊星歯車７の自転の回転速度を公転の回転速度の３倍になるように加速させている。このような設定とすることにより、上述した内歯車３を固定し、且つ内歯車３と遊星歯車７との歯車比を１対４に設定した場合と同等の作動状態を疑似的に作り出している。
【００３４】
その場合、駆動歯車４の歯数をＺ1 、外歯車２の歯数をＺ2 、内歯車３の歯数をＺ3 、遊星歯車７の歯数をＺ4 とすると、遊星歯車７の自転の回転速度を公転の回転速度の３倍になるように設定するためには、Ｚ2 ／Ｚ1 ＝〔４−（Ｚ3 ／Ｚ4 ）〕／（Ｚ3 ／Ｚ4 ）の式を満足すればよい。上記実施の形態では、Ｚ2 ／Ｚ1 ＝１に設定しているので、（Ｚ3 ／Ｚ4 ）＝２、つまり内歯車３と遊星歯車７の歯車比を１対２に設定しながらも、つまり、遊星歯車７の径を大きく、且つ内歯車３の径を大きくなり過ぎないように設定しながらも、Ｘ方向作動軸１６をほぼ正方形の軌跡で旋回移動させることができる。
【００３５】
また、上述したように、駆動歯車４の回転数と遊星歯車７の公転の回転数とは同一に設定されているので、ほぼ正方形の軌跡で旋回移動されるＸ方向作動軸１６の旋回数と円形の移動軌跡で回転運動されるＹ方向作動軸１７の回転数とは同一に設定されていることになる。
【００３６】
つぎに、上記設定とした場合にＸ方向作動軸１６をほぼ正方形の移動軌跡で旋回させることができる根拠について説明する。図４（ａ）は、遊星歯車７における軸心ｃ２の内歯車３の軸心ｃ１に対するＹ方向の相対位置の変化と、自転する遊星歯車７の軸心ｃ２に対するＸ方向作動軸１６のＹ方向の相対位置の変化とを示した波形図である。遊星歯車７の軸心ｃ２のＹ方向の位置の変化はＲ1 ｓｉｎωｔで表され、Ｘ方向作動軸１６のＹ方向の位置の変化はＲ2 ｓｉｎ３ωｔで表される。なお、遊星歯車７の軸心ｃ２のＸ方向の位置の変化およびＸ方向作動軸１６のＸ方向の位置の変化は、上記Ｙ方向の波形に対し（１／２）πつまり９０°だけ位相が異なるだけであるから、その図示を敢えて省略する。
【００３７】
上記遊星歯車７の公転と自転との二つの回転運動の合成によるＸ方向作動軸１６の内歯車３の軸心ｃ１に対する相対位置の変化は、図４（ｂ）に示すように、Ｒ1 ｓｉｎωｔ＋Ｒ2 ｓｉｎ３ωｔで表される。このとき、Ｘ方向作動軸１６の移動速度は、図４（ｃ）に示すように、Ｒ1 ωｃｏｓωｔ＋３Ｒ2 ωｃｏｓ３ωｔで表される。Ｘ方向作動軸１６の加速度は、図４（ｄ）に示すように、−Ｒ1 ω2 ｓｉｎωｔ−９Ｒ2 ω2 ｓｉｎ３ωｔで表される。
【００３８】
したがって、Ｘ方向作動軸１６を遊星歯車７の軸心ｃ２に対して（１／８〜１／９）×Ｒ1 だけ偏心した部位に設けた場合には、遊星歯車７が公転運動を１回転行う過程において、図４（ｃ），（ｄ）に示すように、Ｘ方向作動軸１６のＹ方向への回転速度および加速度が共にゼロとなって、図４（ｂ）に示すように、Ｘ方向作動軸１６のＹ方向への移動がゼロとなる二つの区間Ｙ0 が生じる。
【００３９】
図５（ａ）は、Ｘ方向作動軸１６のＹ方向の移動位置の変化を示す波形図であり、図４（ｂ）の波形図と同一である。図５（ｂ）はＸ方向作動軸１６のＸ方向の移動位置の変化を示す波形図である。このＸ方向作動軸１６のＸ方向の移動位置の変化の波形図は、上述したように、Ｙ方向の波形に対し（１／２）πだけ位相が異なるものとなり、Ｘ方向作動軸１６のＹ方向への移動がゼロとなる二つの区間Ｙ0 の各間に、Ｘ方向作動軸１６のＸ方向への移動がゼロとなる区間Ｘ0 がそれぞれ生じる。このとき、Ｘ方向およびＹ方向における＋方向および−方向の最大変位値は、それぞれ（Ｒ1 −Ｒ2 ）および−（Ｒ1 −Ｒ2 ）となる。
【００４０】
上記（ａ），（ｂ）の各波形図を合成すると、図５（ｃ）の波形図となる。この波形図はＸ方向作動軸１６のＸ方向およびＹ方向おける位置の変化を示すものとなる。（ｃ）に示す時間ｔ１〜ｔ９はそれぞれ（ａ），（ｂ）の時間ｔ１〜ｔ９に対応しており、（ａ），（ｂ）と（ｃ）との対比から、（ｃ）の波形図となることがわかる。
【００４１】
すなわち、Ｘ方向作動軸１６のＹ方向への移動がゼロとなる二つの区間Ｙ0 中においても遊星歯車７が公転運動を継続しているので、Ｘ方向作動軸１６は、Ｙ方向における（Ｒ1 −Ｒ2 ）の一定位置を保持しながらＸ方向に移動されることになり、同様に、Ｘ方向作動軸１６のＸ方向への移動がゼロとなる二つの区間Ｘ0 中においても遊星歯車７が公転運動を継続しているので、Ｘ方向作動軸１６は、Ｘ方向における（Ｒ1 −Ｒ2 ）の一定位置を保持しながらＹ方向に移動されることになる。その結果、Ｘ方向作動軸１６は、（ｃ）に示すように、２（Ｒ1 −Ｒ2 ）を一辺とするほぼ正方形を描く軌跡で旋回移動される。なお、実際には、偏心距離Ｒ2 を（１／８〜１／９）×Ｒ1 に設定した場合、Ｘ方向作動軸１６の移動軌跡が図２（ｃ）に示すような正確な正方形とならず、正方形に類似したほぼ正方形となるのであるが、実施の形態では、説明の便宜上、正確な正方形で図示してある。
【００４２】
上記Ｘ方向駆動部５は、内歯車３を一定速度で連続的に回転させるとともに、遊星歯車７を自転と公転との回転バランスをとりながら連続的な回転運動を行わせるだけで、Ｘ方向作動軸１６をほぼ正方形の移動軌跡で旋回させることができる。そのため、このＸ方向駆動部５では、カム機構を用いる構成とは異なり、連続的な回転運動を組み合わせた構成であるから、慣性力に伴う加振力が発生しないので、旋回速度を十分に上げることが可能となる。
【００４３】
また、上記Ｘ方向駆動部５では、遊星歯車７に噛み合う内歯車３を遊星歯車７の公転の回転方向と逆方向に回転させて、遊星歯車７の自転速度を公転速度の３倍になるように加速させていることにより、内歯車３と遊星歯車７の歯車比を２対１に設定しながらも、つまり遊星歯車７として比較的大きな径を有するものを用いて、Ｘ方向作動軸１６をほぼ正方形の軌跡で旋回移動させることを可能にしている。したがって、Ｘ方向作動軸１６は、比較的大きな径を有して十分な強度を備えた遊星歯車７に設けられるので、ノズル支持プレート１８に対しＸ方向への移動力を確実に付与することができる。
【００４４】
つぎに、上記巻線装置の作用について説明する。モータ用ステータコア２４は、図３に示すように、各コア片２７が直線的に配列された状態で、ノズル２３に対し所定の位置に設置される。なお、このステータコア２４は、スロット２８の中心線からこれに隣接するスロット２８の中心線までを単位として各コア片２７に分割された構造を有しており、各コア片２７の周方向端部は、薄肉のヒンジ部２９を介して隣接するコア片２７と折曲可能に連結されている。このステータコア２４は、ティース部３０に巻線を施してから円形に組み立てられる。
【００４５】
ステータコア２４が上記位置に配置されたならば、Ｙ方向駆動部６の二つの駆動歯車４が駆動プーリ９によって回転され始め、この駆動歯車４の回転が外歯車２を介して内歯車３に伝達されるとともに、Ｘ方向駆動部５の遊星歯車７が駆動プーリ１２によって公転運動され始める。その結果、駆動歯車４に設けられたＹ方向作動軸１７は、駆動歯車４と一体に回転されて、Ｙ方向受動用ガイド孔２１を介してノズル支持プレート１８をＹ方向のみに移動させるとともに、遊星歯車７に設けられたＸ方向作動軸１６は、遊星歯車７の公転と自転とにより上述したようにほぼ正方形の軌跡を描くように旋回移動されて、Ｘ方向受動用ガイド孔２２を介してノズル支持プレート１８をＸ方向のみに移動させる。
【００４６】
すなわち、ノズル支持プレート１８は、円形の軌跡で回転運動するＹ方向作動軸１７のＸ方向への変位をＸ方向に延びるＹ方向受動用ガイド孔２１に沿って逃がすように許容し、且つＹ方向への移動分のみをＹ方向受動用ガイド孔２１で受けてＹ方向に移動されるとともに、ほぼ正方形の軌跡で旋回移動するＸ方向作動軸１６のＹ方向への移動をＹ方向に延びるＸ方向受動用ガイド孔２２に沿って逃がすように許容し、且つＸ方向への移動分のみをＸ方向受動用ガイド孔２２で受けてＸ方向に変位される。換言すると、ノズル支持プレート１８は、Ｙ方向作動軸１７のＹ方向の最大移動量をＹ方向のストロークとし、且つＸ方向作動軸１６のＸ方向の最大移動量をＸ方向のストロークとして合成するように作用するといえる。この点について、図７および図８を参照しながら説明する。
【００４７】
図７は、Ｙ方向作動軸１７の円形の移動軌跡Ｃy と、Ｘ方向作動軸１６のほぼ正方形の移動軌跡Ｃx と、この両移動軌跡Ｃy ，Ｃx を合成したノズル支持プレート１８の特定部位Ｈの移動軌跡Ｃxyとを示す説明図である。いま、Ｘ方向作動軸１６およびＹ方向作動軸１７が図７に図示する最下位位置にそれぞれ存在する状態を初期位置として、ノズル支持プレート１８の特定部位Ｈの移動軌跡について説明する。ノズル支持プレート１８の初期位置における特定部位Ｈは、説明の便宜上、初期位置におけるＹ方向作動軸１７の中心に設定する。初期位置においては、ノズル支持プレート１８のＸ方向受動用ガイド孔２２およびＹ方向受動用ガイド孔２１とＸ方向作動軸１６およびＹ方向作動軸１７とが、図８（ａ）に示すような相対位置関係になっている。
【００４８】
初期位置から駆動歯車４および遊星歯車７がそれぞれ９０°だけ回転および公転すると、図７において、Ｘ方向作動軸１６は、初期位置からＸ方向に沿って左方に向け（Ｒ1 −Ｒ2 ）／２だけ移動したのちに、Ｙ方向に沿って上方に向け（Ｒ1 −Ｒ2 ）／２だけ移動して、Ｐx1の位置に移動する。一方、Ｙ方向作動軸１７は、初期位置から矢印方向に回転移動してＰy1の位置に移動する。ここで、Ｐx1とＰy1とはＹ方向における同一位置である。したがって、ノズル支持プレート１８の特定位置Ｈは、Ｘ方向受動用ガイド孔２２がＸ方向作動軸１６に押されてＸ方向の左方に向け（Ｒ1 −Ｒ2 ）／２だけ移動されるととともに、Ｙ方向受動用ガイド孔２１が回動するＹ方向作動軸１７に押されてＹ方向上方のＰy1に相当する位置まで押し上げられることにより、移動軌跡Ｃxyに沿ってＰx1まで移動される。このときのノズル支持プレート１８のＸ方向受動用ガイド孔２２およびＹ方向受動用ガイド孔２１とＸ方向作動軸１６およびＹ方向作動軸１７とは、図８（ｂ）に示すような相対位置関係となる。
【００４９】
駆動歯車４および遊星歯車７がそれぞれさらに９０°だけ回転および公転すると、図７において、Ｘ方向作動軸１６は、位置Ｐx1からＹ方向に沿って上方に向け（Ｒ1 −Ｒ2 ）／２だけ移動したのちに、Ｘ方向に沿って右方に向け（Ｒ1 −Ｒ2 ）／２だけ移動して、Ｐx2に移動する。一方、Ｙ方向作動軸１７は、位置Ｐy1から矢印方向に回転移動してＰy2に移動する。ここで、Ｐx2とＰy2とはＸ方向における同一位置である。したがって、ノズル支持プレート１８の特定位置Ｈは、回動するＹ方向作動軸１７によりＹ方向受動用ガイド孔２１が押されてＹ方向上方のＰy2に相当する位置まで押し上げられるとともに、Ｘ方向受動用ガイド孔２２がＸ方向作動軸１６に押されてＸ方向の右方に向け（Ｒ1 −Ｒ2 ）／２だけ移動されることにより、移動軌跡Ｃxyに沿ってＰx2まで移動される。このときのノズル支持プレート１８のＸ方向受動用ガイド孔２２およびＹ方向受動用ガイド孔２１とＸ方向作動軸１６およびＹ方向作動軸１７とは、図８（ｃ）に示すような相対位置関係となる。
【００５０】
駆動歯車４および遊星歯車７がそれぞれさらに９０°だけ回転および公転すると、図７において、Ｘ方向作動軸１６は、位置Ｐx2からＸ方向に沿って右方に向け（Ｒ1 −Ｒ2 ）／２だけ移動したのちに、Ｙ方向に沿って下方に向け（Ｒ1 −Ｒ2 ）／２だけ移動して、Ｐx3に移動する。一方、Ｙ方向作動軸１７は、位置Ｐy2から矢印方向に回転移動してＰy3に移動する。ここで、Ｐx3とＰy3とはＹ方向における同一位置である。したがって、ノズル支持プレート１８の特定位置Ｈは、回動するＹ方向作動軸１７によりＹ方向受動用ガイド孔２１が押されてＹ方向下方のＰy3に相当する位置まで押し下げられるとともに、Ｘ方向受動用ガイド孔２２がＸ方向作動軸１６に押されてＸ方向の右方に向け（Ｒ1 −Ｒ2 ）／２だけ移動されることにより、移動軌跡Ｃxyに沿ってＰx3まで移動される。このときのノズル支持プレート１８のＸ方向受動用ガイド孔２２およびＹ方向受動用ガイド孔２１とＸ方向作動軸１６およびＹ方向作動軸１７とは、図８（ｄ）に示すような相対位置関係となる。
【００５１】
駆動歯車４および遊星歯車７がそれぞれさらに９０°だけ回転および公転すると、Ｘ方向作動軸１６およびＹ方向作動軸１７が共に初期位置に戻るので、ノズル支持プレート１８の特定位置Ｈは、回動するＹ方向作動軸１７によりＹ方向受動用ガイド孔２１が押されてＹ方向下方の初期位置に相当する位置まで押し下げられるとともに、Ｘ方向受動用ガイド孔２２がＸ方向作動軸１６に押されてＸ方向の左方に向け（Ｒ1 −Ｒ2 ）／２だけ移動されることにより、移動軌跡Ｃxyに沿って初期位置まで移動される。このときのノズル支持プレート１８のＸ方向受動用ガイド孔２２およびＹ方向受動用ガイド孔２１とＸ方向作動軸１６およびＹ方向作動軸１７とは、図８（ａ）に示すような相対位置関係となる。
【００５２】
したがって、ノズル支持プレート１８は、図７に示すように、ティース部３０の断面形状である長方形の短辺よりも大きな所定間隔の平行線の両端部がほぼ半円形の曲線で接続されたほぼ長方形状の移動軌跡Ｃxyで連続的に旋回移動するように作動制御される。上記移動軌跡ＣxyのＸ方向のストロークは、内歯車３の軸心ｃ１と遊星歯車７の軸心ｃ２との間隔Ｒ1 およびＸ方向作動軸１６の遊星歯車７の軸心ｃ２に対する偏心距離Ｒ2 とに基づき任意の値に設定でき、Ｙ方向のストロークは、駆動歯車４の軸心とＹ方向作動軸１７との間隔に基づいて任意の値に設定できる。上記巻線装置では、Ｘ方向のストロークおよびＹ方向のストロークは、図７に２点鎖線で示したステータコア２４のティース部３０の断面形状に対応する所定値にそれぞれ設定される。これにより、上記巻線装置では、図３のＧ−Ｇ線断面図を示す図６から明らかなように、ノズル支持プレート１８に所定の等間隔で取り付けられた３個のノズル２３からそれぞれ導線を繰り出して、３個のティース部３０に対して同時に巻線を施すことができる。
【００５３】
各ノズル２３は、従来の楕円形の移動軌跡で旋回されるものとは異なり、ティース部３０の断面形状に対応したほぼ長方形の移動軌跡で旋回されるので、常にティース部３０に対し可及的に一定の距離を保ちながら移動されるから、巻線の途中で導線が弛むことなくティース部３０に巻き付けられて、導線をティース部３０に整列させて平均的に巻き付け易いことから、導線の整列性を確保することができる。また、ノズル２３はＹ方向（上下方向）に沿って直線的に昇降移動するので、隣接するティース部３０またはティース部３０に既に巻き付けられたコイルにノズル２３が干渉することが防止される。これにより、スロット２８内のコイル占有率を一層高めるように巻線することができる。
【００５４】
また、上記巻線装置の最も大きな特徴は、遊星歯車７を自転と公転との回転バランスをとりながら連続的な回転運動を行わせるだけでＸ方向作動軸１６をほぼ正方形の軌跡で旋回移動させることができるＸ方向駆動部５と、Ｙ方向作動軸１７が設けられて一定速度で連続的に回転する駆動歯車４を備えたＹ方向駆動部６とを組み合わせて、Ｘ方向作動軸１６およびＹ方向作動軸１７をそれぞれノズル支持プレート１８のＸ方向受動用ガイド孔２２およびＹ方向受動用ガイド孔２１に挿通させてノズル支持プレート１８をほぼ長方形の軌跡で旋回移動させる極めて簡素化された構成になっており、回転運動のみの組み合わせであることから、カム機構を用いた従来の巻線装置のような慣性力に伴う加振力が生じることがない。また、ノズル支持プレート１８は、Ｘ方向作動軸１６およびＹ方向作動軸１７の移動を合成するだけであるから、軽量なものとなる。
【００５５】
しかも、従来の巻線装置のようにＹ方向のガイド構造に関連付けてＸ方向のガイド構造を設けるものとは異なり、ノズル支持プレート１８は、Ｘ方向作動軸１６およびＹ方向作動軸１７から動力伝達を受けられるように任意の方向に移動可能な状態に単に保持すればよいだけであるから、保持体１９，２０によるノズル支持プレート１８の保持力は、ノズル支持プレート１８が旋回移動する際の抵抗負荷として殆ど作用しない。
【００５６】
また、上記巻線装置は、Ｙ方向に直線的に移動したのちに、ほぼ半円形の曲線を描く軌跡でＵターンしてＹ方向に対する移動方向を逆に変換するように旋回移動されるから、例えば、正確な長方形の軌跡で旋回移動する場合に比較して円滑にＵターンしながら上下方向の移動方向を変換することができ、この点からも旋回速度を一層高めることができる。
【００５７】
なお、上記実施の形態の変形例としては、上記Ｙ方向駆動部６に代えて、Ｘ方向駆動部５の移動軌跡であるほぼ長方形よりも大きな長方形の軌跡、つまりＹ方向のストロークに対応する一辺を有する長方形の軌跡でＹ方向作動軸を旋回移動させるＹ方向駆動部を設けて、ノズル２３を正確な長方形の軌跡で旋回移動させる構成とすることもできる。但し、この構成の場合には、Ｙ方向に直線的に移動したのち、ほぼ直交方向に向きを変えて移動することから、上記実施の形態のようにほぼ半円形の曲線を描く軌跡でＵターンする場合に比較して、移動の際の円滑性が若干劣る。
【００５８】
さらに、図７および図８の説明から明らかなように、各一対のＸ方向作動軸１６およびＹ方向作動軸１７は、それぞれノズル支持プレート１８における対角線上に配置されているとともに、ほぼ正方形の軌跡で旋回移動するＸ方向作動軸１６は、Ｙ方向作動軸１７の上下方向の移動に追従して上下方向に移動しながら、Ｘ方向への移動の際にノズル支持プレート１８を押圧して移動させるようになっている。すなわち、Ｘ方向作動軸１６のＹ方向に沿った上下動は、Ｙ方向作動軸１７によるノズル支持プレート１８の重心位置のＹ方向への変位を恰も補正するように機能している。換言すると、Ｘ方向作動軸１６からノズル支持プレート１８へ負荷として作用する荷重点は、Ｙ方向作動軸１７によってノズル支持プレート１８が上下動されることによって変位するノズル支持プレート１８の重心位置に近づくようになっている。これにより、ノズル支持プレート１８は、強度面で有利となり、一層の軽量化を図ることができる。
【００５９】
上述したように、被作動体としてのノズル支持プレート１８は、極めて軽量化することができるとともに、回転運動の組み合わせのみで作動されることから、加振力が生じないので、ほぼ長方形の軌跡による旋回運動の移動速度（旋回速度）を格段に高めることができる。因みに、実測値を示すと、Ｘ方向およびＹ方向の各ストロークをそれぞれ２４ｍｍおよび８０ｍｍに設定した場合、従来の巻線装置では旋回速度が９００ｒｐｍ〜１２００ｒｐｍであったのが、上記実施の形態の巻線装置では、旋回速度を３０００ｒｐｍ程度にまで上げられることが確認できた。
【００６０】
また、上記巻線装置では、Ｙ方向駆動部６の構成要素である駆動歯車４を、Ｘ方向駆動部５における外歯車２および内歯車３を備えた歯車体１の駆動源として利用している。これにより、この巻線装置では、構成を一層簡素化できるのに加えて、駆動歯車４と歯車体１とを正確に連動させることができるとともに、Ｙ方向作動軸１７とＸ方向作動軸１６との相対位置の位置決め設定が容易となる利点がある。なお、上述の駆動歯車４と歯車体１とをギャ連結構造で連動させる構成に代えて、一対の歯車体１および一対の駆動歯車４に対してベルト連結構造を介し単一の回転駆動源の回転力を伝達するような構成としてもよい。
【００６１】
図９は本発明の第２の実施の形態に係る巻線装置の要部を示したもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、同図において、図１および図２と同一若しくは同等のものには同一の符号を付してある。この実施の形態では、上記第１の実施の形態のＹ方向駆動部６の構成を若干変更するだけで、他の構成は第１の実施の形態とほぼ同様である。すなわち、この実施の形態では、Ｙ方向駆動部６におけるＹ方向作動軸１７の軸心ｃ３に対する間隔つまりＹ方向作動軸１７の回転半径を極めて容易に変更して、ノズル支持プレート１８の移動軌跡であるほぼ長方形の長辺側つまりＹ方向ストロークをスムーズに調整可能とすることを目的としたものである。
【００６２】
上記Ｙ方向駆動部６は、前面側に駆動歯車４を、且つ後面側に駆動プーリ９をそれぞれ有して軸受３３を介し固定部材３４に回転自在に支持された主回転体３１の中心部分に、副回転体３２が回転可能に挿通されている。主回転体３１の前面側の回転円板部３７には、中心部を通って径方向に貫通するガイド溝３８が形成され、且つガイド溝３８の底部両側には、それらの外方側に沿って抜け止め溝部３９が連通形成されている。ガイド溝３８には、抜け止め溝部３９に摺動自在に嵌合するガイドレール部４１を下面両側にそれぞれ有する調整ブロック体４０が摺動自在に嵌め入れられており、この調整ブロック体４０に、ノズル支持プレート１８のＹ方向受動用ガイド孔２１に嵌合するＹ方向作動軸１７が植設されている。したがって、調整ブロック体４０をガイド溝３８に沿ってＢ矢印方向に摺動させれば、調整ブロック体４０に設けられたＹ方向作動軸１７の回転半径Ｒ3 は所定範囲Ｃ内で可変される。
【００６３】
調整ブロック体４０には、ガイドピン４２が後方側に突出する配置で固設されている。一方、副回転体３２の前面側に設けられた回転円板部４３には、（ａ）に示すような弧状の調整溝４４が形成され、この調整溝４４に、調整ブロック体４０の後方に突出したガイドピン４２が摺接自在に嵌合している。したがって、副回転体３２を固定状態として主回転体３１を回転させれば、ガイドピン４２が主回転体３１の回転に伴い調整溝４４に沿いながら変位することにより、調整ブロック体４０がガイド溝３８に沿いながら移動して、Ｙ方向作動軸１７の回転体３１，３２の中心に対する相対位置つまり自体の回転半径が可変される。副回転体３２は、固定ピン４７を挿入されることよって筐体部４８に回転不能に固定され、主回転体３１は、固定ボルト４９を緩めて副回転体３２との間に隙間５０を形成することにより、固定状態の副回転体３２回りに回転可能状態となる。
【００６４】
つぎに、上記構成としたＹ方向駆動部６におけるＹ方向作動軸１７の回転半径の可変調整について説明する。モータ用ステータコア２４では、積厚が変わった場合、ティース部３０の長方形の断面形状における幅寸法が一定で、且つ長手方向の寸法が積厚に対応して変化するのが一般的である。したがって、モータの巻線工程において製造ロットが変わった場合には、巻線装置におけるＹ方向駆動部６のＹ方向作動軸１７の回転半径をティース部３０の長手方向の寸法に応じて可変して、ノズル２３のＹ方向ストロークを調整する必要がある。
【００６５】
上記実施の形態の巻線装置では、製造ロットが変わった場合に、固定ピン４７を挿入して副回転体３２を筐体部４８に固定して回転不能状態に設定するとともに、固定ボルト４９を緩めることにより副回転体３２を主回転体３１から離間方向に変位させて、両回転体３１，３２間に隙間５０を形成して主回転体３１を固定状態の副回転体３２回りに回転可能状態とする。
【００６６】
つぎに、Ｙ方向駆動部６の回転駆動源である、例えばサーボモータ（図示せず）を設定角度だけ回転制御すると、このサーボモータの回転がベルト８および駆動プーリ９を介して主回転体３１に伝達される。この回転される主回転体３１のガイド溝３８に摺動自在に嵌合されている調整ブロック体４０は、ガイドピン４２が主回転体３１の回転に伴い調整溝４４に沿って摺動することにより、ガイド溝３８に沿ってＢ矢印方向に摺動される。これにより、調整ブロック体４０に固設されているＹ方向作動軸１７は、両回転体３１，３２の各々の回転円板部３７，４３の中心に対する相対位置つまり回動半径を設定値に可変調整される。このとき、Ｙ方向作動軸１７はＹ方向受動用ガイド孔２１内を摺動するだけであって、ノズル支持プレート１８は固定状態であるから、Ｙ方向作動軸１７のＸ方向作動軸１６に対する相対位置関係は変わらない。
【００６７】
上述のようにして主回転体３１が設定角度だけ回転され終えたならば、固定ボルト４９を締め付けて副回転体３２を主回転体３１に対し隙間５０の無い状態に押し付けることにより、両回転体３１，３２を一体回転可能な状態に復帰させ、そののちに、固定ピン４７を抜脱すれば、Ｙ方向作動軸１７の回転半径の可変調整が終了する。
【００６８】
この実施の形態の巻線装置では、例えば、一直線上に配設した複数のねじ孔の何れかに択一的に螺合する手段でＹ方向作動軸の位置を変更する構成などに比較して、サーボモータを設定した回転角度だけ回転させてＹ方向作動軸１７の回転半径の可変を無段階に調整することができ、Ｙ方向ストロークを、製造すべきステータコア２４のティース部３０の断面形状に正確に対応した適正値に設定することができる。しかも、Ｙ方向作動軸１７の位置変更は、サーボモータに所望の回転角度を設定するだけでよいので、容易、且つ迅速に行うことができる。また、Ｙ方向作動軸１７の位置変更は、Ｙ方向駆動部６の回転駆動源としてのサーボモータを利用して行うので、専用の駆動源を別途必要としない。
【００６９】
図１０は本発明の第３の実施の形態に係る巻線装置を示す一部除外した概略正面図であり、同図において、図１と同一若しくは同等のものには同一の符号を付して、重複する説明を省略する。この巻線装置では、第１の実施の形態と同様の長方形のノズル支持プレート１８に、第１の実施の形態と同形状の一対のＹ方向受動用ガイド孔２１が上部の左右両側の角部付近に形成されているとともに、第１の実施の形態と同形状の一つのＸ方向受動用ガイド孔２２が、上記ノズル支持プレート１８の中央部下方寄りの箇所に形成されている。
【００７０】
Ｘ方向受動用ガイド孔２２には、第１の実施の形態と同様に、外歯車２と内歯車３とを有する歯車体１と内歯車３に噛み合った遊星歯車７とを有するＸ方向駆動部５に設けられたＸ方向作動軸１６が摺接自在に挿通されている。歯車体１が外歯車２に噛み合った駆動歯車４によって回転駆動されるのは第１の実施の形態と同様であるが、駆動歯車４は、このＸ方向駆動部５の専用の回転駆動源として設けられており、第１の実施の形態のようなＹ方向作動軸１７が設けられていない。
【００７１】
また、一対のＹ方向受動用ガイド孔２１には、それぞれ回転体５１の周端近傍箇所に設けられたＹ方向作動軸１７が摺接自在に挿通されている。したがって、左右一対のＹ方向駆動部６は、回転体５１と、Ｘ方向駆動部５の駆動歯車４と連動して主回転体３１を回転駆動する回転駆動源（図示せず）とによって構成されている。
【００７２】
この実施の形態では、Ｘ方向駆動部５を単一設けるだけであるが、ノズル支持プレート１８は一対のＹ方向作動軸１７と一つのＸ方向作動軸１６により移動方向を規制されて、第１の実施の形態と全く同様のほぼ長方形の軌跡で旋回移動される。但し、Ｘ方向作動軸１６およびＸ方向駆動部５にそれぞれ加わる負荷は、第１の実施の形態に比較して若干大きくなるので、その分だけノズル支持プレート１８の旋回速度が低下するが、構成を大幅に簡素化できる利点がある。なお、この実施の形態とは逆に、Ｘ方向駆動部５を左右一対設けるとともに、一つのＹ方向駆動部６を設ける構成としても、ノズル支持プレート１８を同様にほぼ長方形の軌跡で旋回移動させることができるのは言うまでもない。
【００７３】
なお、上記各実施の形態では、モータのコイルを形成するための巻線装置を例示して説明したが、本発明は、モータ用に限らず、線材を巻回する殆どの用途に適用することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように本発明の巻線装置によれば、ノズル支持プレートを、Ｘ方向作動軸およびＹ方向作動軸によって動力伝達を受けられるように任意の方向に移動可能な状態に単に保持すればよいだけであるから、従来の巻線装置のようにＹ方向のガイド構造に関連付けてＸ方向のガイド構造を設けるものとは異なり、重量の極めて軽いガイド構造とすることができる。また、Ｘ方向駆動部およびＹ方向駆動部は、Ｘ方向作動軸およびＹ方向作動軸を各々の対応する方向に所定の距離だけ移動させるように作動制御すればよいから、例えば、単なる回転運動を連続的に行う構成を組み合わせた簡素化した構造とすることができ、従来の巻線装置のようなカム機構を用いて直線往復運動が存在する構成とは異なり、慣性力に伴う加振力が発生しない。そのため、この巻線装置では、ノズルをほぼ長方形の移動軌跡で旋回させるときの旋回速度を十分に上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る巻線装置を示す一部除外した概略正面図。
【図２】図１のＥ−Ｅ線断面図。
【図３】図１のＦ−Ｆ線断面図。
【図４】（ａ）は同上の巻線装置のＸ方向駆動部の内歯車の軸心回りに公転する遊星歯車における軸心の内歯車の軸心に対するＹ方向の相対位置の変化と、自転する遊星歯車の軸心に対するＸ方向作動軸のＹ方向の相対位置の変化とを示した波形図、（ｂ）はＸ方向作動軸のＹ方向の移動の変化を示す波形図、（ｃ）はＸ方向作動軸のＹ方向への移動速度を示す波形図、（ｄ）はＸ方向作動軸のＹ方向への加速度の変化を示す波形図。
【図５】（ａ）はＸ方向作動軸のＹ方向の移動位置の変化を示す波形図、（ｂ）はＸ方向作動軸のＸ方向の移動位置の変化を示す波形図、（ｃ）はＸ方向作動軸およびＹ方向作動軸における移動位置を示す波形部。
【図６】図３のＧ−Ｇ線断面図。
【図７】同上の巻線装置におけるＹ方向作動軸の移動軌跡とＸ方向作動軸の移動軌跡とこの両移動軌跡を合成したノズル支持プレートの移動軌跡とを示す説明図。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は同上の巻線装置におけルノズル支持プレートが１回の旋回を行う過程を順に示した概略正面図。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る巻線装置の要部を示す正面図および（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る巻線装置を示す概略正面図。
【符号の説明】
１ 歯車体（回転体）
３ 内歯車
４ 駆動歯車（回転体）
５ Ｘ方向駆動部
６ Ｙ方向駆動部
７ 遊星歯車
１６ Ｘ方向作動軸
１７ Ｙ方向作動軸
１８ ノズル支持プレート
１９，２０ 保持体
２１ Ｙ方向受動用ガイド孔
２２ Ｘ方向受動用ガイド孔
２３ ノズル
３１ 主回転体
３２ 副回転体
３８ ガイド溝
４０ 調整ブロック体
４２ ガイドピン
４４ 調整溝
４７ 固定ピン（固定部材）
４９ 固定ボルト（係脱部材）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a winding device that can be suitably used for, for example, an application in which a coil is formed by winding a tooth portion of a stator core in a motor.
[0002]
[Prior art]
When a coil is formed by winding the teeth (inner teeth) of the stator core of the motor, the nozzle into which the conducting wire is inserted through the guide tube is swung along the outer peripheral surface of the teeth, and is led out from the tip of the nozzle. A winding device is generally employed in which a conducting wire is wound around an outer peripheral surface of a tooth portion to form a coil. As a conventional winding device used for such a purpose, the nozzle arranged in the slot of the stator core is swung so as to draw an elliptical movement locus along the outer peripheral surface of the tooth portion, thereby the tip of the nozzle. The thing which became the structure which winds the conducting wire extended | stretched from around a teeth part is known.
[0003]
However, in the above-described conventional winding device, the nozzle is swung while drawing an elliptical locus along the outer peripheral surface of the tooth portion. Since they are too far apart, the conducting wire fed out from the tip of the nozzle is likely to be loosened in part of the moving path of the nozzle. For this reason, there is a problem that the conductive wire is not wound in alignment with the longitudinal direction of the tooth portion, and uneven winding tends to occur. In addition, when the stator core is thickened, the nozzle swirling along an elliptical movement trajectory is likely to interfere with the adjacent tooth portion, so that the coil occupation ratio (space factor) in the slot is increased. It becomes difficult.
[0004]
Therefore, in recent years, the nozzle has been swung on a locus of a shape close to a rectangle, in which both ends of parallel lines of the same length with intervals corresponding to the cross-sectional shape of the teeth portion are connected by a semicircular curve, respectively. A winding device that can be moved has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-8418). In this winding device, the nozzle rises linearly along the tooth portion in the slot on one side of the tooth portion to be wound, and then comes out of the upper end of the slot while drawing a substantially semicircular curve. After moving down to the slot on the other side of the part and linearly descending along the tooth part in the slot on the other side, a substantially semicircular curve is drawn out of the lower end of the slot, and one side of the tooth part is drawn. It moves to the slot and repeats the operation of rising linearly along the teeth portion in the slot.
[0005]
In the above winding device, the nozzle turns while maintaining a constant distance as much as possible with respect to the outer peripheral surface of the tooth portion, so that the wire is wound around the tooth portion without causing slack in the winding process. The conductive wire is aligned with the teeth portion, so that it is easy to wind on average. Further, since the nozzle moves linearly when moving up and down in the slot, it is possible to prevent the nozzle from interfering with an adjacent tooth portion or a coil already wound around the tooth portion. It is possible to wind the coil so as to increase the occupation ratio of the coil.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the winding device described above, the rotational movement of the crank disk is converted into the raising / lowering movement of the slider via the crank arm, and the driving shaft supported by the slider is reciprocated in the axial direction, that is, the vertical direction, thereby driving shaft The nozzle support block attached to the upper end of the shaft is linearly reciprocated in the vertical direction, and the camshaft is rotated in conjunction with the crank disk so that the camshaft has a cam curve portion and a cam straight portion, and rotates integrally with the camshaft. The nozzle support block at the upper end of the drive shaft is pivoted horizontally at a predetermined angle at both the upper and lower ends of the reciprocating movement through a cam follower and a cam sleeve that abut the cam. Therefore, there are the following problems.
[0007]
That is, the winding device inevitably generates an excitation force because it performs a linear reciprocating motion having a stroke to stop. In addition, the cam mechanism consisting of the cam shaft, cam follower, cam sleeve, etc. is heavy because it needs to secure strength against a relatively large load applied to it, so the inertial force increases and the excitation force is compared. It will be big. For this reason, in the said winding apparatus, there exists a limit in raising the turning speed of the nozzle support block provided with the nozzle.
[0008]
In the winding device, a pair of movable blocks that move up and down along a pair of guide shafts parallel to a drive shaft that linearly reciprocates in the vertical direction are provided, and the nozzle support block is bridged between the two movable blocks. The nozzle support block is mounted so as to be movable along the guide means, and the nozzle support block is swung so as to draw a substantially rectangular locus by a drive shaft that linearly reciprocates vertically and swings horizontally. That is, the drive shaft is held by both the guide structure for linearly reciprocating in the vertical direction and the guide structure for swinging in the horizontal direction. These guide structures are resistant to the movement of the drive shaft. Since this is a load, it is difficult to increase the turning speed of the nozzle also from this point. As a result, in the above winding apparatus, when the stroke in the vertical direction, that is, the longitudinal direction of the substantially rectangular movement locus is set to about 80 mm, about 900 rpm to 1200 rpm becomes the limit of the turning speed of the nozzle.
[0009]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and has a configuration capable of operating a nozzle provided on a nozzle support plate at a remarkably high turning speed along a substantially rectangular movement trajectory. The object is to provide a winding device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a winding device according to the present invention includes a nozzle that feeds a wire from the tip, and a long hole-like Y-direction passive that is attached to the nozzle and extends in the X direction and the Y direction orthogonal to each other. Nozzle support plate having at least three guide holes for X and X direction passive guide holes, a holder for holding the nozzle support plate movably in any direction of the X direction and the Y direction, and the X direction An X-direction operation shaft and a Y-direction operation shaft that are slidably inserted into the passive guide hole and the Y-direction passive guide hole, respectively, and an X-direction drive that controls movement of the X-direction operation shaft in the X direction with a predetermined stroke. And a Y-direction drive unit that controls the movement of the Y-direction operation shaft in the Y-direction with a predetermined stroke, and the X-direction passive guide hole moves the X-direction operation shaft in the Y-direction. And has a hole shape that moves the nozzle support plate in the X direction only in response to the movement in the X direction, and the Y-direction passive guide hole allows the Y-direction operating shaft to move in the X direction. It has a hole shape that allows the nozzle support plate to move in the Y direction by accepting only the amount of movement in the Y direction, and the X direction driving unit and the Y direction driving unit are the X direction operating shaft and the Y direction, respectively. It is configured to perform operation control to move the nozzle by a predetermined distance in the X direction and the Y direction at a predetermined timing with which the nozzle is swung about a substantially rectangular locus via the nozzle support plate. It is characterized by being.
[0011]
In this winding apparatus, the nozzle support plate only needs to be held in a state where it can move in any direction so that power can be transmitted by the X-direction operation shaft and the Y-direction operation shaft. Unlike a linear device that provides a guide structure in the X direction in association with a guide structure in the Y direction, a guide structure that is extremely light in weight can be obtained. Further, the X-direction drive unit and the Y-direction drive unit need only be controlled so as to move the X-direction operation shaft and the Y-direction operation shaft by a predetermined distance in their corresponding directions. Unlike a configuration in which a linear reciprocating motion exists using a cam mechanism such as a conventional winding device, the excitation force associated with the inertial force can be reduced. Does not occur. Therefore, in this winding device, it is possible to sufficiently increase the turning speed when the nozzle is turned on a substantially rectangular movement locus.
[0012]
In the above invention, one of the X-direction drive unit and the Y-direction drive unit continuously rotates and moves the operating shaft with a circular locus, and the other rotates the operating shaft with a substantially square locus continuously. It is preferable that it is comprised.
[0013]
According to this configuration, the nozzle support plate that receives the moving force of each operating shaft through the X-direction passive guide hole and the Y-direction passive guide hole synthesizes the rotational motion and the swivel motion of a substantially square moving locus. By functioning as described above, the nozzle provided in itself can be swung with a substantially rectangular movement locus including an accurate linear movement locus corresponding to the substantially square movement locus.
[0014]
In the above configuration, the X-direction drive unit and the Y-direction drive unit are configured to operate synchronously so that the operation shafts move at the same rotational speed and turning speed, respectively, and move substantially in the same direction. Preferably it is. According to this configuration, the timing for synthesizing the movement in the X direction and the movement in the Y direction can be easily taken, and for example, the load point applied as a load from the operating shaft for horizontal movement to the nozzle support plate is Since it acts so as to approach the position of the center of gravity of the nozzle support plate that is moved up and down by the direction moving operation shaft, the nozzle support plate is advantageous in terms of strength and can be further reduced in weight.
[0015]
In the above invention, one of the X-direction drive unit and the Y-direction drive unit is composed of a rotating body that continuously rotates and drives an operation shaft provided on one surface with a circular movement locus at a constant speed. The other of the direction drive unit and the Y direction drive unit is an internal gear that rotates at a constant speed, and rotates while meshing with the internal gear, and is opposite to the internal gear about its axis. A planetary gear revolved in a direction, and an operating shaft provided at a portion eccentric to the axis of the planetary gear, wherein the gear ratio of the planetary gear and the internal gear is set to 1: 2, and The internal gear is rotated at the same rotational speed as the revolution speed of the planetary gear, the rotational speed of the planetary gear rotation is set to three times the rotational speed of the revolution, and the operating shaft turns with a substantially square locus. It is preferable to have a configuration that is moved .
[0016]
According to this configuration, the other drive unit that can rotate the operation shaft in a substantially square locus by simply rotating the planetary gear while continuously rotating and revolving and rotating the planetary gear. Combining with one drive unit provided with a rotating body that is provided with a shaft and continuously rotates at a constant speed, the nozzle support plate can be rotated and moved in a substantially rectangular locus. At the same time, since only the rotational motion is combined, the generation of the excitation force as in the configuration using the cam mechanism is more reliably prevented.
[0017]
In the above invention, the substantially rectangular nozzle support plate is provided with two pairs of X-direction passive guide holes and Y-direction passive guide holes arranged at corners on the rectangular diagonal line. Preferably it is. According to this configuration, an equal operating force can be applied to the nozzle support plate with the four operating shafts, and the nozzle support plate can be operated smoothly.
[0018]
In the above invention, the rotational force of the same rotational drive source is transmitted by the belt coupling structure or the gear coupling structure between one of the X-direction drive unit and the Y-direction drive unit and the rotary body having the other internal gear. Thus, it is preferable that they are rotated at the same rotational speed. According to this configuration, in addition to further simplifying the structure, the two types of drive units can be accurately interlocked and the relative position between the Y-direction operation shaft and the X-direction operation shaft can be easily set. There is an advantage to become.
[0019]
In the above invention, one of the X direction driving unit and the Y direction driving unit includes a main rotating body, a sub rotating body provided inside the main rotating body, the main rotating body, and the sub rotating body. An engaging / disengaging member that switches between a coupling state that rotates integrally and a coupling release state in which the main rotating body can rotate around the sub-rotating body; and a fixing member that temporarily temporarily fixes the sub-rotating body in a non-rotatable state; An adjustment block body in which an X-direction operation shaft or a Y-direction operation shaft is fixed and is slidably held in a guide groove extending in the radial direction of the main rotor, and the sub-rotation projecting from the adjustment block body A guide pin that is slidably engaged with the arc-shaped adjustment groove of the body, and the guide pin is moved along the adjustment groove by rotating the main rotation body with the auxiliary rotation body set in a fixed state. Slide the adjustment block body with the guide It is preferably configured to move along the groove.
[0020]
According to this configuration, for example, the main rotating body is set in comparison with a configuration in which the position of the operating shaft is changed by means of selectively screwing into any of a plurality of screw holes arranged on a straight line. The rotation radius of the working shaft can be adjusted steplessly by rotating the rotation angle, and the stroke in the X or Y direction can be accurately adjusted to the cross-sectional shape of the teeth portion of the stator core to be manufactured, for example. The corresponding appropriate value can be set. In addition, the position change of the operating shaft can be performed easily and quickly because it is only necessary to rotate the main rotating body by a desired rotation angle.
[0021]
In the above configuration, it is preferable that the main rotating body is configured to transmit rotation from a rotation driving source of the X direction driving unit or the Y direction driving unit. According to this configuration, the position of the operating shaft is changed using, for example, a servo motor as a rotational drive source of the drive unit, so that no dedicated drive source is required.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic front view of the winding device according to the first embodiment of the present invention, with a part thereof omitted, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line EE of FIG. 1, and FIG. Line sectional views are shown respectively. In this embodiment, a winding device used for the purpose of forming a coil by winding a motor stator core is illustrated. In this embodiment, for convenience of explanation, as shown in FIG. 1, the vertical direction is assumed to be the Y direction, and the horizontal direction is assumed to be the X direction.
[0023]
As shown by a two-dot chain line in FIG. 1, the nozzle support plate 18 serving as an actuated body of this winding apparatus has a substantially rectangular flat plate shape, and a plurality of (this embodiment) In this example, three nozzles 23 are arranged at predetermined equal intervals along the X direction, that is, at equal intervals corresponding to the intervals of the tooth portions 30 of the stator core 24 in FIG. The nozzle 23 is a well-known one that is generally used in a winding device for forming a coil in the motor stator core 24, and the conductive wire supplied from a conductive wire reel (not shown) is replaced with the nozzle shown in FIG. It is configured to be inserted from the introduction hole 25 of the support plate 18 and to be fed out from the tip.
[0024]
The nozzle support plate 18 has a pair of elongated Y-direction passive guide holes 21 extending in the X direction and a long hole extending in the Y direction at two corners facing each other on a substantially rectangular diagonal line. A pair of X-direction passive guide holes 22 are formed. The nozzle support plate 18 is held by a pair of holding bodies 19 and 20 so as to be arbitrarily movable in both the X direction and the Y direction.
[0025]
The X-direction operating shafts 16 provided in the pair of X-direction drive units 5 are slidably inserted into the pair of X-direction passive guide holes 22, respectively. The Y-direction operating shafts 17 provided in the pair of Y-direction drive units 6 are slidably inserted. In this embodiment, the X-direction drive unit 5 is configured to continuously swivel the X-direction operation shaft 16 with a substantially square locus, and the Y-direction drive unit 6 has a circular Y-direction operation shaft 17. It is configured to continuously rotate along the movement trajectory. Details of this will be described later.
[0026]
The X-direction passive guide hole 22 allows the movement in the Y direction of the X-direction operating shaft 16 that is continuously swiveled along a substantially square locus, and receives only the movement in the X direction to receive the nozzle support plate. It is formed in an elongated hole shape that can move 18 in the X direction. The Y-direction passive guide hole 21 allows the X-direction movement of the Y-direction operating shaft 17 continuously rotated along a circular movement locus, and receives only the movement in the Y-direction to receive the nozzle support plate 18. Is formed in a long hole shape that can be moved in the Y direction.
[0027]
The pair of Y-direction drive units 6 includes a drive gear 4, and the drive gear 4 rotates a rotation drive source (not shown) as shown in FIG. 2 by a belt 8, a drive pulley 9, and a gear shaft 10. 1 is transmitted continuously through the direction of the arrow in FIG. 1 at a constant speed. The Y-direction operating shaft 17 is provided in the vicinity of the peripheral end of the drive gear 4.
[0028]
On the other hand, the pair of X-direction drive units 5 includes a cylindrical gear body 1 having an external gear 2 and an internal gear 3, and a planetary gear 7 meshed with the internal gear 3. 1 is driven to rotate in the direction of the arrow in FIG. 1, and the planetary gear 7 is rotated by a drive source (not shown) as shown in FIG. By being transmitted through the shaft 13, it is revolved continuously in the direction opposite to the rotation direction of the internal gear 3 while meshing with the internal gear 3 and rotating in the direction of the arrow in FIG. 1.
[0029]
As shown in FIG. 2, an X-direction operating shaft 16 is fixed to a portion of the planetary gear 7 that is deviated by a predetermined distance from the shaft center c <b> 2. Eccentric distance R to c2 2 Is the distance between the axis c1 of the internal gear 3 and the axis c2 of the planetary gear 7 (that is, the rotation radius of the revolution of the planetary gear 7) R 1 In this embodiment, R 2 = (1/8-1/9) x R 1 Is set to Details of this will be described later.
[0030]
The X-direction drive unit 5 is configured to rotate the X-direction operating shaft 16 in a substantially square locus by setting the rotation speed of the planetary gear 7 to be three times the rotation speed of the revolution. Has been. The planetary gear 7 is revolved at a constant rotational speed by the drive pulley 12, and the rotational speed of the rotation at the time of the revolution is accelerated by the internal gear 3 that is rotated in the direction opposite to the revolution direction. Thereby, in this embodiment, the gear ratio between the planetary gear 7 and the internal gear 3 is set to 1: 2, and the revolution speed of the planetary gear 7 and the rotation speed of the internal gear 3 are set to be the same. The rotation speed of the planetary gear 7 is set to be three times the rotation speed of the revolution. Details of this will be described later. The gear ratio between the drive gear 4 and the external gear 2 is set to 1: 1, and the external gear 2 is rotated at the same rotational speed as the drive gear 4.
[0031]
Next, the basis for configuring the X-direction drive unit 5 as described above will be described. As a result of earnest research, the present inventor has established that the planetary gear 7 is operated so that the rotation speed of the rotation of the planetary gear 7 is three times the rotation speed of the revolution. R 2 It has been found that the X-direction operating shaft 16 provided at the eccentric part only turns around a substantially square locus. In this case, if the internal gear 3 is fixed and the planetary gear 7 meshed with the internal gear 3 is rotated and revolved, the gear ratio between the internal gear 3 and the planetary gear 7 is 4: 1. If the rotational speed of the planetary gear 7 is set to 3 times, the rotational speed of the planetary gear 7 is three times as high as the rotational speed of the revolution, and the X-direction operating shaft 16 can be swung in a substantially square locus.
[0032]
However, when the above gear ratio is set, the diameter of the planetary gear 7 for providing the X-direction operating shaft 16 becomes too small and the planetary gear 7 becomes less rigid. It is not possible to secure sufficient strength to stably operate the nozzle support plate 18. On the other hand, when the planetary gear 7 is set to a large diameter that can ensure the required strength, the internal gear 3 must be set to a diameter that is four times the relatively large diameter of the planetary gear 7. The diameter of the will become too large.
[0033]
Therefore, in the above embodiment, while setting the planetary gear 7 to a relatively large diameter that can ensure the required strength, the diameter of the internal gear 3 does not become too large and the X-direction operating shaft 16 has a substantially square locus. In order to rotate, the internal gear 3 is rotated in the direction opposite to the revolution direction of the planetary gear 7 and at the same rotational speed as the revolution speed of the planetary gear 7. It is accelerated to 3 times the speed. By setting as described above, an operation state equivalent to the case where the above-described internal gear 3 is fixed and the gear ratio between the internal gear 3 and the planetary gear 7 is set to 1: 4 is created in a pseudo manner. .
[0034]
In that case, the number of teeth of the drive gear 4 is Z 1 , The number of teeth of the external gear 2 is Z 2 , The number of teeth of the internal gear 3 is Z Three , The number of teeth of the planetary gear 7 is Z Four Then, in order to set the rotation speed of the planetary gear 7 to be three times the rotation speed of the revolution, Z 2 / Z 1 = [4- (Z Three / Z Four )] / (Z Three / Z Four ) Only needs to be satisfied. In the above embodiment, Z 2 / Z 1 = 1 is set, so (Z Three / Z Four ) = 2, that is, while setting the gear ratio of the internal gear 3 and the planetary gear 7 to 1: 2, that is, the diameter of the planetary gear 7 is set large and the diameter of the internal gear 3 is not set too large. However, the X-direction operating shaft 16 can be swung around a substantially square locus.
[0035]
Further, as described above, since the rotational speed of the drive gear 4 and the revolution speed of the planetary gear 7 are set to be the same, the rotational speed of the X-direction operating shaft 16 that is swung around a substantially square locus The rotational speed of the Y-direction operating shaft 17 that is rotationally moved along a circular movement locus is set to be the same.
[0036]
Next, the reason why the X-direction operating shaft 16 can be swung with a substantially square movement locus in the case of the above setting will be described. FIG. 4A shows a change in the relative position of the axis c2 of the planetary gear 7 in the Y direction with respect to the axis c1 of the internal gear 3, and the Y direction of the X-direction operating shaft 16 with respect to the axis c2 of the planetary gear 7 that rotates. It is the wave form diagram which showed the change of relative position. The change in the position of the axis c2 of the planetary gear 7 in the Y direction is R 1 The change in the Y direction position of the X direction operating shaft 16 is represented by sin ωt. 2 It is represented by sin3ωt. The change in the X direction position of the axis c2 of the planetary gear 7 and the change in the X direction position of the X direction operation shaft 16 are in phase with respect to the Y direction waveform by (1/2) π, that is, 90 °. Since it is only different, the illustration is omitted.
[0037]
The change in the relative position of the X-direction operating shaft 16 with respect to the axis c1 of the internal gear 3 by the combination of the two rotational movements of the revolution and rotation of the planetary gear 7 is shown in FIG. 1 sinωt + R 2 It is represented by sin3ωt. At this time, the moving speed of the X direction operating shaft 16 is R as shown in FIG. 1 ωcosωt + 3R 2 It is represented by ωcos3ωt. As shown in FIG. 4D, the acceleration of the X-direction operating shaft 16 is -R 1 ω 2 sinωt-9R 2 ω 2 It is represented by sin3ωt.
[0038]
Therefore, the X-direction operating shaft 16 is (1/8 to 1/9) × R with respect to the axis c2 of the planetary gear 7. 1 In the case where the planetary gear 7 makes one revolution, as shown in FIGS. 4 (c) and 4 (d), the rotational speed in the Y direction of the X direction operating shaft 16 is provided. As shown in FIG. 4B, the two sections Y where the movement in the Y direction of the X direction operating shaft 16 becomes zero as shown in FIG. 0 Occurs.
[0039]
FIG. 5A is a waveform diagram showing a change in the movement position of the X-direction operating shaft 16 in the Y direction, and is the same as the waveform diagram of FIG. FIG. 5B is a waveform diagram showing changes in the X-direction movement position of the X-direction operating shaft 16. As described above, the waveform diagram of the change in the X-direction movement position of the X-direction operating shaft 16 is different in phase by (1/2) π with respect to the Y-direction waveform. Two sections Y with zero movement in the direction 0 Section X in which movement in the X direction of the X direction operation shaft 16 becomes zero during each of 0 Each occurs. At this time, the maximum displacement values in the + and − directions in the X and Y directions are (R 1 -R 2 ) And-(R 1 -R 2 )
[0040]
When the waveform diagrams (a) and (b) are combined, the waveform diagram of FIG. 5 (c) is obtained. This waveform diagram shows a change in the position of the X direction operating shaft 16 in the X direction and the Y direction. The times t1 to t9 shown in (c) correspond to the times t1 to t9 of (a) and (b), respectively, and the waveform of (c) is shown by comparing (a), (b) and (c). It turns out that it becomes a figure.
[0041]
That is, two sections Y in which the movement in the Y direction of the X direction operation shaft 16 becomes zero. 0 Since the planetary gear 7 continues to revolve inside the X-direction operating shaft 16, 1 -R 2 ) In the X direction while maintaining a certain position, and similarly, the two sections X in which the movement of the X direction operating shaft 16 in the X direction becomes zero. 0 Since the planetary gear 7 continues the revolving motion even inside, the X-direction operating shaft 16 is (R 1 -R 2 ) Is moved in the Y direction while holding a certain position. As a result, as shown in (c), the X-direction operating shaft 16 is 2 (R 1 -R 2 ) Is swung on a trajectory that draws a substantially square with one side. Actually, the eccentric distance R 2 (1/8-1/9) x R 1 2, the movement locus of the X-direction operating shaft 16 is not an accurate square as shown in FIG. 2C, but a substantially square similar to the square, but in the embodiment, for convenience of explanation It is illustrated with an exact square.
[0042]
The X-direction drive unit 5 operates in the X direction only by rotating the internal gear 3 continuously at a constant speed and by causing the planetary gear 7 to perform continuous rotational movement while maintaining a rotational balance between rotation and revolution. The shaft 16 can be swung with a substantially square movement trajectory. For this reason, the X-direction drive unit 5 has a configuration in which continuous rotational motions are combined, unlike the configuration using the cam mechanism, and hence the excitation force accompanying the inertial force is not generated, so the turning speed is sufficiently increased. It becomes possible.
[0043]
In the X-direction drive unit 5, the internal gear 3 meshing with the planetary gear 7 is rotated in the direction opposite to the rotation direction of the planetary gear 7, so that the rotation speed of the planetary gear 7 becomes three times the revolution speed. As a result, the X-direction operating shaft 16 can be moved while the gear ratio between the internal gear 3 and the planetary gear 7 is set to 2: 1, that is, using the planetary gear 7 having a relatively large diameter. It is possible to turn around a nearly square trajectory. Therefore, since the X-direction operating shaft 16 is provided in the planetary gear 7 having a relatively large diameter and sufficient strength, it is possible to reliably apply a moving force in the X direction to the nozzle support plate 18. it can.
[0044]
Next, the operation of the winding device will be described. As shown in FIG. 3, the motor stator core 24 is installed at a predetermined position with respect to the nozzle 23 in a state where the core pieces 27 are linearly arranged. The stator core 24 has a structure that is divided into each core piece 27 from the center line of the slot 28 to the center line of the slot 28 adjacent thereto. Is connected to the adjacent core piece 27 via a thin hinge portion 29 so as to be bendable. The stator core 24 is assembled into a circular shape after the teeth 30 are wound.
[0045]
If the stator core 24 is disposed at the above position, the two drive gears 4 of the Y-direction drive unit 6 start to be rotated by the drive pulley 9, and the rotation of the drive gear 4 is transmitted to the internal gear 3 via the external gear 2. At the same time, the planetary gear 7 of the X-direction drive unit 5 starts to revolve by the drive pulley 12. As a result, the Y-direction operating shaft 17 provided in the drive gear 4 is rotated integrally with the drive gear 4 to move the nozzle support plate 18 only in the Y direction via the Y-direction passive guide hole 21, The X-direction operating shaft 16 provided in the planetary gear 7 is swung to draw a substantially square locus as described above by the revolution and rotation of the planetary gear 7 and passes through the X-direction passive guide hole 22. The nozzle support plate 18 is moved only in the X direction.
[0046]
That is, the nozzle support plate 18 allows the displacement in the X direction of the Y-direction operating shaft 17 that rotates in a circular path to be allowed to escape along the Y-direction passive guide hole 21 extending in the X direction, and in the Y direction. The movement in the Y direction is received in the Y-direction passive guide hole 21 and moved in the Y direction, and the movement in the Y direction of the X-direction operating shaft 16 that pivots in a substantially square locus extends in the Y direction. It is allowed to escape along the passive guide hole 22, and only the movement in the X direction is received by the X direction passive guide hole 22 and is displaced in the X direction. In other words, the nozzle support plate 18 combines the maximum amount of movement in the Y direction of the Y direction operation shaft 17 as a stroke in the Y direction and the maximum amount of movement in the X direction of the X direction operation shaft 16 as a stroke in the X direction. It can be said that it acts on. This point will be described with reference to FIGS.
[0047]
FIG. 7 shows a circular movement locus C of the Y-direction operating shaft 17. y And a substantially square movement locus C of the X-direction operating shaft 16 x And both of these movement trajectories C y , C x The movement locus C of the specific part H of the nozzle support plate 18 synthesized with xy It is explanatory drawing which shows. Now, the movement trajectory of the specific portion H of the nozzle support plate 18 will be described with the state where the X-direction operation shaft 16 and the Y-direction operation shaft 17 are present at the lowest positions shown in FIG. The specific portion H at the initial position of the nozzle support plate 18 is set at the center of the Y-direction operating shaft 17 at the initial position for convenience of explanation. In the initial position, the X-direction passive guide hole 22 and the Y-direction passive guide hole 21 of the nozzle support plate 18 and the X-direction operating shaft 16 and the Y-direction operating shaft 17 are relatively positioned as shown in FIG. It is in a positional relationship.
[0048]
When the drive gear 4 and the planetary gear 7 are rotated and revolved by 90 ° from the initial position, respectively, in FIG. 7, the X-direction operating shaft 16 is directed leftward from the initial position along the X direction (R 1 -R 2 ) / 2 and then move upward along the Y direction (R 1 -R 2 ) / 2 and move P x1 Move to the position. On the other hand, the Y-direction operating shaft 17 rotates and moves in the direction of the arrow from the initial position to y1 Move to the position. Where P x1 And P y1 Is the same position in the Y direction. Therefore, the specific position H of the nozzle support plate 18 is directed to the left in the X direction when the X-direction passive guide hole 22 is pushed by the X-direction operating shaft 16 (R 1 -R 2 ) / 2 is moved, and the Y-direction passive guide hole 21 is pushed by the rotating Y-direction operating shaft 17 to move P in the Y-direction upward. y1 Is moved up to a position corresponding to xy P along x1 Moved to. At this time, the X-direction passive guide hole 22 and the Y-direction passive guide hole 21 of the nozzle support plate 18 and the X-direction operating shaft 16 and the Y-direction operating shaft 17 are in a relative positional relationship as shown in FIG. It becomes.
[0049]
When the drive gear 4 and the planetary gear 7 are further rotated and revolved by 90 °, respectively, in FIG. x1 Toward the top along the Y direction (R 1 -R 2 ) / 2 and then move to the right along the X direction (R 1 -R 2 ) / 2 and move P x2 Move to. On the other hand, the Y-direction operating shaft 17 is at the position P y1 To move in the direction of the arrow y2 Move to. Where P x2 And P y2 Is the same position in the X direction. Therefore, the specific position H of the nozzle support plate 18 is set such that the Y-direction passive guide hole 21 is pushed by the rotating Y-direction operating shaft 17 and the upper P-direction of P y2 And the X-direction passive guide hole 22 is pushed by the X-direction operating shaft 16 and directed to the right in the X direction (R 1 -R 2 ) / 2 to move the movement trajectory C xy P along x2 Moved to. At this time, the X-direction passive guide hole 22 and the Y-direction passive guide hole 21 of the nozzle support plate 18 and the X-direction operating shaft 16 and the Y-direction operating shaft 17 are in a relative positional relationship as shown in FIG. It becomes.
[0050]
When the drive gear 4 and the planetary gear 7 are further rotated and revolved by 90 °, respectively, in FIG. x2 To the right along the X direction (R 1 -R 2 ) / 2 and then move downward along the Y direction (R 1 -R 2 ) / 2 and move P x3 Move to. On the other hand, the Y-direction operating shaft 17 is at the position P y2 To move in the direction of the arrow y3 Move to. Where P x3 And P y3 Is the same position in the Y direction. Therefore, the specific position H of the nozzle support plate 18 is set such that the Y-direction passive guide hole 21 is pushed by the rotating Y-direction operating shaft 17 and the lower P-direction of the Y-direction operation shaft 17. y3 And the X-direction passive guide hole 22 is pushed by the X-direction operating shaft 16 and directed to the right in the X-direction (R 1 -R 2 ) / 2 to move the movement trajectory C xy P along x3 Moved to. At this time, the X-direction passive guide hole 22 and the Y-direction passive guide hole 21 of the nozzle support plate 18 and the X-direction operating shaft 16 and the Y-direction operating shaft 17 are in a relative positional relationship as shown in FIG. It becomes.
[0051]
When the drive gear 4 and the planetary gear 7 are further rotated and revolved by 90 °, respectively, the X-direction operation shaft 16 and the Y-direction operation shaft 17 both return to the initial positions, so that the specific position H of the nozzle support plate 18 rotates. The Y-direction passive guide hole 21 is pushed by the Y-direction operation shaft 17 to be pushed down to a position corresponding to the initial position below the Y-direction, and the X-direction passive guide hole 22 is pushed by the X-direction operation shaft 16 to To the left of the direction (R 1 -R 2 ) / 2 to move the movement trajectory C xy Is moved to the initial position. At this time, the X-direction passive guide hole 22 and the Y-direction passive guide hole 21 of the nozzle support plate 18 and the X-direction operating shaft 16 and the Y-direction operating shaft 17 are in a relative positional relationship as shown in FIG. It becomes.
[0052]
Therefore, as shown in FIG. 7, the nozzle support plate 18 has a substantially rectangular shape in which both ends of parallel lines having a predetermined interval larger than the short side of the rectangle that is the cross-sectional shape of the tooth portion 30 are connected by a substantially semicircular curve. Movement trajectory C xy The operation is controlled so as to continuously turn. The above movement trajectory C xy The stroke in the X direction is the distance R between the axis c1 of the internal gear 3 and the axis c2 of the planetary gear 7. 1 And the eccentric distance R of the X-direction operating shaft 16 with respect to the axis c2 of the planetary gear 7 2 The stroke in the Y direction can be set to an arbitrary value based on the distance between the axis of the drive gear 4 and the Y-direction operating shaft 17. In the winding device described above, the stroke in the X direction and the stroke in the Y direction are respectively set to predetermined values corresponding to the cross-sectional shape of the tooth portion 30 of the stator core 24 shown by a two-dot chain line in FIG. Thereby, in the said winding apparatus, as clear from FIG. 6 which shows GG sectional drawing of FIG. 3, conducting wire is respectively sent from the three nozzles 23 attached to the nozzle support plate 18 at predetermined equal intervals. The three teeth portions 30 can be wound at the same time.
[0053]
Each nozzle 23 is swung with a substantially rectangular movement trajectory corresponding to the cross-sectional shape of the tooth portion 30, unlike the conventional elliptical movement trajectory. The wire is wound around the tooth portion 30 without slacking in the middle of the winding, and the wire is easily wound on the average by aligning the wire with the tooth portion 30. Sex can be secured. Moreover, since the nozzle 23 moves up and down linearly along the Y direction (vertical direction), the nozzle 23 is prevented from interfering with the adjacent tooth portion 30 or a coil already wound around the tooth portion 30. Thereby, it can wind so that the coil occupation rate in the slot 28 may be raised further.
[0054]
The most significant feature of the winding device is that the X-direction operating shaft 16 is swung in a substantially square locus only by causing the planetary gear 7 to perform continuous rotational movement while maintaining a rotational balance between rotation and revolution. The X-direction drive shaft 16 and the Y-direction drive shaft 16 are combined with the Y-direction drive portion 6 provided with the Y-direction operation shaft 17 and the Y-direction drive portion 6 including the drive gear 4 that continuously rotates at a constant speed. The directional operation shaft 17 is inserted into the X direction passive guide hole 22 and the Y direction passive guide hole 21 of the nozzle support plate 18, respectively, so that the nozzle support plate 18 is pivoted and moved in a substantially rectangular locus. Thus, since it is a combination of only rotary motions, no excitation force accompanying inertial force is generated as in a conventional winding device using a cam mechanism. Further, the nozzle support plate 18 is light in weight because it only combines the movements of the X-direction operating shaft 16 and the Y-direction operating shaft 17.
[0055]
In addition, unlike the conventional winding device in which the guide structure in the X direction is provided in association with the guide structure in the Y direction, the nozzle support plate 18 transmits power from the X direction operation shaft 16 and the Y direction operation shaft 17. Therefore, the holding force of the nozzle support plate 18 by the holding bodies 19 and 20 is the resistance when the nozzle support plate 18 is swung. It hardly acts as a load.
[0056]
In addition, since the winding device moves linearly in the Y direction, and then swings and moves so as to make a U-turn in a locus that draws a substantially semicircular curve and reversely changes the moving direction with respect to the Y direction, For example, the moving direction in the vertical direction can be changed while smoothly making a U-turn as compared with the case of turning with an accurate rectangular trajectory, and the turning speed can be further increased from this point.
[0057]
As a modification of the above-described embodiment, instead of the Y-direction drive unit 6, a rectangular locus that is substantially larger than the rectangle that is the movement locus of the X-direction drive unit 5, that is, one side corresponding to a stroke in the Y direction. It is also possible to provide a Y-direction drive unit that pivots and moves the Y-direction operating shaft along a rectangular trajectory, and the nozzle 23 can be swung along an accurate rectangular trajectory. However, in the case of this configuration, after moving linearly in the Y direction, the direction is changed in the substantially orthogonal direction, so that the U-turn is traced in a substantially semicircular curve as in the above embodiment. Compared with the case, the smoothness at the time of movement is slightly inferior.
[0058]
Further, as apparent from the description of FIGS. 7 and 8, each pair of the X-direction operation shaft 16 and the Y-direction operation shaft 17 is disposed on a diagonal line in the nozzle support plate 18 and has a substantially square locus. The X-direction operating shaft 16 that pivots in the direction moves in the vertical direction following the movement in the vertical direction of the Y-direction operating shaft 17, and presses and moves the nozzle support plate 18 when moving in the X direction. It is like that. That is, the vertical movement along the Y direction of the X direction operation shaft 16 functions to correct the displacement of the center of gravity of the nozzle support plate 18 in the Y direction by the Y direction operation shaft 17. In other words, the load point acting as a load from the X direction operation shaft 16 to the nozzle support plate 18 approaches the position of the center of gravity of the nozzle support plate 18 that is displaced by moving the nozzle support plate 18 up and down by the Y direction operation shaft 17. It is like that. Thereby, the nozzle support plate 18 is advantageous in terms of strength, and can be further reduced in weight.
[0059]
As described above, the nozzle support plate 18 as the actuated body can be made very light, and since it is operated only by a combination of rotational movements, no excitation force is generated. The moving speed (turning speed) of the turning motion can be significantly increased. Incidentally, when the measured values are shown, when the strokes in the X direction and the Y direction are set to 24 mm and 80 mm, respectively, the conventional winding device has a turning speed of 900 rpm to 1200 rpm. In the wire device, it was confirmed that the turning speed could be increased to about 3000 rpm.
[0060]
Moreover, in the said winding apparatus, the drive gear 4 which is a component of the Y direction drive part 6 is utilized as a drive source of the gear body 1 provided with the external gear 2 and the internal gear 3 in the X direction drive part 5. . Thus, in this winding device, in addition to further simplifying the configuration, the drive gear 4 and the gear body 1 can be accurately interlocked, and the Y-direction operating shaft 17 and the X-direction operating shaft 16 There is an advantage that positioning setting of the relative position becomes easy. Instead of the configuration in which the drive gear 4 and the gear body 1 are interlocked with a gear connection structure, the pair of gear bodies 1 and the pair of drive gears 4 are connected to each other through a belt connection structure. It is good also as a structure which transmits a rotational force.
[0061]
FIG. 9 shows the main part of the winding device according to the second embodiment of the present invention, (a) is a front view, (b) is a cross-sectional view taken along line AA of (a), In the figure, the same or equivalent parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, the configuration of the Y-direction drive unit 6 of the first embodiment is slightly changed, and the other configuration is substantially the same as that of the first embodiment. That is, in this embodiment, the distance from the axis c3 of the Y-direction operating shaft 17 in the Y-direction drive unit 6, that is, the rotational radius of the Y-direction operating shaft 17 is changed very easily, and the movement trajectory of the nozzle support plate 18 is changed. The object is to make it possible to smoothly adjust the long side of a substantially rectangular shape, that is, the stroke in the Y direction.
[0062]
The Y-direction drive unit 6 has a drive gear 4 on the front side and a drive pulley 9 on the rear side, and is centered on a main rotor 31 that is rotatably supported by a fixed member 34 via a bearing 33. The sub rotator 32 is rotatably inserted. The rotary disk portion 37 on the front surface side of the main rotating body 31 is formed with a guide groove 38 penetrating in the radial direction through the center portion, and on both sides of the bottom portion of the guide groove 38 along the outer side thereof. Thus, a retaining groove 39 is formed in communication. The guide groove 38 is slidably fitted with an adjustment block body 40 having guide rail portions 41 slidably fitted to the retaining groove portion 39 on both sides of the lower surface. A Y-direction operating shaft 17 that fits into the Y-direction passive guide hole 21 of the nozzle support plate 18 is implanted. Therefore, if the adjustment block body 40 is slid along the guide groove 38 in the direction of the arrow B, the rotation radius R of the Y-direction operating shaft 17 provided in the adjustment block body 40 will be described. Three Is varied within a predetermined range C.
[0063]
A guide pin 42 is fixed to the adjustment block body 40 so as to protrude rearward. On the other hand, an arc-shaped adjustment groove 44 as shown in FIG. 5A is formed in the rotary disc portion 43 provided on the front surface side of the sub-rotation body 32, and the adjustment groove 44 is arranged behind the adjustment block body 40. The protruding guide pin 42 is slidably fitted. Therefore, if the main rotating body 31 is rotated with the sub-rotating body 32 fixed, the guide pin 42 is displaced along the adjusting groove 44 as the main rotating body 31 rotates, so that the adjusting block body 40 is moved to the guide groove. 38, the relative position of the Y-direction operating shaft 17 with respect to the centers of the rotating bodies 31 and 32, that is, the radius of rotation of itself is varied. The sub rotator 32 is fixed to the casing 48 so as not to rotate by inserting the fixing pin 47, and the main rotator 31 loosens the fixing bolt 49 to form a gap 50 between the sub rotator 32 and the sub rotator 32. By doing so, it becomes possible to rotate around the sub-rotor 32 in the fixed state.
[0064]
Next, variable adjustment of the rotation radius of the Y-direction operating shaft 17 in the Y-direction drive unit 6 having the above-described configuration will be described. In the motor stator core 24, when the stack thickness is changed, the width dimension in the rectangular cross-sectional shape of the tooth portion 30 is generally constant, and the dimension in the longitudinal direction is generally changed corresponding to the stack thickness. Therefore, when the production lot changes in the winding process of the motor, the rotational radius of the Y-direction operating shaft 17 of the Y-direction drive unit 6 in the winding device is varied according to the longitudinal dimension of the teeth unit 30. It is necessary to adjust the Y direction stroke of the nozzle 23.
[0065]
In the winding device of the above-described embodiment, when the production lot changes, the fixing pin 47 is inserted to fix the auxiliary rotating body 32 to the housing portion 48 and set in a non-rotatable state. By loosening, the sub rotator 32 is displaced away from the main rotator 31, and a gap 50 is formed between the rotators 31, 32 so that the main rotator 31 can rotate around the fixed sub rotator 32. State.
[0066]
Next, when, for example, a servo motor (not shown) that is a rotational drive source of the Y-direction drive unit 6 is controlled to rotate by a set angle, the rotation of the servo motor is rotated via the belt 8 and the drive pulley 9 to the main rotor 31. Is transmitted to. In the adjustment block body 40 slidably fitted in the guide groove 38 of the rotated main rotor 31, the guide pin 42 slides along the adjustment groove 44 as the main rotor 31 rotates. As a result, it is slid along the guide groove 38 in the direction of arrow B. As a result, the Y-direction operating shaft 17 fixed to the adjustment block body 40 can change the relative position of the rotating disk portions 37 and 43 with respect to the centers of the rotating disk portions 37 and 43, that is, the turning radius, to a set value. Adjusted. At this time, since the Y-direction operating shaft 17 only slides in the Y-direction passive guide hole 21 and the nozzle support plate 18 is in a fixed state, the Y-direction operating shaft 17 is relative to the X-direction operating shaft 16. The positional relationship does not change.
[0067]
When the main rotating body 31 has been rotated by the set angle as described above, the fixing bolt 49 is tightened and the auxiliary rotating body 32 is pressed against the main rotating body 31 in a state where there is no gap 50. If the 31 and 32 are returned to a state where they can rotate integrally, and then the fixing pin 47 is removed, the variable adjustment of the rotational radius of the Y-direction operating shaft 17 is completed.
[0068]
In the winding device of this embodiment, for example, as compared with a configuration in which the position of the Y-direction operating shaft is changed by means of selectively screwing into any of a plurality of screw holes arranged on a straight line. The servo motor can be rotated by a set rotation angle to adjust the rotation radius of the Y-direction working shaft 17 steplessly, and the Y-direction stroke can be changed to the cross-sectional shape of the tooth portion 30 of the stator core 24 to be manufactured. It can be set to an appropriate value that accurately corresponds. In addition, the position change of the Y-direction operating shaft 17 can be easily and quickly performed because it is only necessary to set a desired rotation angle in the servo motor. Moreover, since the position change of the Y direction operation shaft 17 is performed using a servo motor as a rotational drive source of the Y direction drive unit 6, a dedicated drive source is not required separately.
[0069]
FIG. 10 is a schematic front view of the winding device according to the third embodiment of the present invention, with a part thereof omitted. In FIG. 10, the same or equivalent parts as those in FIG. The duplicated explanation is omitted. In this winding device, a pair of Y-direction passive guide holes 21 having the same shape as that of the first embodiment are formed on the rectangular nozzle support plate 18 similar to that of the first embodiment. In addition to being formed in the vicinity, one X-direction passive guide hole 22 having the same shape as that of the first embodiment is formed at a position closer to the lower side of the central portion of the nozzle support plate 18.
[0070]
Similar to the first embodiment, the X-direction passive guide hole 22 has a gear body 1 having an external gear 2 and an internal gear 3 and a planetary gear 7 meshed with the internal gear 3. An X-direction operating shaft 16 provided in 5 is inserted in a slidable manner. The gear body 1 is rotationally driven by the drive gear 4 meshed with the external gear 2 in the same manner as in the first embodiment, but the drive gear 4 is used as a dedicated rotational drive source for the X-direction drive unit 5. It is provided, and the Y-direction operating shaft 17 as in the first embodiment is not provided.
[0071]
Further, the Y-direction operating shaft 17 provided in the vicinity of the peripheral end of the rotating body 51 is slidably inserted into the pair of Y-direction passive guide holes 21. Therefore, the pair of left and right Y-direction drive units 6 is constituted by a rotator 51 and a rotation drive source (not shown) that drives the main rotator 31 to rotate in conjunction with the drive gear 4 of the X-direction drive unit 5. ing.
[0072]
In this embodiment, only a single X-direction drive unit 5 is provided. However, the nozzle support plate 18 is regulated in the moving direction by a pair of Y-direction operation shafts 17 and one X-direction operation shaft 16, so that the first It is swung around a substantially rectangular locus exactly the same as in the embodiment. However, since the load applied to the X-direction operating shaft 16 and the X-direction drive unit 5 is slightly larger than that in the first embodiment, the turning speed of the nozzle support plate 18 is reduced by that amount. There is an advantage that can be greatly simplified. Contrary to this embodiment, the left and right pairs of the X-direction drive unit 5 and the single Y-direction drive unit 6 are provided, and the nozzle support plate 18 is similarly swung around a substantially rectangular locus. Needless to say, you can.
[0073]
In each of the above embodiments, the winding device for forming the motor coil has been described as an example. However, the present invention is not limited to the motor, and is applicable to most uses for winding a wire. Can do.
[0074]
【The invention's effect】
As described above, according to the winding device of the present invention, it is only necessary to hold the nozzle support plate in a movable state in any direction so that power transmission can be received by the X direction operation shaft and the Y direction operation shaft. Therefore, unlike the conventional winding device, the guide structure in the X direction is provided in association with the guide structure in the Y direction, and the guide structure can be made extremely light. Further, the X-direction drive unit and the Y-direction drive unit need only be controlled so as to move the X-direction operation shaft and the Y-direction operation shaft by a predetermined distance in their corresponding directions. Unlike a configuration in which a linear reciprocating motion exists using a cam mechanism such as a conventional winding device, the excitation force associated with the inertial force can be reduced. Does not occur. Therefore, in this winding device, it is possible to sufficiently increase the turning speed when the nozzle is turned on a substantially rectangular movement locus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front view of a winding device according to a first embodiment of the present invention, partially excluded.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line FF in FIG.
FIG. 4 (a) shows the change in the relative position in the Y direction relative to the axis of the internal gear of the planetary gear that revolves around the axis of the internal gear of the X direction drive unit of the winding device same as above, and rotation. (B) is a waveform diagram showing a change in the movement of the X direction operation shaft in the Y direction, and (c) is a waveform diagram showing a change in the movement of the X direction operation shaft in the Y direction. The waveform diagram which shows the movement speed to the Y direction of a X direction operation axis | shaft, (d) is a waveform diagram which shows the change of the acceleration to the Y direction of a X direction operation axis.
5A is a waveform diagram showing a change in a movement position in the Y direction of an X direction working shaft, FIG. 5B is a waveform diagram showing a change in a movement position in the X direction of an X direction working shaft, and FIG. The waveform part which shows the movement position in a X direction action axis | shaft and a Y direction action axis | shaft.
6 is a cross-sectional view taken along line GG in FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a movement trajectory of a Y-direction operation axis, a movement trajectory of an X-direction operation axis, and a movement trajectory of a nozzle support plate obtained by synthesizing both the movement trajectories in the winding device same as above.
FIGS. 8A to 8D are schematic front views sequentially showing a process in which the nozzle support plate performs one turn in the winding device same as above.
FIG. 9 is a front view showing a main part of a winding device according to a second embodiment of the present invention, and a sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 10 is a schematic front view showing a winding device according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Gear body (rotating body)
3 Internal gear
4 Drive gear (rotating body)
5 X direction drive part
6 Y-direction drive unit
7 Planetary gear
16 X direction operating shaft
17 Y-direction operating shaft
18 Nozzle support plate
19, 20 holder
21 Y-direction passive guide hole
22 X direction passive guide hole
23 nozzles
31 Main rotating body
32 Sub-rotary body
38 Guide groove
40 Adjustment block body
42 Guide pin
44 Adjustment groove
47 Fixing pin (fixing member)
49 Fixing bolt (engaging member)

Claims (8)

線材を先端から繰り出すノズルと、
前記ノズルが取り付けられて、互いに直交するＸ方向およびＹ方向にそれぞれ延びる長孔状のＹ方向受動用ガイド孔およびＸ方向受動用ガイド孔が少なくとも計３個形成されたノズル支持プレートと、
前記ノズル支持プレートをＸ方向およびＹ方向の任意の方向に移動可能に保持する保持体と、
前記Ｘ方向受動用ガイド孔およびＹ方向受動用ガイド孔にそれぞれ摺接自在に挿通されたＸ方向作動軸およびＹ方向作動軸と、
前記Ｘ方向作動軸をＸ方向に所定のストロークで移動制御するＸ方向駆動部およびＹ方向作動軸をＹ方向に所定のストロークで移動制御するＹ方向駆動部とを備え、
前記Ｘ方向受動用ガイド孔は、前記Ｘ方向作動軸のＹ方向への移動を許容し、且つＸ方向の移動分のみを受けて前記ノズル支持プレートをＸ方向に移動させる孔形状を有するとともに、前記Ｙ方向受動用ガイド孔は、前記Ｙ方向作動軸のＸ方向の移動を許容し、且つＹ方向の移動分のみを受けて前記ノズル支持プレートをＹ方向に移動させる孔形状を有し、
前記Ｘ方向駆動部およびＹ方向駆動部はそれぞれ、前記Ｘ方向作動軸およびＹ方向作動軸に対して、前記ノズル支持プレートを介して前記ノズルをほぼ長方形の軌跡で旋回移動させる所定のタイミングでＸ方向およびＹ方向に向け所定の距離だけ移動させる作動制御を行うように構成されていることを特徴とする巻線装置。A nozzle that feeds the wire from the tip;
A nozzle support plate on which a total of at least three Y-direction passive guide holes and X-direction passive guide holes that are attached to the nozzles and extend in the X and Y directions perpendicular to each other are formed;
A holding body that holds the nozzle support plate so as to be movable in any direction of the X direction and the Y direction;
An X-direction operation shaft and a Y-direction operation shaft that are slidably inserted into the X-direction passive guide hole and the Y-direction passive guide hole, respectively;
An X-direction drive unit that controls the movement of the X-direction operation shaft in the X direction with a predetermined stroke; and a Y-direction drive unit that controls the movement of the Y-direction operation shaft in the Y direction with a predetermined stroke;
The X-direction passive guide hole has a hole shape that allows the X-direction operating shaft to move in the Y-direction and moves only the X-direction movement to move the nozzle support plate in the X-direction. The Y-direction passive guide hole has a hole shape that allows movement in the X direction of the Y-direction operation shaft and moves the nozzle support plate in the Y direction by receiving only movement in the Y direction.
The X-direction drive unit and the Y-direction drive unit are respectively set at a predetermined timing for rotating the nozzle in a substantially rectangular locus via the nozzle support plate with respect to the X-direction operation axis and the Y-direction operation axis. A winding device, characterized in that it is configured to perform an operation control to move a predetermined distance in the direction and the Y direction. Ｘ方向駆動部およびＹ方向駆動部のうちの一方は作動軸を円形の軌跡で連続的に回転移動させ、且つ他方は作動軸をほぼ正方形の軌跡で連続的に旋回移動させるように構成されている請求項１に記載の巻線装置。One of the X-direction drive unit and the Y-direction drive unit is configured to continuously rotate and move the operating shaft with a circular locus, and the other is configured to continuously rotate and move the operating shaft with a substantially square locus. The winding device according to claim 1. Ｘ方向駆動部およびＹ方向駆動部は、作動軸をそれぞれ同一の回転数および旋回数で、且つ互いにほぼ同方向に向けて移動するよう同期して作動させるように構成されている請求項２に記載の巻線装置。The X-direction drive unit and the Y-direction drive unit are configured to operate synchronously so that the operation shafts move in substantially the same direction with respect to each other at the same rotation speed and rotation speed, respectively. The winding device described. Ｘ方向駆動部およびＹ方向駆動部のうちの一方は、一面に設けられた作動軸を円形の移動軌跡で、且つ一定速度で連続的に回転駆動する回転体からなり、
前記Ｘ方向駆動部および前記Ｙ方向駆動部のうちの他方は、
一定速度で回転される内歯車と、
前記内歯車に噛合されて自転しながら、前記内歯車に対しこれの軸心回りで、且つ反対方向に公転される遊星歯車と、
前記遊星歯車の軸心に対し偏心した部位に設けられた作動軸とを備え、
前記遊星歯車と前記内歯車の歯車比が１対２に設定され、且つ前記内歯車が前記遊星歯車の公転の回転速度と同一の回転速度で回転されて、前記遊星歯車の自転の回転速度が公転の回転速度の３倍に設定され、作動軸がほぼ正方形の軌跡で旋回移動される構成を有している請求項２または３に記載の巻線装置。One of the X-direction drive unit and the Y-direction drive unit is composed of a rotating body that continuously rotates and drives an operation shaft provided on one surface with a circular movement locus at a constant speed,
The other of the X direction drive unit and the Y direction drive unit is:
An internal gear rotated at a constant speed;
A planetary gear that revolves around the axis of the internal gear and in the opposite direction while rotating in mesh with the internal gear;
An operating shaft provided at a portion eccentric to the axis of the planetary gear,
The gear ratio of the planetary gear and the internal gear is set to 1: 2, and the internal gear is rotated at the same rotational speed as the revolution speed of the planetary gear, so that the rotational speed of the planetary gear rotates. The winding device according to claim 2 or 3, wherein the winding device is configured to be set to three times the rotational speed of revolution, and the operating shaft is pivotally moved along a substantially square locus. ほぼ矩形状のノズル支持プレートに、各々２個一対のＸ方向受動用ガイド孔およびＹ方向受動用ガイド孔が、前記矩形状の対角線上の角部位置に配置して設けられている請求項１ないし４の何れかに記載の巻線装置。2. A substantially rectangular nozzle support plate is provided with two pairs of X-direction passive guide holes and Y-direction passive guide holes arranged at corners on the rectangular diagonal line. Thru | or 4 the winding apparatus in any one. Ｘ方向駆動部およびＹ方向駆動部のうちの一方の回転体および他方の内歯車を備えた回転体とが、同一回転駆動源の回転力をベルト連結構造またはギャ連結構造により伝達されて、互いに同一の回転速度で回転されるようになっている請求項４または５に記載の巻線装置。One of the X-direction drive unit and the Y-direction drive unit and the rotary body having the other internal gear are transmitted with the rotational force of the same rotational drive source by the belt coupling structure or the gear coupling structure. The winding device according to claim 4 or 5, wherein the winding device is rotated at the same rotation speed. Ｘ方向駆動部およびＹ方向駆動部のうちの一方は、
主回転体と、この主回転体の内部に設けられた副回転体と、前記主回転体と前記副回転体とを一体回転する結合状態と前記主回転体が前記副回転体回りに回転可能な結合解除状態とに切り換える係脱部材と、前記副回転体を回転不能状態に一時的に仮固定する固定部材と、Ｘ方向作動軸またはＹ方向作動軸が固設されて前記主回転体の径方向に延びるガイド溝に摺動自在に保持された調整ブロック体と、この調整ブロック体に突設されて前記副回転体の弧状の調整溝に摺動自在に係合されたガイドピンとを備え、
前記副回転体を固定状態に設定して前記主回転体を回転させることにより、前記ガイドピンが前記調整溝に沿いながら摺動して前記調整ブロック体を前記ガイド溝に沿って移動させるように構成されている請求項２ないし６の何れかに記載の巻線装置。One of the X-direction drive unit and the Y-direction drive unit is
A main rotating body, a sub-rotating body provided inside the main rotating body, a combined state in which the main rotating body and the sub-rotating body rotate together, and the main rotating body can rotate around the sub-rotating body. An engagement / disengagement member for switching to an uncoupled state, a fixing member for temporarily fixing the auxiliary rotating body in a non-rotatable state, and an X-direction operating shaft or a Y-direction operating shaft are fixedly provided. An adjustment block body slidably held in a guide groove extending in the radial direction, and a guide pin projecting from the adjustment block body and slidably engaged with the arc-shaped adjustment groove of the auxiliary rotating body ,
By rotating the main rotating body with the auxiliary rotating body set in a fixed state, the guide pin slides along the adjusting groove so that the adjusting block body moves along the guide groove. The winding device according to any one of claims 2 to 6, wherein the winding device is configured. 主回転体が、Ｘ方向駆動部またはＹ方向駆動部の回転駆動源から回転伝達されるように構成されている請求項７に記載の巻線装置。The winding device according to claim 7, wherein the main rotating body is configured to transmit rotation from a rotation drive source of the X direction drive unit or the Y direction drive unit.
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