JP2010094002A - 巻線機 - Google Patents

Abstract

【課題】 送りピッチ調整機構を挟む形態で往復移動体と送り移動体とを重ね合わせて配置し、送り移動体により全ノズルを一括駆動するとともに、送りピッチ調整機構を介して各ノズルに送り駆動力を分配することによって、送りピッチ調整機構に高精度の直線状案内部材を配設するのも容易で、送り移動精度を長期にわたり高度に維持できる巻線機を提供する。
【解決手段】 ワーク回転用モータ１１と割出回転軸１２とによりワークホルダ１３が第一方向ωへ可逆回転するとともに、ノズル昇降用モータ２１とタイミングベルト２２とにより昇降定盤２３とノズル保持枠３３とが一体的に第二方向Ｚへ昇降する。このとき、ノズル送り用モータ３１とねじ送り機構３２とによりノズル保持枠３３が昇降定盤２３に対して第三方向Ｘへボールねじ３２ａの送りピッチにて送り移動すると、各ノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒが動力分配機構５０を介して送りピッチで互いに同期してノズル送り方向へ送り移動する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、多極電機子（例えばモータのステータコア）用ワークの各極にコイル形成用の線材を巻き付けるための巻線機に関する。

レゾルバ等の回転角度検出機器や電動機、発電機等の回転式電気機械に備えられる多極電機子用のワーク（以下、単にワークともいう）には、リング状のヨーク部から半径方向外側に向けて放射状に突出する複数の極が形成されたアウタコアタイプ（アウタロータタイプやインナステータタイプともいう）と、同じく半径方向内側に向けて複数の極が形成されたインナコアタイプ（インナロータタイプやアウタステータタイプともいう）とがある。例えばアウタコアタイプのワークに巻線する場合、ワークの割り出し回転をするワーク回転用モータと、巻き付け用線材（ワイヤ）が繰り出されるノズルの上下移動を行うノズル昇降用モータとを個々に駆動し、ノズルがワークの極の周りを相対的に周回移動する間に、ノズルの送り移動を行うノズル送り用モータを駆動して送りをかけることによって行われるのが一般的である。すなわち、ワークはその中心軸線周りに往復回転移動し、ノズルはワークの中心軸線方向に往復直線移動するとともにワークの半径方向に送り移動することで、線材が各極に連続的に巻き付けられる。本明細書では、このような巻線方法（巻線機）をノズル・ワーク駆動式と呼ぶこととする。

ところで、例えば３相電動モータ用のアウタコアタイプのワークに対してノズル・ワーク駆動式で巻線する際に、各相に対応する３個のノズルで（通常は隣接する３極に対して）同時に巻線すれば、各極への巻線を短時間で能率よく行うことができる。このとき、各極への巻線に隙間を生じないように、３個のノズルは放射状に突出する各極の突出方向（すなわちノズルの軸線方向）に沿って等しい送りピッチでそれぞれ送り移動する必要がある。そのために、従来では、ノズル送り用モータの送り駆動力はセンターノズルへのみ伝達され、その後にカム部材等の送りピッチ調整機構を介して送り駆動力がセンターノズルからサイドノズルへ分配されるとともに、各ノズルの送りピッチが等しくなるように調整される（特許文献１参照）。

特開２０００−３１６２６０号公報

特許文献１によれば、カム部材等の送りピッチ調整機構によって各ノズルの送りピッチを揃えることができる。しかし、各ノズルの送りピッチ（送り移動精度）を厳密に一致させるにはカム部材等の寸法精度を長期にわたり高度に維持する必要があり、高価な材料に高精度の加工を施すことによって、製造コスト・維持コストの高騰を招くおそれがある。また、特許文献１では、スライド部材等の往復移動体の上方にカム部材等の送りピッチ調整機構が配置されているだけなので、肝心の送りピッチ調整機構がむき出し状態となるため、他物に接触したり塵埃が侵入したりすると各ノズルの送りピッチ（送り移動精度）に狂いを生じやすくなる。さらに、特許文献１では、ノズル送り用モータの送り駆動力はセンターノズルへのみ伝達され、その後にカム部材等の送りピッチ調整機構を介して送り駆動力がセンターノズルからサイドノズルへ分配されるので、サイドノズルの送りピッチに誤差（送り移動精度の低下）が発生しやすくなる。

本発明の課題は、送りピッチ調整機構を挟む形態で往復移動体と送り移動体とを重ね合わせて配置し、送り移動体により全ノズルを一括駆動するとともに、送りピッチ調整機構を介して各ノズルに送り駆動力を分配することによって、送りピッチ調整機構に高精度の直線状案内部材を配設するのも容易で、送り移動精度を長期にわたり高度に維持できる巻線機を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記の課題を解決するために、本発明の巻線機は、
リング状のヨーク部から半径方向外側に向けて放射状に突出する複数の極が形成された多極電機子用ワークを、その中心軸線周りである第一方向に往復回転駆動するための第一駆動源と、
コイル形成用の線材を保持して巻線の対象となる極の突出方向に沿ってそれぞれ配置された複数のノズルを、一斉に前記中心軸線と平行な第二方向に往復直線駆動するための第二駆動源と、
前記複数のノズルを、前記ワークにおいて所定の半径方向である第三方向に所定の送りピッチで同期送り駆動するための第三駆動源と、
前記第一駆動源の駆動力が前記中心軸線に沿って配置された第一伝動機構を介して伝達されることによって、前記第一方向への往復回転移動のみ可能である往復回転体と、
前記第二駆動源の駆動力が前記第二方向に沿って配置された第二伝動機構を介して伝達されることによって、前記第二方向への往復直線移動のみ可能である往復移動体と、
その往復移動体と一体となって前記第二方向への往復直線移動が可能であるとともに、前記第三駆動源の駆動力が前記第三方向に沿って配置された第三伝動機構を介して伝達されることによって、前記送りピッチにて前記第三方向への送り移動が可能である送り移動体と、
前記第三駆動源から前記送り移動体に伝達された送り駆動力を各ノズルの軸線方向となるノズル送り方向に分配して前記送りピッチで各ノズルが等しく送り移動するように調整する送りピッチ調整機構と、
を備え、
さらに、前記往復移動体と送り移動体とは、前記送りピッチ調整機構をそれらの間に挟む形態で前記第二方向に重ね合わせて配置され、
前記第一駆動源と第一伝動機構とにより前記往復回転体が前記第一方向へ往復回転移動するとともに、前記第二駆動源と第二伝動機構とにより前記往復移動体と送り移動体とが一体的に前記第二方向へ往復直線移動することによって、各ノズルが前記ワークの対応する各極の周りに相対的な周回移動を行うとき、
前記第三駆動源と第三伝動機構とにより前記送り移動体が前記往復移動体に対して前記第三方向へ前記送りピッチにて送り移動するに伴い、前記各ノズルが前記送りピッチ調整機構を介して前記送りピッチで互いに同期して前記ノズル送り方向へ送り移動することによって、前記線材を電気的絶縁状態で連続的に巻き付けて巻線部を各極同時に形成することを特徴とする。

このように、送りピッチ調整機構（例えば動力分配機構）を挟む形態で往復移動体（例えば昇降定盤）と送り移動体（例えばノズル保持枠）とを重ね合わせて配置することによって、送りピッチ調整機構に高精度の直線状案内部材を配設するのも容易となる。これにより、製造コスト・維持コストを抑制しつつ複数（例えば３個）のノズルの送りピッチ（送り移動精度）を、例えば線材の線径に等しく設定し、かつ長期にわたり高度に維持できる。また、送りピッチ調整機構がむき出し状態となって他物に接触したり塵埃が侵入したりするのを防止でき、各ノズルの送りピッチ（送り移動精度）に狂いを生じにくくなる。さらに、第三駆動源（例えばノズル送り用モータ）から送り移動体に伝達された送り駆動力により全ノズルを一括駆動するとともに、送りピッチ調整機構を介して各ノズルに送り駆動力を分配することによって、全ノズルの送りピッチに誤差（送り移動精度の低下）が発生しにくくなり、送り移動精度を長期にわたり高度に維持できる。

このようなノズル・ワーク駆動式巻線機では、一般的に、ワークの中心軸線（ワーク軸線）が鉛直方向となるように配置されているので、第二方向は鉛直方向、第三方向及びノズル送り方向は水平方向となる。ただし、ワークの中心軸線を水平方向や斜め方向に配置してもよい。なお、複数のノズルは偶数であってもよいが、奇数のノズルで構成するときには、中央に位置する中央ノズルの軸線方向に沿って送り移動体を送り駆動することにより作動バランスがとりやすくなる。また、ノズル・ワーク駆動式巻線機において、第一〜第三駆動源にそれぞれ電動モータを用いる場合、「第一伝動機構」には割出回転軸等が用いられ、「第二伝動機構」にはタイミングベルト等が用いられ、「第三伝動機構」にはねじ送り機構等が用いられることが多い。このような場合、「往復回転体」をワークホルダ、「往復移動体」を昇降定盤、「送り移動体」をノズル保持枠、「送りピッチ調整機構」を高精度の直線状案内部材でそれぞれ構成することもできる。

上記のようなノズル・ワーク駆動式巻線機において、
複数のノズルは奇数で構成されるとともに、第三伝動機構は送り移動体を第三方向へ送りピッチにて送り移動するためのねじ送り機構を含み、
第二方向から見て、ねじ送り機構の軸線は、ワークの中心から放射状に配置された複数のノズルのうちいずれかのノズルの軸線方向に一致して配置されていることが望ましい。

これによって、ねじ送り機構（例えばボールねじ等のねじ部材）と送りピッチ調整機構（例えば高精度の直線状案内部材）とにより、精細な送りピッチで直接的に各ノズルを送り移動できるので、全ノズルの送り移動精度の向上を図ることができる。

その場合、第二方向から見て、ねじ送り機構の軸線は、中央に位置することとなる中央ノズルの軸線方向に一致して配置されていることがさらに望ましい。

これによって、特に中央ノズルより外側に位置する外方ノズルの送り移動精度をさらに向上させることができる。

中央ノズルの軸線を基準軸線と定め、その基準軸線と外側に位置する残余の外方ノズルのうちのいずれかの軸線とが等長の２辺を構成する二等辺三角形を想定したとき、
送りピッチ調整機構は、二等辺三角形の等長２辺及び底辺に沿ってそれぞれ配置されたピッチ調整用直線状案内部材を含むことができる。

また、複数のノズルが３個で構成される場合には、
中央ノズルの軸線を基準軸線と定め、その基準軸線を共有し、かつその基準軸線と両外側に位置する外方ノズルの軸線とが各々等長となる３辺を構成する、互いに合同な２つの二等辺三角形を想定したとき、
送りピッチ調整機構は、２つの二等辺三角形を構成する等長３辺及び各底辺に沿ってそれぞれ配置されたピッチ調整用直線状案内部材を含むことができる。

このようにして送りピッチ調整機構にピッチ調整用直線状案内部材を設けることによって、各ノズルの送り移動精度が一層向上し、円滑な送り移動が可能となる。なお、「ピッチ調整用直線状案内部材」として、直線状レールと直線状キャリッジとの間に複数の転動体（ボール又はころ）を介在させた“ＬＭガイド”（ＴＨＫ株式会社登録商標）等の直線ガイドを用いることによって、高精度の直線状案内部材を構成することができる。

第二方向に重ね合わせて配置された往復移動体と送り移動体との間には、第二方向へ往復直線移動する往復移動体に対して送り移動体を第三方向に送り移動可能とするために、第二方向から見てねじ送り機構の軸線を挟んで両側に（各々等しい距離を隔てて離間する形態で）、第三方向に沿って送り移動用直線状案内部材を互いに平行状に配置することができる。

このようにして往復移動体と送り移動体との間に送り移動用直線状案内部材を設けることによって、特に外側に位置する外方ノズルの送り移動精度が一層向上し、円滑な送り移動が可能となる。なお、「送り移動用直線状案内部材」として、直線状レールと直線状キャリッジとの間に複数の転動体（ボール又はころ）を介在させた“ＬＭガイド”（ＴＨＫ株式会社登録商標）等の直線ガイドを用いることによって、高精度の直線状案内部材を構成することができる。

一方、第二伝動機構と第三伝動機構との間には、
第三方向へ送り移動する送り移動体に対して往復移動体を第二方向に往復直線移動可能とするために、第二方向から見てねじ送り機構の軸線を挟んで両側に（各々等しい距離を隔てて離間する形態で）、第二方向に沿って第二伝動用直線状案内部材が互いに平行状に配置される一方、
第二方向へ往復直線移動する往復移動体に対して送り移動体を第三方向に送り移動可能とするために、第二方向から見てねじ送り機構の軸線を挟んで両側に（各々等しい距離を隔てて離間する形態で）、第三方向に沿って第三伝動用直線状案内部材を互いに平行状に配置することができる。

このようにして第二伝動機構と第三伝動機構との間に第二伝動用直線状案内部材及び第三伝動用直線状案内部材を設けることによって、特に外側に位置する外方ノズルの送り移動精度が一層向上し、円滑な送り移動が可能となる。なお、「第二伝動用直線状案内部材」や「第三伝動用直線状案内部材」として、直線状レールと直線状キャリッジとの間に複数の転動体（ボール又はころ）を介在させた“ＬＭガイド”（ＴＨＫ株式会社登録商標）等の直線ガイドを用いることによって、高精度の直線状案内部材を構成することができる。

具体的には、第三駆動源の駆動力が第三伝動機構を介して伝達されることによって、送りピッチにて第三方向への送り移動のみ可能であり、かつ第二伝動機構と第三伝動機構とを連係するために、第二伝動用直線状案内部材と第三伝動用直線状案内部材とが互いに直交状に配置された連係機構を備え、
その連係機構は、自身が送り移動するに伴い第三伝動用直線状案内部材を介して送り移動体を第三方向へ（送りピッチにて）送り移動させる一方、第二伝動用直線状案内部材を介して送り移動体及び往復移動体の第二方向への往復直線移動を許容することができる。

このような連係機構を設けることによって、往復移動体及び送り移動体の第二方向（例えば鉛直方向）への往復直線移動と、送り移動体の第三方向（例えば水平方向）への送り移動とを連動させて、例えば各ノズルの昇降と送りとを同時かつ円滑に実行できる。また、第三駆動源（例えばノズル送り用モータ）をノズル・ワーク駆動式巻線機のベース体（フレーム部）に固定できるので、送り移動体及び往復移動体が第二方向へ往復直線移動する際に重量物である第三駆動源を移動させなくてすみ、送り駆動力のロスや送りピッチの誤差拡大等を防止できる。さらに、例えば連係機構を直角三角形状の補強板で構成し、直角を挟む２辺に第二伝動用直線状案内部材と第三伝動用直線状案内部材とを配置する場合には、連係機構により第二伝動機構及び第三伝動機構の構造を簡素化することができる。

（実施例）
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例を参照して説明する。図１は本発明に係る巻線機の一例を示す平面図、図２はその側面図、図３はその背面図である。図１〜図３に示すように、ノズル・ワーク駆動式巻線機（以下、単に巻線機ともいう）１００は、水平方向（前後方向及び左右方向）に延びるベース板１ａを含み、直方体箱形状のベースフレーム１（ベース部）と、主として鉛直方向（上下方向）に枠形成されてベースフレーム１に固定された固定フレーム２とを備えている。これらのフレーム１，２には、後述する多極電機子用ワーク（以下、単にワークともいう）６を鉛直方向に配置されたワーク軸線Ｏ１（ワーク６の中心軸線）周りである第一方向ωに往復回転運動させるための第一駆動系１０と、後述する複数（例えば３個）のノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒを一斉にワーク軸線Ｏ１と平行な第二方向Ｚ（鉛直方向）に往復直線運動させるための第二駆動系２０と、複数のノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒをワーク６の半径方向である第三方向Ｘ（前後方向）に所定の送りピッチで同期送り運動させるための第三駆動系３０とが設けられている。

図１１（ａ）に簡略化して示すように、ワーク６は、ワーク軸線Ｏ１を中心とする円環状のヨーク部６ｙから、半径方向外側に向けて所定の極隣接角θ（例えばθ＝１０°）毎に放射状に突出する複数（例えば３６個）の極６ｐを有する。このようなアウタコアタイプのワーク６は、例えばアウタロータタイプ（インナステータタイプともいう）の３相電動モータ（図示せず）に適用される。一方、３個のノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒ（代表して符号３で表す場合がある）は、コイル形成用の線材Ｗを保持して巻線の対象となる極６ｐの突出方向に沿って、上記極隣接角と等しいノズル交差角θ（ここではθ＝１０°）を有する形態で、それぞれ配置されている（図１参照）。

図１〜図３に戻り、第一駆動系１０は、ベース板１ａの下面に固定保持され、ワーク軸線Ｏ１周りの第一方向ωに可逆回転可能なワーク回転用モータ１１（第一駆動源）と、ワーク軸線Ｏ１と同心状に配置され、ワーク回転用モータ１１の駆動力が伝達されて周方向に位置決め回転するための割出回転軸１２（第一伝動機構）と、その割出回転軸１２の上端部に固定され、ワーク６を保持した状態でワーク軸線Ｏ１周りの第一方向ωに往復回転移動のみ可能であるワークホルダ１３（往復回転体）とを備えている。

また、第二駆動系２０は、固定フレーム２に固定保持され、可逆回転可能なノズル昇降用モータ２１（第二駆動源）と、第二方向Ｚに沿って配置され、ノズル昇降用モータ２１の駆動力が伝達されて第二方向Ｚに可逆往復移動するタイミングベルト２２（第二伝動機構）と、第二方向Ｚへの昇降（往復直線移動）のみ可能となるようにタイミングベルト２２と連接された昇降定盤２３（往復移動体）とを備えている。具体的には、タイミングベルト２２には、左右方向（ベース板１ａの表面において第三方向Ｘに直交する方向）に所定の幅を有する昇降枠２２ａ（第二伝動機構）が固定保持され、昇降定盤２３は昇降枠２２ａの上端部に固定保持されている。その昇降枠２２ａと固定フレーム２との間には、左右の昇降用直線ガイド２２ｂＬ，２２ｂＲ（昇降用直線状案内部材；第二伝動機構）が、後述するねじ送り機構３２の軸線Ｏ２を挟んで両側に各々等しい距離Ｌ０を隔てて離間する形態で、第二方向Ｚに沿って互いに平行状に配置されている（図３，図４参照）。

さらに、第三駆動系３０は、ベース板１ａの上面に固定保持され、可逆回転可能なノズル送り用モータ３１（第三駆動源）と、第三方向Ｘに沿って配置され、ノズル送り用モータ３１の送り駆動力が伝達されると所定の送りピッチ（例えば線材Ｗの線径）にて第三方向Ｘへ送り移動（螺進）するねじ送り機構３２（第三伝動機構）と、昇降定盤２３と一体となって第二方向Ｚへの昇降（往復直線移動）が可能であるとともに、ねじ送り機構３２の送りピッチにて第三方向Ｘへの送り移動が可能であるノズル保持枠３３（送り移動体）とを備えている。具体的には、ねじ送り機構３２は、ノズル送り用モータ３１に直結されたボールねじ３２ａ（ねじ部材；第三伝動機構）と、ボールねじ３２ａの可逆回転により螺進してノズル保持枠３３をワーク６に対して上記送りピッチにて進退（接近又は離間）移動させるナット３２ｂ（ねじ部材；第三伝動機構）とを有する（図４参照）。

次に、図４は第三駆動系を拡大して示す平面図、図５はその側面図、図６はその背面図である。図４に示すように、ねじ送り機構３２の軸線Ｏ２は、ワーク６の中心からノズル交差角θ（極隣接角；ここではθ＝１０°）の間隔で放射状に配置された３個のノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒのうち中央に位置することとなる中央ノズル３Ｃの軸線Ｏ２方向に一致して配置されている（図１参照）。

昇降定盤２３とノズル保持枠３３との間には、ねじ送り機構３２の軸線Ｏ２を挟んで両側に各々等しい距離Ｌ１を隔てて離間する形態で、第三方向Ｘに沿って送り移動用直線ガイド３４Ｌ，３４Ｒ（送り移動用直線状案内部材）が互いに平行状に配置されている（図７参照）。これによって、第二方向Ｚへ往復直線移動する昇降定盤２３に対して、ノズル保持枠３３が第三方向Ｘに送り移動可能となる。

図４〜図６に示すように、昇降枠２２ａとねじ送り機構３２との間には、ノズル送り用モータ３１の送り駆動力がねじ送り機構３２のナット３２ｂを介して伝達されることによって、ボールねじ３２ａの送りピッチにて第三方向Ｘへの送り移動のみ可能である連係機構４０が備えられている。連係機構４０は、左右一対の直角三角形状の補強板４１Ｌ，４１Ｒ（補強部材）を含み、昇降枠２２ａとねじ送り機構３２とを連係するために、直角を挟む２辺に第二伝動用直線ガイド４２Ｌ，４２Ｒ（第二伝動用直線状案内部材）と第三伝動用直線ガイド４３Ｌ，４３Ｒ（第三伝動用直線状案内部材）とがそれぞれ配置されている。

具体的には、図４に示すように、補強板４１Ｌ，４１Ｒは、ねじ送り機構３２の軸線Ｏ２を挟んで両側に各々等しい距離Ｌ２を隔てて離間する形態で、ベース板１ａの上方に立設されている。そして、補強板４１Ｌ，４１Ｒの前方側端面とノズル保持枠３３の後方側端面との間には、ねじ送り機構３２の軸線Ｏ２を挟んで両側に各々等しい距離Ｌ２を隔てて離間する形態で、第二方向Ｚに沿って第二伝動用直線ガイド４２Ｌ，４２Ｒが互いに平行状に配置されている（図５参照）。これによって、第三方向Ｘへ送り移動するノズル保持枠３３に対して、昇降定盤２３が第二方向Ｚに往復直線移動可能となる。

また、補強板４１Ｌ，４１Ｒの下方側端面とベース板１ａの上面との間には、ねじ送り機構３２の軸線Ｏ２を挟んで両側に各々等しい距離Ｌ２を隔てて離間する形態で、第三方向Ｘに沿って第三伝動用直線ガイド４３Ｌ，４３Ｒが互いに平行状に配置されている（図５参照）。これによって、第二方向Ｚへ往復直線移動する昇降定盤２３に対して、ノズル保持枠３３が第三方向Ｘに送り移動可能となる。なお、補強板４１Ｌ，４１Ｒの下方側端面を連結する連結板４４（連結部材）の下面側には、ねじ送り機構３２のナット３２ｂが固定されている（図５参照）。

したがって、補強板４１Ｌ，４１Ｒがねじ送り機構３２によって送り移動されると、第三伝動用直線ガイド４３Ｌ，４３Ｒを介してノズル保持枠３３を第三方向Ｘへボールねじ３２ａの送りピッチにて送り移動する。このとき、補強板４１Ｌ，４１Ｒは、第二伝動用直線ガイド４２Ｌ，４２Ｒを介してノズル保持枠３３及び昇降定盤２３の第二方向Ｚへの往復直線移動を許容する。

さらに、図７は送りピッチ調整機構を拡大して示す平面図、図８はその側面図、図９はその背面図である。図７〜図９に示すように、昇降定盤２３とノズル保持枠３３とは、動力分配機構５０（送りピッチ調整機構）をそれらの間に挟む形態で第二方向Ｚに重ね合わせて配置されている。動力分配機構５０は、ノズル送り用モータ３１からノズル保持枠３３に伝達された送り駆動力を各ノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒの軸線方向となるノズル送り方向に分配してボールねじ３２ａの送りピッチで各ノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒが等しく送り移動するように調整する（図４参照）。

ここでは図１０に示すように、３個のノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒのうち中央ノズル３Ｃの軸線（すなわち、ねじ送り機構３２の軸線）Ｏ２を基準軸線とし、基準軸線Ｏ２を共有し、かつその基準軸線Ｏ２と両外側に位置する外方ノズル３Ｌ，３Ｒの軸線Ｏ３とが各々等長となる３辺ＯＣ，ＯＬ，ＯＲを構成する、互いに合同な２つの二等辺三角形ＯＬＣ，ＯＲＣを考える。動力分配機構５０は、ノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒと昇降定盤２３との間において、２つの二等辺三角形ＯＬＣ，ＯＲＣを構成する等長３辺ＯＬ，ＯＣ，ＯＲに沿ってそれぞれ配置されたピッチ調整用第一直線ガイド５１Ｌ，５１Ｃ，５１Ｒ（ピッチ調整用直線状案内部材）を含む（図８参照）。また、動力分配機構５０は、ノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒとノズル保持枠３３との間において、各底辺ＬＣ，ＲＣに沿ってそれぞれ配置されたピッチ調整用第二直線ガイド５２Ｌ，５２Ｒ（ピッチ調整用直線状案内部材）を含む（図８参照）。

具体的には、図８及び図９に示すように、各ノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒを固定保持するノズルホルダ４Ｌ，４Ｃ，４Ｒには、対応するピッチ調整用第一直線ガイド５１Ｌ，５１Ｃ，５１Ｒのレール５１Ｌｒ，５１Ｃｒ，５１Ｒｒと、対応するピッチ調整用第二直線ガイド５２Ｌ，５２Ｒのレール５２Ｌｒ，５２Ｒｒとがそれぞれ固定されている。これによって、各ノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒは、昇降定盤２３の上面に固定されたピッチ調整用第一直線ガイド５１Ｌ，５１Ｃ，５１Ｒのキャリッジ５１Ｌｃ，５１Ｃｃ，５１Ｒｃと、ノズル保持枠３３の下面に固定されたピッチ調整用第二直線ガイド５２Ｌ，５２Ｒのキャリッジ５２Ｌｃ，５２Ｒｃとに対して、それぞれ相対移動することが可能となる。

巻線時のノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒ（代表して符号３で表す）及びワーク６の作動説明を図１１〜図１３に示す。図１１（ａ）に示すように、ノズル３内から線材Ｗが繰り出される。その後、図１１（ｂ）に示すように、ノズル昇降用モータ２１(図２参照)の駆動により、ノズル３が極６ｐ間のスロットＳ１を第二方向Ｚに沿って下降する。

図１２は図１１に続く巻線時のノズル３及びワーク６の作動説明図である。ノズル３が極６ｐ間のスロットＳ１を下降した後、図１２（ａ）に示すように、ワーク回転用モータ１１（図２参照) の駆動により、ワーク６が第一方向ωに沿って右回転し、ノズル３が隣接するスロットＳ２に位置したときに停止すると、線材Ｗは極６ｐの側面Ｆ１に当接する。その後、図１２（ｂ）に示すように、ノズル昇降用モータ２１(図２参照)
の駆動により、ノズル３が極６ｐ間のスロットＳ２を第二方向Ｚに沿って上昇する。

図１３は図１２に続く巻線時のノズル３及びワーク６の作動説明図である。図１３（ａ）に示すように、ワーク回転用モータ１１(図２参照) の駆動により、ワーク６が第一方向ωに沿って左回転すると、線材Ｗは極６ｐの側面Ｆ２に当接する。図１３（ｂ）に示すように、ノズル昇降用モータ２１(図２参照)の駆動により、ノズル３は極６ｐ間の最初のスロットＳ１を第二方向Ｚに沿って下降する。

図１３（ｂ）に示すようにノズル３が線材Ｗを極６ｐに１周巻き付ける間に、ノズル送り用モータ３１（図２参照）が駆動して、線材Ｗの線径（太さ）を基準とする送りピッチでノズル３をワーク６の極６ｐに対して進退（接近又は離間）移動（送り移動）させる。これにより、線材Ｗを極６ｐに巻き付けて巻線部６ｗを形成する。

したがって、ワーク回転用モータ１１と割出回転軸１２とによりワークホルダ１３が第一方向ωへ可逆回転（往復回転移動）するとともに、ノズル昇降用モータ２１とタイミングベルト２２とにより昇降定盤２３とノズル保持枠３３とが一体的に第二方向Ｚへ昇降（往復直線移動）する。これにより、各ノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒがワーク６の対応する各極６ｐの周りに相対的な周回移動を行う。

このとき、ノズル送り用モータ３１とねじ送り機構３２とによりノズル保持枠３３が昇降定盤２３に対して第三方向Ｘへボールねじ３２ａの送りピッチにて送り移動すると、各ノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒが動力分配機構５０を介して上記送りピッチで互いに同期してノズル送り方向（Ｏ２又はＯ３方向）へ送り移動する。これらの作動によって、線材Ｗが電気的絶縁状態で連続的に巻き付けられ、巻線部６ｗが各極６ｐ同時に形成される。

このように、動力分配機構５０を挟む形態で昇降定盤２３とノズル保持枠３３とを重ね合わせて配置することによって、動力分配機構５０にピッチ調整用第一直線ガイド５１Ｌ，５１Ｃ，５１Ｒやピッチ調整用第二直線ガイド５２Ｌ，５２Ｒのような高精度の直線状案内部材を配設できる。これにより、製造コスト・維持コストを抑制しつつノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒの送りピッチ（送り移動精度）を、例えば線材Ｗの線径に等しく設定し、かつ長期にわたり高度に維持できる。また、動力分配機構５０がむき出し状態となって他物に接触したり塵埃が侵入したりするのを防止でき、各ノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒの送りピッチ（送り移動精度）に狂いを生じにくくなる。さらに、ノズル送り用モータ３１からノズル保持枠３３に伝達された送り駆動力により全ノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒを一括駆動するとともに、動力分配機構５０を介して各ノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒに送り駆動力を分配することによって、全ノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒの送りピッチに誤差（送り移動精度の低下）が発生しにくくなり、送り移動精度を長期にわたり高度に維持できる。

そして、上記した連係機構４０を設けることによって、昇降定盤２３及びノズル保持枠３３の昇降移動と、ノズル保持枠３３の送り移動とを連動させて、各ノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒの昇降と送りとを同時かつ円滑に実行できる。また、ノズル送り用モータ３１を巻線機１００のベース板１ａに固定できるので、昇降定盤２３及びノズル保持枠３３が昇降移動する際に重量物であるノズル送り用モータ３１やねじ送り機構３２を移動させなくてすみ、送り駆動力のロスや送りピッチの誤差拡大等を防止できる。さらに、連係機構４０が直角三角形状の補強板４１Ｌ，４１Ｒを含み、補強板４１Ｌ，４１Ｒの直角を挟む２辺に第二伝動用直線ガイド４２Ｌ，４２Ｒと第三伝動用直線ガイド４３Ｌ，４３Ｒとを配置することによって、構造を簡素化することができる。

ねじ送り機構３２の軸線と中央ノズル３Ｃの軸線Ｏ２とが一致して配置されているので、中央ノズル３Ｃよりも外側に位置する外方ノズル３Ｌ，３Ｒの送り移動精度が向上する。また、動力分配機構５０にピッチ調整用第一直線ガイド５１Ｌ，５１Ｃ，５１Ｒやピッチ調整用第二直線ガイド５２Ｌ，５２Ｒのような高精度の直線状案内部材を設けることによって、各ノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒの送り移動精度が一層向上し、円滑な送り移動が可能となる。

昇降定盤２３とノズル保持枠３３との間に送り移動用直線ガイド３４Ｌ，３４Ｒを設け、また、昇降枠２２ａとねじ送り機構３２との間に第二伝動用直線ガイド４２Ｌ，４２Ｒ及び第三伝動用直線ガイド４３Ｌ，４３Ｒを設けることによって、特に外側に位置する外方ノズル３Ｌ，３Ｒの送り移動精度が一層向上し、円滑な送り移動が可能となる。

（変形例）
図１４に図１０の変形例を示す。図１４では、３個のノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒのうち左側の外方ノズル３Ｌの軸線Ｏ３Ｌを基準軸線とし、基準軸線Ｏ３Ｌを共有し、かつその基準軸線Ｏ３Ｌと残余のノズル３Ｃ，３Ｒの軸線Ｏ２，Ｏ３Ｒとが各々等長となる３辺ＯＬ，ＯＣ，ＯＲを構成する、２つの二等辺三角形ＯＬＣ，ＯＬＲを考える。動力分配機構５０は、ノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒと昇降定盤２３との間において、２つの二等辺三角形ＯＬＣ，ＯＬＲを構成する等長３辺ＯＬ，ＯＣ，ＯＲに沿ってそれぞれ配置されたピッチ調整用第一直線ガイド５１Ｌ，５１Ｃ，５１Ｒ（ピッチ調整用直線状案内部材）を含む。また、動力分配機構５０は、ノズル３Ｌ，３Ｃ，３Ｒとノズル保持枠３３との間において、各底辺ＬＣ，ＬＲに沿ってそれぞれ配置されたピッチ調整用第二直線ガイド５２Ｃ，５２Ｒ（ピッチ調整用直線状案内部材）を含む。

以上の実施例において、ワーク軸線Ｏ１を鉛直方向に配置した場合について説明したが、水平方向や斜め方向に配置してもよい。また、同時巻線するノズルを奇数に設定したが、ノズルは偶数であってもよい。ただし、ノズルが偶数の場合には、ねじ送り機構３２の軸線Ｏ２（基準軸線）を中央に位置する２本のノズルの中心に配置することが望ましい。なお、複数のノズルで構成されるノズルユニットを複数セット備えた多連式巻線機に構成すれば、それらのノズルユニットによって複数のワークの複数の極に対して同時に巻線することができる。ところで、以上の説明では各直線ガイドの離間距離はＬ１＜Ｌ０＜Ｌ２に設定されている（図４参照）が、この関係に拘束されるわけではない。

本発明に係る巻線機の一例を示す平面図。 図１の側面図。 図２の背面図。 第三駆動系を拡大して示す平面図。 図４の側面図。 図５の背面図。 送りピッチ調整機構を拡大して示す平面図。 図７の側面図。 図８の背面図。 ノズルの送り移動の一例を説明する模式図。 ノズル・ワーク駆動式巻線機におけるノズル及びワークの作動説明図。 図１１に続く作動説明図。 図１２に続く作動説明図。 ノズルの送り移動の変形例を説明する模式図。

符号の説明

１ ベースフレーム（ベース部）
１ａ ベース板
２ 固定フレーム（ベース部）
３Ｌ，３Ｃ，３Ｒ ノズル
４Ｌ，４Ｃ，４Ｒ ノズルホルダ
６ ワーク（多極電機子用ワーク）
６ｐ 極
６ｗ 巻線部
６ｙ ヨーク部
１０ 第一駆動系
１１ ワーク回転用モータ（第一駆動源）
１２ 割出回転軸（第一伝動機構）
１３ ワークホルダ（往復回転体）
２０ 第二駆動系
２１ ノズル昇降用モータ（第二駆動源）
２２ タイミングベルト（第二伝動機構）
２２ａ 昇降枠（第二伝動機構）
２２ｂＬ，２２ｂＲ 昇降用直線ガイド（昇降用直線状案内部材；第二伝動機構）
２３ 昇降定盤（往復移動体）
３０ 第三駆動系
３１ ノズル送り用モータ（第三駆動源）
３２ ねじ送り機構（第三伝動機構）
３２ａ ボールねじ（ねじ部材；第三伝動機構）
３２ｂ ナット（ねじ部材；第三伝動機構）
３３ ノズル保持枠（送り移動体）
３４Ｌ，３４Ｒ 送り移動用直線ガイド（送り移動用直線状案内部材）
４０ 連係機構
４１Ｌ，４１Ｒ 補強板（補強部材）
４２Ｌ，４２Ｒ 第二伝動用直線ガイド（第二伝動用直線状案内部材）
４３Ｌ，４３Ｒ 第三伝動用直線ガイド（第三伝動用直線状案内部材）
４４ 連結板（連結部材）
５０ 動力分配機構（送りピッチ調整機構）
５１Ｌ，５１Ｃ，５１Ｒ ピッチ調整用第一直線ガイド（ピッチ調整用直線状案内部材）
５２Ｌ，５２Ｒ ピッチ調整用第二直線ガイド（ピッチ調整用直線状案内部材）
１００ 巻線機（ノズル・ワーク駆動式巻線機）
Ｓ スロット
Ｗ 線材
Ｏ１ ワーク軸線（ワーク６の中心軸線）
Ｏ２ 基準軸線（中央ノズル３Ｃの軸線；ねじ送り機構３２の軸線）
Ｏ３ 外方ノズル３Ｌ，３Ｒの軸線
θ 極隣接角（ノズル交差角）
ω 第一方向
Ｚ 第二方向
Ｘ 第三方向

Claims (8)

1. リング状のヨーク部から半径方向外側に向けて放射状に突出する複数の極が形成された多極電機子用ワークを、その中心軸線周りである第一方向に往復回転駆動するための第一駆動源と、
   コイル形成用の線材を保持して巻線の対象となる極の突出方向に沿ってそれぞれ配置された複数のノズルを、一斉に前記中心軸線と平行な第二方向に往復直線駆動するための第二駆動源と、
   前記複数のノズルを、前記ワークにおいて所定の半径方向である第三方向に所定の送りピッチで同期送り駆動するための第三駆動源と、
   前記第一駆動源の駆動力が前記中心軸線に沿って配置された第一伝動機構を介して伝達されることによって、前記第一方向への往復回転移動のみ可能である往復回転体と、
   前記第二駆動源の駆動力が前記第二方向に沿って配置された第二伝動機構を介して伝達されることによって、前記第二方向への往復直線移動のみ可能である往復移動体と、
   その往復移動体と一体となって前記第二方向への往復直線移動が可能であるとともに、前記第三駆動源の駆動力が前記第三方向に沿って配置された第三伝動機構を介して伝達されることによって、前記送りピッチにて前記第三方向への送り移動が可能である送り移動体と、
   前記第三駆動源から前記送り移動体に伝達された送り駆動力を各ノズルの軸線方向となるノズル送り方向に分配して前記送りピッチで各ノズルが等しく送り移動するように調整する送りピッチ調整機構と、
   を備え、
   さらに、前記往復移動体と送り移動体とは、前記送りピッチ調整機構をそれらの間に挟む形態で前記第二方向に重ね合わせて配置され、
   前記第一駆動源と第一伝動機構とにより前記往復回転体が前記第一方向へ往復回転移動するとともに、前記第二駆動源と第二伝動機構とにより前記往復移動体と送り移動体とが一体的に前記第二方向へ往復直線移動することによって、各ノズルが前記ワークの対応する各極の周りに相対的な周回移動を行うとき、
   前記第三駆動源と第三伝動機構とにより前記送り移動体が前記往復移動体に対して前記第三方向へ前記送りピッチにて送り移動するに伴い、前記各ノズルが前記送りピッチ調整機構を介して前記送りピッチで互いに同期して前記ノズル送り方向へ送り移動することによって、前記線材を電気的絶縁状態で連続的に巻き付けて巻線部を各極同時に形成することを特徴とする巻線機。
2. 前記複数のノズルは奇数で構成されるとともに、前記第三伝動機構は前記送り移動体を前記第三方向へ前記送りピッチにて送り移動するためのねじ送り機構を含み、
   前記第二方向から見て、前記ねじ送り機構の軸線は、前記ワークの中心から放射状に配置された複数のノズルのうちいずれかのノズルの軸線方向に一致して配置されている請求項１に記載の巻線機。
3. 前記第二方向から見て、前記ねじ送り機構の軸線は、中央に位置することとなる中央ノズルの軸線方向に一致して配置されている請求項２に記載の巻線機。
4. 前記中央ノズルの軸線を基準軸線と定め、その基準軸線と外側に位置する残余の外方ノズルのうちのいずれかの軸線とが等長の２辺を構成する二等辺三角形を想定したとき、
   前記送りピッチ調整機構は、前記二等辺三角形の等長２辺及び底辺に沿ってそれぞれ配置されたピッチ調整用直線状案内部材を含む請求項３に記載の巻線機。
5. 前記複数のノズルは３個で構成されるとともに、
   前記中央ノズルの軸線を基準軸線と定め、その基準軸線を共有し、かつその基準軸線と両外側に位置する外方ノズルの軸線とが各々等長となる３辺を構成する、互いに合同な２つの二等辺三角形を想定したとき、
   前記送りピッチ調整機構は、前記２つの二等辺三角形を構成する等長３辺及び各底辺に沿ってそれぞれ配置されたピッチ調整用直線状案内部材を含む請求項３に記載の巻線機。
6. 前記第二方向に重ね合わせて配置された往復移動体と送り移動体との間には、前記第二方向へ往復直線移動する往復移動体に対して前記送り移動体を前記第三方向に送り移動可能とするために、前記第二方向から見て前記ねじ送り機構の軸線を挟んで両側に、前記第三方向に沿って送り移動用直線状案内部材が互いに平行状に配置されている請求項３ないし５のいずれか１項に記載の巻線機。
7. 前記第二伝動機構と第三伝動機構との間には、
   前記第三方向へ送り移動する送り移動体に対して前記往復移動体を前記第二方向に往復直線移動可能とするために、前記第二方向から見て前記ねじ送り機構の軸線を挟んで両側に、前記第二方向に沿って第二伝動用直線状案内部材が互いに平行状に配置される一方、
   前記第二方向へ往復直線移動する往復移動体に対して前記送り移動体を前記第三方向に送り移動可能とするために、前記第二方向から見て前記ねじ送り機構の軸線を挟んで両側に、前記第三方向に沿って第三伝動用直線状案内部材が互いに平行状に配置されている請求項３ないし５のいずれか１項に記載の巻線機。
8. 前記第三駆動源の駆動力が前記第三伝動機構を介して伝達されることによって、前記送りピッチにて前記第三方向への送り移動のみ可能であり、かつ前記第二伝動機構と第三伝動機構とを連係するために、前記第二伝動用直線状案内部材と第三伝動用直線状案内部材とが互いに直交状に配置された連係機構を備え、
   その連係機構は、自身が送り移動するに伴い前記第三伝動用直線状案内部材を介して前記送り移動体を前記第三方向へ送り移動させる一方、前記第二伝動用直線状案内部材を介して前記送り移動体及び往復移動体の前記第二方向への往復直線移動を許容する請求項７に記載の巻線機。

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