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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6055881
(24)【登録日】2016年12月9日
(45)【発行日】2016年12月27日
(54)【発明の名称】長円運動装置及び長円運動装置用の移動制御装置
(51)【国際特許分類】
F16H 21/20 20060101AFI20161219BHJP
H02K 15/095 20060101ALI20161219BHJP
H01F 41/088 20160101ALI20161219BHJP
【ＦＩ】
F16H21/20 C
H02K15/095
H01F41/088
【請求項の数】7
【全頁数】23
(21)【出願番号】特願2015-161268(P2015-161268)
(22)【出願日】2015年8月18日
【審査請求日】2015年9月2日
(73)【特許権者】
【識別番号】595105009
【氏名又は名称】株式会社松屋アールアンドディ
(74)【代理人】
【識別番号】100085246
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 清一郎
(72)【発明者】
【氏名】後藤 秀隆
(72)【発明者】
【氏名】堂下 徳幸
(72)【発明者】
【氏名】川崎 正己
【審査官】
塚原 一久
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００４−５６９４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−６５７３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００１−８４１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−７２９２３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｆ１６Ｈ １９／００−３７／１６、４９／００
Ｈ０２Ｋ １５／００−１５／０２、１５／０４−１５／１６
Ｈ０１Ｆ ４１／０６−４１／０７９、４１／０８２−４１／０８９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
可動部材をＸＹ面内で長円運動させる長円運動装置であって、
前記可動部材をＸ方向で往復運動させるＸ方向往復運動装置と、前記可動部材を該Ｘ方向と直交するＹ方向で往復運動させるＹ方向往復運動装置とを具え、該Ｘ方向往復運動装置は、該可動部材のＸ方向での往復移動量を所要に調整可能となされると共に、該Ｙ方向往復運動装置は該可動部材のＹ方向での往復移動量を所要に調整可能となされており、
前記Ｘ方向往復運動装置は、前記ＸＹ面と直交する軸線回りに回転でき且つカム曲線部が設けられてなるカム部材と、該カム部材の該カム曲線部に係合し得るカムフォロア部が設けられてなる揺動部材を具えており、
前記揺動部材は、前記Ｙ方向で見た一端側で枢着部にて基台に枢着されており、前記カム部材の前記軸線回りの回転によって、前記枢着部を中心に前記ＸＹ面内で揺動可能となされると共に、該Ｙ方向で見た他端側に、ア−ムの一端部が枢着されて一端枢着部が設けられ、該一端枢着部を中心に該ア−ムが前記ＸＹ面で揺動可能となされており、該アームの他端部に、前記可動部材に係合状態に取り付けられるＸ方向作動部が設けられており、
又、前記Ｙ方向で移動でき且つ、位置保持手段によって所要の移動状態で保持される如くなされた移動部材に、前記ア−ムの、前記一端枢着部と前記Ｘ方向作動部との間の所要部位が枢着されて中間枢着部が設けられ、前記一端枢着部が、前記揺動部材の前記ＸＹ面内での前記揺動により該ＸＹ面内で揺動するに伴って、該中間枢着部を支点として前記ア−ムが該ＸＹ面内で揺動でき、又、該移動部材を前記Ｙ方向で移動させることによって該中間枢着部と前記一端枢着部との間の距離を可変となされており、
該ア−ムの揺動運動によって前記可動部材に、前記ＸＹ面内における前記Ｘ方向での往復運動を付与できることを特徴とする長円運動装置。
前記可動部材をＸ方向で往復運動させるＸ方向往復運動装置と、前記可動部材を該Ｘ方向と直交するＹ方向で往復運動させるＹ方向往復運動装置とを具え、該Ｘ方向往復運動装置は、該可動部材のＸ方向での往復移動量を所要に調整可能となされると共に、該Ｙ方向往復運動装置は該可動部材のＹ方向での往復移動量を所要に調整可能となされており、
前記Ｘ方向往復運動装置は、前記ＸＹ面と直交する軸線回りに回転でき且つカム曲線部が設けられてなるカム部材と、該カム部材の該カム曲線部に係合し得るカムフォロア部が設けられてなる揺動部材を具えており、
前記揺動部材は、前記Ｙ方向で見た一端側で枢着部にて基台に枢着されており、前記カム部材の前記軸線回りの回転によって、前記枢着部を中心に前記ＸＹ面内で揺動可能となされると共に、該Ｙ方向で見た他端側に、ア−ムの一端部が枢着されて一端枢着部が設けられ、該一端枢着部を中心に該ア−ムが前記ＸＹ面で揺動可能となされており、該アームの他端部に、前記可動部材に係合状態に取り付けられるＸ方向作動部が設けられており、
又、前記Ｙ方向で移動でき且つ、位置保持手段によって所要の移動状態で保持される如くなされた移動部材に、前記ア−ムの、前記一端枢着部と前記Ｘ方向作動部との間の所要部位が枢着されて中間枢着部が設けられ、前記一端枢着部が、前記揺動部材の前記ＸＹ面内での前記揺動により該ＸＹ面内で揺動するに伴って、該中間枢着部を支点として前記ア−ムが該ＸＹ面内で揺動でき、又、該移動部材を前記Ｙ方向で移動させることによって該中間枢着部と前記一端枢着部との間の距離を可変となされており、
該ア−ムの揺動運動によって前記可動部材に、前記ＸＹ面内における前記Ｘ方向での往復運動を付与できることを特徴とする長円運動装置。
【請求項2】
可動部材をＸＹ面内で長円運動させる長円運動装置であって、
前記可動部材をＸ方向で往復運動させるＸ方向往復運動装置と、前記可動部材を該Ｘ方向と直交するＹ方向で往復運動させるＹ方向往復運動装置とを具え、該Ｘ方向往復運動装置は、該可動部材のＸ方向での往復移動量を所要に調整可能となされると共に、該Ｙ方向往復運動装置は該可動部材のＹ方向での往復移動量を所要に調整可能となされており、
前記Ｘ方向往復運動装置は、前記ＸＹ面と直交する軸線周りに回転するカム部材と、該カム部材のカム外周面としてのカム曲線部に係合し得る、Ｘ方向で見て対向する両カム内面としてのカムフォロア部が設けられてなる揺動部材を具えており、
該揺動部材は、前記Ｙ方向で見た一端側で枢着部にて基台に枢着されており、前記カム部材の前記軸線回りの回転によって、前記枢着部を中心に前記ＸＹ面内で揺動可能となされると共に、該Ｙ方向で見た他端側に、ア−ムの一端部が枢着されて一端枢着部が設けられ、該一端枢着部を中心に該ア−ムが前記ＸＹ面で揺動可能となされており、該アームの他端部に、前記可動部材に係合状態に取り付けられるＸ方向作動部が設けられており、
又、前記Ｙ方向で移動でき且つ、位置保持手段によって所要の移動状態で保持される如くなされた移動部材に、前記ア−ムの、前記一端枢着部と前記Ｘ方向作動部との間の所要部位が枢着されて中間枢着部が設けられ、前記一端枢着部が、前記揺動部材の前記ＸＹ面内での前記揺動により該ＸＹ面内で揺動するに伴って、該中間枢着部を支点として前記ア−ムが該ＸＹ面内で揺動でき、又、該移動部材を前記Ｙ方向で移動させることによって該中間枢着部と前記一端枢着部との間の距離を可変となされており、
該ア−ムの揺動運動によって前記可動部材に、前記ＸＹ面内における前記Ｘ方向での往復運動を付与できることを特徴とする長円運動装置。
前記可動部材をＸ方向で往復運動させるＸ方向往復運動装置と、前記可動部材を該Ｘ方向と直交するＹ方向で往復運動させるＹ方向往復運動装置とを具え、該Ｘ方向往復運動装置は、該可動部材のＸ方向での往復移動量を所要に調整可能となされると共に、該Ｙ方向往復運動装置は該可動部材のＹ方向での往復移動量を所要に調整可能となされており、
前記Ｘ方向往復運動装置は、前記ＸＹ面と直交する軸線周りに回転するカム部材と、該カム部材のカム外周面としてのカム曲線部に係合し得る、Ｘ方向で見て対向する両カム内面としてのカムフォロア部が設けられてなる揺動部材を具えており、
該揺動部材は、前記Ｙ方向で見た一端側で枢着部にて基台に枢着されており、前記カム部材の前記軸線回りの回転によって、前記枢着部を中心に前記ＸＹ面内で揺動可能となされると共に、該Ｙ方向で見た他端側に、ア−ムの一端部が枢着されて一端枢着部が設けられ、該一端枢着部を中心に該ア−ムが前記ＸＹ面で揺動可能となされており、該アームの他端部に、前記可動部材に係合状態に取り付けられるＸ方向作動部が設けられており、
又、前記Ｙ方向で移動でき且つ、位置保持手段によって所要の移動状態で保持される如くなされた移動部材に、前記ア−ムの、前記一端枢着部と前記Ｘ方向作動部との間の所要部位が枢着されて中間枢着部が設けられ、前記一端枢着部が、前記揺動部材の前記ＸＹ面内での前記揺動により該ＸＹ面内で揺動するに伴って、該中間枢着部を支点として前記ア−ムが該ＸＹ面内で揺動でき、又、該移動部材を前記Ｙ方向で移動させることによって該中間枢着部と前記一端枢着部との間の距離を可変となされており、
該ア−ムの揺動運動によって前記可動部材に、前記ＸＹ面内における前記Ｘ方向での往復運動を付与できることを特徴とする長円運動装置。
【請求項3】
前記中間枢着部は、前記ＸＹ面内で正逆回転可能に枢着されてなるスライド部材を前記移動部材に設けて構成されており、該スライド部材が、前記一端枢着部と前記Ｘ方向作動部との間で前記アームの長さ方向にスライドすることによって、前記中間枢着部の前記アームの長さ方向での位置を可変となされていることを特徴とする請求項１又は２記載の長円運動装置。
【請求項4】
前記スライド部材は、基板部の前面の左右対向側で立壁部が突設されて、前記アームの長さ方向で見た所要の長さ部分を密接に嵌め入れるための嵌合溝が設けられてなるコ字状部材と、該所要長さ部分を密接に嵌め入れた状態で該嵌合溝を覆う蓋片とから構成され、該嵌合溝と該蓋片とによって形成された挿通孔に前記アームが挿通状態となされており、該挿通状態で該スライド部材が該アームをその長さ方向にスライドでき、又、前記基板部の後面で、前記移動部材に設けた軸受孔に挿通される枢軸が突設されており、前記挿通孔に前記アームが挿通された状態で、前記コ字状部材が前記ＸＹ面内で正逆回転できることを特徴とする請求項３記載の長円運動装置。
【請求項5】
前記Ｘ方向作動部は軸部として構成され該軸部が、前記可動部材に設けられてなる、Ｙ方向に長いＸ方向ガイド孔をその長さ方向に摺動可能に設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の長円運動装置。
【請求項6】
前記Ｘ方向往復運動装置の一対を前記ＸＹ面内において対角位置に配設すると共に、前記Ｙ方向往復運動装置の一対を、前記ＸＹ面内において対角位置に配設し、Ｘ方向で見て、前記Ｘ方向往復運動装置と前記Ｙ方向往復運動装置とが隣り合うことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の長円運動装置。
【請求項7】
請求項１〜６の何れかに記載の長円運動装置に用いられる長円運動用の移動制御装置であって、前記移動部材を前記Ｙ方向で所要に移動させることができ、且つ、該移動部材の所要の移動状態が前記位置保持手段によって保持可能となされており、
数値制御モータと、該数値制御モータの駆動軸に連結される駆動ネジ軸と、該駆動ネジ軸が螺合でき且つ前記移動部材に設けられたナット部材とを具え、該数値制御モータで該駆動ネジ軸を正逆回転させることによって前記移動部材を前記Ｙ方向で移動可能となされ、且つ、前記ナット部材と前記駆動ネジ軸との係合部が前記位置保持手段として機能して、該移動部材が所要の移動状態で保持されることを特徴とする長円運動装置用の移動制御装置。
数値制御モータと、該数値制御モータの駆動軸に連結される駆動ネジ軸と、該駆動ネジ軸が螺合でき且つ前記移動部材に設けられたナット部材とを具え、該数値制御モータで該駆動ネジ軸を正逆回転させることによって前記移動部材を前記Ｙ方向で移動可能となされ、且つ、前記ナット部材と前記駆動ネジ軸との係合部が前記位置保持手段として機能して、該移動部材が所要の移動状態で保持されることを特徴とする長円運動装置用の移動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、長円運動装置に関するものであり、より詳しくは、モータにおけるステータコアのティース部の外周面に巻線を施してコイルを形成する巻線装置に応用して好適な長円運動装置に関するものである。又本発明は、該長円運動装置に用いて好適な長円運動装置用の移動制御装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
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巻線装置としては、特許文献１や特許文献２が開示するものが提供されている。
【0003】
特許文献１に係る巻線装置ａは、図２２に示すように、線材を先端から繰り出すノズルｂが取り付けられて保持体ｃに任意の方向に移動可能に保持されたノズル保持プレートｄに、互いに直交するＸ方向及びＹ方向に夫々延びる長孔状のＸ方向受動用ガイド孔ｅ及びＹ方向受動用ガイド孔ｆが設けられている。そして、Ｘ方向駆動部及びＹ方向駆動部は夫々、該Ｘ方向受動用ガイド孔ｅ及び該Ｙ方向受動用ガイド孔ｆに摺接自在に挿通されたＸ方向作動軸ｇ及びＹ方向作動軸ｈに対して、前記ノズル保持プレートｄを介して前記ノズルｂを略長方形の軌跡で旋回移動させる所定のタイミングでＸ方向及び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如く構成されている。
【0004】
かかる構成を有する巻線装置は、前記ノズル保持プレートｄが図２３に示す長方形の移動軌跡ｋを描くため、前記ステータコアのティース部に効率的に巻線できる効果を奏するものであった。ところで、モータの種類によって、前記ステータコアのティース部ｊの長さｍ１やティース部ｊの配設ピッチｍ２が異なる。即ち、より小型のモータになるほど該配設ピッチはより小さくなり、従って、巻線の巻き幅がより小さくなる。そのため、該ティース部ｊに巻線を施す際は、該配設ピッチに合わせて前記巻線装置の巻き幅を調整することが求められる。然しながら特許文献１に係る巻線装置によるときは、かかる巻き幅の調整を行うことができなかったため、該巻き幅に合わせて別個に巻線装置を用意しなければならない不経済があった。
【0005】
かかる巻き幅の調整を行うことができないことは、特許文献２に係る巻線装置においても同様であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２００４−７２９２３号公報
【特許文献2】特開２００１−８４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、例えば前記従来の問題点に鑑みて開発されたものであり、Ｘ方向での動きとＹ方向での動きの合成によって可動部材に所要の長円運動を付与でき、該長円運動のＸ方向の振幅を簡易に変更可能となされた長円運動装置の提供を課題とするものである。又、該Ｘ方向の振幅の変更を簡易化し得る長円運動装置用の移動制御装置の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するため本発明は以下の手段を採用する。即ち本発明に係る長円運動装置は、可動部材をＸＹ面内で長円運動させる長円運動装置であって、前記可動部材をＸ方向で往復運動させるＸ方向往復運動装置と、前記可動部材を該Ｘ方向と直交するＹ方向で往復運動させるＹ方向往復運動装置とを具え、該Ｘ方向往復運動装置は、該可動部材のＸ方向での往復移動量を所要に調整可能となされると共に、該Ｙ方向往復運動装置は該可動部材のＹ方向での往復移動量を所要に調整可能となされており、前記Ｘ方向往復運動装置は、前記ＸＹ面と直交する軸線回りに回転でき且つカム曲線部が設けられてなるカム部材と、該カム部材の該カム曲線部に係合し得るカムフォロア部が設けられてなる揺動部材を具えている。又前記揺動部材は、前記Ｙ方向で見た一端側で枢着部にて基台に枢着されており、前記カム部材の前記軸線回りの回転によって、前記枢着部を中心に前記ＸＹ面内で揺動可能となされると共に、該Ｙ方向で見た他端側に、ア−ムの一端部が枢着されて一端枢着部が設けられ、該一端枢着部を中心に該ア−ムが前記ＸＹ面で揺動可能となされており、該アームの他端部に、前記可動部材に係合状態に取り付けられるＸ方向作動部が設けられている。又、前記Ｙ方向で移動でき且つ、位置保持手段によって所要の移動状態で保持される如くなされた移動部材に、前記ア−ムの、前記一端枢着部と前記Ｘ方向作動部との間の所要部位が枢着されて中間枢着部が設けられ、前記一端枢着部が、前記揺動部材の前記ＸＹ面内での前記揺動により該ＸＹ面内で揺動するに伴って、該中間枢着部を支点として前記ア−ムが該ＸＹ面内で揺動でき、又、該移動部材を前記Ｙ方向で移動させることによって該中間枢着部と前記一端枢着部との間の距離を可変となされており、該ア−ムの揺動運動によって前記可動部材に、前記ＸＹ面内における前記Ｘ方向での往復運動を付与できることを特徴とするものである。
【0009】
本発明に係る長円運動装置の好ましい態様の一つは、可動部材をＸＹ面内で長円運動させる長円運動装置であって、前記可動部材をＸ方向で往復運動させるＸ方向往復運動装置と、前記可動部材を該Ｘ方向と直交するＹ方向で往復運動させるＹ方向往復運動装置とを具え、該Ｘ方向往復運動装置は、該可動部材のＸ方向での往復移動量を所要に調整可能となされると共に、該Ｙ方向往復運動装置は該可動部材のＹ方向での往復移動量を所要に調整可能となされており、前記Ｘ方向往復運動装置は、前記ＸＹ面と直交する軸線周りに回転するカム部材と、該カム部材のカム外周面としてのカム曲線部に係合し得る、Ｘ方向で見て対向する両カム内面としてのカムフォロア部が設けられてなる揺動部材を具えている。そして該揺動部材は、前記Ｙ方向で見た一端側で枢着部にて基台に枢着されており、前記カム部材の前記軸線回りの回転によって、前記枢着部を中心に前記ＸＹ面内で揺動可能となされると共に、該Ｙ方向で見た他端側に、ア−ムの一端部が枢着されて一端枢着部が設けられ、該一端枢着部を中心に該ア−ムが前記ＸＹ面で揺動可能となされており、該アームの他端部に、前記可動部材に係合状態に取り付けられるＸ方向作動部が設けられている。又、前記Ｙ方向で移動でき且つ、位置保持手段によって所要の移動状態で保持される如くなされた移動部材に、前記ア−ムの、前記一端枢着部と前記Ｘ方向作動部との間の所要部位が枢着されて中間枢着部が設けられ、前記一端枢着部が、前記揺動部材の前記ＸＹ面内での前記揺動により該ＸＹ面内で揺動するに伴って、該中間枢着部を支点として前記ア−ムが該ＸＹ面内で揺動でき、又、該移動部材を前記Ｙ方向で移動させることによって該中間枢着部と前記一端枢着部との間の距離を可変となされており、該ア−ムの揺動運動によって前記可動部材に、前記ＸＹ面内における前記Ｘ方向での往復運動を付与できることを特徴とするものである。
【0010】
前記長円運動装置において、前記中間枢着部は、前記ＸＹ面内で正逆回転可能に枢着されてなるスライド部材を前記移動部材に設けて構成し、該スライド部材が、前記一端枢着部と前記Ｘ方向作動部との間で前記アームの長さ方向にスライドすることによって、前記中間枢着部の前記アームの長さ方向での位置を可変となすのがよい。
【0011】
前記スライド部材は次のように構成するのがよい。即ち該スライド部材は、基板部の前面の左右対向側で立壁部が突設されて、前記アームの長さ方向で見た所要の長さ部分を密接に嵌め入れるための嵌合溝が設けられてなるコ字状部材と、該所要長さ部分を密接に嵌め入れた状態で該嵌合溝を覆う蓋片とから構成され、該嵌合溝と該蓋片とによって形成された挿通孔に前記アームが挿通状態となされており、該挿通状態で該スライド部材が該アームをその長さ方向にスライドでき、又、前記基板部の後面で、前記移動部材に設けた軸受孔に挿通される枢軸が突設されており、前記挿通孔に前記アームが挿通された状態で、前記コ字状部材が前記ＸＹ面内で正逆回転できるように構成するのがよい。
【0012】
前記の各長円運動装置において、前記Ｘ方向作動部を軸部として構成し該軸部を、前記可動部材に設けられてなる、Ｙ方向に長いＸ方向ガイド孔をその長さ方向に摺動可能に設けるのがよい。
【0013】
前記の各長円運動装置において、前記Ｘ方向往復運動装置の一対を前記ＸＹ面内において対角位置に配設すると共に、前記Ｙ方向往復運動装置の一対を、前記ＸＹ面内において対角位置に配設し、Ｘ方向で見て、前記Ｘ方向往復運動装置と前記Ｙ方向往復運動装置とが隣り合うように構成するのがよい。
【0014】
本発明に係る長円運動用の移動制御装置は、前記移動部材を前記Ｙ方向で所要に移動させることができ、且つ、該移動部材の所要の移動状態が前記位置保持手段によって保持可能となされており、数値制御モータと、該数値制御モータの駆動軸に連結される駆動ネジ軸と、該駆動ネジ軸が螺合でき且つ前記移動部材に設けられたナット部材とを具え、該サーボモータで該駆動ネジ軸を正逆回転させることによって前記移動部材を前記Ｙ方向で移動可能となされ、且つ、前記ナット部材と前記駆動ネジ軸との係合部が前記位置保持手段として機能して、該移動部材が所要の移動状態で保持されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0015】
本発明は以下の如き優れた効果を奏する。(1) 本発明に係る長円運動装置は、可動部材をＸ方向で往復運動させるＸ方向往復運動装置と、該可動部材をＹ方向で往復運動させるＹ方向往復運動装置とを具え、該Ｘ方向往復運動装置は、カム部材と揺動部材と、Ｙ方向で移動でき且つ位置保持手段によって所要の移動状態で保持される如くなされた移動部材とを具え、該移動部材のＹ方向での移動によって前記可動部材のＸ方向での往復運動の振幅を可変としているため、長円運動のＸ方向での振幅を容易に調整できる。従って、本発明が巻線装置に応用された場合は、例えば、モータのステータコアのティース部に巻線を施す際、モータが大型の物であっても小型の物であっても、即ち、該ティース部の配設ピッチが異なる場合であっても、巻線の巻き幅を容易に変更できることとなる。その他、本発明に係る長円運動装置は、モータに限らず巻線を要する分野を含め、長円運動を必要とする分野に広く応用できる。
【0016】
(2) 前記ＸＹ面内で回動可能のスライド部材を前記移動部材に設けることによって前記中間枢着部を構成し、該スライド部材が、前記一端枢着部と前記Ｘ方向作動部との間で前記アームの長さ方向にスライドすることによって、前記中間枢着部の前記アームの長さ方向での位置が可変となされるときは、該中間枢着部の前記アームの長さ方向での位置を容易に変更できることとなる。
【0017】
この場合、該スライド部材を、「基板部の前面の左右対向側で立壁部が突設されて、前記アームの長さ方向で見た所要の長さ部分を密接に嵌め入れるための嵌合溝が設けられてなるコ字状部材と、該所要長さ部分を密接に嵌め入れた状態で該嵌合溝を覆う蓋片とから構成し、該嵌合溝と該蓋片とによって形成された挿通孔に前記アームを挿通状態となし、該挿通状態で、該スライド部材が該アームをその長さ方向にスライドできるようになし、又、前記基板部の後面で突設した枢軸を、前記移動部材に設けた軸受孔に挿通し、前記挿通孔に前記アームが挿通された状態で、前記コ字状部材が前記ＸＹ面内で正逆回転できるように構成する」ときは、該スライド部材を、アームに特別な加工を施すことなく簡易に構成でき、且つ、前記中間枢着部をコンパクトに構成できることとなる。
【0018】
(3) 前記移動部材をＹ方向で移動させる手段として、サーボモータやステッピングモータ等の数値制御モータを用いる場合は、該移動部材のＹ方向での移動を数値制御によって精密に調整できることとなる。又、該移動部材を数値制御によって移動制御できるため、長円運動装置が稼働状態にあっても、長円運動のＸ方向での振幅を変更できる。従って本発明が巻線装置に応用された場合は、巻線の段取り換えの際だけでなく巻線の途中段階にあっても、巻線幅を自動で変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明に係る長円運動装置の、可動部材が設けられてなる前面側の斜視図である。
【図2】本発明に係る長円運動装置の後面側の斜視図である。
【図3】本発明に係る長円運動装置を、可動部材を取り外して前面側から見た斜視図と、該取り外した可動部材を示す斜視図である。
【図4】本発明に係る長円運動装置を、可動部材を取り外して前面側から見た説明図である。
【図5】モータのステータコアのティース部と、該ティース部の一部のものに巻線を施した状態を示す平面図である。
【図6】本発明に係る長円運動装置のＸ方向往復運動装置とＹ方向往復運動装置の配設状態を示す部分斜視図と、Ｙ方向往復移動装置を示す部分正面図である。
【図7】本発明に係る長円運動装置を説明する部分断面図である。
【図8】Ｘ方向往復運動装置を示す分解斜視図である。
【図9】Ｘ方向往復運動装置を構成するスライド部材の構成を説明する分解斜視図である。
【図10】その断面図である。
【図11】Ｘ方向往復運動装置の動作を説明する説明図である。
【図12】その動作の他の態様を説明する説明図である。
【図13】その動作のその他の態様を説明する説明図である。
【図14】Ｙ方向往復運動装置を説明する分解斜視図である。
【図15】Ｙ方向往復運動装置を説明する部分断面図である。
【図16】Ｘ方向往復運動装置とＹ方向往復運動装置のベルト駆動の構成を説明する説明図である。
【図17】長円運動を生じさせるためのＸ方向波形とＹ方向波形とこれらの合成波形を説明する波形説明図である。
【図18】その波形の他の態様を説明する説明図である。
【図19】その波形のその他の態様を説明する説明図である。
【図20】その波形のその他の態様を説明する説明図である。
【図21】Ｘ方向往復運動装置を構成するアームに設けられるスライド部材の他の構成を説明する説明図である。
【図22】従来の巻線装置を説明する説明図である。
【図23】その移動軌跡を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例1】
【0020】
図１〜４において本発明に係る長円運動装置１は巻線装置２に応用されている。該巻線装置２は、ノズル配置用の横長矩形状開口部３が中央部に設けられてなる横長矩形板状を呈する基台５（図３）の前面側に、矩形板状を呈する可動部材６が所要間隔を置いて重なるように配設されており（図１、図３）、該可動部材６をＸＹ面７内で長円運動（図４に一点鎖線８で示す長円運動）させることにより、図５に示すように、モータにおけるステータコア９のティース部１０に、銅線やアルミ線等の線材４を巻線してコイルを形成するものであって、図３〜４に示すように、該可動部材６をＸ方向Ｆ１で往復運動させるＸ方向往復運動装置１１と、前記可動部材６をＹ方向Ｆ２で往復運動させるＹ方向往復運動装置１２を具えている。そして該Ｘ方向往復運動装置１１は、該可動部材６のＸ方向Ｆ１での往復移動量を調整可能とされており、又該Ｙ方向往復運動装置１２は、該可動部材６のＹ方向Ｆ２での往復移動量を調整可能となされている。なお本実施例においては、前記巻線装置２の全体構成を説明する各図において、前記ＸＹ面を垂直面と言い（共に符号は７）、前記Ｘ方向を左右方向と言い（共に符号はＦ１）、前記Ｙ方向を上下方向と言う（共に符号はＦ２）こともある。
【0021】
前記Ｘ方向往復運動装置１１は、図４、図６〜８に示すように、前記ＸＹ面７と直交する軸線Ｌ１（図７）回りに回転でき且つカム曲線部１４（図８）が設けられてなるカム部材１３と、該カム部材１３の該カム曲線部１５に係合し得るカムフォロア部１６（図８）が設けられてなる揺動部材１７とを具えている。
【0022】
前記カム部材１３は、本実施例においては図６〜９に示すように、垂直面（ＸＹ面）７と直交する軸線Ｌ１（図７）回りに回転し得る異形円板状を呈し、その連続したカム外周面１５ａが前記カム曲線部１５を構成している。より具体的には図８に示すように、上下方向Ｆ２で見た一方の端部側（図８においては下端側）１８ａの左右方向Ｆ１の幅が比較的大きく形成されると共に、上下方向Ｆ２で見た他方の端部側（図８においては上端側）１８ｂの左右方向Ｆ１の幅が比較的小さく形成されてなる、左右対称の異形円板状を呈している。なお該カム部材１３の前記軸線Ｌ１（図７）回りの回転方向は、前記巻線の巻き方向に合わせて設定されるものであり、図４において時計回りでも反時計回りでもよい。
【0023】
前記揺動部材１７は、本実施例においては図６〜８に示すように、上下方向Ｆ２で見た一端側１９で前記基台５に枢着部２０にて枢着され、該枢着部２０を中心に前記垂直面７内で揺動可能となされている。そして図６〜８に示すように、該上下方向Ｆ２で見た他端側２１にアーム２２の一端部２３が枢着されて一端枢着部２５が設けられ、該一端枢着部２５を中心に該アーム２２が前記垂直面７内で揺動可能となされており、該アーム２２の他端部２６にＸ方向作動部２７が設けられている。
【0024】
前記揺動部材１７は本実施例においては図８に示すように、上下方向Ｆ２に長い平板状に構成されており、その厚さは、異形円板状を呈する前記カム部材１３の厚さに略等しい。そして、該揺動部材１７の両端側（前記一端側１９と前記他端側２１）は山形状平板部２９，３０として形成され、該揺動部材１７の中央部分３１に、前記カム部材１３を収容させ得る角丸正方形状のカム開口部３２が設けられている。該カム開口部３２には図８に示すように、前記カム部材１３が収容状態で保持されている。そして、該カム開口部３２の左右のカム内面１６ａ，１６ｂが、前記カム外周面１５ａとしての前記カム曲線部１５に係合し得る前記カムフォロア部１６とされている。なお、図７〜８に符号３３，３３で示されている前後の保持片は、該カム開口部３２の前後の上側部分３５，３５を横切るように設けられて該カム部材１３が該カム開口部３２から脱落するのを防止している。
【0025】
そして、前記他端側の山形状平板部３０に前記一端枢着部２５（図６）が設けられており、該一端枢着部２５の中心２５ａと前記枢着部２０の中心２０ａとを結ぶ直線を垂直線１５９（図１１（Ａ））に合致させたとき、図１１（Ａ）に示すように、前記正方形状のカム開口部３２の左右対向する前記カム内面１６ａ，１６ｂは垂直面を呈する。
【0026】
又前記アーム２２は図６〜８に示すように、一方向に延長する長方形板状を呈しており、その一端部２３で前記一端枢着部２５（図６）が設けられ、該アーム２２の他端部２６の前面３７で、円筒軸３９としての前記Ｘ方向作動部２７が設けられている。
【0027】
又図４、図６〜７に示すように、前記Ｙ方向（上下方向）Ｆ２で移動でき且つ位置保持手段４０（図４）によって所要の移動状態で保持される如くなされた移動部材４１に、前記アーム２２の、前記一端枢着部２５と前記Ｘ方向作動部２７との間の所要部位４２（図７）が枢着されて中間枢着部４３が構成されている。そして前記アーム２２は、該中間枢着部４３を支点として揺動でき、該移動部材４１を前記上下方向で移動させることによって該中間枢着部４３と前記一端枢着部２５との間の距離を可変となされている。
【0028】
前記移動部材４１の上下移動と、前記位置保持手段４０による所要の移動状態での保持は、図４に示す移動制御装置４５によって行われる。該移動制御装置４５は、本実施例においては図４、図６に示すように、前記基台５の左右の側方部位に設けられている。左の側方部位に設けられているものに代表させて説明すれば、該移動制御装置４５は、前記基台５の左側部４６（図６）に設けられ且つ、該左側部４６の上面部４７に駆動軸４９を上下方向にして配設された例えばサーボモータ５０ａとしての数値制御モータ５０と、該駆動軸４９に連結され且つ軸線Ｌ２（図４）が上下方向である駆動ネジ軸５１と、該駆動ネジ軸５１が螺合でき且つ前記移動部材４１の基端部分５２に設けられたナット部材５３を具える。該サーボモータ５０ａで該駆動ネジ軸５１を正逆回転させると、前記移動部材４１を上下方向で所要に移動させることができる。そして該サーボモータ５０ａを停止させると、該ナット部材５３と該駆動ネジ軸５１との係合部が前記位置保持手段４０として機能し、前記移動部材４１が所要の移動状態で保持されることとなる。
【0029】
前記移動部材４１は図６、図８〜１０に示すように、前記基端部分５２に、前記アーム２２に向けて突出する三角形板状の支持板部５５が設けられ、その先端支持部５６には、前記アーム２２を密接状態に嵌め入れることのできるスライド部材５７（図６）が、垂直面（ＸＹ面）７内で正逆回転可能に枢軸５９を介して取り付けられ、前記中間枢着部４３が構成されている。
【0030】
該スライド部材５７は、図４、図６〜１０に示すように、前記アーム２２を嵌め入れるための嵌合溝６０が設けられたコ字状部材６１を具える。該コ字状部材６１は、基板部６２の前面６３の左右対向側で立壁部６５，６５が突設されて該嵌合溝６０が構成されており、該嵌合溝６０に前記アーム２２の長さ方向で見た所要長さ部分（前記一端枢着部２５と前記Ｘ方向作動部２７との間の所要長さ部分）を密接に嵌め入れた状態で、図１０に示すように、該アーム２２の前面３７が該両立壁部６５，６５の先端面６６，６６と面一状態を呈する如くなされている。そして該アーム２２を該嵌合溝６０に嵌め入れた後に、該嵌合溝６０が矩形板状の蓋片６７で覆われ、該蓋片６７の両側部分６９，６９が前記立壁部６５，６５の該先端面６６，６６にビス６８で固定され、これによってアーム２２が、前記嵌合溝６０と前記蓋片６７とからなる挿通孔７０に密接に挿通された状態となされる。
【0031】
又図９〜１０に示すように、前記基板部６２の後面７１の中心部で、前記支持部材５５の前記先端支持部５６に設けられた軸受孔７２に挿通される前記枢軸５９（図６〜７、図９〜１０）が突設されている。該枢軸５９を該軸受孔７２に挿入させ且つ、該軸受孔７２に挿入されてなる枢軸先端部分７３の端面７５（図９〜１０）に座金７６を介して抜け止め板７７をビス７９で固定することによって、前記挿通孔７０に前記アーム２２が挿通された状態で、前記コ字状部材６１が該枢軸５９の軸線Ｌ３（図１０）回りに正逆回転できる。かかる構成を有するスライド部材５７によって前記中間枢着部４３が構成されている。
【0032】
前記スライド部材５７は、前記移動部材４１を上下移動させると、前記アーム２２をその長さ方向でスライドできる。これにより、前記したように、前記中間枢着部４３と前記一端枢着部２５との間の距離を可変となし得、該移動部材４１の移動位置に応じて、前記中間枢着部４３の位置を前記アーム２２の長さ方向での所要部位に設定でき、その状態を保持できる。
【0033】
又、前記挿通孔７０に前記アーム２２が挿通された状態で、前記コ字状部材６１が、前記移動部材４１の前記先端支持部５６に対して前記軸線Ｌ３（図９）回りに正逆回転できることから、前記アーム２２は、前記スライド部材５７が構成する前記中間枢着部４３（前記枢軸５９）を支点として垂直面７内で揺動できる。
【0034】
図４、図６は、前記移動部材４１の前記上下方向での移動によって、前記中間枢着部４３を前記アーム２２の長さ方向の略中央部に位置させた状態を示している。以下の説明においては、該位置を第１位置Ｐ１という。又、該中間枢着部４３が該第１位置Ｐ１よりも上方向に移動することを上方向に移動するといい、該中間枢着部４３が該第１位置Ｐ１よりも下方向に移動することを下方向に移動するという。
【0035】
然して、前記カム部材１３がその軸線Ｌ１回りに時計回りに回転すると、前記カム内面１６ａ，１６ｂとしての前記カムフォロア部１６が、前記カム部材１３の前記カム外周面１５ａとしての前記カム曲線部１５に接した状態に係合することによって、図１１（Ａ）に示すように、前記揺動部材１７が、前記枢着部２０を中心に垂直面７内で矢印Ｆで示すように揺動する。そして、前記アーム２２が前記移動部材４１の前記先端支持部５６（図９）に枢着されており、前記中間枢着部４３を支点として該アーム２２が揺動可能であるため、前記揺動部材１７の前記他端側２１の揺動に伴って、該アーム２２が前記中間枢着部４３を支点として揺動でき、これによって、前記Ｘ方向作動部２７が垂直面７内で揺動できる。図１１（Ａ）は、前記アーム２２の軸線Ｌ２が垂直状態を呈し、図１１（Ｂ）は、該軸線Ｌ２が右に傾いた状態を示し、図１１（Ｃ）は、該軸線Ｌ２が左に傾いた状態を示している。
【0036】
該Ｘ方向作動部２７の揺動の振幅は、前記中間枢着部４３の前記アーム２２の長さ方向での位置を前記サーボモータ５０ａの数値制御により変更することによって所要に調整でき、前記位置保持手段４０の位置保持作用によってその調整状態を保持できる。該中間枢着部４３を前記一端枢着部２５に近づけるほど該Ｘ方向作動部２７の揺動の振幅は大きくなり、該中間枢着部４３を該Ｘ方向作動部２７に近づけるほど該Ｘ方向作動部２７の揺動の振幅は小さくなる。図１２は、該中間枢着部４３を、図１１に示す第１位置Ｐ１から前記一端枢着部２５により近づけた状態を示しており、該位置を第２位置Ｐ２という。該中間枢着部４３が該第２位置Ｐ２にある状態で、前記カム部材１３をその軸線Ｌ１回りに例えば時計回りに回転させると、該カム部材１３の回転に伴う、該中間枢着部４３を支点としての該アーム２２の揺動により、前記Ｘ方向作動部２７のＸ方向で見た振幅は前記第１位置Ｐ１における場合に比して大きくなる。図１２（Ａ）は、前記アーム２２の軸線Ｌ２が垂直状態を呈し、図１２（Ｂ）は、該軸線Ｌ２が右に傾いた状態を示し、図１２（Ｃ）は、該軸線Ｌ２が左に傾いた状態を示している。
【0037】
図１３は、該中間枢着部４３を、図１１に示す第１位置Ｐ１から前記Ｘ方向作動部２７により近づけた状態を示しており、該位置を第３位置Ｐ３という。前記中間枢着部４３が該第３位置Ｐ３にある状態で、前記カム部材１３をその軸線Ｌ１回りに例えば時計回りに回転させると、該カム部材１３の回転に伴う、該中間枢着部４３を支点としての該アーム２２の揺動により、前記Ｘ方向作動部２７のＸ方向で見た振幅は前記第１位置Ｐ１における場合に比して小さくなる。図１３（Ａ）は、前記アーム２２の軸線Ｌ２が垂直状態を呈し、図１３（Ｂ）は、該軸線Ｌ２が右に傾いた状態を示し、図１３（Ｃ）は、該軸線Ｌ２が左に傾いた状態を示している。
【0038】
かかる中間枢着部４３の位置設定は、前記カム部材１３が停止した状態で行うことができる他、これが回転している状態で行うこともできる。
【0039】
前記Ｙ方向往復運動装置１２は図３、図６、図７、図１４、図１５に示すように、中心軸線Ｌ５（図７）回りに垂直面（ＸＹ面）７内で回転し得る円板体８３の前面部８５の所要部位にＹ方向作動部８６が設けられている。該円板体８３は、本実施例においては図６〜７、図１４〜１５に示すように、相互に重なり合う第１の円板体８７と第２の円板体８９とを具える。該第１の円板体８７は図７、図１４〜１５に示すように、垂直円板状を呈し、その後面中央部９０で駆動軸９１が突設されており、該駆動軸９１の軸線Ｌ６が前記中心軸線Ｌ５と合致している。そして該第１の円板体８７には、図１４に示すように、前記駆動軸９１が突設されている基端側から外周縁側に向けて径が大きくなる渦巻き溝部９２が設けられている。
【0040】
又、前記第２の円板体８９は図６〜７、図１４〜１５に示すように、垂直板状を呈する円板状受板９３の後面中央部で、前記駆動軸９１を挿通させ得るネジ筒部９６が突設されており、該円板状受板９３の外周縁部で、前方に向け突出する円環状突条部９７が一連に設けられている。そして図７、図１５に示すように、該円板状受板９３と該円環状突条部９７とが形成する円形状凹部９９に前記第１の円板体８７が嵌め入れられた状態となり、この状態で、該第１の円板体８７の前面１００は前記円環状突条部９７の前面１０１から後方に稍控えた状態となっている。そして該第２の円板体８９の前面部には、図６、図１５に示すように、左右２分割された略半円板状を呈する左右のカバー板１０２，１０２が、直線状を呈する端面１０３，１０３間に所要間隔を置いて且つ前記円環状突条部９７の前面１０１（図１４）に周縁部１０５が当接する状態で、前記第１の円板体８７を覆うように取り付けられ、該周縁部１０５で前記円環状突条部９７にビス１０４で固定されている。そして該左右のカバー板１０２，１０２間には、図１５に示すように、前側が幅狭で且つ後側が幅広の摺動溝１０６が設けられている。
【0041】
該摺動溝１０６には、図６、図１５に示すように、長方形板状を呈する基部１０７の前面でその長手中央線に沿って直線状突状部１０９が設けられてなる摺動部材１１０が嵌合状態に装着されている。該基部１０７の左右部分１１１，１１１は前記摺動溝１０６の幅広溝部１１２の左右部分に密接に嵌め入れられると共に、該直線状突状部１０９の左右側面１１３，１１３は該摺動溝１０６の幅狭溝部１１５の前記両端面１０３，１０３に当接して、該摺動部材１１０が該摺動溝１０６に装着されている。そして図７、図１４に示すように、前記基部１０７の後面には、前記渦巻き溝部９２に密接に嵌め入れられるガイド軸１１６が突設されている。又図１５に示すように、前記直線状突状部１０９の前面１１７の上端側部位には前記Ｙ方向作動部８６が設けられている。該Ｙ方向作動部８６は、前記可動部材６をＹ方向（上下方向）Ｆ２で移動させるものであり、本実施例においては円筒軸１１９を以て構成されている。
【0042】
図６〜７において、前記第２の円板体８９を停止状態にして前記第１の円板体８７を時計回り又は反時計回りに回転させると、前記渦巻き溝部９２（図１４）に案内されて前記摺動部材１１０が前記中心軸線Ｌ５（図７）に近づく方向に或いは該中心軸線Ｌ５から離れる方向に移動でき、これによって前記Ｙ方向作動部８６が、前記中心軸線Ｌ５に近づく方向に或いは該中心軸線Ｌ５から離れる方向に移動できることとなる。図４、図６は、前記Ｙ方向作動部８６を前記円板体８３の外周縁側に移動させた状態を示しており、この場合における摺動部材１１０の位置を外側位置Ｐ４（図６（Ａ））という。又図６（Ｂ）は、前記Ｙ方向作動部８６を前記円板体８３の中心側に移動させた状態を示しており、この場合における摺動部材１１０の位置を内側位置Ｐ５という。
【0043】
そして、前記渦巻き溝部９２に密接に嵌め入れられている前記ガイド軸１１６（図７）が該渦巻き溝部９２の所要位置に固定状態となることによって、該Ｙ方向作動部８６が所要位置で保持される。このように保持された状態で前記駆動軸９１を回転させると前記円板体８３が回転する。
【0044】
本実施例においては図３〜４に示すように、前記構成を有するＸ方向往復運動装置１１の一対を前記垂直面７内において対角位置に配設すると共に、前記Ｙ方向往復運動装置１２の一対を、前記垂直面７内において対角位置に配設し、左右方向Ｆ１で見て、該Ｘ方向往復運動装置１１とＹ方向往復運動装置１２とが隣り合う。これによって、長円運動装置１がバランスよく安定状態で稼働できる。
【0045】
又図２、図７に示すように、前記Ｘ方向往復運動装置１１を構成する前記カム部材１３をその軸線Ｌ１回りに回転させる回転軸１２１，１２１と、前記Ｙ方向往復運動装置１２を構成する前記円板体８３をその中心軸線Ｌ５回りに回転させる回転軸１２２，１２２（前記ネジ筒部材９６，９６）が前記基台５の後面１２３（図２）で後方に突設されている。そして、該回転軸１２１，１２１の夫々の前側部分には、駆動プーリ１１４が固設されると共に、その後側部分にはアイドラー１１８が設けられている。又、前記回転軸１２２，１２２の夫々には駆動プーリ１２５が固設されると共に、前記駆動軸９１，９１の夫々には駆動プーリ１２７が固設されている。
【0046】
又図２、図１６に示すように、前記基台５の中央部の上下に位置させてアイドラー１２９とアイドラー１３０が配設されると共に、該下のアイドラー１３０の一側方の稍下側に位置させてアイドラー１３１が配設されている。そして図１６に示すように、該下のアイドラー１３０の下方に、モータ軸１３２に連結された駆動プーリ１３３が配設されると共に、前記アイドラー１３１の下方にアイドラー１３５が設けられている。
【0047】
又、前記アイドラー１３０，１３１間（前記駆動プーリ１３３と前記アイドラー１３５との間）の上下方向中間部に、上部アイドラー１３６と下部アイドラー１３７が昇降基板１３９に回転自在に設けられている。そして、該昇降基板１３９は、前記モータ軸１３２を停止させた状態で、図示しない昇降手段によって所要に昇降せしめられる。
【0048】
そして図１６に示すように、前記駆動プーリ１２５，１１４，１２５，１１４、前記上下のアイドラー１２９，１３０にタイミングベルト１４０を巻装する。又図１６に示すように、前記アイドラー１１８、前記駆動プーリ１２７、前記アイドラー１１８、前記アイドラー１３１、前記駆動プーリ１２７にタイミングベルト１４１を巻装する。又図１６に示すように、前記駆動プーリ１３３、前記下部アイドラー１３７、前記アイドラー１３５、前記アイドラー１３１、前記上部アイドラー１３６、前記アイドラー１３０に駆動タイミングベルト１４２を巻装する。
【0049】
然して前記モータを稼働させると、駆動ベルト１４２の周回を介する該タイミングベルト１４０の周回によって全ての回転軸１２１，１２２，１２１，１２２が同期して回転駆動せしめられる。これによって、対角位置にあるＸ方向往復運動装置１１，１１と、対角位置にあるＹ方向往復運動装置１２，１２は、夫々同一の往復運動を行う。
【0050】
前記昇降基板１３９を上方に移動させると、図１６において、前記アイドラー１３５の回転を伴い前記アイドラー１３１が反時計回りに回転する。それに伴い前記タイミングベルト１４１が反時計回りに所要量周回する。これによって、前記回転軸１２２が停止した状態で（即ち、前記第２の円板体８９が停止した状態で）前記駆動軸９１が反時計回りに回転せしめられる。即ち、前記第１の円板体８７が強制回転せしめられる。なお、前記タイミングベルト１４１が周回する際、前記アイドラー１１８，１１８が回転するが前記回転軸１２１は回転しない。これらの結果、前記摺動部材１１０が前記中心軸線Ｌ５に近づく方向に移動できる。
【0051】
逆に前記昇降基板１３９を下方に移動させると、図１６において、前記アイドラー１３５の回転を伴い前記アイドラー１３１が時計回りに回転する。それに伴い前記タイミングベルト１４１が時計回りに所要量周回する。これによって、前記回転軸１２２が停止した状態で前記駆動軸９１が時計回りに回転せしめられる。これらの結果、前記摺動部材１１０が前記中心軸線Ｌ５から離れる方向に移動できる。
【0052】
前記可動部材６は、図１に示すように、その中央部分に、線材４を先端から繰り出す３個のノズル１４３，１４３，１４３が左右方向に間隔を置いて並置されている。又図１、図３に示すように、前記Ｘ方向往復運動装置１１，１１に対応させて、上下方向に長いＸ方向ガイド孔１４５が設けられると共に、前記Ｙ方向往復運動装置１２に対応させて、左右方向に長いＹ方向ガイド孔１４６が設けられており、該Ｘ方向ガイド孔１４５と該Ｙ方向ガイド孔１４６には、夫々、これらの長さ方向に摺動し得る環状ベアリング１４７が設けられている。そして、前記Ｘ方向往復運動装置１１を構成する前記アーム２２の前面で突設された前記Ｘ方向作動部（円筒軸）２７が、ニードルベアリングを介して前記環状ベアリング１４７で支持されている。又、前記Ｙ方向往復運動装置１２を構成する前記摺動部材１１０の前面で突設された前記Ｙ方向作動部（円筒軸）８６が、ニードルベアリングを介して前記環状ベアリング１４７で支持されている。
【0053】
従って該可動部材６は、対角位置にある前記Ｘ方向往復運動装置１１，１１の前記カム部材１３の回転に伴う前記Ｘ方向作動部２７，２７の左右動によって、左右方向で移動できる。該左右方向の移動は、前記アーム２２の揺動運動に伴う動きのうちのＸ方向の成分を利用して行われる。又該可動部材６は、対角位置にある前記Ｙ方向往復運動装置１２，１２の前記円板体８３，８３の回転に伴う前記Ｙ方向作動部８６，８６の回転運動のうちのＹ方向成分を利用して上下方向で移動できる。
【0054】
該可動部材６に付加される前記Ｘ方向の動きと前記Ｙ方向の動きの合成によって、前記ノズル１４３に、前記ステータコア９の前記ティース部１０に線材４を巻回させ得る長円運動を生じさせることができる。
【0055】
以下、この長円運動の態様を、場合を分けて説明する。第１の態様は、図３〜４に示すように、前記左右のＸ方向往復運動装置１１，１１の前記中間枢着部４３，４３が、共に前記第１位置Ｐ１，Ｐ１にあり、前記左右のＹ方向往復運動装置１２，１２の前記摺動部材１１０，１１０が前記外側位置Ｐ４，Ｐ４にある場合に関するものである。
【0056】
該第１の態様を、前記Ｘ方向往復運動装置１１の前記Ｘ方向作動部２７のＸ方向での移動位置の変化を示す図１７（Ａ）のＸ方向波形１４９と、前記Ｙ方向往復運動装置１２の前記Ｙ方向作動部８６のＹ方向での移動位置の変化を示す図１７（Ｂ）のＹ方向波形１５０と、該Ｘ方向波形１４９と該Ｙ方向波形１５０を合成してなる図１７（Ｃ）の合成波形１５１に基づいて説明する。該合成波形１５１は、前記可動部材６に前記垂直面７内での長円運動を生じさせる波形である。該合成波形１５１は、図１７（Ｃ）に示すように、その両端側の部分が半円弧状波形１５２，１５３とされ、該両半円弧状波形１５２，１５３の向き合う端部１５５，１５６相互、向き合う端部１５７，１５９相互が直線状波形１６０，１６１で連結されてなる、上下に長い長円状を呈している。
【0057】
この合成波形１５１を時間の経過に従って説明する。説明の便宜上、一方の半円弧状波形１５２の突出端部１６２を出発点とし、該突出端部１６２での時刻をＴ１とし、該合成波形１５１を時計回りに見て、前記半円弧状波形１５２の一方の端部１５５における時刻をＴ２とし、該一方の端部１５５に一方の直線状波形１６０の一方の端部１６３が連なる。そして、該直線状波形１６０の他方の端部１６５における時刻をＴ３とする。該他方の端部１６５に、他方の半円弧状波形１５３の一方の端部１５６が連なる該他方の半円弧状波形１５３の突出端部１６６における時刻をＴ４とし、該他方の半円弧状波形１５３の他方の端部１５９における時刻をＴ５とする。該他方の端部１５９に、他方の直線状波形１６１の一方の端部１６７が連なり、該他方の直線状波形１６１の他方の端部１６９における時刻をＴ６とする。そして、該他方の端部１６９に前記半円弧状波形１５２の他方の端部１５７が連なる。
【0058】
そして前記Ｘ方向波形１４９と前記Ｙ方向波形１５０における時刻Ｔ１〜Ｔ６は、前記合成波形１５１における夫々の端部における時刻Ｔ１〜Ｔ６に対応している。
【0059】
前記Ｘ方向波形１４９は、前記カム部材１３が、前記揺動部材１７に設けられている前記矩形状のカム開口部３２の左右のカム内面１６ａ，１６ｂに接しながら前記軸線Ｌ１回りに時計回りに回転することによって形成される。即ち、該カム内面１６ａ，１６ｂとしての前記カムフォロア部１６が、前記カム部材１３の前記カム外周面１５ａとしての前記カム曲線部１５に係合することによって形成される。
【0060】
前記カム部材１３は、時刻Ｔ１においては、図１１（Ａ）に示すように、左右対称の軸１５９が上下方向（Ｙ方向）Ｆ２を向き、前記一方の端部側１８ａが下に位置し他方の端部側１８ｂが上に位置する。
【0061】
この状態でカム部材１３が、図１１において時計回りに回転すると、Ｔ１からＴ２の間は前記Ｘ方向作動部２７が、時間の経過に比例して右方に移動する（図１１（Ａ）の状態から図１１（Ｂ）の状態を呈するように移動する）。その後、Ｔ２とＴ３との間は、前記カム部材１３が時計回りの回転を続けてはいても、該Ｘ方向作動部２７は休止状態にあり、該Ｘ方向作動部２７の左右方向での移動がゼロとなる。その後の時計回りの回転によって、該Ｘ方向作動部２７は、Ｔ３とＴ４の間、Ｔ４とＴ５との間は、左右方向で見て左方向に移動する。そしてＴ５とＴ６との間は、前記カム部材１３が時計回りの回転を続けてはいても前記Ｘ方向作動部２７は休止状態にあり該Ｘ方向作動部２７の左右方向での移動がゼロとなる。前記カム部材１３のその後の時計回りの回転継続によって、前記Ｘ方向作動部２７は、Ｔ６とＴ７との間は左右方向で見た右方に移動する。前記カム部材１３が時計回りの回転を継続している間、このサイクルを繰り返すことになる。
【0062】
一方、前記Ｙ方向波形１５０は前記円板体８３の時計回りの回転によってサイン曲線を描き、前記Ｔ１においては上下方向Ｆ２で見て上方向での最大振幅を呈する。該円板体８３が時計回りに回転を続けることにより、Ｔ１とＴ２との間は、前記Ｙ方向作動部８６が四分割円弧状を呈して下方に移動する。そしてＴ２とＴ３との間は、該Ｙ方向作動部８６が下方に直線状に移動する。又Ｔ３とＴ４との間は、下方に四分割円弧状を呈して移動し、Ｔ４とＴ５との間は、上方に四分割円弧状を呈して移動する。又、Ｔ５とＴ６との間は上方に直線状に移動し、Ｔ６とＴ７との間は、上方に四分割円弧状に移動する。前記円板体８３が時計回りの回転を継続している間、このサイクルを繰り返す。
【0063】
これらのＸ方向波形１４９とＹ方向波形１５０の合成によって、前記可動部材６が上下に長い長円運動を繰り返すことになる。
【0064】
前記可動部材６が前記長円運動を行うと、図５に示すように、各ノズル１４３，１４３，１４３から繰り出される線材４が前記ステータコア９の所要サイズの３個のティース部１０，１０，１０に同時に巻回されることとなる。そして、３個のティース部１０，１０，１０に対する巻線が完了した後、該３個のティース部１０，１０，１０の横移動が行われ、新たな３個のティース部１０，１０，１０に巻線が施され、これが所要回数繰り返されることにより、全てのティース部１０に巻線が施されることとなる。
【0065】
前記Ｘ方向（左右方向）で見た振幅は、前記アーム２２の長さ方向での中間枢着部４３の所要位置設定による前記Ｘ方向作動部２７の位置調整によって容易に変更できる。又、該長円運動の前記Ｙ方向（上下方向）で見た振幅は、前記Ｙ方向往復運動装置１２における前記Ｙ方向作動部８６の位置調整によって容易に変更できる。このことを第２、第３の態様として説明する。
【0066】
第２の態様は、前記中間枢着部４３を前記第２位置Ｐ２（図１２）とし、前記摺動部材１１０を前記外側位置Ｐ４（図３〜４、図６（Ａ））として長円運動装置１を稼働させた場合である。この場合は、Ｙ方向波形１５０は前記第１の態様におけると同一であるが、Ｘ方向波形１４９は、図１８（Ａ）に示すように、Ｘ方向で見た振幅が前記第１の態様における場合よりも大きくなる。然して、該Ｘ方向波形１４９と前記Ｙ方向波形１５０とを合成してなる長円運動の波形のＸ方向の幅は、図１８（Ｃ）に示すように、第１の態様におけるよりも大きくなる。なお時刻Ｔ１〜Ｔ７に関しての説明は、前記第１の態様における場合と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【0067】
第３の態様は、前記中間枢着部４３を前記第３位置Ｐ３（図１３）とし、前記摺動部材１１０を前記外側位置Ｐ４（図６（Ａ））として長円運動装置１を稼働させた場合である。この場合は、Ｙ方向波形１５０は前記第１の態様におけると同一であるが、Ｘ方向波形１４９は、図１９（Ａ）に示すように、Ｘ方向で見た振幅が前記第１の態様における場合よりも小さくなる。然して、該Ｘ方向波形１４９と前記Ｙ方向波形１５０とを合成してなる長円運動の波形のＸ方向の幅は、図１９（Ｃ）に示すように、第１の態様におけるよりも小さくなる。なお時刻Ｔ１〜Ｔ７に関しての説明は、前記第１の態様における場合と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【0068】
第４の態様は、前記中間枢着部４３を前記第１位置Ｐ１とし、前記摺動部材１１０を前記内側位置Ｐ５（図６（Ｂ））として長円運動装置１を稼働させた場合である。この場合は、Ｘ方向波形１４９は前記第１の態様におけると同一であるが、Ｙ方向波形１５０は、図２０（Ｂ）に示すように、Ｙ方向で見た振幅が前記第１の態様におけるよりも小さくなる。然して、該Ｘ方向波形１４９と前記Ｙ方向波形１５０とを合成してなる長円運動の波形は、図２０（Ｃ）に示すように、第１の態様におけるよりも小さくなる。なお時刻Ｔ１〜Ｔ７に関しての説明は、前記第１の態様における場合と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【0069】
その他、ステータコアのサイズに応じて、前記中間枢着部４３の位置と前記摺動部材１１０の位置を所要に調整することにより、前記Ｘ方向作動部２７と前記Ｙ方向作動部８６の夫々の振幅を所要に設定でき、これによって、可動部材６を介し、対象となるティース部のサイズに適した長円運動を前記ノズルに付与でき、該ティース部に対する巻線の巻き幅と巻き高さを所要に設定できる。
【実施例2】
【0070】
本発明は、前記実施例で示したものに限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内で種々の設計変更が可能であることはいうまでもない。その一例を挙げれば次のようである。
【0071】
(1) 本発明に係る長円運動装置１は、前記した巻線装置として応用されることの他、長円の軌跡を必要とする各種分野に応用できる。
【0072】
(2) 前記移動部材４１をＹ方向で移動させる移動手段は、前記したサーボモータ５０ａやステッピングモータ等の数値制御モータを用いて行うことの他、各種の移動装置を用いて行うことができ、又、該移動部材４１の移動調整は手動で行ってもよい。
【0073】
(3) 対角位置に存する前記Ｘ方向往復運動装置１１，１１の前記回転軸１２１，１２１と、対角位置に存する前記Ｙ方向往復運動装置１２，１２を構成する前記回転軸１２２，１２２は、前記実施例においては図１６に示すように、１本のベルトを用いて全体を同期させて回転させることとしているが、ギア等を介して４本の回転軸を同期させて回転させてもよい。
【0074】
(4) 前記実施例においては、スライド部材５７を用いて前記中間枢着部４３の位置を変更可能としているが、例えば図２１に示すように、前記移動部材４１の前記先端支持部５６に、前方に向けて枢軸１７０を突設し、該枢軸１７０を、前記アーム２２の長さ方向に設けた長孔としてのスライド溝部１７１に挿通させ、該枢軸１７０を該スライド溝部１７１に沿って移動可能とすることによって前記中間枢着部４３を構成することもできる。この場合、該長孔としてのスライド溝部１７１に代えて、前記アーム２２の長さ方向に設けた有底の溝部としてのスライド溝部１７１を採用してもよい。又、該スライド溝部１７１に代えて突条を採用することもできる。
【0075】
(5) 前記Ｙ方向往復運動装置１２において、前記可動部材６のＹ方向での往復移動量を調整可能とする手段は、前記した円板体８３を用いて構成するものには特定されない。
【0076】
(6) 前記移動部材４１を前記Ｙ方向で移動させ且つ所要の移動状態でこれを保持させる位置保持手段は、前記したネジ機構を用いる移動制御装置を以て構成するものには特定されない。
【0077】
(7) 本発明に係る長円運動装置１は、可動部材６をＸＹ面内で長円運動させるものであり、該ＸＹ面は、垂直面には限られず水平面でも傾斜した面であってもよい。
【0078】
(8) 前記可動部材６は、前記Ｘ方向往復運動装置１１と前記Ｙ方向往復運動装置１２とによってＸ方向Ｆ１とＹ方向Ｆ２で往復運動せしめられるものであれば、前記したような板状を呈するものには限られない。
【0079】
(9) 前記Ｘ方向作動部２７と前記Ｙ方向作動部８６は、前記可動部材６に係合状態に取り付けられて該可動部材６にＸ方向での往復運動を付与でき、又、Ｙ方向での往復運動を付与できるものであれば軸状を呈するものには特定されず、前記可動部材６に係合状態に取り付けられる係合凹部を具えるもの等、各種に構成できる。
【0080】
(10)前記Ｘ方向往復運動装置は、前記ＸＹ面７と直交する軸線Ｌ１回りに回転でき、且つカム曲線部１５が設けられてなるカム部材１３と、該カム部材１３の該カム曲線部１５に係合し得るカムフォロア部１６が設けられてなる揺動部材１７とを具えている。ここに、該カム部材１４が有する前記カム曲線部１３は、板状を呈するカム部材本体の側面に設けられた連続する溝部として構成されてもよい。この場合における前記カムフォロア部１６は、該溝部に嵌入され且つ該溝部に案内されるように係合する突部（ローラ等）として構成できる。又前記カム曲線部１５を、前記溝部に代えて帯状リブとし、該帯状リブに係合し得る前記カムフォロア部１６を、該帯状リブを挟む内カムローラと外カムローラを以て構成することもできる。又、前記カム部材１３の前記カム曲線部１５を、前記カム外周面１５ａを以て構成する場合、前記揺動部材１７に設ける前記カムフォロア部１６を、付勢手段によって該カム外周面１５ａに常時接触される如くなされた接触部を以て構成することもできる。
【0081】
(11)前記揺動部材に設ける前記カムフォロア部１６を前記カム内面を以て構成する場合、該カム内面は、前記揺動部材に設けた前記開口部の対向する内面として構成されることは必ずしも必要ではない。要は、Ｘ方向で見て対向するカム内面を具えておればよいのであり、該カム内面は、前記揺動部材に突出状態に設けられた突条部の対向する内側面や、該揺動部材に設けられた窪み部の対向する内側面等を以て構成されてもよい。
【0082】
(12)前記実施例においては前記長円運動装置１の動作をより安定化させるために、左右一対のＸ方向往復運動装置１１，１１を対角配置とし、且つ、左右一対のＹ方向往復運動装置１２，１２を対角配置としているが、該左右一対のＸ方向往復運動装置１１，１１、左右一対のＹ方向往復運動装置１２，１２を、左右方向で見て隣り合う状態に配置してもよい。
【符号の説明】
【0083】
１ 長円運動装置２ 巻線装置
６ 可動部材
７ ＸＹ面
１１ Ｘ方向往復運動装置
１２ Ｙ方向往復運動装置
１３ カム部材
１５ カム曲線部
１６ カムフォロア部
１７ 揺動部材
２０ 枢着部
２１ 他端側
２２ アーム
２３ 一端部
２５ 一端枢着部
２６ 他端部
２７ Ｘ方向作動部
３２ カム開口部
４０ 位置保持手段
４１ 移動部材
４２ 所要部位
４３ 中間枢着部
４６ 移動制御装置
５０ サーボモータ
５１ 駆動ネジ軸
５３ ナット部材
５５ 支持板部
５７ スライド部材
５９ 枢軸
６０ 嵌合溝
６１ コ字状部材
６２ 基板部
６５ 立壁部
６７ 蓋片
７０ 挿通孔
８３ 円板体
８７ 第１の円板体
８９ 第２の円板体
９２ 渦巻き溝部
１１０ 摺動部材
１２８ 線材
１３０ ノズル
【要約】
【課題】例えば巻線装置に応用でき、巻線の巻き幅と巻き高さを簡易に変更できる長円運動装置を提供する。【解決手段】線材繰り出し用ノズルを有する可動部材６は、Ｘ方向往復運動装置１１によるＸ方向での往復運動と、Ｙ方向往復運動装置１２によるＹ方向での往復運動の合成によって、ＸＹ面内で長円運動を行う。Ｘ方向往復運動装置１１は、ＸＹ面と直交する軸線回りに回転でき且つカム曲線部１５を有するカム部材１３と、該カム曲線部１５と係合し得るカムフォロア部１６を有する揺動部材１７を具える。カム部材１３が回転すると揺動部材１７が揺動し、これに伴いアーム２２が、該アームの長さ方向の所要部位に設けられた中間枢着部４３を支点としてＸＹ面内で揺動する。中間枢着部４３の位置変更によってアーム２２の揺動振幅を変更できる。
【選択図】図４