JP6598679B2 - 巻線装置 - Google Patents

Description

本発明は、固定子コアのティースに導線を巻き付ける巻線装置に関し、特に、導線を供給するニードルの移動量を拡大する技術に関する。

固定子を構成する固定子コアのティースに導線を巻き付ける際、巻線装置が用いられている。従来、例えば、特許文献１に開示されている巻線装置が知られている。
固定子コアは、固定子コアの内周面（一般的には、ティースの径方向内側のティース先端面）により形成される内側空間（回転子挿入空間）を有している。特許文献１に開示されている巻線装置は、固定子コアの内側空間に固定子コア中心軸と同軸に配置され、固定子コア中心軸に沿って移動するとともに、固定子コア中心軸を中心に回転する主軸と、主軸の上部側に配置され、導線を供給するニードルを備えている。ニードルが配置された主軸を固定子ティースの回りを旋回させることにより、ニードルから供給される導線がティースに巻き付けられる。
また、主軸に対して相対的に回転するカムが設けられている。カムには、螺旋状のカム溝が形成されている。そして、一端側がニードルに連結され、他端側がカム溝に移動可能に嵌合されたピンが設けられている。螺旋状のカム溝が形成されたカムとピンによって、ニードルを、固定子コア中心軸と交差する交差方向（径方向）に沿って移動させるニードル駆動装置が構成されている。ニードルを径方向に沿って移動させることにより、ニードルから供給される導線を、径方向に整列してティースに巻き付けることができる。

特開平６−１７８５１０号公報

特許文献１に開示されている従来の巻線装置では、ニードル駆動装置が、主軸に対して相対的に回転し、螺旋状のカム溝が形成されているカムと、一方端側がニードルに連結され、他方端側がカムのカム溝に移動可能に嵌合されているピンにより構成されている。
このようなニードル駆動装置では、固定子コア回転軸と交差する交差方向（径方向）に沿ったニードルの移動量は、カム面におけるカム溝を形成するスペースによって制限される。例えば、ニードルを３個設ける場合には、カム面の約１２０度の範囲内に螺旋状のカム溝が形成される。
ここで、カムの内径は、カムの内側空間に主軸が挿入可能な値に定められている（例えば、２２ｍｍ）。このため、カム面におけるカム溝を形成するスペースは、カムの外径、すなわち、巻線装置が配置される固定子コアの内側空間（回転子挿入空間）を形成する固定子コアの内径によって制限される。
したがって、固定子コアの内径が小さく、スロットの深さが深い固定子コアに対しては、ニードルが届かないスロットの奥に導線を整列して巻き付けることができず、導線の占積率が低下する。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、ニードルの移動量を拡大することができる巻線装置を提供することを目的とする。

本発明の巻線装置を用いて導線を巻き付ける対象である固定子コアは、典型的には、周方向に沿って延在するヨークと、ヨークから固定子コア中心軸の方向に径方向に沿って延在する複数のティースと、周方向に隣接するティースによって形成される複数のスロットと、ティースの固定子コア中心側のティース先端面により構成される固定子コア内周面によって形成される内側空間（回転子挿入空間）を有している。導線は、スロット内を通ってティースに巻き付けられる。なお、本発明の巻線装置は、固定子コアの軸方向両側に、絶縁特性を有する樹脂製のボビンを配置し、ボビンを介して導線をティースに巻き付ける場合にも用いることができる。
本発明の巻線装置は、導線を供給するニードルと、ニードルを支持する支持部材を備えている。支持部材は、固定子コア中心軸に沿って移動するとともに、固定子コア中心軸を中心に回転する。好適には、支持部材を固定子コア中心軸に沿って移動させる第１の駆動手段と、支持部材を固定子コア中心軸を中心として回転させる第２の駆動手段が設けられる。第１の駆動手段および第２の駆動手段としては、公知の種々の駆動手段を用いることができる。また、支持部材は、ニードルを固定子コア中心軸と交差する交差方向に沿って移動可能に支持している。固定子コア中心軸と交差する交差方向としては、典型的には、固定子コア中心軸と直交（「略直交」を含む）する方向（径方向）が設定される。交差方向に沿って移動可能に支持する手法としては、例えば、交差方向に沿って延在するニードルガイド溝を支持部材に形成し、ニードルを、ニードルガイド溝内に、ニードルガイド溝に沿って移動可能に配置する手法を用いることができる。ニードルの数は、適宜の数を選択することができる。好適には、３個あるいは６個が選択される。
また、ニードルを交差方向に沿って移動させるニードル駆動装置を備えている。ニードル駆動装置は、支持部材に対して相対的に回転する第１の部材と、第１の部材の回転運動をニードルの、交差方向に沿った移動運動に変換する運動変換装置を有している。「支持部材に対して相対的に回転する」という記載は、支持部材の固定子コア中心軸に沿った移動や固定子コア中心軸を中心とする回転に関係なく、支持部材に対して回転する構成を意味する。好適には、第１の部材を支持部材に対して相対的に回転させる第３の駆動手段が設けられる。第３の駆動手段としては、公知の種々の駆動手段を用いることができる。
また、運動変換装置は、第１の部材の、支持部材に対する相対的な回転運動を、固定子コア中心軸と異なる回転軸を中心とする回転運動に変換する第１の運動変換装置と、第１の運動変換装置により変換した回転運動をニードルの、交差方向に沿った移動運動に変換する第２の運動変換装置を有している。
典型的には、巻線装置は、ニードルが交差方向に沿って固定子コア中心軸側の端部位置に位置している状態において、支持部材とニードル駆動装置が、固定子コアの内部空間に挿入可能に構成される。
本発明では、第１の部材の、支持部材に対する相対的な回転運動を、固定子コア中心軸と異なる中心軸を中心とする回転運動に変換した後、ニードルの、固定子コア中心軸と交差する交差方向に沿った移動運動に変換しているため、従来の巻線装置に較べて、ニードルの交差方向に沿った移動量を拡大することができる。これにより、従来の巻線装置では届かなかったスロットの奥までニードルを挿入することができ、スロットの奥まで導線を整列して配置することができる。したがって、スロット内における導線の占積率を高めることができる。
本発明の異なる形態では、第１の運動変換装置は、固定子コア中心軸と異なる回転軸を支点とし、支点から第１の距離Ｒ１の位置に力点を有し、支点から第２の距離Ｒ２（＞Ｒ１）の位置に作用点を有する第２の部材を有している。そして、第１の部材の、支持部材に対する相対的な回転運動が第２の部材の力点に伝達されるように構成されている。
また、第２の運動変換装置は、第２の部材の作用点の回転運動をニードルの、交差方向に沿った移動運動に変換するように構成されている。
第２の部材としては、好適には、力点を有する短片と作用点を有する長片により構成され、支点を中心に回転するレバーを用いることができる。また、レバーの形状は、短片と長辺をＬ字状に配置したＬ字形状、短片と長片をＶ字状に配置したＶ字形状、短片と長辺を重ね合わせた重ね合わせ形状等、ニードルの数やレバーを配置するスペースの形状、面積等に応じて適宜選択される。
本形態では、第１の部材の、支持部材に対する相対的な回転運動を、固定子コア中心軸と異なる回転軸を中心とする回転運動に簡単な構成で、容易に変換することができる。また、支点から力点までの距離Ｒ１と支点から作用点までの距離Ｒ２の比を選択することによって、ニードルの、交差方向に沿った移動量を容易に設定することができる。
本発明の他の異なる形態では、第１の部材は、螺旋状の溝を有する板状部材により構成されている。また、第１の運動変換装置は、第１の部材と第２の部材との間に設けられた第１の連結部材を有している。第１の連結部材は、一方端側が第２の部材の力点に連結され、他方端側が第１の部材の螺旋溝に沿って移動可能に設けられている。
本形態では、簡単な構成で、第１の部材の回転運動を第２の部材に伝達することができる。
本発明の他の異なる形態では、第２の部材は、固定子コア中心軸と異なり、固定子コア中心軸と平行な回転軸を支点として回転するように構成されている。
本形態では、第１の部材と第２の部材との連結および第２の部材とニードルとの連結を簡単に行うことができる。
本発明の他の異なる形態では、第２の部材は、最大外径が固定子コアの内径より小さい板状部材に配置されている。
本形態では、巻線装置の支持部材とニードル駆動装置を固定子コアの内側空間に配置することができる。
本発明の他の異なる形態では、ニードルは、交差方向と交差する方向に沿って延在する溝を有している。また、第２の運動変換装置は、ニードルの溝内に、溝に沿って移動可能に挿入される第３の部材と、第２の部材と第３の部材との間に設けられた第２の連結部材を有している。第２の連結部材は、一方端側が第２の部材の作用点に連結され、他方端側が第３の部材に連結されている。
好適には、ニードルの溝は、交差方向と直角（「略直角」を含む）な方向に延在するように形成される。また、好適には、第２の部材が回転する際における作用点の円弧軌跡が、ニードルの溝の延在方向に沿うように第２の部材とニードルの配置位置が設定される。
ニードルに形成する溝および溝に挿入される第３の部材の形状は適宜設定可能であるが、好適には、第３の部材が溝から抜け出るのを防止することができる形状に設定される。例えば、ニードルの溝は、交差方向に沿った断面形状が、第２の連結部材が創通される開口部の幅が底壁の幅より狭い台形状となるように形成される。第３の部材の断面形状も同様の台形状に形成される。
本形態では、第２の部材の作用点の回転運動をニードルの、交差方向に沿った移動運動に変換する際に発生する、交差方向と交差する方向にニードルを移動させる力を第３の部材の移動により吸収することができる。これにより、ニードルを交差方向に沿って直線状に移動させることができ、ニードルの、交差方向に沿った位置を正確に設定することができる。

本発明では、ニードルの移動量を拡大することができ、スロットの奥まで導線を整列して巻き付けることができる。

本発明の巻線装置の概略動作を説明する図である。 本発明の巻線装置の一実施形態の、軸方向に沿った方向から見た断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である、 ニードルを移動させる際の動作を説明する図である。 本発明の巻線装置の一実施形態の組立図である。 ニードルガイドの構成を示す図である。 ニードルとニードルガイドプレートの構成を示す図である。 レバーの構成を示す図である。 レバーガイドの構成を示す図である。 カムの構成を示す図である。 固定子コアの内径とニードルが到達可能なスロット内の奥行き深さとの関係を、本発明の巻線装置と従来の巻線装置について示したグラフである。

以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
なお、本明細書では、「軸方向」という記載は、固定子コア中心点を通る固定子コア中心軸Ｐに沿った方向を示し、「周方向」という記載は、固定子コア中心軸Ｐを中心とする円に沿った方向を示し、「径方向」という記載は、固定子コア中心軸Ｐと直角な方向を示す。

先ず、本発明の巻線装置の概略動作を、図１を参照して説明する。図１には、回転機の固定子１０の一例が示されている。図１は、軸方向に直角な方向から見た断面図である。
図１に示されている固定子１０は、固定子コア２０、スロット絶縁部材３０、導線５０により構成されている。
固定子コア１０は、複数の電磁鋼板を積層した積層体により構成されている。固定子１０は、周方向に沿って延在するヨーク２１と、ヨーク２１から径方向に沿って固定子コア中心軸Ｐ方向に延在するティース２２を有している。ティース２２は、径方向に沿って延在するティース基部２３と、ティース基部２３の固定子コア中心軸Ｐ側に設けられ、周方向に沿って延在するティース先端部２４を有している。ティース先端部２４の固定子コア中心軸Ｐ側には円弧状のティース先端面２４ａが形成されている。ティース先端面２４ａは、固定子コア内周面に対応する。ティース先端面２４ａ（固定子コア内周面）によって、固定子コア２０の内側空間２０ａが形成されている。内側空間２０ａは、図示していない回転子が挿入される回転子挿入空間を形成する。
周方向に隣接するティース２２によってスロット２５が形成されている。また、周方向に隣接するティース２２（ティース先端部２４）間には、スロット開口部２５ａが形成されている。

後述する巻線装置１００は、固定子コア２０の内側空間（回転子挿入空間）２０ａ内に固定子コア中心軸Ｐと同軸に配置される。そして、導線５０を供給するニードル１２０をスロット開口部２５ａからスロット２５内に挿入した状態で、固定子コア中心軸Ｐに沿って（図２に示されている矢印ｘ方向に沿って）移動させるとともに、固定子コア中心軸Ｐを中心に（図１、図３に示されている矢印ｙ方向に沿って）回転させることにより、ニードル１２０をティース２２の回りに旋回させてティース２２に導線５０を巻き付ける。また、ニードル１２０を径方向に沿って（図１、図３に示されている矢印ｚ方向に沿って）移動させることにより、導線５０を径方向に沿って整列して巻き付ける。
なお、以下で説明する実施形態では、固定子コア２０の軸方向両側にボビン４０（図２参照）を配置した状態で、ティース２２に導線５０を巻き付けている。ボビン４０は、例えば、絶縁特性を有する樹脂により形成される。ボビン４０は、周方向に沿って延在する外壁４１と、外壁４１より内側に配置され、周方向に沿って延在する内壁４４と、外壁４１と内壁４４を連結する連結部４３を有している。ボビン４０の外壁４１、連結部４３および内壁４４は、それぞれ固定子コア２０のヨーク２１、ティース基部２３、ティース先端部２４に対向する位置に配置される。

次に、本発明の巻線装置の一実施形態を図２〜図１０を参照して説明する。
なお、図２は、本実施形態の巻線装置１００を軸方向に沿った方向から見た断面図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、ニードル１２０を移動させる際の動作を説明する図である。図５は、本実施形態の巻線装置１００の組立図である。図６は、ニードルガイド１１３の構成を示す図であり、図７は、ニードル１２０とニードルガイドプレート２５０の構成を示す図であり、図８は、レバー２４０の構成を示す図であり、図９は、レバーガイド２３０の構成を示す図であり、図１０は、カム２２０の構成を示す図である。

本実施形態の巻線装置１００は、中心軸がステータコア中心軸Ｐと同軸に配置される主軸１１０を有している。主軸１１０の内側には、下方から導線５０が挿入される孔１１０ａが形成されている。
主軸１１０の上部には、ソケット１１１が配置されている。ソケット１１１は、ボルト等によって主軸１１０に固定されている。なお、主軸１１０とソケット１１１を一体に形成することもできる。
主軸１１０は、中心軸が延在する矢印ｘ方向（ステータコア中心軸Ｐに沿った方向）に移動する。図示は省略しているが、主軸１１０を矢印ｘ方向に移動させる第１の駆動手段が設けられている。第１の駆動手段としては、公知の種々の駆動手段を用いることができるため、説明は省略する。
また、主軸１１０は、中心軸（ステータコア中心軸Ｐ）を中心に図１に示す矢印ｙ方向に回転する。図示は省略しているが、主軸１１０を矢印ｙ方向に回転させる第２の駆動手段が設けられている。第２の駆動手段としては、公知の種々の駆動手段を用いることができるため、説明は省略する。

ソケット１１１の上部には、ニードルガイド１１３が配置されている。ニードルガイド１１３は、ボルト１１４によってソケット１１１に固定されている。ニードルガイド１１３には、ニードルガイド溝１１３ａが形成されている。
ニードルガイド溝１１３ａ内には、導線５０を供給するニードル１２０がニードルガイド溝１１３ａに沿って移動可能に挿入されている。
本実施形態では、ニードル１２０が３個設けられている。このため、ニードルガイド１１３には、図６に示されているように、３つのニードルガイド溝１１３ａが放射状に形成されている。ニードルガイド溝１１３ａは、ニードル１２０がニードルガイド溝１１３ａ内を径方向（ステータコア中心軸Ｐと直交する方向）に沿って移動可能に形成されている。ニードルガイド１１３の下面には、ニードル１２０を径方向に沿って移動させるためのローラピン２８０（詳しくは後述する）が径方向に沿って移動可能なスリットが形成されている。なお、図６（ａ）は、ニードルガイド１１３を上方（軸方向と直角な方向）から見た平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の矢印ＶＩ方向から見た側面図である。
ニードル１２０には、主軸１１０の孔１１０ａに挿入された導線５０を供給するための、後端面（ニードルガイド溝１１３ａ側の端面）および先端面（ニードルガイド溝１１３ａと反対側の端面）を連通する導線ガイド孔１２０ａが形成されている。
なお、主軸１１０の孔１１０ａの上端部には、ブッシュ（「ガイドブッシュ」とも呼ばれる）１１５が配置されている。ブッシュ１１５は、導線５０をガイドするために内側が曲面状に形成されている。
主軸１１０、ソケット１１１、ニードルガイド１１３等により、本発明の「支持部材」が構成されている。

主軸１１０の外周には、差動軸２１０が配置されている。差動軸２１０は、主軸１１０に対して相対的に回転する。図示は省略しているが、差動軸２１０を主軸１１０に対して相対的に回転させる第３の駆動手段が設けられている。第３の駆動手段としては、公知の種々の駆動手段を用いることができるため、説明は省略する。

差動軸２１０の上部には、カム２２０が配置されている。カム２２０は、ソケット１１１に対して相対的に回転可能であり、また、ボルト２１１により差動軸２１０に固定されている。カム２２０は、板状部材として形成されている。
カム２２０には、図１０に示されているように、上面側が開口している螺旋状のカム溝２２１が形成されている。本実施形態では、ニードル１２０が３個設けられているため、カム溝２２１も３つ形成されている。以下では、特に断りがない限り、ニードル１２０を駆動する構成要素は、ニードル１２０の数に対応する個数設けられている。なお、図１０（ａ）は、カム２２０を上方（軸方向と直角な方向）から見た平面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
カム２２０が、本発明の「第１の部材」に対応する。

カム２２０の上部には、レバーガイド２３０が配置されている。レバーガイド２３０は、ソケット１１１に固定されている。レバーガイド２３０は、板状部材として形成されている。
レバーガイド２３０には、図９に示されているように、上面側に、レバー２４０が回転可能なスペースを有する凹部２３１が形成されている。そして、レバーガイド２３０の凹部２３１に対応する領域には、上面と下面を連通する孔２３２とガイド溝２３３が形成されている。なお、孔２３２は、上面が開口していればよい。ガイド溝２３３は、軸方向と直角な断面で見て、孔２３２の中心点を中心とする円弧に沿って延在するように形成されている。なお、図９（ａ）は、レバーガイド２３０を上方（軸方向と直角な方向）から見た平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の矢印ＩＸ方向から見た側面図である。

本実施形態では、レバーガイド２３０の凹部２３１に配置されるレバー２４０は、図８に示されているように、短片２４１と長辺２４２をＬ字状に配置したＬ字形状を有している。また、レバー２４０には、上面と下面を連通する孔２４３〜２４５が形成されている。図８は、レバー２４０を上方（軸方向と直角な方向）から見た平面図である。なお、孔２４４は下面が開口し、孔２４５は上面が開口していればよい。
孔２４３（支点孔）は、レバー２４０の回転中心である支点に対応する箇所に形成されている。孔２４４（力点孔）は、短片２４１の、レバー２４０の力点に対応する箇所に形成されている。孔２４５（作用点孔）は、長辺２４２の、作用点に対応する箇所に形成されている。支点と作用点との間の距離Ｒ２は、支点と力点との間の距離Ｒ１より長く設定されている（Ｒ２＞Ｒ１）。
詳しくは後述するが、レバー２４０は、支点に対応する箇所に形成されている孔２４３に挿入されるノックピン２４８により回転可能に支持される。また、孔２４４に挿入されるローラピン２６０を介してカム２２０の回転力が伝達されてレバー２４０が回転子し、孔２４５に挿入されるローラピン２８０を介してレバー２４０の回転力がニードル１２０に伝達される。
レバーガイド２３０のガイド溝２３３は、カム２２０のカム溝２２１に沿った移動をレバー２４０の回転に変換する動作を容易とするために設けられている。
孔２４３（支点孔）、孔２４４（力点孔）、孔２４５（作用点孔）は、それぞれ「第１の孔」、「第２の孔、「第３の孔」と表すこともできる。
レバー２４０が、本発明の「第２の部材」に対応する。

レバーガイド２３０（レバー２４０）の上部には、ニードルガイドプレート２５０が配置されている。ニードルガイドプレート２５０は、ソケット１１１に固定されている。ニードルガイドプレート２５０は、図７に示されているように、上面と下面を連通する孔２５１とガイド溝２５２が形成されている。なお、孔２５１は、下面側が開口していればよい。ガイド溝２５２は、軸方向と直角な断面で見て、孔２５１の中心点を中心とする円弧に沿って延在するように形成されている。図７には、レバーガイド２５０を上方（軸方向と直角な方向）から見た平面図が示されている。
ニードルガイドプレート２５０のガイド溝２５２は、レバー２４０の回転をニードル１２０のニードルガイド溝１１３ａに沿った移動に変換する動作を容易とするために設けられている。

ニードル１２０には、図７に示されているように、下面側（ニードルガイドプレート２５０側）が開口し、径方向（矢印ｚ方向）と交差する方向（矢印ｗ方向）（好適には、直交する方向）に沿って延在するコマガイド溝１２１が形成されている。
コマガイド溝１２１内には、コマ２９０が、コマガイド溝１２１に沿って矢印ｗ方向に移動可能に挿入されている。
本実施形態では、コマガイド溝１２１の、径方向（矢印ｚ方向）に沿った断面形状が、開口部の幅が底面の幅より小さい台形状に形成されている。コマ２９０の、移動方向（矢印ｗ方向）と交差方向（矢印ｚ方向）に沿った断面形状も、コマガイド溝１２１の断面形状と同様に台形状に形成されている。これにより、コマガイド溝１２１内に挿入されたコマ２９０が、コマガイド溝１２１の下面に形成されている開口部から抜け出るのを防止することができる。コマ２９０の下面には、後述するローラピン２８０が挿入される孔２９１が形成されている。なお、図７には、ニードル１２０およびコマ２９０の斜視図が示されている。

次に、各構成要素の結合関係を説明する。
ここで、差動軸２１０、カム２２０、レバーガイド２３０、ニードルガイドプレート２５０は、内側空間に主軸１１０が挿入されている。そして、前述したように、レバーガイド２３０、ニードルガイドプレート２５０、ニードルガイド１１３は主軸１１０と一体化され、カム２２０は差動軸２１０と一体化されている。また、カム２２０と差動軸２１０は、主軸１１０と共に矢印ｘ方向に沿って（ステータコア中心軸Ｐに沿って）移動するとともに、矢印ｙ方向（ステータコア中心軸Ｐを中心とする円周方向）に沿って回転する一方、主軸１１０に対して相対的に回転する。

レバー２４０がレバーガイド２３０の凹部２３１に配置された状態で、レバー２４０の孔（支点孔）２４３にノックピン２４８が挿入されている。ノックピン２４８の一方端は、レバーガイド２３０の孔２３２に打ち込まれ、ノックピン２４８の他方端はニードルガイドプレート２５０の孔２５１に打ち込まれている。
これにより、レバー２４０は、レバーガイド２３０上において、孔（支点孔）２４３に挿入され、主軸１１０に固定されているレバーガイド２３０とニードルガイドプレート２３０間に配置されているノックピン２４８を回転軸として回転可能である。すなわち、レバー２４０は、支点を中心として回転可能である。

レバー２４０の孔（力点孔）２４４には、ローラピン２６０の一方端が打ち込まれている。ローラピン２６０の他方端は、レバーガイド２３０に形成されているガイド溝２３３を通された後、カムローラ２７０が取り付けられる。そして、カムローラ２７０は、カム２２０に形成されているカム溝２２１内に、カム溝２２１に沿って移動可能に挿入される。
差動軸２１０およびカム２２０が主軸１１０に対して相対的に回転する（ステータコア中心軸Ｐの回りに回転）と、カムローラ２７０がカム溝２２１に沿って移動する。カム溝２２１に沿ってカムローラ２７０が移動すると、カムローラ２７０に連結されているローラピン２６０が、レバーガイド２３０に形成されているガイド溝２３３にガイドされながら移動する。これにより、カム２２０の回転が、ローラピン２６０を介してレバー２４０の力点（孔２４４）に伝達され、レバー２４０は、支点（ノックピン２４８）を中心として回転する。

レバー２４０の孔（作用点孔）２４５には、ローラピン２８０の一方端が打ち込まれている。ローラピン２８０の他方端は、ニードルガイドプレート２５０に形成されているガイド溝２５２を通された後、コマ２９０の孔２９１に差し込まれている。
カム２２０の回転によりレバー２４０が支点（ノックピン２４８）を中心として回転すると、レバー２４０の作用点（孔２４５）も支点（ノックピン２４８）を中心として回転する。レバー２４０の作用点（孔２４５）が回転すると、レバー２４０の作用点（孔２４５）に連結されているローラピン２８０が、ニードルガイドプレート２５０に形成されているガイド溝２５２にガイドされながら移動する。ローラピン２８０がガイド溝２５２にガイドされながら移動すると、コマ２９１にガイド溝２５２に沿った力が作用する。これにより、コマ２９１に作用する力によって、ニードル１２０が、径方向（矢印ｚ方向）に沿って移動する。

ここで、レバー２４０の作用点（孔２４５）、すなわち、レバー２４０の作用点に連結されたローラピン２８０は、レバー２４０の支点（ノックピン２４８）を中心とする円弧状に回転し、ニードル１２０が挿入されているニードルガイド溝１１３ａは、径方向に沿って直線状に形成されている。このため、コマ２９０が設けられていない場合（ローラピン２８０の他方端をニードル１２０に直接連結した場合）には、ローラピン２８０の円弧軌跡（ガイド溝２５２の円弧形状）の延在方向をニードルガイド溝１１３ａの延在方向と合わせても、ニードル１２０に、径方向と交差する方向（矢印ｗ方向）に移動する力が作用する。
本実施形態では、ローラピン２８０に連結されたコマ２９０が、ニードル１２０に、径方向に交差する方向（矢印ｗ方向）に延在するコマガイド溝１２１を形成している。そして、コマ２９０を、コマガイド溝１２１内に、コマガイド溝１２１に沿って移動可能に挿入するとともに、ローラピン２８０の他方端をコマ２９０に連結している。
これにより、コマ２９０に作用する、径方向（矢印ｚ方向）と交差する方向（矢印ｗ方向）に移動させる力は、コマ２９０がコマガイド溝１２１に沿って移動することによって吸収される。
したがって、レバー２４０の作用点の回転運動を、確実に、ニードル１２０の径方向に沿った直線移動に変換することができ、ニードル１２０の径方向に沿って位置を正確に調整することができる。

ニードル１２０を径方向に沿って移動させる際の動作の概略が図４に示されている。
図４において、レバー２４０の短片２４１に設けられている力点（孔２４４）および長辺２４２に設けられている作用点（孔２４５）は、支点（孔２４３）から距離Ｒ１の円弧軌跡Ｍおよび距離Ｒ２（＞Ｒ１）の円弧軌跡Ｎに沿って回転する。レバー２４０は、鎖線で示す位置（ニードル１２０が径方向に沿ってスロット開口部２５ａ側の位置）から、一点鎖線で示す中間位置を経て、実線で示す位置（ニードル１２０が径方向に沿ってスロット２５の奥側の位置）の間を移動する。

ニードル１２０をスロット２５の奥まで移動させた場合の、スロット開口部からニードルの最大到達位置までの距離すなわち、スロット内の奥行深さＬ（図１、図２参照））と固定子コアの内径Ｄ（図１参照）の関係を図１１のグラフに示す。
図１１において、横軸は、固定子コアの内径Ｌ（ｍｍ）を示し、縦軸は、スロット内の奥行深さＬ（ｍｍ）を示している。
実線（１）は、本発明の巻線装置を用いた場合のグラフであり、鎖線（２）は、従来の巻線装置を用いた場合のグラフである。なお、カムの内径は同じ値に設定されている。
図１１から、本発明の巻線装置を用いることにより、従来の巻線装置を用いた場合と較べて、ニードルの移動量を拡大することができることが理解できる。

以上のように、本実施形態では、ニードルを支持し、ステータコア中心軸Ｐと同軸に配置される主軸２１０に対して相対的に回転するカム１１１の回転運動を、ステータコア中心軸Ｐと異なり、ステータコア中心軸Ｐと平行な中心軸を支点とし、支点から距離Ｒ１の力点と支点から距離Ｒ２（＞Ｒ１）の作用点を有するレバー２４０の回転運動に変換し、レバー２４０の回転運動をニードルの径方向に沿った移動運動に変換している。これにより、ニードルの移動量を拡大することができ、スロットの奥まで整列して導線をティースに巻きつけることができる。したがって、スロット内の導線の占積率を高めることができる。

本発明は、実施形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
導線を供給するニードルの数は、３個に限定されない。例えば、６個設けることもできる。この場合、ニードルの数に対応してニードルに関連する構成要素や溝等の数も変更される。
支持部材（主軸）に対して相対的に回転する第１の部材は、支持部材に対して相対的に回転するカム以外の構成要素を用いることもできる。
第１の部材（カム）の回転運動を支持部材（主軸）の中心軸（固定子コア中心軸）と異なる回転軸を中心とする回転運動に変換する第１の運動変換装置としては、螺旋状のカム溝が形成された板状のカムと支持部材（主軸）の中心軸（固定子コア中心軸）と平行な回転軸を支点とするレバーにより構成される運動変換装置に限定されず、種々の構成の運動変換装置を用いることができる。
第１の運動変換装置を構成する第２の部材として用いるレバーの形状は、短片と長辺をＬ字状に配置したＬ字形状に限定されず、レバーを配置するスペースの形状や大きさ等に応じて適宜選択される。例えば、短片と長辺をＶ字状に配置したＶ字形状や、短片と長辺を重ね合わせて配置した重ね合わせ形状を選択することができる。
第１の運動変換装置を構成する第２の部材としては、レバーに限定されず、種々の構成要素を用いることができる。
支持部材（主軸）の中心軸（固定子コア中心軸）と異なる回転軸を中心とする回転運動をニードルの径方向に沿った移動運動に変換する第２の運動変換装置としては、ニードルに形成された、径方向と交差する方向に延在するコマガイド溝と、コマガイド溝内に移動可能に挿入されるコマにより構成される運動変換装置に限定されず、種々の構成の運動変換装置を用いることができる。また、コマガイド溝とコマは省略可能である。
本発明の巻線装置は、種々の巻線方式でティースに巻き付ける際に用いることができる。

１０ 固定子
２０ 固定子コア
２０ａ 内側空間（回転子挿入空間）
２１ ヨーク
２２ ティース
２３ ティース基部
２４ ティース先端部
２４ａ ティース先端面（固定子内周面）
２５ スロット
２５ａ スロット開口部
３０ スロット絶縁部材
４０ ボビン
４１ 外壁
４３ 連結部
４４ 内壁
５０ 導線
１００ 巻線装置
１１０ 主軸
１１０ａ 孔
１１１ ソケット
１１３ ニードルガイド
１１３ａ ニードルガイド溝
１１４、２１１ ボルト
１１５ ブッシュ
１２０ ニードル
１２０ａ 導線ガイド孔
１２１ コマガイド溝
２１０ 差動軸
２２０ カム
２２１ カム溝
２３０ レバーガイド
２３１ 開口部
２３２ 孔
２３３ ガイド溝
２４０レバー
２４１ 短片
２４２ 長片
２４３、２４４、２４５ 孔
２４８ ノックピン
２５０ ニードルガイドプレート
２５１ 孔
２５２ ガイド溝
２６０、２８０ ローラピン
２７０ カムローラ
２９０ コマ
２９１ 孔

Claims (6)

1. 固定子コアのティースに導線を巻き付ける巻線装置であって、
   導線を供給するニードルと、
   固定子コアの固定子コア中心軸に沿って移動および前記固定子コア中心軸を中心に回転するとともに、前記ニードルを前記固定子コア中心軸と交差する交差方向に沿って移動可能に支持する支持部材と、
   前記ニードルを前記交差方向に沿って移動させるニードル駆動装置を備え、
   前記ニードル駆動装置は、前記支持部材に対して相対的に回転する第１の部材と、前記第１の部材の回転運動を前記ニードルの前記交差方向に沿った移動運動に変換する運動変換装置を有し、
   前記運動変換装置は、前記第１の部材の、前記支持部材に対する相対的な回転運動を、前記固定子コア中心軸と異なる回転軸を中心とする回転運動に変換する第１の運動変換装置と、第１の運動変換装置により変換した回転運動を前記ニードルの前記交差方向に沿った移動運動に変換する第２の運動変換装置を有することを特徴とする巻線装置。
2. 請求項１に記載の巻線装置であって、
   前記第１の運動変換装置は、前記固定子コア中心軸と異なる回転軸を支点とし、支点から第１の距離Ｒ１の位置に力点を有し、支点から第２の距離Ｒ２（＞Ｒ１）の位置に作用点を有する第２の部材を有し、前記第１の部材の、前記支持部材に対する相対的な回転運動が前記第２の部材の力点に伝達されるように構成されており、
   前記第２の運動変換装置は、前記第２の部材の前記作用点の回転運動を前記ニードルの前記交差方向に沿った移動運動に変換するように構成されていることを特徴とする巻線装置。
3. 請求項２に記載の巻線装置であって、
   前記第１の部材は、螺旋状の溝を有する板状部材により構成され、
   前記第１の運動変換装置は、前記第１の部材と前記第２の部材との間に設けられた第１の連結部材を有し、前記第１の連結部材は、一方端側が前記第２の部材の前記力点に連結され、他方端側が前記第１の部材の前記螺旋溝に沿って移動可能に設けられていることを特徴とする巻線装置。
4. 請求項２または３に記載の巻線装置であって、
   前記第２の部材は、前記固定子コア回転軸と異なり、前記固定子コア回転軸と平行な回転軸を支点として回転することを特徴とする巻線装置。
5. 請求項２〜４のうちのいずれか一項に記載の巻線装置であって、
   前記第２の部材は、最大外径が固定子コアの内径より小さい板状部材に配置されていることを特徴とする巻線装置。
6. 請求項２〜５のうちのいずれか一項に記載の巻線装置であって、
   前記ニードルは、前記交差方向と交差する方向に沿って延在する溝を有し、
   前記第２の運動変換装置は、前記ニードルの溝に沿って移動可能な第３の部材と、前記第２の部材と前記第３の部材との間に設けられた第２の連結部材を有し、前記第２の連結部材は、一方端側が前記第２の部材の前記作用点に連結され、他方端側が前記第３の部材に連結されていることを特徴とする巻線装置。

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