(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】
(24)【登録日】2023-10-30
(45)【発行日】2023-11-08
(54)【発明の名称】巻線装置
(51)【国際特許分類】
H02K 15/085 20060101AFI20231031BHJP
【ＦＩ】
H02K15/085
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2022142015
(22)【出願日】2022-09-07
【審査請求日】2023-06-30
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】390020031
【氏名又は名称】三工機器株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000800
【氏名又は名称】デロイトトーマツ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】大岡 正典
(72)【発明者】
【氏名】永井 福弥
(72)【発明者】
【氏名】脇田 亨音
【審査官】服部 俊樹
(56)【参考文献】
【文献】特許第６８１３２５３（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】特開２０１１－２２３８５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】再公表特許第２０１８／０７８７５８（ＪＰ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｋ １５／０８５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部に導線の挿通路が形成された導線ガイド筒と、前記導線ガイド筒を回転可能に保持する昇降ベースと、
前記昇降ベースを上下移動させる第１駆動装置と、
前記導線ガイド筒を所定角度で往復回動させる第２駆動装置と、
前記導線ガイド筒の先端に取付けられたノズルホルダと、
前記ノズルホルダに半径方向移動可能に保持されて、前記ノズルホルダの外周から前記導線ガイド筒に対して所定角度間隔で半径方向外方に突出する複数のノズルと、
前記ノズルホルダに回動可能に保持され、前記複数のノズルの半径方向外方への突出量を変えるカム板と、
前記カム板を回転させる第３駆動装置とを備え、
前記第１駆動装置、前記第２駆動装置、及び前記第３駆動装置は、それぞれ独立したサーボモータを有し、制御装置によって駆動タイミング及び駆動量を制御され、
前記ノズルは、その先端がステータコアの対応するスロットにそれぞれ挿入され、前記第１駆動装置と前記第２駆動装置とによって、前記ステータコアの対応する内歯を周回するように移動すると共に、前記第３駆動装置によって半径方向に移動して、前記内歯に対して整列するように巻線が施され、
前記ノズルは、前記ノズルホルダに半径方向移動可能に保持される基部と、該基部から延出して半径方向外方に突出し、導線の吐出口を設けた先端部とを有し、前記基部は、前記導線ガイド筒の軸心を超えて前記先端部とは反対側まで延び、前記基部が軸方向に重なって前記ノズルホルダに保持されていることを特徴とする巻線装置。
【請求項2】
前記導線ガイド筒と平行に配置され、前記昇降ベースに設けられたネジ孔に螺合して、前記昇降ベースを貫通するボールネジが設けられ、前記第１駆動装置は、前記ボールネジを回動させるように構成されている、請求項１記載の巻線装置。
【請求項3】
前記導線ガイド筒の外周には、軸方向に沿って所定長さで形成されたスプラインが設けられ、前記第２駆動装置は、前記スプラインに嵌合するギヤを回動させるように構成されている、請求項１記載の巻線装置。
【請求項4】
前記導線ガイド筒の先端部外周に前記導線ガイド筒に対して回動可能に配置されたスプライン筒を有し、該スプライン筒から延出した先端が前記カム板に連結されており、前記第３駆動装置は、前記スプライン筒に嵌合するギヤを回動させるように構成されている、請求項１記載の巻線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ステータコアの内歯に導線を直接巻付ける巻線装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、ステータコアの内歯に導線を直接巻付ける巻線装置として、下記特許文献１には、一方から導入した導線を他方に設けたノズルから供出するガイド筒と、ガイド筒を軸方向へ往復動作させる往復動作部と、ガイド筒を軸周方向へ設定角度揺動させる揺動部とを備え、ステータコアにノズルを臨ませると共にガイド筒の往復動作及び揺動によりノズルから供出する導線をステータコアの内歯に巻付けてコイルを形成する、ステータコアへの巻線装置が記載されている。そして、上記ガイド筒に揺動スリーブをスプライン係合し、この揺動スリーブの一側にカムフォロワを二股に取付け、ガイド筒に直交する方向に配設したカム軸に周回状に設けたカムに上記カムフォロワを挟持させる。このカムには、ガイド筒を揺動させるカム曲線部と、ガイド筒の揺動を停止させて次の反転に備えるカム直線部とが交互に連続形成されている。
【0003】
そして、上記カム軸が、上記ガイド筒を軸方向へ往復動作させる往復動作部と同期して回転することにより、ガイド筒を揺動させて、ステータコアの内歯を周回するようにノズルを移動させるようになっている。
【0004】
また、下記特許文献２には、導線導入筒と、その先端に装着されたヘッドと、ヘッドを介して導線導入筒に取付けられたノズルとを備え、導線導入筒の作動によってノズルをステータコアの内歯に対して周回させて導線を巻付けるようにしたものが記載されている。ノズルはヘッドに対して半径方向に摺動可能に装着されると共に、その基端部にカムフォロアが取付けられ、カムフォロアが嵌入するカム溝を有するカム板がヘッドに回転可能に内蔵され、かつ、このカム板を回動させる回転制御可能なモータがヘッドに装着されている。更に、カム板外周にはギヤが形成され、このギヤに、ステッピングモータ等の回転制御可能なモータの駆動軸に装着された駆動ギヤが歯合している。
【0005】
そして、予め設定されたプログラムに従ってモータが作動し、駆動ギヤと、カム板外周のギヤを介して、カム板を所定の角度及びタイミングで回動させることで、カム溝に嵌入したカムフォロアが半径方向に移動し、ノズルの基部をガイド溝に沿って半径方向に移動させて、ノズルを、ステータコアの半径方向に進退動作し、巻線すべき内歯の突出方向に沿って導線を整列させながら巻付けるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開平８－２５１８８０号公報
【文献】特開２０００－１７５４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記特許文献１、２の巻線装置においては、導線ガイド筒の昇降動作及び揺動動作がクランクやカムを介して機械的に連動してなされるようになっているため、ステータコアの変更によってその軌跡を変更しようとすると、クランクやカムの交換が必要となるという問題があった。
【0008】
また、周回の軌跡がクランクやカムの形状によって設定されるため、ステータコアの内歯や、該内歯に装着されるインシュレータの形状に十分に適合させにくく、巻線時に、ノズルが内歯から離間した位置で周回して、内歯に巻線される導線にたるみが生じることがあった。
【0009】
したがって、本発明の目的は、ステータコアの変更時における段取り時間を短くすることができ、巻線時のたるみを抑えて巻線整列度を高めることができる、巻線装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するため、本発明に係る巻線装置は、内部に導線の挿通路が形成された導線ガイド筒と、前記導線ガイド筒を回転可能に保持する昇降ベースと、前記昇降ベースを上下移動させる第１駆動装置と、前記導線ガイド筒を所定角度で往復回動させる第２駆動装置と、前記導線ガイド筒の先端に取付けられたノズルホルダと、前記ノズルホルダに半径方向移動可能に保持されて、前記ノズルホルダの外周から前記導線ガイド筒に対して所定角度間隔で半径方向外方に突出する複数のノズルと、前記ノズルホルダに回動可能に保持され、前記複数のノズルの半径方向外方への突出量を変えるカム板と、前記カム板を回転させる第３駆動装置とを備え、前記第1駆動装置、前記第２駆動装置、及び前記第３駆動装置は、それぞれ独立したサーボモータを有し、制御装置によって駆動タイミング及び駆動量を制御され、前記ノズルは、その先端がステータコアの対応するスロットにそれぞれ挿入され、前記第１駆動装置と前記第２駆動装置とによって、前記ステータコアの対応する内歯を周回するように移動すると共に、前記第３駆動装置によって半径方向に移動して、前記内歯に対して整列するように巻線が施されることを特徴とする。
【0011】
上記発明によれば、第１駆動装置、第２駆動装置、及び第３駆動装置は、それぞれ独立したサーボモータを有し、制御装置によって駆動タイミング及び駆動量を制御するようにしたので、ノズルの軌跡を比較的自由に設定することができ、ステータコアの内歯に近い位置で周回するように軌跡を設定でき、巻線時のたるみを抑えて巻線整列度を高めることができる。
【0012】
また、ステータコアの形状が変わった場合でも、制御装置の設定を変えるだけで対応できるので、段取り時間を短くすることができる。更に、サーボモータの利用によって巻線速度が低下しても、複数のノズルによって複数の内歯に対して同時に巻線することにより、巻線サイクルを短くすることができる。
【0013】
本発明に係る巻線装置においては、前記ノズルは、前記ノズルホルダに半径方向移動可能に保持される基部と、該基部から延出して半径方向外方に突出し、導線の吐出口を設けた先端部とを有し、前記基部は、前記導線ガイド筒の軸心を超えて前記先端部とは反対側まで延び、前記基部が軸方向に重なって前記ノズルホルダに保持されていてもよい。
【0014】
上記態様によれば、ノズルの基部が、導線ガイド筒の軸心を超えて先端部とは反対側まで伸びてノズルホルダに保持されているので、ノズルの半径方向移動時のガタ付きを抑制して、巻線整列度をより高めることができる。
【0015】
本発明に係る巻線装置においては、前記導線ガイド筒と平行に配置され、前記昇降ベースに設けられたネジ孔に螺合して、前記昇降ベースを貫通するボールネジが設けられ、前記第１駆動装置は、前記ボールネジを回動させるように構成されていてもよい。
【0016】
上記態様によれば、昇降ベースを貫通するボールネジを回動させて、昇降ベースに保持された導線ガイド筒を昇降させることにより、ノズルの上下動作をより正確に行うことができる。
【0017】
本発明に係る巻線装置においては、前記導線ガイド筒の外周には、軸方向に沿って所定長さで形成されたスプラインが設けられ、前記第２駆動装置は、前記スプラインに嵌合するギヤを回動させるように構成されていてもよい。
【0018】
上記態様によれば、第２駆動装置によりスプラインに嵌合するギヤを介して導線ガイド筒を回動させるようにしたので、第２駆動装置を固定設置することができる。
【0019】
本発明に係る巻線装置においては、前記導線ガイド筒の先端部外周に前記導線ガイド筒に対して回動可能に配置されたスプライン筒を有し、該スプライン筒から延出した先端が前記カム板に連結されており、前記第３駆動装置は、前記スプライン筒に嵌合するギヤを回動させるように構成されていてもよい。
【0020】
上記態様によれば、第３駆動装置によりスプライン筒に嵌合するギヤを介してカム板を回転させるようにしたので、第３駆動装置を固定設置することができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明の巻線装置によれば、第1駆動装置、第２駆動装置、及び第３駆動装置は、それぞれ独立したサーボモータを有し、制御装置によって駆動タイミング及び駆動量を制御するようにしたので、ノズルの軌跡を比較的自由に設定することができ、ステータコアの内歯に近い位置で周回するように軌跡を設定でき、巻線時のたるみを抑えて巻線整列度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明に係る巻線装置の、一実施形態を示す説明図である。
【図2】同巻線装置の要部拡大説明図である。
【図4】同巻線装置の平面図である。
【図6】同巻線装置において、ノズルホルダやノズル等を示す拡大斜視図である。
【図9】同巻線装置において、ノズルホルダを構成する第２ノズルホルダの拡大斜視図である。
【図10】同巻線装置において、複数のノズルの重なり状態を示す拡大斜視図である。
【図11】同巻線装置において、カム板の拡大斜視図である。
【図12】同巻線装置において、ステータコアと複数のノズルとの関係を示す説明図である。
【図13】同巻線装置において、ステータコアの内歯に対する巻線工程を説明する説明図である。
【図14A】同巻線装置において、ノズルの軌跡が八角形を描く場合であって、ノズル上昇時の要部拡大説明図である。
【図14B】同巻線装置において、ノズルの軌跡が八角形を描く場合であって、ノズル下降時の要部拡大説明図である。
【図15A】同巻線装置において、ノズルの軌跡が四角形を描く場合であって、ノズル上昇時の要部拡大説明図である。
【図15B】同巻線装置において、ノズルの軌跡が四角形を描く場合であって、ノズル下降時の要部拡大説明図である。
【図16A】同巻線装置において、ノズルの軌跡が円弧形を描く場合であって、ノズル上昇時の要部拡大説明図である。
【図16B】同巻線装置において、ノズルの軌跡が円弧形を描く場合であって、ノズル下降時の要部拡大説明図である。
【図17】同巻線装置において、ノズルの軌跡を設定する際のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
（巻線装置の一実施形態）
以下、図面を参照して、本発明に係る巻線装置の、一実施形態について説明する。
以下、図面を参照して、本発明に係る巻線装置の、一実施形態について説明する。
【0024】
図１に示すように、この巻線装置１０はフレーム１１を有しており、このフレーム１１に、所定長さで延びる導線ガイド筒１５が支持されている。図３を併せて参照すると、この導線ガイド筒１５は、内部に導線１３の挿通路１７が形成されており、図示しない導線供給部から供給される複数の導線１３（ここではステータコアにＵ、Ｖ、Ｗ相を形成するための３本の導線）を、延出方向の先端（下端）に至るまでガイドする。また、導線ガイド筒１５は、ステータコア１の中心に対して同軸的に配置されている（図５参照）。
【0025】
なお、図１２に示すように、ステータコア１は、複数の内歯３と、隣接する内歯３，３間に形成された複数のスロット５とを有している。また、ステータコア１の各内歯３には、インシュレータ７が装着されるようになっている（図１３参照）。
【0026】
図３に示すように、導線ガイド筒１５は、昇降ベース１９により回転可能に保持される。この昇降ベース１９は、導線ガイド筒１５と平行に配置された、一対のガイド軸２１，２１により、昇降可能にガイドされるようになっている。また、昇降ベース１９の中央部に、ガイド筒ホルダ２３が取付けられている。このガイド筒ホルダ２３は、その内周部分が、導線ガイド筒１５の外周全周に形成した図示しない凹溝に入り込んで、導線ガイド筒１５を回転可能に保持すると共に、凹溝の上下端部に係止して、導線ガイド筒１５の昇降動作（上下移動）と共に昇降する。
【0027】
また、図１や図２に示すように、巻線装置１０は昇降用モータ２５を有している。この昇降用モータ２５の駆動軸には、駆動プーリ２７が連結されている。更に図３に示すように、フレーム１１の上方には、一対の従動プーリ２９，２９が配置されており、これらの一対の従動プーリ２９，２９と、前記駆動プーリ２７とに、ベルト３１が張設されている（図４参照）。
【0028】
また、図３に示すように、各従動プーリ２９には、導線ガイド筒１５と平行に配置され、昇降ベース１９を貫通するボールネジ３３がそれぞれ連結されている。更に、一対のボールネジ３３，３３は、昇降ベース１９に形成された一対のネジ孔２０，２０に螺合している。したがって、昇降用モータ２５が駆動し、駆動プーリ２７が回転すると、ベルト３１を介して一対の従動プーリ２９，２９が回転して、一対のボールネジ３３，３３も回転するので、昇降ベース１９が昇降動作する。また、昇降ベース１９の昇降動作に伴って、ガイド筒ホルダ２３を介して、導線ガイド筒１５が昇降動作する。
【0029】
なお、上記の昇降用モータ２５、駆動プーリ２７、従動プーリ２９、ベルト３１、ボールネジ３３が、本発明における昇降ベースを上下移動させる「第１駆動装置」をなしている。
【0030】
また、導線ガイド筒１５の外周には、軸方向に沿って所定長さで延びる、凹溝状をなしたスプライン３５が、周方向に複数形成されている。
【0031】
更に図１や図３に示すように、導線ガイド筒１５の軸方向途中であって、昇降ベース１９よりも下方には、従動ギヤ４１が外装されている。この従動ギヤ４１は、内部に導線ガイド筒１５外周のスプライン３５に嵌合する嵌合突部が形成されている。そのため、従動ギヤ４１は、導線ガイド筒１５の上下移動を許容しつつ、導線ガイド筒１５と一体に回動する。
【0032】
また、上記従動ギヤ４１は、揺動用モータ４３の駆動軸に連結された駆動ギヤ４５に歯合している。そして、揺動用モータ４３が駆動し、駆動ギヤ４５が回転すると、従動ギヤ４１を介して導線ガイド筒１５が回動するようになっている。
【0033】
上記の従動ギヤ４１、揺動用モータ４３、駆動ギヤ４５が、本発明における導線ガイド筒を所定角度で往復回動させる「第２駆動装置」をなしている。
【0034】
更に図１や図５～１１に示すように、巻線装置１０は、導線ガイド筒１５の先端に取付けられたノズルホルダ５７（第１ノズルホルダ５８及び第２ノズルホルダ５９）と、ノズルホルダ５７に半径方向移動可能に保持されて、ノズルホルダ５７の外周から導線ガイド筒１５に対して所定角度間隔で半径方向外方に突出する複数のノズル７４，７５，７６と、ノズルホルダ５７に回動可能に保持され、複数のノズル７４～７６の半径方向外方への突出量を変えるカム板５５と、カム板５５を回転させる第３駆動装置とを備えている。
【0035】
次に、上述したノズルホルダ５７や、ノズル７４，７５，７６、第３駆動装置等について詳述する。
【0036】
図１、図３、及び図５に示すように、導線ガイド筒１５の延出方向の先端部の外周には、導線ガイド筒１５に対して回動可能とされた、スプライン筒５１が配置されている。スプライン筒５１の外周には、軸方向に沿って所定長さで延びる、凹溝状をなしたスプライン６１が、周方向に複数形成されている。
【0037】
また、スプライン筒５１の先端（下端）外周には、略筒状をなしたカム板連結軸５３の基端（上端）が連結されている。このカム板連結軸５３の先端（下端）に、カム板５５が連結されている。
【0038】
更に図５に示すように、導線ガイド筒１５は、スプライン筒５１の先端（下端）から延出すると共に、カム板連結軸５３の先端（下端）から挿出されて、ノズルホルダ５７を構成する第１ノズルホルダ５８に連結されている。なお、ノズルホルダ５７は、第１ノズルホルダ５８と、その下方に配置されたた第２ノズルホルダ５９とから構成されている。また、図５に示すように、カム板５５は、第１ノズルホルダ５８に回転可能に保持されている。
【0039】
更に図１や図３に示すように、スプライン筒５１の下端部寄りの外周には、従動ギヤ６３が外装されている。この従動ギヤ６３は、内部にスプライン筒５１外周のスプライン６１に嵌合する嵌合突部が形成されている。この従動ギヤ６３は、カム板回転用モータ６５の駆動軸に連結された駆動ギヤ６７に歯合している。そして、カム板回転用モータ６５が駆動し、駆動ギヤ６７が回転すると、従動ギヤ６３を介してスプライン筒５１が回動する。また、スプライン筒５１が回動すると、カム板連結軸５３を介して、カム板５５がノズルホルダ５７に対して回動するようになっている。
【0040】
なお、上記の従動ギヤ６３、カム板回転用モータ６５、駆動ギヤ６７が、本発明におけるカム板を回転させる「第３駆動装置」をなしている。
【0041】
また、ノズルホルダ５７の第１ノズルホルダ５８が、導線ガイド筒１５の下端に連結されているので、ノズルホルダ５７は、第１駆動装置の動作に伴って、導線ガイド筒１５と共に上下移動し、且つ、第２駆動装置の動作に伴って、導線ガイド筒１５と共に回動するようになっている（図６の矢印Ｒ１，Ｒ２参照）。
【0042】
図１１に示すように、カム板５５は、略円形板状をなしており、導線ガイド筒１５に対する半径が徐々に変化する円弧を描く、渦巻形状のカム溝６９，７０，７１が、３個のノズル７４，７５，７６に対応して、３個形成されている。カム溝６９には、ノズル７４に取付けられたカムフォロア８１が嵌入し、カム溝７０には、ノズル７５に取付けられたカムフォロア８１が嵌入し、カム溝７１には、ノズル７６に取付けられたカムフォロア８１が嵌入する。また、カム板５５の径方向中央部には、導線１３が挿通する、導線挿通孔７２が形成されている。
【0043】
図６～８及び図１０に示すように、ノズル７４，７５，７６は、ノズルホルダ５７に半径方向移動可能に保持される基部７８と、該基部７８から延出して半径方向外方に突出し、導線１３の吐出口８２を設けた先端部７９とを有している。また、基部７８は、導線ガイド筒１５の軸心を超えて先端部７９とは反対側まで延び、基部７８が軸方向に重なってノズルホルダ５７に保持された構成となっている。
【0044】
より具体的には、ノズル７４，７５，７６の基部７８は、長板状に延びる延出部８４と、該延出部８４の一端（先端）及び他端（基端）に設けられた、ブロック状をなした一端部８５及び他端部８６とを有している。図１０に示すように、ノズル７４の基部７８は、延出部８４の両端部表側から、一端部８５及び他端部８６が上方（第１ノズルホルダ５８から離反する方向）に突出している。また、ノズル７５の基部７８は、延出部８４の両端部表裏両側から、一端部８５及び他端部８６が上下方向に突出している。更に、ノズル７６の基部７８は、延出部８４の両端部裏側から、一端部８５及び他端部８６が下方（第１ノズルホルダ５８に近接する方向）に突出している。
【0045】
そして、図８に示すように、ノズル７４，７５，７６は、第１ノズルホルダ５８の下面側に、基部７８の一端部８５及び他端部８６を介して配置されている。すなわち、ノズル７４の基部７８の延出部８４の下方に、ノズル７５の基部７８の延出部８４が配置されていると共に、該延出部８４の下方に、ノズル７６の基部７８の延出部８４が配置されており、ノズル７４，７５，７６の各基部７８が軸方向に重なっている。
【0046】
また、図８や図１０に示すように、ノズル７４，７５，７６の各基部７８の延出部８４には、長孔８７がそれぞれ形成されている。各長孔８７は、ノズルホルダ５７の軸心を通り、ノズルホルダ５７の軸心で互いに重なり合って連通するようになっている。そして、導線ガイド筒１５でガイドされた導線１３は、上記各長孔８７が重なりあった連通部を通して下方に引き出されるようになっている。
【0047】
更に図８に示すように、各基部７８の一端部８５の下端側には、幅狭部８５ａが設けられており、該幅狭部８５ａを介して先端部７９が連結されている。また、先端部７９は、ブロック状をなしたブロック部８８と、該ブロック部８８の先端から延出したノズル部８９とを有している。更に、ブロック部８８の後端には、導線１３が挿入される挿入口８３が形成され、ノズル部８９の先端に、挿入口８３に連通し且つ導線１３を吐出するための、前記吐出口８２が形成されている（図８及び図１０参照）。
【0048】
また、ノズル７４は、基部７８の他端部８６に、軸部８１ａを介してカムフォロア８１が取付けられており、ノズル７５は、基部７８の一端部８５及び先端部７９のブロック部８８に、軸部８１ａを介してカムフォロア８１が取付けられており、ノズル７６は、基部７８の他端部８６に、軸部８１ａを介してカムフォロア８１が取付けられている。
【0049】
更に図８に示すように、前記第１ノズルホルダ５８は、略円形板状をなしていると共に、ノズル７４，７５，７６に取付けられたカムフォロア８１の軸部８１ａが挿通する、軸挿通孔９０がそれぞれ形成されている。
【0050】
また、図９に示すように、前記第２ノズルホルダ５９は、第１ノズルホルダ５８に適合する略円形板状をなしていると共に、複数のノズルガイド溝９１，９２，９３が形成されている。各ノズルガイド溝９１，９２，９３は、第２ノズルホルダ５９の軸心を通過して横切るようにして真っ直ぐに延びた形状をなしている。そして、ノズルガイド溝９１には、ノズル７４の基部７８の一端部８５及び他端部８６が挿入され、ノズルガイド溝９２には、ノズル７５の基部７８の一端部８５及び他端部８６が挿入され、ノズルガイド溝９３には、ノズル７６の基部７８の一端部８５及び他端部８６が挿入されて、各ノズル７４，７５，７６のスライド動作がガイドされる。
【0051】
また、ノズルガイド溝９１，９２，９３の、ノズル７４，７５，７６の一端部８５が挿入される部分には、スリット９４がそれぞれ形成されている。各スリット９４には、ノズル７４，７５，７６の一端部８５の幅狭部８５ａがスライド可能に差し込まれる。更に、第２ノズルホルダ５９の径方向中央部には、導線１３が挿通する、導線挿通孔９５が形成されている。
【0052】
また、図１１には、カム溝６９の始端にノズル７４のカムフォロア８１が嵌入し、カム溝７０の始端にノズル７５のカムフォロア８１が嵌入し、カム溝７１の始端にノズル７６のカムフォロア８１が嵌入した状態が示されているが、この状態では、図６に示すように、ノズル７４，７５，７６は、その先端部７９のブロック部８８の外周が、ノズルホルダ５７の外周に対してほぼ整合した位置となっている。すなわち、ノズル７４，７５，７６の先端部７９が前進した状態となっている。
【0053】
この状態から、第３駆動装置が駆動、すなわち、カム板回転用モータ６５が駆動し、駆動ギヤ６７が回転し、従動ギヤ６３を介してスプライン筒５１が回動し、カム板連結軸５３を介してカム板５５が図１１の矢印Ｋ方向に回動すると、カム板５５のカム溝６９，７０，７１の内周によって、カムフォロア８１が押圧されて、ノズル７４，７５，７６の先端部７９が後退するようになっている。すなわち、ノズル７４，７５，７６の先端部７９が、ノズルホルダ５７の半径方向内方に移動する。
【0054】
また、ノズル７４，７５，７６の先端部７９が、ノズルホルダ５７の半径方向内方に後退した状態から、図１１のＫ方向とは反対方向にカム板５５が回動すると、カム溝６９，７０，７１及びカムフォロア８１を介して、ノズル７４，７５，７６の先端部７９が前進することになる。すなわち、ノズル７４，７５，７６の先端部７９が、ノズルホルダ５７の半径方向外方に移動する。
【0055】
そして、この巻線装置１０において、第1駆動装置、第２駆動装置、及び第３駆動装置は、それぞれ独立したサーボモータを有している。すなわち、第１駆動装置の昇降用モータ２５、第２駆動装置の揺動用モータ４３、第３駆動装置のカム板回転用モータ６５は、それぞれ独立したサーボモータとなっている。また、各モータ２５，４３，６５は、制御装置９７（図２参照）によって駆動タイミング及び駆動量が制御（ここではＮＣ制御）されるようになっている。
【0056】
更に、ノズル７４，７５，７６は、その先端（ここでは先端部７９のノズル部８９）がステータコア１の対応するスロット５にそれぞれ挿入され、第１駆動装置と第２駆動装置とによって、ステータコア１の対応する内歯３を周回するように移動すると共に、第３駆動装置によって半径方向に移動して、内歯３に対して整列するように巻線が施される構成となっている。
【0057】
（作用効果）
次に、上記巻線装置１０による、ステータコア１への巻線動作について説明する。
次に、上記巻線装置１０による、ステータコア１への巻線動作について説明する。
【0058】
なお、複数の導線１３（ここではＵ、Ｖ、Ｗ相を形成する３本の導線１３）は、図示しない導線収容部から引き出されて、導線ガイド筒１５の挿通路１７の下端開口から挿出されて、カム板５５の導線挿通孔７２、ノズル７４，７５，７６の長孔８７、第２ノズルホルダ５９の導線挿通孔９５を通過して、ノズル７４，７５，７６の挿入口８３に挿入されて、吐出口８２から吐出されるようになっている。
【0059】
また、図１２に示すように、ノズル７４，７５，７６は、ステータコア１の隣接するスロット５，５，５内に入り込んで、スロット５に隣接する内歯３のインシュレータ７の外周に、導線１３を巻線するようになっている。
【0060】
そして、この実施形態における巻線の一例としては、図１３に示すような動作がなされる。図１３のポイントＰ１に示すように、初期状態では、ノズルホルダが下降し、且つ、図１１に示すようにカムフォロア８１がカム溝６９，７０，７１の始端に位置しており、ノズル７４，７５，７６の先端部７９が前進した状態となっている。
【0061】
この状態から、ノズルホルダ５７が第１駆動装置により所定距離上昇しつつ第２駆動装置により図６の矢印Ｒ１方向に所定角度回動（往動）すると（図１３のポイントＰ１からポイントＰ２参照）、導線１３がインシュレータ７の図中左下角部に巻線される。
【0062】
上記状態から、ノズルホルダ５７が第１駆動装置により所定距離上昇すると（図１３のポイントＰ２からポイントＰ３参照）、導線１３がインシュレータ７の図中左側面に巻線される。
【0063】
上記状態から、ノズルホルダ５７が第１駆動装置により所定距離上昇すると共に第２駆動装置により図６の矢印Ｒ２方向に所定角度回動（復動）すると（図１３のポイントＰ３からポイントＰ４参照）、導線１３がインシュレータ７の図中左上角部に巻線される。
【0064】
【0065】
上記状態から、ノズルホルダ５７が第１駆動装置により所定距離下降すると共に第２駆動装置により図６の矢印Ｒ２方向に所定角度回動すると（図１３のポイントＰ５からポイントＰ６参照）、導線１３がインシュレータ７の図中右上角部に巻線される。
【0066】
上記状態から、ノズルホルダ５７が第１駆動装置により所定距離下降すると（図１３のポイントＰ６からポイントＰ７参照）、導線１３がインシュレータ７の図中左側面に巻線される。
【0067】
上記状態から、ノズルホルダ５７が第１駆動装置により所定距離下降すると共に第２駆動装置により図６の矢印Ｒ１方向に所定角度回動すると（図１３のポイントＰ７からポイントＰ８参照）、導線１３がインシュレータ７の図中右下角部に巻線される。
【0068】
【0069】
以上の工程が第１駆動装置及び第２駆動装置による、ステータコア１の内歯３を周回する工程であり、内歯３に対する導線１３の巻線工程の１サイクルとなる。
【0070】
上記のように、巻線工程の１サイクルが終了したら、第３駆動装置によりカム板５５を図１１のＫ方向に回動させる。すると、ノズル７４，７５，７６の先端部７９が後退して（ノズルホルダ５７の半径方向内方に移動する）、すでに内歯３に１巻きされた導線１３に隣接した位置に、ノズル７４，７５，７６の先端部７９のノズル部８９の先端が位置することになる。その後、図１３に示すポイントＰ１からポイントＰ９までの巻線工程が繰り返されて、導線１３が、内歯３外周のインシュレータ７に整列した状態で巻線される。
【0071】
【0072】
但し、ノズル７４，７５，７６の軌跡としては、図１５Ａ，１５Ｂに示すように、ステータコア１の内歯３に装着されたインシュレータ７に対して、四角形を描くようにしてもよく、図１６Ａ，１６Ｂに示すように、ステータコア１の内歯３に装着されたインシュレータ７に対して、円弧形（インシュレータ７の各角部が円弧形）を描くようにしてもよい。
【0073】
また、ノズルの軌跡を設定する際には、例えば、図１７に示すようなフローに従って設定することができる。
【0074】
まず、ステータコア１なしでノズルを周回させて、その動作を高速度カメラ等で撮影する（ステップＳ１）。
【0075】
次に、撮影した動画を、動作分析ソフト等にて追跡処理を行い、ノズルの軌跡を作成する（ステップＳ２）。
【0076】
次いで、ノズルの軌跡を、ＣＡＤに取り込み、ノズルとインシュレータの周面との当たりを確認する（ステップＳ３）。
【0077】
次に、ノズルが、インシュレータの周面に近い位置で周回するかどうかを判断する（ステップＳ４）。
【0078】
ノズルが、インシュレータの周面に近い位置で周回する場合には、再度、高速度カメラ等で撮影して、ノズルの軌跡を確認する（ステップＳ５）。
【0079】
仮に、ノズルが、インシュレータの周面に近い位置で周回しない場合には、制御信号を指令するポイントの位置（図１３のポイントＰ１～Ｐ９）、プログラム設定値（ゲイン、インポジション値、加減速等）、ノズルの上下移動やノズルの往復回動時の速度比率等を適宜変更する（ステップＳ６）。
【0080】
その後、所望のノズル軌跡を得たら、ステータコア１の内歯３のインシュレータ７に、実際に導線１３を巻線して確認する（ステップＳ７）。
【0081】
また、巻線中の導線１３の巻き上がり状態によって、ノズルの軌跡の調整を繰り返す（ステップＳ８）。
【0082】
以上説明した巻線装置１０においては、第１駆動装置、第２駆動装置、及び第３駆動装置は、それぞれ独立したサーボモータ（昇降用モータ２５、揺動用モータ４３、カム板回転用モータ）を有し、制御装置９７によって駆動タイミング及び駆動量を制御するようにしたので、ノズル７４，７５，７６の軌跡を比較的自由に設定することができ、ステータコア１の内歯３に近い位置で周回するように軌跡を設定でき、巻線時のたるみを抑えて巻線整列度を高めることができる。
【0083】
また、ステータコア１の形状が変わった場合でも、制御装置９７の設定を変えるだけで対応できるので、段取り時間を短くすることができる。更に、サーボモータの利用によって巻線速度が低下しても、複数のノズル７４，７５，７６によって複数の内歯３に対して同時に巻線することにより、巻線サイクルを短くすることができる。
【0084】
また、この実施形態においては、図６～８及び図１０に示すように、ノズル７４，７５，７６は、ノズルホルダ５７に半径方向移動可能に保持される基部７８と、該基部７８から延出して半径方向外方に突出し、導線１３の吐出口８２を設けた先端部７９とを有している。また、基部７８は、導線ガイド筒１５の軸心を超えて先端部７９とは反対側まで延び、基部７８が軸方向に重なってノズルホルダ５７に保持された構成となっている。
【0085】
上記態様によれば、ノズル７４，７５，７６の基部７８が、導線ガイド筒１５の軸心を超えて先端部７９とは反対側まで伸びてノズルホルダ５７に保持されているので、ノズル７４，７５，７６の半径方向移動時のガタ付きを抑制して、巻線整列度をより高めることができる。
【0086】
更に、この実施形態においては、導線ガイド筒１５と平行に配置され、昇降ベース１９に設けられたネジ孔２０に螺合して、昇降ベース１９を貫通するボールネジ３３が設けられ、第１駆動装置は、ボールネジ３３を回動させるように構成されている。
【0087】
上記態様によれば、昇降ベース１９を貫通するボールネジ３３を回動させて、昇降ベース１９に保持された導線ガイド筒１５を昇降させることにより、ノズル７４，７５，７６の上下動作をより正確に行うことができる。
【0088】
また、この実施形態においては、導線ガイド筒１５の外周には、軸方向に沿って所定長さで形成されたスプライン３５が設けられ、第２駆動装置は、スプライン３５に嵌合するギヤ（従動ギヤ４１）を回動させるように構成されている。
【0089】
上記態様によれば、第２駆動装置によりスプライン３５に嵌合する従動ギヤ４１を介して、導線ガイド筒１５を回動させるようにしたので、第２駆動装置を固定設置することができる。
【0090】
更に、この実施形態においては、導線ガイド筒１５の先端部外周に、導線ガイド筒１５に対して回動可能に配置されたスプライン筒５１を有し、該スプライン筒５１から延出した先端がカム板５５に連結されており、第３駆動装置は、スプライン筒５１に嵌合するギヤ（従動ギヤ６３）を回動させるように構成されている。
【0091】
上記態様によれば、第３駆動装置によりスプライン筒５１に嵌合する従動ギヤ６３を介して、カム板５５を回転させるようにしたので、第３駆動装置を固定設置することができる。
【0092】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で、各種の変形実施形態が可能であり、そのような実施形態も本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0093】
１ ステータコア
３ 内歯
５ スロット
１０ 巻線装置
１３ 導線
１５ 導線ガイド筒
１７ 挿通路
１９ 昇降ベース
２０ ネジ孔
２１，２１ ガイド軸
２５ 昇降用モータ
２７ 駆動プーリ
２９ 従動プーリ
３１ ベルト
３３ ボールネジ
３５ スプライン
４１ 従動ギヤ
４３ 揺動用モータ
４５ 駆動ギヤ
５１ スプライン筒
５５ カム板
５７ ノズルホルダ
６１ スプライン
６３ 従動ギヤ
６５ カム板回転用モータ
６９，７０，７１ カム溝
７４，７５，７６ ノズル
７８ 基部
７９ 先端部
８２ 吐出口
９７ 制御装置
３ 内歯
５ スロット
１０ 巻線装置
１３ 導線
１５ 導線ガイド筒
１７ 挿通路
１９ 昇降ベース
２０ ネジ孔
２１，２１ ガイド軸
２５ 昇降用モータ
２７ 駆動プーリ
２９ 従動プーリ
３１ ベルト
３３ ボールネジ
３５ スプライン
４１ 従動ギヤ
４３ 揺動用モータ
４５ 駆動ギヤ
５１ スプライン筒
５５ カム板
５７ ノズルホルダ
６１ スプライン
６３ 従動ギヤ
６５ カム板回転用モータ
６９，７０，７１ カム溝
７４，７５，７６ ノズル
７８ 基部
７９ 先端部
８２ 吐出口
９７ 制御装置
【要約】
【課題】巻線時のたるみを抑えて巻線整列度を高めることができる巻線装置を提供する。
【解決手段】この巻線装置１０は、導線ガイド筒１５と、昇降ベース１９と、昇降ベース１９を上下移動させる第１駆動装置と、導線ガイド筒１５を往復回動させる第２駆動装置と、導線ガイド筒先端に取付けられたノズルホルダ５７と、複数のノズル７４，７５，７６と、カム板５５と、カム板５５を回転させる第３駆動装置とを備え、第１駆動装置、第２駆動装置、第３駆動装置はそれぞれ独立したサーボモータを有し、制御装置によって駆動タイミング及び駆動量を制御され、ノズルは、第１，第２駆動装置により、ステータコアの内歯を周回移動し、第３駆動装置により半径方向に移動し整列するよう巻線される。
【選択図】図１
【解決手段】この巻線装置１０は、導線ガイド筒１５と、昇降ベース１９と、昇降ベース１９を上下移動させる第１駆動装置と、導線ガイド筒１５を往復回動させる第２駆動装置と、導線ガイド筒先端に取付けられたノズルホルダ５７と、複数のノズル７４，７５，７６と、カム板５５と、カム板５５を回転させる第３駆動装置とを備え、第１駆動装置、第２駆動装置、第３駆動装置はそれぞれ独立したサーボモータを有し、制御装置によって駆動タイミング及び駆動量を制御され、ノズルは、第１，第２駆動装置により、ステータコアの内歯を周回移動し、第３駆動装置により半径方向に移動し整列するよう巻線される。
【選択図】図１
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15A】
【図15B】
【図16A】
【図16B】
【図17】
