スピンドル巻線装置
【課題】線材に捩れを発生させることなく巻線するに好適なスピンドル巻線装置を提供する。
【解決手段】ワークＣを支持して回転するスピンドル機構４と、前記ワークＣの少なくとも一側面に近接してスピンドル機構４に配置され、スピンドル機構４のスピンドル軸方向およびワークＣに対して接近離反する半径方向に移動可能に支持されて前記ワークＣと共に回転し、前記線材供給機構６から供給される線材ＷをワークＣの巻線位置へ案内するガイド１０Ａと、を備えるようにした。
【解決手段】ワークＣを支持して回転するスピンドル機構４と、前記ワークＣの少なくとも一側面に近接してスピンドル機構４に配置され、スピンドル機構４のスピンドル軸方向およびワークＣに対して接近離反する半径方向に移動可能に支持されて前記ワークＣと共に回転し、前記線材供給機構６から供給される線材ＷをワークＣの巻線位置へ案内するガイド１０Ａと、を備えるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンドルに保持させたワークを回転させて線材を整列させ多層に巻線するスピンドル巻線装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から回転電機の電機子コア等のワークに線材を整列させた状態で巻線するため、フライヤから繰出した線材を線材ガイド（フォーマ）によりワークのティース同士の間のスロットに案内して巻線するフライヤ式巻線装置が提案されている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
特許文献１では、例えば、電機子コアの磁極鉄芯（ティース部）に巻線するにあたり、ワークを割出し装置に保持させ、ワークの磁極側の上下に配置したガイド（対向フォーマ）とフライヤ側の上下に配置したガイド（センタフォーマ）とで形成した隙間、即ち、巻線位置の両側にガイドを位置させる。そして、ワークの周囲を回転するフライヤから繰出した線材を、前記両側のガイドにより案内して巻線位置に巻線させる。次いで、順次両ガイドを一巻づつ移動させることで順次巻線位置を移動させて磁極鉄芯に整列巻線している。２層目以上の巻線時においては、前記両ガイドをワークに対して線径分だけ離れる方向に移動させた状態で、順次両ガイドを一巻づつ移動させることで順次巻線位置を移動させて１層目の巻線上に２層目の巻線を整列巻線するようにしている。各ガイドは巻線位置の移動に合わせてモータ等により前後方向に移動され、巻層の進行に合わせてモータ等により上下方向（ワークから離れる方向）に移動されるよう構成している。
【０００４】
特許文献２では、前記ガイドの内のフライヤ側のみの上下にガイド（センタフォーマ）を配置して備えるものであるが、特許文献１と同様にガイドが移動されるよう構成している。
【特許文献１】特許第３２６６５３８号公報
【特許文献２】特許第３６７９３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来例のフライヤ式巻線装置は、ワーク回りに回転するフライヤの外径が大きくなると、その慣性力も大きくなり、重量も増加するため、巻線のために高速で回転させると、巻線装置が振動する等の不具合があった。
【０００６】
また、フライヤの１回転に付き線材が１捻りされるため、太い線材を巻線する場合には、線材の剛性により、前記捩じりに対して元に戻ろうとする力が作用すること、フライヤ自体にも線材からかなりの反力が作用すること、フライヤ先端からワークまでの距離が長いこと等のため、フォーマ上を線材が滑ってワークに巻線される過程で、線材のテンション（張力）が変動し易く、整列巻きできない場合があった。
【０００７】
さらに、モータコイル、その他の各種コイルの性能向上のために、線材の占積率を上げるように、巻装する線材に四角断面の平角線が採用される機会が多いが、フライヤ式巻線装置では、線材が捩れて、場合によっては裏返し状態に巻線される事態が生じ、整列させて巻線ができない不具合もあった。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、線材に捩れを発生させることなく巻線するに好適なスピンドル巻線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ワークを支持して回転するスピンドル機構と、前記スピンドル機構とともに回転するワークに巻線用の線材を供給する機構と、前記ワークの少なくとも一側面に近接してスピンドル機構に配置され、スピンドル機構のスピンドル軸方向およびワークに対して接近離反する半径方向に移動可能に支持されて前記ワークと共に回転し、前記線材供給機構から供給される線材をワークの巻線位置へ案内するガイドと、前記ガイドの前記ワークに対する軸方向位置および半径方向位置を調整して、前記線材のワークへの巻線位置を調整するガイド移動機構と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
したがって、本発明では、ワークを支持して回転するスピンドル機構と、前記スピンドル機構とともに回転するワークに巻線用の線材を供給する機構と、前記ワークの少なくとも一側面に近接してスピンドル機構に配置され、スピンドル機構のスピンドル軸方向およびワークに対して接近離反する半径方向に移動可能に支持されて前記ワークと共に回転し、前記線材供給機構から供給される線材をワークの巻線位置へ案内するガイドと、前記ガイドの前記ワークに対する軸方向位置および半径方向位置を調整して、前記線材のワークへの巻線位置を調整するガイド移動機構と、を備える。即ち、ワーク側を回転させることで、質量の大きいフライヤ等の回転部材をなくすることができ、巻線作動時に振動が生じにくい。しかも、ワーク側をガイドと共に回転させるため、線材に捩じり力が作用することがなく、また、線材供給機構からワークまでの距離を短くでき、太い線材を巻線する場合においても、ガイド上を線材が滑ってワークに巻線される過程で、線材のテンション（張力）が変動し難く、確実な整列巻きを実施できる。さらに、モータコイル、その他の各種コイルの性能向上のために、線材の占積率を上げるように、巻装する線材に四角断面の平角線が採用される場合においても、線材が捩れて、場合によっては裏返し状態に巻線される事態を抑制して、確実に整列させて巻線することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のスピンドル巻線装置を一実施形態に基づいて説明する。
図１は本発明を適用したスピンドル巻線装置の第１実施形態を示す斜視図、図２はスピンドル巻線装置の要部を拡大して示す斜視図、図３は主スピンドル機構およびガイド機構の要部を説明する説明図である。
【００１２】
先ず、巻線対象である電機子コアについて説明する。この電機子コアは、各磁極（ティース部）に電機子コイルが巻線された状態で回転軸に固定して、回転電機の電機子を構成するものである。電機子コアＣは全体として円形の外周形状を備え、円周方向等間隔に複数のティース部Ｃ１を根元部から放射状に突出させて備えると共に、各ティース部Ｃ１間には巻線を収容するスロットＣ２が形成されている。各ティース部Ｃ１の先端は円形に形成されて、回転電機として組立てた場合には、ステータコア内面との間にギャップを介して対面する。各ティース部Ｃ１の先端は夫々円周方向の両側に突出されてスロットＣ２の半径方向外周のスロット開口を狭めて形成し、各ティース部Ｃ１に巻装される巻線を夫々スロットＣ２内に収容する。
【００１３】
各ティース部Ｃ１には、例えば、ティース部Ｃ１の先端側から根元側に向かって１層目の線材Ｗが整列巻され、２層目は根元側から先端側に向かって整列巻され、順次同様にして巻層を重ねて複数の巻層にわたって整列巻きされて電機子コイルが形成される。前記巻層は、１層目がティース部Ｃ１の根元側から先端側へ整列巻され、２層目がティース部Ｃ１の先端側から根元側へ整列巻するものであってもよい。
【００１４】
なお、本実施形態のスピンドル巻線装置１のワークとしては、上記した複数の巻軸（ティース部Ｃ１）を備える電機子コアＣに限られず、単数の巻軸を備える、図５に示すような、樹脂製やセラミック製のコイルボビンであっても、ステータの分割コアであっても、巻軸を中心として回転可能なワークであれば適用することができる。以下では、複数の巻軸（ティース部Ｃ１）を備える電機子コアＣをワークとする場合について、説明する。
【００１５】
前記スピンドル巻線装置１は、図１において、ワークとしての電機子コアＣを、巻軸としての巻線しようとするティース部Ｃ１が回転中心軸上に突出して位置するようチャック機構３により把持し、ワークを巻線しようとするティース部Ｃ１を中心に回転駆動する主スピンドル機構４と、前記主スピンドル機構４に把持された前記ワークに対面して、前記主スピンドル機構４と同軸上に配置されて、主スピンドル機構４に同期して回転駆動する副スピンドル機構５と、前記主スピンドル機構４により回転されるワーク対して巻線する線材Ｗを、前記ワークの巻軸方向にその繰り出し位置を調整しつつ供給する線材供給手段６と、を支持台７に支持して備える。
【００１６】
また、スピンドル巻線装置１は、副スピンドル機構５により回転保持され、線材供給手段６より繰出された線材Ｗをティース部Ｃ１の表面に案内するティース部Ｃ１の両面に配置された一対のガイド１０（フォーマ）と、同じく副スピンドル機構５により回転保持され、前記各ガイド１０をスピンドルの軸方向（巻軸方向）およびスピンドルと直交する半径方向（巻軸に接近離反する方向）に移動させる各ガイド移動機構２０と、を備える。
【００１７】
また、対向する主スピンドル機構４側においても、必要に応じて、例えば、特許第３２６６５３８号に記載されているように、前記ガイド１０との間でティース部Ｃ１表面の巻線位置に線材Ｗを案内するための、ティース部Ｃ１の両面に配置された一対のガイド１０Ａ（対向フォーマ）を設けてもよい。この一対のガイド１０Ａ（対向フォーマ）に対しても、同じく主スピンドル機構４により回転保持され、前記各ガイド１０Ａをスピンドルの軸方向（巻軸方向）およびスピンドル直交する半径方向（巻軸に接近離反する方向）に移動させるガイド移動機構２０Ａと、を備える。
【００１８】
前記主副スピンドル機構４，５は、複数の巻軸（ティース部Ｃ１）を備える電機子コアＣをワークとする場合には、両方のスピンドル機構４，５を使用することが望ましいが、例えば、単数の巻軸を備える、図５に示す樹脂製やセラミック製のコイルボビンやステータの分割コアである場合には、配置されているガイド１０およびガイド移動機構２０を含めて副スピンドル機構５の設置を省略し、主スピンドル機構４およびそれに関連する一対のガイド１０Ａ、各ガイド移動機構２０Ａのみによりスピンドル巻線装置１を構成することができる。
【００１９】
また、単数の巻軸を備える、図５に示す樹脂製やセラミック製のコイルボビンやステータの分割コアである場合には、前記主副スピンドル機構４，５を備えるも、主スピンドル機構４および副スピンドル機構５の少なくとも一方に、前記ワークＣの少なくとも一側面に近接して、当該スピンドル機構４（５）のスピンドル軸方向およびワークＣに対して接近離反する半径方向に移動可能に支持されて前記ワークＣと共に回転し、前記線材供給機構６から供給される線材ＷをワークＣの巻線位置へ案内するガイド１０（１０Ａ）を配置し、当該ガイド１０（１０Ａ）の前記ワークＣに対する軸方向位置および半径方向位置を調整して、前記線材ＷのワークＣへの巻線位置を調整するガイド移動機構２０（２０Ａ）を備えるようにしてもよい。
【００２０】
さらに、スピンドル巻線装置１は、巻線終了段階において線材供給手段６からティース部の巻き終り端に至る線材Ｗを切断するカッタ手段８と、ワークの一つの巻軸としてのティース部Ｃ１への線材Ｗの巻装が完了する毎に巻軸としてのティース部Ｃ１を変更するためにワークを回転させるインデックス機構９と、を別に備える。なお、ワークとして、図５に示すように、単体の巻軸を備えるボビンＷ１やステータの分割コアＷ２である場合には、前記したインデックス機構９を必要とせず、巻装開始および完了時点でワークをスピンドル巻線装置１へ供給および搬出するワーク供給・搬出機構を備えるようにすればよい。
【００２１】
前記主スピンドル機構４は、支持台７上に軸方向に離間させて配置した２個のヘッド４０に軸受けを介して回転自在に支持した回転体４１を備え、両回転体４１にはキー手段４２を介して一体回転可能に円筒状の主スピンドル軸４３を配置して備える。前記主スピンドル軸４３の後ろ側のヘッド４０から突出した端部にはプーリ４４Ａを固定して備え、支持台７の下方に配置したスピンドルモータ４５の出力軸に固定したプーリ４４Ｂに巻き掛けたベルト４４Ｃを前記したプーリ４４Ａに巻掛けて、前記主スピンドル軸４３はスピンドルモータ４５により回転駆動される。なお、主スピンドル機構４においては、副スピンドル機構５に向かう方向を前方とする。
【００２２】
前記主スピンドル軸４３の軸端（前端）には、図３に示すように、ワークとしての電機子コアＣを保持するコア保持治具としてのチャック機構３を備える。前記チャック機構３は、主スピンドル軸４３の軸前端に半径方向にスライド移動可能に配置した一対のチャック爪３０と、一対のチャック爪３０を互いに接近させる方向に付勢して一対のチャック爪３０間にワークとしての電機子コアＣをチャッキングさせるスプリング等の付勢手段３１とを備える。前記一対のチャック爪３０の内端は互いに対向する傾斜カム３２に形成されている。
【００２３】
前記主スピンドル軸４３内には、スライド可能に保持したチャック開閉棒３３が、待機位置からその後端に配置したシリンダ３４により前記主スピンドル軸４３の軸端側に押動させて作動位置に前進移動可能に配置されている。そして、前記チャック開閉棒３３を前記シリンダ３４により前進させると、チャック開閉棒３３の先端のカム３５が前記傾斜カム３２間に入り込み、傾斜カム３２を介して一対のチャック爪３０を半径方向外方に押し広げてチャック機構３を開放するよう作動する。前記シリンダ３４は主スピンドル軸４３の後端側に配された支柱３６に固定配置され、突出するピストンロッドの先端が主スピンドル軸４３の後端から突出するチャック開閉棒３３の端部にスラスト軸受け３７を介して連結している。
【００２４】
前記副スピンドル機構５は、図１に示すように、支持台７上に軸方向に移動可能に配置した移動板５６上に、軸方向に離間させて配置した２個のヘッド５０に軸受けを介して回転自在に支持した回転体５１を備え、両回転体５１にはキー手段５２を介して一体回転可能に副スピンドル軸５３を配置して備える。なお、副スピンドル機構５においては、主スピンドル機構４に向かう方向を前方とする。
【００２５】
前記副スピンドル機構５の副スピンドル軸５３の先端には、ワークとしての電機子コアＣのティース部Ｃ１の先端に係合する突起５９を設け、主スピンドル機構４と副スピンドル機構５とでワークＣを両端支持することにより、ワークＣの支持を安定させている。
【００２６】
前記移動板５６は支持台７に対してリニアガイド５６Ａにより支持されて副スピンドル軸５３の軸方向に移動可能となっており、支持台７上に配置したスピンドル移動モータ５７により回転するホールねじ５７Ａが移動板５６に固定のナット手段５７Ｂにねじ結合されている。したがって、スピンドル移動モータ５７によりボールねじ５７Ａが回転されると、ボールねじ５７Ａにねじ結合しているナット手段５７Ｂがボールねじ５７Ａの回転方向に応じて前後移動し、前記移動板５６および副スピンドル軸５３が前後に移動する。
【００２７】
前記副スピンドル軸５３の後方のヘッド５０から突出した後端部にはスプライン結合によりプーリ５４Ａを固定して備える。プーリ５４Ａはスピンドル軸５３と一体に回転可能であり、移動板５６がスピンドル移動モータ５７により前後移動される場合には、スプライン結合によりプーリ５４Ａとの結合位置を変化させて、副スピンドル機構５のみが前後移動するように構成されている。前記プーリ５４Ａには、支持台７の下方に配置したスピンドルモータ５５の出力軸に固定したプーリ５４Ｂに巻き掛けたベルト５４Ｃを巻掛けて、前記副スピンドル軸５３がスピンドルモータ５５により回転駆動される。
【００２８】
前記一対のガイド１０は、多極の巻軸（ティース部Ｃ１）を備える電機子コアＣの場合は、線材供給手段６から繰出される線材Ｗを曲面に沿ってティース部Ｃ１の巻線位置に案内するフォーマ１１として構成している。このフォーマ１１は、電機子コアＣのティース部Ｃ１の軸方向の両端面に配置され、夫々、ティース部Ｃ１（巻軸）に沿った方向（電機子コアＣの半径方向、巻軸方向であり且つスピンドル軸方向であり、以下では「巻軸方向」という）およびティース部Ｃ１に接近離脱する方向（電機子コアＣの軸方向、巻軸に対して直行方向であり、以下では巻軸を基準として「半径方向」という）に移動可能に構成される。なお、図３では、ティース部Ｃ１の片側に配置されたガイド１０とガイド移動機構２０のみが図示されており、ティース部Ｃ１の他方（図中下方）にも、同様の構成により、ガイド１０とガイド移動機構２０が配置されるものであるが、以下では、図示された部分についてのみ説明し、他方のガイド１０とガイド移動機構２０については、その説明を省略する。
【００２９】
具体的には、副スピンドル機構５の回転体５１を軸方向に貫通させて配置した軸方向移動軸１２の軸端に固定配置した回転移動板１３に半径方向に配置して設けたリニアガイド１４により前記フォーマ１１が支持されている。これにより、前記フォーマ１１は、軸方向移動軸１２を回転体５１に対してスライドさせて回転移動板１３の軸方向位置が変化させることにより、回転移動板１３と共に巻軸方向の位置を調整可能としている。また、前記回転移動板１３には、Ｌ字状のベルクランク１５を回動可能に支持して備え、ベルクランク１５の一方のアームに設けた長穴にフォーマ１１の基部に設けたアイドラピンを係合させ、ベルクランク１５の回動位置を調整することにより、フォーマ１１の半径方向位置を調整可能としている。
【００３０】
前記ベルクランク１５の回動位置（フォーマ１１の半径方向位置）は、夫々副スピンドル機構５の回転体５１を軸方向に貫通させて配置した半径方向移動軸１６の軸端をベルクランク１５の他方のアームに設けた長穴に係合させて、半径方向移動軸１６の前記軸方向移動軸１２に対する相対軸方向位置を調整することにより調整するようにしている。
【００３１】
即ち、各フォーマ１１は、軸方向移動軸１２と半径方向移動軸１６とを同期させて移動させる際には、フォーマ１１の軸方向位置を調整でき、軸方向移動軸１２に対して半径方向移動軸１６を相対的に移動させる際には、フォーマ１１の半径方向位置が調整できる。前記半径方向移動軸１６の回転体５１への貫通位置は、実施例では前後方向移動軸１２よりも内周側であるが、ベルクランク１５の形状を変更する等により前後方向移動軸１２と同一周上にすることも可能である。
【００３２】
前記軸方向移動軸１２と半径方向移動軸１６には、図１に示すように、各軸毎にカム円板１７、１８が固定されている。即ち、各軸方向移動軸１２には夫々前後カム円板１７が固定され、各半径方向移動軸１６には夫々上下カム円板１８が固定される。各カム円板１７、１８は、対応する移動軸１２、１６と共にスピンドル軸方向に移動する。
【００３３】
前記夫々のカム円板１７、１８には、外周側からカムフォロア２１、２２が夫々係合しており、夫々のカムフォロア２１、２２は、移動板５６に立設させて形成した支柱５８上に設けた各可動軸手段２３、２４により軸方向位置を調整可能に構成している。前記各可動軸手段２３、２４は、モータ７０により回転するボールねじ７１と、ボールねじ７１と平行に延びるリニアガイド７２に係合することでより回り止めされ且つボールねじ７１にねじ係合されたナット手段７３と、からなり、支柱５８側にモータ７０およびリニアガイド７２が固定され、カムフォロア２１、２２側にナット手段７３が連結されて構成されている。
【００３４】
したがって、モータ７０が回転すると、ナット手段７３およびカムフォロア２１、２２が軸方向に移動し、カムフォロア２１、２２が係合しているカム円板１７、１８および移動軸１２、１６が前後（軸方向）に移動して、フォーマ１１が軸方向および／または半径方向に移動する。
【００３５】
前記回転移動板１３、ベルクランク１５、軸方向移動軸１２、半径方向移動軸１６、各カム円板１７，１８、各カムフォロア２１，２２、および可動軸手段２３，２４は、前記ガイド１０（フォーマ１１）をスピンドルの軸方向（巻軸方向）およびスピンドル直交する半径方向（巻軸に接近離反する方向）に移動させるガイド移動機構２０を構成している。
【００３６】
前記主スピンドル機構４にも、回転保持して、線材供給手段６より繰出された線材Ｗをティース部Ｃ１表面に案内するガイド１０Ａ（対向フォーマ１１Ａ）を設ける場合には、図３に示すように、対向フォーマ１１Ａはスピンドル軸４３に平行なアーム部と、アーム部の先端からスピンドル軸４３に向かって（若干傾斜してもよい）延びる先端部と、を夫々備えるようにする。なお、図３では、ティース部Ｃ１の片側に配置されたガイド１０Ａとガイド移動機構２０Ａの一部のみが図示されており、ティース部Ｃ１の他方（図中下方）にも、同様の構成により、ガイド１０Ａとガイド移動機構２０Ａが配置されるものであるが、以下では、図示されたものについてのみ説明し、他方のガイド１０Ａとガイド移動機構２０Ａについては、その説明を省略する。そして、前記主スピンドル機構４側の対向フォーマ１１Ａは、主スピンドル軸４３のコア保持具としてのチャック機構３を跨いで前方へ進出可能とする。
【００３７】
また、これらの対向フォーマ１１Ａは、前記フォーマ１１と同様に、主スピンドル機構４の回転体４１を軸方向に貫通させて配置した軸方向移動軸１２Ａの軸端に固定配置した回転移動板１３Ａに支持させて、軸方向移動軸１２Ａを回転体４１に対してスライドさせて回転移動板１３Ａの軸方向位置を変化させて、対向フォーマ１１Ａの前後方向位置を調整するようにする。
【００３８】
また、各対向フォーマ１１Ａの基部を、回転移動板１３Ａに半径方向に配置したリニアガイド１４Ａによりスピンドル軸４３に対して半径方向に移動可能に配置する。そして、各回転移動板１３Ａに、前記フォーマ１１と同様に、Ｌ字状のベルクランク１５Ａを回動可能に支持させ、ベルクランク１５Ａの一方のアームに設けた長穴に対向フォーマ１１Ａの基部に設けたアイドラピンを係合させ、夫々主スピンドル機構４の回転体４１を軸方向に貫通させて配置した半径方向移動軸１６Ａの軸端をベルクランク１５Ａの他方のアームに設けた長穴に係合させて、半径方向移動軸１６Ａの前記軸方向移動軸１２Ａに対する相対軸方向位置を調整することにより、対向フォーマ１１Ａの半径方向位置を調整可能とする。
【００３９】
以上の構成により、フォーマ１１と同様に、各対向フォーマ１１Ａは、軸方向移動軸１２Ａと半径方向移動軸１６Ａとを同期させて移動させる際には、対向フォーマ１１Ａの軸方向位置を調整でき、軸方向移動軸１２Ａに対して半径方向移動軸１６Ａを相対的に移動させる際には、対向フォーマ１１Ａの半径方向位置が調整できるようにする。そして、前記フォーマ１１の場合と同様に、主スピンドル軸４３周りに各カム円板１７Ａ，１８Ａ、各カムフォロア２１Ａ，２２Ａ、および可動軸手段２３Ａ，２４Ａを配置して構成する。これらの各カム円板１７Ａ，１８Ａ、各カムフォロア２１Ａ，２２Ａ、および可動軸手段２３Ａ，２４Ａの詳細は、前記フォーマ１１の場合と同様であり、その説明は省略する。
【００４０】
前記線材供給手段６は、線材繰り出し部６０と、線材繰り出し部６０を水平方向から前記ワークＣに接近・離反させるよう支持台７に固定された水平軸移動機構６６と、水平軸移動機構６６に支持されて線材繰り出し部６０を上下方向に位置決めする上下軸移動機構６７と、上下軸移動機構６７に支持されて線材繰り出し部６０をスピンドル軸４３（５３）と平行方向に位置決めする前後軸移動機構６８と、よりなる三軸移動手段６５と、を備える。
【００４１】
前記線材繰り出し部６０は、供給される線材Ｗを案内する案内ローラ６１と、案内ローラ６１に案内された線材Ｗを繰り出す図示しない繰り出しローラ若しくは繰り出しノズルと、図示しない繰り出しローラ若しくは繰り出しノズルと案内ローラ６１との間の線材Ｗをシリンダ６３の付勢力によりクランプして保持するワイヤクランプ６２とを備える。
【００４２】
前記線材供給手段６は、前記主副スピンドル機構４、５により回転されるワークＣに対して、三軸移動手段６５により繰り出し位置を制御しつつワークＣに巻線する線材Ｗを繰り出すよう機能し、ワイヤクランプ６２は線材Ｗの巻線作動中は線材Ｗの繰り出し移動を許容するよう開放され、巻線作動が終了された段階で線材Ｗをクランプして線材Ｗの繰り出し移動を停止させる。
【００４３】
また、前記カッタ手段８は、主スピンドル機構４のヘッド４０に固定された支柱８１および横材８２を介して支持された昇降機構８３と、昇降機構８３に支持させて設けたカッタ８０とを備え、線材Ｗの巻線終了毎に、昇降手段８３を作動させてカッタ８０を作動位置に移動させて、巻線が終了したワークＣの線材Ｗの巻端と線材繰り出し部６０との間の線材Ｗを、カッタ８０により切断するよう機能する。
【００４４】
前記インデックス機構９は、支持台７の例えば下方に配置したインデックスモータ９０と、インデックスモータ９０から上方に突出したモータ軸に固定された上下シリンダ９１と、上下シリンダ９１の上端に固定したインデックス軸９２とを備える。前記インデックス軸９２は電機子コアＣの軸穴Ｃ３に対して回り止めキー９３を介して一体回転するよう結合可能としている。このインデックス機構９は、上下シリンダ９１を昇降させて、インデックス軸９２を下降させた待機位置とインデックス軸９２を上昇させた作動位置とを備える。また、インデックスモータ９０によりインデックス軸９２を割出し回転させるよう機能する。
【００４５】
したがって、一つのティース部Ｃ１（巻軸）への線材Ｗの巻装が完了する毎に、主スピンドル機構４のチャック機構３に保持された電機子コアＣに向かって、上下シリンダ９１により待機位置から作動位置にインデックス軸９２を上昇させる。この場合には、図示しないコントローラに記憶されている電機子コアＣの軸穴Ｃ３のキー溝の回転位置に、インデックス軸９２の回り止めキー９３の回転位置をインデックスモータ９０により位置合わせしつつ、作動位置においてインデックス軸９２を電機子コアＣの軸穴Ｃ３に嵌合させる。そして、前記チャック機構３が開かれた状態において、スピンドル巻線装置１により次に線材Ｗを巻装するティース部Ｃ１の先端が副スピンドル軸９２の先端に対向する回転位置へ電機子コアＣをインデックスモータ９０により割出し回転させる。そして、再びチャック機構３による電機子コアＣの把持が確認された段階で、インデックス軸９２を上下シリンダ９１により待機位置に下降させるよう作動する。
【００４６】
以上の構成のワイヤガイド付き巻線装置１による巻線方法について以下に説明する。
【００４７】
前記スピンドル巻線装置１の待機状態においては、副スピンドル機構５は移動板５６により主スピンドル機構４から隔たった待機位置にある。各フォーマ１１および対向フォーマ１１Ａは、コア保持具としてのチャック機構３（主スピンドル機構４）および副スピンドル軸５３の先端（副スピンドル機構５）より各ヘッド側に後退した待機位置に位置する。線材供給手段６の線材繰り出し部６０も繰り出す線材Ｗをワイヤクランプ６２によりクランプして保持した状態で主副スピンドル機構４、５の先端から離脱した待機位置に位置している。また、インデックス機構９のインデックス軸９２も下降した待機位置にある。
【００４８】
先ず、チャック開閉用のシリンダ３４を作動させてチャック開閉棒３３を前進作動させ、先端のカム３５を傾斜カム３２間に押し入れてチャック爪３０を半径方向に押し拡げて主スピンドル機構４のチャック機構３を開放する。次いで、図示しない部品供給ロボット等のワーク供給手段により、電機子コアＣをその回転位置を位置決めした状態で、チャック爪３０の間に電機子コアＣの把持部分を挿入し、シリンダ３４によりチャック開閉棒３３を待機位置に後退させ、スプリング３１によりチャック爪３０を閉じてチャック爪３０により電機子コアＣを把持させる。
【００４９】
なお、ワークとしての電機子コアＣをインデックス機構９の待機位置のインデックス軸９２に先ず保持させ、次いで、インデックス軸９２を上昇させ、作動位置の手前でチャック機構３とティース部Ｃ１との干渉を避けるために、所定角度だけ電機子コアＣを回転させ、チャック機構３（主スピンドル軸４３）と同じ作動位置に達した段階で電機子コアＣを所期の回転位置に復帰させ、前記と同様に電機子コアＣをチャック機構３により保持させるようにしてもよい。保持された電機子コアＣのティース部Ｃ１は、予め巻装される線材Ｗとの絶縁のために絶縁体等により被覆された状態とされており、主スピンドル軸４３の軸方向に巻軸としてのティース部Ｃ１が延在され、ティース部Ｃ１先端が副スピンドル軸５３の先端と対向した状態となる。
【００５０】
次いで、副スピンドル機構５をスピンドル移動モータ５７を駆動して、移動板５６により主スピンドル機構４に向けて前進させ、副スピンドル軸５３の先端の突起５９を電機子コアＣのティース部Ｃ１の先端に係合させて停止させ、ワークＣのセットを終了する。なお、インデックス機構９によりワークとしての電機子コアＣを作動位置に上昇させた場合には、この時点でインデックス機構９のインデックス軸９２を待機位置に下降させる。
【００５１】
次に、線材供給手段６の線材繰り出し部６０を三軸移動手段６５により移動させて、線材繰り出し部６０のワイヤクランプ６２により保持され線材繰り出し部６０から延びている線材Ｗの先端を、巻軸としてのティース部Ｃ１の巻き始め位置に向け移動させる。そして、巻軸としてのティース部Ｃ１の近傍に設けた、図示しない線材始端保持部に線材Ｗ端を挟持させて巻始めの状態とし、ワイヤクランプ６２を開放して線材Ｗに（図示しないテンション機構により）テンションをかけて繰り出しつつ三軸移動手段６５を作動させて巻き始めの軸方向位置に移動する。
【００５２】
次に、主スピンドル機構４側の各ガイド１０Ａ（対向フォーマ１１Ａ）を各可動軸手段２３Ａ，２４Ａ、各カムフォロア２１Ａ、２２Ａ、各カム円板１７Ａ，１８Ａ、各移動軸１２Ａ，１６Ａを介して先端の回転移動板１３Ａおよび対向フォーマ１１Ａを前進させて、巻軸としてのティース部Ｃ１の巻初め端部（ティース部Ｃ１の先端側）に移動させる。即ち、主スピンドル機構４の各対向フォーマ１１Ａの先端は、ティース部Ｃ１の先端側の巻端に対して線材Ｗの一本分だけ隔たった位置に位置決めされる。
【００５３】
また、副スピンドル機構５側の各フォーマ１１を各可動軸手段２３，２４、各カムフォロア２１、２２、各カム円板１７，１８、各移動軸１２，１６を介して先端の回転移動板１３およびフォーマ１１を前進させて、巻軸としてのティース部Ｃ１の巻初め端部（ティース部Ｃ１の先端側）に移動させる。即ち、副スピンドル機構５の各フォーマ１１の先端は、ティース部Ｃ１の先端側の巻端位置に位置決めされる。
【００５４】
フォーマ１１および対向フォーマ１１Ａの半径方向位置は、前記した上下カム円板１８の前後カム円板１７に対する相対軸方向位置を調整することにより、その先端がティース部Ｃ１の端面に接触するか近接する位置に位置決めされる。フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとの間には、図４（Ａ）に示すように、巻軸方向に線材Ｗの一ターン分の隙間を設ける。
【００５５】
なお、図４では、ティース部Ｃ１の片側に配置されたガイド１０（１０Ａ）のみが図示されており、ティース部Ｃ１の他方（図中下方）にも、同様の構成により、ガイド１０（１０Ａ）が配置されるものであるが、以下では、図示されたものについてのみ説明するが、他方のガイド１０（１０Ａ）も同様に移動される。
【００５６】
前記状態において、両側のスピンドルモータ４５，５５を同期回転させて、電機子コアＣを回転させる。線材繰り出し部６０から繰り出される線材Ｗは、副スピンドル機構５側のフォーマ１１の先端と主スピンドル機構４の対向フォーマ１１Ａとの間に設けられた隙間に案内されて、ティース部Ｃ１の先端側外周に巻き付けられる。
【００５７】
線材Ｗのティース部Ｃ１への一巻きが終了した段階で、対向フォーマ１１Ａを、図４（Ａ）の破線で示すように、ティース部Ｃ１の根元側へ線材Ｗの１ピッチ分だけガイド移動機構２０Ａにより移動させると共に、フォーマ１１を、破線で示すように、半径方向外側へガイド移動機構２０により移動させ且つ既巻線の上に被さるようにティース部Ｃ１の根元側に向けて線材Ｗの１ピッチ分だけガイド移動機構２０により移動させる。そして、フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとの間に設けた線材Ｗの一ターン分の隙間に線材Ｗを巻線して２巻目を巻線する。
【００５８】
そして、ティース部Ｃ１への１巻きを終了する毎（ティース部Ｃ１の一回転毎）に、主スピンドル機構４および副スピンドル機構５のガイド移動機構２０，２０Ａにより、フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとを、隙間を保持しつつ線材Ｗの一ピッチずつ電機子コアＣの中心に向けてティース部Ｃ１（巻軸）と同軸方向に移動させる。
【００５９】
こうして、線材Ｗに一ターン分の線送りをかけて、フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとにより線材Ｗを案内することにより、図４（Ｂ）に示すように、ティース部Ｃ１には、先端側に巻付けられた線材Ｗの隣に、次に巻付けられる線材Ｗが側面同士を接触させた状態で、順次、整列巻線を実施することができる。
【００６０】
そして、ティース部Ｃ１の根元側への巻き終り時においては、図４（Ｃ）の破線に示すように、１層目の最後の一巻を終了した段階で、図４（Ｃ）の実線に示すように、フォーマ１１を半ピッチ（線材Ｗの径の半分）だけティース部Ｃ１の先端側へ後退させると共に、対向フォーマ１１Ａを、その先端が前記最後の一巻きされた線材Ｗの上に被さるように、半径方向外側へガイド移動手段２０Ａにより移動させ且つティース部Ｃ１の根元側に向けて線材Ｗの半ピッチ分だけガイド移動機構２０Ａにより移動させる。この状態でフォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとの間に設けた線材Ｗの一ターン分の隙間に線材Ｗを巻線して２層目の一巻目を巻線する。
【００６１】
次いで、図４（Ｄ）に示すように、フォーマ１１をティース部Ｃ１の先端側へ線材Ｗの１ピッチ分だけガイド移動機構２０により移動させると共に、対向フォーマ１１Ａを、半径方向外側へガイド移動機構２０Ａにより移動させ且つ既巻線Ｗの上に被さるようにティース部Ｃ１の先端側に向けて線材Ｗの１ピッチ分だけガイド移動機構２０Ａにより移動させる。そして、フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとの間に設けた線材Ｗの一ターン分の隙間に線材Ｗを巻線して２巻目を巻線する。
【００６２】
そして、ティース部Ｃ１への１巻きを終了する毎（ティース部Ｃ１の一回転毎）に、主スピンドル機構４および副スピンドル機構５のガイド移動機構２０，２０Ａにより、フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとを、隙間を保持しつつ線材Ｗの一ピッチずつ電機子コアＣの外周側に向けてティース部Ｃ１（巻軸）と同軸方向に移動させる。
【００６３】
こうして、線材Ｗに一ターン分の線送りをかけて、フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとにより線材Ｗを案内することにより、ティース部Ｃ１には、根元側に巻付けられた線材Ｗの隣に、次に巻付けられる線材Ｗが側面同士を接触させた状態で、順次、２層目の整列巻線を実施することができる。
【００６４】
そして、２層目のティース部Ｃ１の先端側への巻き終り時においては、図４（Ｅ）の破線に示すように、２層目の最後の一巻を終了した段階で、図４（Ｅ）の実線に示すように、対向フォーマ１１Ａを半ピッチ（線材Ｗの径の半分）だけティース部Ｃ１の根元側へ後退させると共に、フォーマ１１を、その先端が前記最後の一巻きされた線材Ｗの上に被さるように、半径方向外側へガイド移動機構２０により移動させ且つティース部Ｃ１の根元側に向けて線材Ｗの半ピッチ分だけガイド移動機構２０により移動させる。この状態でフォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとの間に設けた線材Ｗの一ターン分の隙間に線材Ｗを巻線して３層目の一巻目を巻線する。
【００６５】
次いで、図４（Ｆ）に示すように、対向フォーマ１１Ａをティース部Ｃ１の先端側へ線材Ｗの１ピッチ分だけガイド移動機構２０Ａにより移動させると共に、フォーマ１１を、半径方向外側へガイド移動機構２０により移動させ且つ既巻線（３層目の一巻線）の上に被さるようにティース部Ｃ１の先端側に向けて線材Ｗの１ピッチ分だけガイド移動機構２０により移動させる。そして、フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとの間に設けた線材Ｗの一ターン分の隙間に線材Ｗを巻線して３層目の２巻目を巻線する。
【００６６】
そして、ティース部Ｃ１への１巻きを終了する毎（ティース部Ｃ１の一回転毎）に、主スピンドル機構４および副スピンドル機構５のガイド移動機構２０，２０Ａにより、フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとを、隙間を保持しつつ線材Ｗの一ピッチずつ電機子コアＣの外周側に向けてティース部Ｃ１（巻軸）と同軸方向に移動させる。
【００６７】
こうして、線材Ｗに一ターン分の線送りをかけて、フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとにより線材Ｗを案内することにより、ティース部Ｃ１には、根元側に巻付けられた線材Ｗの隣に、次に巻付けられる線材Ｗが側面同士を接触させた状態で、順次、整列巻線を実施することができる。
【００６８】
以上の動作を繰り返すことにより、所定の巻層分に線材Ｗがティース部Ｃ１に巻回される。そして巻線が終了すると、主副スピンドル機構４、５の回転が停止され、その巻き端が電機子コアＣの図示しない端子部へ絡げられ、主副スピンドル機構４、５の各フォーマ１１および対向フォーマ１１Ａは待機位置に後退させる。
【００６９】
この間、線材供給手段６の先端のから繰り出される線材Ｗには所望とするテンションを付与して、端子への絡げ中に線材Ｗが緩まないようにする。そして、線材繰り出し部６０に設けたワイヤクランプ６２により線材Ｗの繰り出しが停止され、線材繰り出し部６０も三軸移動機構６５により初期位置に復帰され、一つのティース部Ｃ１への巻線が終了される。
【００７０】
以上のように、一つのティース部Ｃ１への巻線が終了されると、インデックス機構９のインデックス軸９２を上下シリンダ９１により上昇させて、電機子コアＣの中心部の嵌合穴Ｃ３に嵌合させた状態で、副スピンドル機構５を一時的に後退させ、主スピンドル機構４のチャック機構３を開放し、インデックスモータ９０により電機子コアＣを１ティース分だけ回転させて、新たなティース部Ｃ１をフォーマ１１に対向させ、再び、チャック機構３により、電機子コアＣをチャックし、副スピンドル機構５を前進させて電機子コアＣに係合させ、インデックス機構９のインデックス軸９２を上下シリンダ９１により待機位置に下降させて離間させ、新たなティース部Ｃ１に前記した巻線要領により巻線を再開する。
【００７１】
このようにして、すべてのティース部Ｃ１に巻線を終えたら、線材Ｗをクランプ６２に保持し、線材繰り出し部６０のクランプ６２から電機子コアＣ間の線材Ｗを、昇降機構８３により下降されるカッタ手段８のカッタ８０により切断し、カッタ８０を待機位置へ復帰させる。同時に、副スピンドル機構５を後退させるとともに、主スピンドル機構４の保持冶具のチャック機構３を開放して、巻線されたワークを取り外して、巻線を終了させる。
【００７２】
以上のように、本実施形態のスピンドル巻線装置１においては、ワーク側を回転させることで、質量の大きいフライヤ等の回転部材をなくすることができ、巻線作動時に振動が生じにくい。しかも、ワーク側をフォーマ１１（対向フォーマ１１Ａ）と共に回転させ、このフォーマ１１（更には、対向フォーマ１１Ａ）の移動機構２０（２０Ａ）を、主副スピンドル機構４，５と共に回転し且つ各可動軸手段２３，２４（２３Ａ，２４Ａ）および各カムフォロア２１，２２（２１Ａ，２２Ａ）によりスピンドル軸方向に位置制御される各カム円板１７，１８（１７Ａ，１８Ａ）、各移動軸１２，１６（１２Ａ，１６Ａ）等よりなるガイド移動機構２０（２０Ａ）として、コンパクトな構成としたことにより、その回転径を小さくでき、慣性力を小さくして振動を抑えたので、フライヤ方式に比べ、高速に回転させることができるので、巻線タクトを短縮できる特徴がある。
【００７３】
また、ワーク側をフォーマ１１（更には、対向フォーマ１１Ａ）と共に回転させ、線材供給手段６から回転するワークに供給するようにしたので、線材Ｗの引き回し経路が簡略化され、繰出された線材Ｗに加わるテンションの変動を抑えることができ、ワークに確実に整列巻きすることができる。
【００７４】
しかも、ワーク側をフォーマ１１（更には、対向フォーマ１１Ａ）と共に回転させ、線材供給手段６から回転するワークに供給するようにしたので、線材Ｗには捩れを生ずることがなく、線材Ｗが太く剛性が高くても、ワークに確実に整列巻きすることができる。このことは、平角線にも対応でき、巻線の占積率を向上させて、ワークの性能を向上させることができる。
【００７５】
なお、上記実施形態において、ガイド１０，１０Ａとして、ワークの両端面にフォーマ１１および対向フォーマ１１Ａを用いるものについて説明したが、ワークの形状によって、フォーマ（ガイド）の形状を変えたり、その数を増やして、ガイドによって線材をより細かく案内して、正確な巻線軌跡の巻線を行うことも可能である。また、ガイドの増加は、図６に示すように、ガイド軸１２，１６およびカム円板１７，１８の増加により容易であるので、そのような要求に容易にこたえることができる。
【００７６】
また、ワークの保持手段として、主スピンドル機構４にチャック機構３を設けたものについて説明したが、図示しないが、副スピンドル機構５のスピンドル軸５３の先端にもワークと係合するチャック機構を設け、ワークを両側からチャックするようにしてもよい。
【００７７】
また、上記実施形態において、線材Ｗとして、剛性の高い太線に対して好適であると説明したが、図示はしないが、線材の軌跡が線材繰出し手段、例えばノズルの移動軌跡通りにならない、細線等の場合にも有効に整列巻線することができる。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態のスピンドル巻線装置１においては、ワークＣを支持して回転する主スピンドル機構４と、前記ワークＣの少なくとも一側面に近接して主スピンドル機構４に配置され、主スピンドル機構４のスピンドル軸方向およびワークＣに対して接近離反する半径方向に移動可能に支持されて前記ワークＣと共に回転し、前記線材供給機構６から供給される線材ＷをワークＣの巻線位置へ案内するガイド１０Ａと、を備えるため、ワークＣ側を回転させることで、質量の大きいフライヤ等の回転部材をなくすることができ、巻線作動時に振動が生じにくい。しかも、ワークＣ側をガイド１０Ａと共に回転させるため、線材Ｗに捩じり力が作用することがなく、また、線材供給機構６からワークＣまでの距離を短くでき、太い線材を巻線する場合においても、ガイド１０Ａ上を線材Ｗが滑ってワークＣに巻線される過程で、線材Ｗのテンション（張力）が変動し難く、確実な整列巻きを実施できる。さらに、モータコイル、その他の各種コイルの性能向上のために、線材Ｗの占積率を上げるように、巻装する線材Ｗに四角断面の平角線が採用される場合においても、線材Ｗが捩れて、場合によっては裏返し状態に巻線されることがなく、確実に整列させて巻線することができる。
【００７９】
また、ワークＣを支持して回転する主スピンドル機構４と、主スピンドル機構４に保持された前記ワークＣを挟んで同軸上に対向配置されて同期回転する副スピンドル機構５とを設け、これら主スピンドル機構４および副スピンドル機構５の少なくとも一方に、前記ワークＣの少なくとも一側面に近接して、当該スピンドル機構４（５）のスピンドル軸方向およびワークＣに対して接近離反する半径方向に移動可能に支持されて前記ワークＣと共に回転し、前記線材供給機構６から供給される線材ＷをワークＣの巻線位置へ案内するガイド１０（１０Ａ）を配置し、当該ガイド１０（１０Ａ）の前記ワークＣに対する軸方向位置および半径方向位置を調整して、前記線材ＷのワークＣへの巻線位置を調整するガイド移動機構２０（２０Ａ）を備えることにより、ガイド１０（１０Ａ）を、主スピンドル機構４に設ける場合には巻装する線材Ｗを主スピンドル機構４側から、また、副スピンドル機構５に設ける場合には巻装する線材Ｗを副スピンドル機構５側から、さらに、主副スピンドル機構４，５の両方に設ける場合には巻装する線材Ｗを軸方向両側から、夫々ガイドすることができ、ワークＣの形状に応じて様々な線材案内ガイド方法を選択することができ、ワーク形状に対応して、より一層正確に複数層に渡って整列巻を実施することができる。
【００８０】
また、ガイド移動機構２０（２０Ａ）として、前記ガイド１０（１０Ａ）の軸方向位置調整用および半径方向位置調整用に夫々、前記ガイド１０（１０Ａ）に連結されてスピンドル軸方向に移動可能であり、スピンドル機構５（４）に回転するガイド軸１２，１６と、前記ガイド軸１２，１６に連結されてスピンドル機構５（４）の外周に配置され、スピンドル機構５（４）とともに回転する円環カム（カム円板１７，１８）と、前記円環カム（カム円板１７，１８）の外周部に対して、円環カム（カム円板１７，１８）の回転を許容しつつスピンドル軸方向には伴に移動可能に係合するカムフォロア２１，２２と、前記カムフォロア２１，２２のスピンドル軸方向位置を調整する可動軸手段２３，２４と、を備えることにより、回転するスピンドル機構５（４）から円環カム（カム円板１７，１８）とカムフォロア２１，２２との係合により、スピンドル機構５（４）外に展開させて配置することができ、スピンドル機構５（４）をコンパクトな構成とでき、その回転慣性力を小さくして振動を抑えて、フライヤ方式に比べ、高速に回転させることができるので、巻線タクトを短縮させることができる。また、ガイド１０（１０Ａ）の位置制御をスピンドル機構５（４）の外部から制御することが容易となる。しかも、円環カム（カム円板１７，１８）およびカムフォロア２１，２２の数量を増加させることも容易であるため、線材Ｗを巻線位置に案内するガイド１０，１０Ａの数を増加させて、正確な巻線軌跡により整列巻線を行うことができる。
【００８１】
しかも、ガイド移動機構２０（２０Ａ）の軸方向位置調整用のガイド軸１２（１２Ａ）は、そのスピンドル軸方向の移動が直接前記ガイド１０（１０Ａ）に伝達されるよう前記ガイド１０（１０Ａ）に連結され、前記ガイド移動機構２０（２０Ａ）の半径方向位置調整用のガイド軸１６（１６Ａ）は、そのスピンドル軸方向の移動を前記半径方向移動に変換する移動方向変換手段（ベルクランク１５（１５Ａ））を介して前記ガイド１０（１０Ａ）に連結されていることにより、ガイド１０（１０Ａ）の巻軸方向の位置制御に加えてガイド１０（１０Ａ）の半径方向の位置制御も、スピンドル軸方向に延びたガイド軸１６（１６Ａ）、円環カム（カム円板１８（１８Ａ））およびカムフォロア２２（２２Ａ）によるガイド移動機構２０（２０Ａ）により、巻軸方向の位置制御と同様に、スピンドル機構５（４）の外部から制御することができ、ガイド１０（１０Ａ）の位置制御が容易となる。
【００８２】
前記可動軸手段２３，２４として、前記カムフォロア２１，２２に連結した移動体７３と、前記移動体７３にねじ係合するねじ体７１と、前記ねじ体７１を回転させるモータ７０と、からなり、モータ７０の回転位置を調整することにより、カムフォロア２１，２２のスピンドル軸方向位置を調整することにより、多数のガイド１０，１０Ａを用いてワークＣに巻線する場合においても、多数の円環カム（カム円板１７，１８）に対しても円周方向に干渉させることなく多数の可動軸手段２３，２４を配列することが容易である。
【００８３】
前記移動方向変換手段（ベルクランク１５）は、一端がガイド軸１６，１６Ａに連結され、他端がガイド１０，１０Ａに連結されたベルクランク機構１５，１５Ａで構成されていることにより、ガイド軸１６，１６Ａの軸方向移動をガイド１０，１０Ａの半径方向移動に容易に変換可能であり、その際に、ベルクランク機構１５，１５Ａと前記ガイド１０，１０Ａおよびガイド軸１６，１６Ａとの連結部に、一方を長穴に形成し、他方をアイドラローラを回転可能に配置し、このアイドラローラを前記長穴内に転動可能に嵌合させて夫々連結することにより、ガイド軸１６，１６Ａの移動が円滑にガイド１０，１０Ａの半径方向の移動に変換させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は回転電機の電機子コアに対する効果的な多層巻線方法および巻線装置を提供するが、回転電機の電機子コアに限定されることなく、例えば、回転電機のステータの分割コアやその他のボビン等への巻線にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一実施形態を示すスピンドル巻線装置の概略を示す斜視図。
【図２】本発明の一実施形態を示すスピンドル巻線装置の要部を拡大して示す斜視図。
【図３】同じく主副スピンドル機構、ガイドおよびガイド移動機構の要部を説明する説明図。
【図４】ワークとしての電機子コアのティース部への巻線要領（Ａ）〜（Ｅ）を示す部分断面図。
【図５】巻線がなされるワークを説明する斜視図。
【図６】スピンドル機構へ設けるガイド移動機構の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００８６】
Ｗ 線材
１ スピンドル巻線装置
３ チャック機構
４ 主スピンドル機構
５ 副スピンドル機構
６ 線材供給手段
７ 支持台
８ カッタ手段
９ インデックス機構
１０，１０Ａ ガイド
１１ フォーマ
１１Ａ 対向フォーマ
２０，２０Ａ ガイド移動機構
１２，１２Ａ 軸方向移動軸
１３，１３Ａ 回転移動板
１４，１４Ａ リニアガイド
１５，１５Ａ ベルクランク
１６，１６Ａ 半径方向移動軸
１７，１８、１７Ａ，１８Ａ カム円板
２１，２２、２１Ａ，２２Ａ カムフォロア
２３，２４，２３Ａ，２４Ａ 可動軸手段
４３，５３ スピンドル軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンドルに保持させたワークを回転させて線材を整列させ多層に巻線するスピンドル巻線装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から回転電機の電機子コア等のワークに線材を整列させた状態で巻線するため、フライヤから繰出した線材を線材ガイド（フォーマ）によりワークのティース同士の間のスロットに案内して巻線するフライヤ式巻線装置が提案されている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
特許文献１では、例えば、電機子コアの磁極鉄芯（ティース部）に巻線するにあたり、ワークを割出し装置に保持させ、ワークの磁極側の上下に配置したガイド（対向フォーマ）とフライヤ側の上下に配置したガイド（センタフォーマ）とで形成した隙間、即ち、巻線位置の両側にガイドを位置させる。そして、ワークの周囲を回転するフライヤから繰出した線材を、前記両側のガイドにより案内して巻線位置に巻線させる。次いで、順次両ガイドを一巻づつ移動させることで順次巻線位置を移動させて磁極鉄芯に整列巻線している。２層目以上の巻線時においては、前記両ガイドをワークに対して線径分だけ離れる方向に移動させた状態で、順次両ガイドを一巻づつ移動させることで順次巻線位置を移動させて１層目の巻線上に２層目の巻線を整列巻線するようにしている。各ガイドは巻線位置の移動に合わせてモータ等により前後方向に移動され、巻層の進行に合わせてモータ等により上下方向（ワークから離れる方向）に移動されるよう構成している。
【０００４】
特許文献２では、前記ガイドの内のフライヤ側のみの上下にガイド（センタフォーマ）を配置して備えるものであるが、特許文献１と同様にガイドが移動されるよう構成している。
【特許文献１】特許第３２６６５３８号公報
【特許文献２】特許第３６７９３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来例のフライヤ式巻線装置は、ワーク回りに回転するフライヤの外径が大きくなると、その慣性力も大きくなり、重量も増加するため、巻線のために高速で回転させると、巻線装置が振動する等の不具合があった。
【０００６】
また、フライヤの１回転に付き線材が１捻りされるため、太い線材を巻線する場合には、線材の剛性により、前記捩じりに対して元に戻ろうとする力が作用すること、フライヤ自体にも線材からかなりの反力が作用すること、フライヤ先端からワークまでの距離が長いこと等のため、フォーマ上を線材が滑ってワークに巻線される過程で、線材のテンション（張力）が変動し易く、整列巻きできない場合があった。
【０００７】
さらに、モータコイル、その他の各種コイルの性能向上のために、線材の占積率を上げるように、巻装する線材に四角断面の平角線が採用される機会が多いが、フライヤ式巻線装置では、線材が捩れて、場合によっては裏返し状態に巻線される事態が生じ、整列させて巻線ができない不具合もあった。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、線材に捩れを発生させることなく巻線するに好適なスピンドル巻線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ワークを支持して回転するスピンドル機構と、前記スピンドル機構とともに回転するワークに巻線用の線材を供給する機構と、前記ワークの少なくとも一側面に近接してスピンドル機構に配置され、スピンドル機構のスピンドル軸方向およびワークに対して接近離反する半径方向に移動可能に支持されて前記ワークと共に回転し、前記線材供給機構から供給される線材をワークの巻線位置へ案内するガイドと、前記ガイドの前記ワークに対する軸方向位置および半径方向位置を調整して、前記線材のワークへの巻線位置を調整するガイド移動機構と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
したがって、本発明では、ワークを支持して回転するスピンドル機構と、前記スピンドル機構とともに回転するワークに巻線用の線材を供給する機構と、前記ワークの少なくとも一側面に近接してスピンドル機構に配置され、スピンドル機構のスピンドル軸方向およびワークに対して接近離反する半径方向に移動可能に支持されて前記ワークと共に回転し、前記線材供給機構から供給される線材をワークの巻線位置へ案内するガイドと、前記ガイドの前記ワークに対する軸方向位置および半径方向位置を調整して、前記線材のワークへの巻線位置を調整するガイド移動機構と、を備える。即ち、ワーク側を回転させることで、質量の大きいフライヤ等の回転部材をなくすることができ、巻線作動時に振動が生じにくい。しかも、ワーク側をガイドと共に回転させるため、線材に捩じり力が作用することがなく、また、線材供給機構からワークまでの距離を短くでき、太い線材を巻線する場合においても、ガイド上を線材が滑ってワークに巻線される過程で、線材のテンション（張力）が変動し難く、確実な整列巻きを実施できる。さらに、モータコイル、その他の各種コイルの性能向上のために、線材の占積率を上げるように、巻装する線材に四角断面の平角線が採用される場合においても、線材が捩れて、場合によっては裏返し状態に巻線される事態を抑制して、確実に整列させて巻線することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のスピンドル巻線装置を一実施形態に基づいて説明する。
図１は本発明を適用したスピンドル巻線装置の第１実施形態を示す斜視図、図２はスピンドル巻線装置の要部を拡大して示す斜視図、図３は主スピンドル機構およびガイド機構の要部を説明する説明図である。
【００１２】
先ず、巻線対象である電機子コアについて説明する。この電機子コアは、各磁極（ティース部）に電機子コイルが巻線された状態で回転軸に固定して、回転電機の電機子を構成するものである。電機子コアＣは全体として円形の外周形状を備え、円周方向等間隔に複数のティース部Ｃ１を根元部から放射状に突出させて備えると共に、各ティース部Ｃ１間には巻線を収容するスロットＣ２が形成されている。各ティース部Ｃ１の先端は円形に形成されて、回転電機として組立てた場合には、ステータコア内面との間にギャップを介して対面する。各ティース部Ｃ１の先端は夫々円周方向の両側に突出されてスロットＣ２の半径方向外周のスロット開口を狭めて形成し、各ティース部Ｃ１に巻装される巻線を夫々スロットＣ２内に収容する。
【００１３】
各ティース部Ｃ１には、例えば、ティース部Ｃ１の先端側から根元側に向かって１層目の線材Ｗが整列巻され、２層目は根元側から先端側に向かって整列巻され、順次同様にして巻層を重ねて複数の巻層にわたって整列巻きされて電機子コイルが形成される。前記巻層は、１層目がティース部Ｃ１の根元側から先端側へ整列巻され、２層目がティース部Ｃ１の先端側から根元側へ整列巻するものであってもよい。
【００１４】
なお、本実施形態のスピンドル巻線装置１のワークとしては、上記した複数の巻軸（ティース部Ｃ１）を備える電機子コアＣに限られず、単数の巻軸を備える、図５に示すような、樹脂製やセラミック製のコイルボビンであっても、ステータの分割コアであっても、巻軸を中心として回転可能なワークであれば適用することができる。以下では、複数の巻軸（ティース部Ｃ１）を備える電機子コアＣをワークとする場合について、説明する。
【００１５】
前記スピンドル巻線装置１は、図１において、ワークとしての電機子コアＣを、巻軸としての巻線しようとするティース部Ｃ１が回転中心軸上に突出して位置するようチャック機構３により把持し、ワークを巻線しようとするティース部Ｃ１を中心に回転駆動する主スピンドル機構４と、前記主スピンドル機構４に把持された前記ワークに対面して、前記主スピンドル機構４と同軸上に配置されて、主スピンドル機構４に同期して回転駆動する副スピンドル機構５と、前記主スピンドル機構４により回転されるワーク対して巻線する線材Ｗを、前記ワークの巻軸方向にその繰り出し位置を調整しつつ供給する線材供給手段６と、を支持台７に支持して備える。
【００１６】
また、スピンドル巻線装置１は、副スピンドル機構５により回転保持され、線材供給手段６より繰出された線材Ｗをティース部Ｃ１の表面に案内するティース部Ｃ１の両面に配置された一対のガイド１０（フォーマ）と、同じく副スピンドル機構５により回転保持され、前記各ガイド１０をスピンドルの軸方向（巻軸方向）およびスピンドルと直交する半径方向（巻軸に接近離反する方向）に移動させる各ガイド移動機構２０と、を備える。
【００１７】
また、対向する主スピンドル機構４側においても、必要に応じて、例えば、特許第３２６６５３８号に記載されているように、前記ガイド１０との間でティース部Ｃ１表面の巻線位置に線材Ｗを案内するための、ティース部Ｃ１の両面に配置された一対のガイド１０Ａ（対向フォーマ）を設けてもよい。この一対のガイド１０Ａ（対向フォーマ）に対しても、同じく主スピンドル機構４により回転保持され、前記各ガイド１０Ａをスピンドルの軸方向（巻軸方向）およびスピンドル直交する半径方向（巻軸に接近離反する方向）に移動させるガイド移動機構２０Ａと、を備える。
【００１８】
前記主副スピンドル機構４，５は、複数の巻軸（ティース部Ｃ１）を備える電機子コアＣをワークとする場合には、両方のスピンドル機構４，５を使用することが望ましいが、例えば、単数の巻軸を備える、図５に示す樹脂製やセラミック製のコイルボビンやステータの分割コアである場合には、配置されているガイド１０およびガイド移動機構２０を含めて副スピンドル機構５の設置を省略し、主スピンドル機構４およびそれに関連する一対のガイド１０Ａ、各ガイド移動機構２０Ａのみによりスピンドル巻線装置１を構成することができる。
【００１９】
また、単数の巻軸を備える、図５に示す樹脂製やセラミック製のコイルボビンやステータの分割コアである場合には、前記主副スピンドル機構４，５を備えるも、主スピンドル機構４および副スピンドル機構５の少なくとも一方に、前記ワークＣの少なくとも一側面に近接して、当該スピンドル機構４（５）のスピンドル軸方向およびワークＣに対して接近離反する半径方向に移動可能に支持されて前記ワークＣと共に回転し、前記線材供給機構６から供給される線材ＷをワークＣの巻線位置へ案内するガイド１０（１０Ａ）を配置し、当該ガイド１０（１０Ａ）の前記ワークＣに対する軸方向位置および半径方向位置を調整して、前記線材ＷのワークＣへの巻線位置を調整するガイド移動機構２０（２０Ａ）を備えるようにしてもよい。
【００２０】
さらに、スピンドル巻線装置１は、巻線終了段階において線材供給手段６からティース部の巻き終り端に至る線材Ｗを切断するカッタ手段８と、ワークの一つの巻軸としてのティース部Ｃ１への線材Ｗの巻装が完了する毎に巻軸としてのティース部Ｃ１を変更するためにワークを回転させるインデックス機構９と、を別に備える。なお、ワークとして、図５に示すように、単体の巻軸を備えるボビンＷ１やステータの分割コアＷ２である場合には、前記したインデックス機構９を必要とせず、巻装開始および完了時点でワークをスピンドル巻線装置１へ供給および搬出するワーク供給・搬出機構を備えるようにすればよい。
【００２１】
前記主スピンドル機構４は、支持台７上に軸方向に離間させて配置した２個のヘッド４０に軸受けを介して回転自在に支持した回転体４１を備え、両回転体４１にはキー手段４２を介して一体回転可能に円筒状の主スピンドル軸４３を配置して備える。前記主スピンドル軸４３の後ろ側のヘッド４０から突出した端部にはプーリ４４Ａを固定して備え、支持台７の下方に配置したスピンドルモータ４５の出力軸に固定したプーリ４４Ｂに巻き掛けたベルト４４Ｃを前記したプーリ４４Ａに巻掛けて、前記主スピンドル軸４３はスピンドルモータ４５により回転駆動される。なお、主スピンドル機構４においては、副スピンドル機構５に向かう方向を前方とする。
【００２２】
前記主スピンドル軸４３の軸端（前端）には、図３に示すように、ワークとしての電機子コアＣを保持するコア保持治具としてのチャック機構３を備える。前記チャック機構３は、主スピンドル軸４３の軸前端に半径方向にスライド移動可能に配置した一対のチャック爪３０と、一対のチャック爪３０を互いに接近させる方向に付勢して一対のチャック爪３０間にワークとしての電機子コアＣをチャッキングさせるスプリング等の付勢手段３１とを備える。前記一対のチャック爪３０の内端は互いに対向する傾斜カム３２に形成されている。
【００２３】
前記主スピンドル軸４３内には、スライド可能に保持したチャック開閉棒３３が、待機位置からその後端に配置したシリンダ３４により前記主スピンドル軸４３の軸端側に押動させて作動位置に前進移動可能に配置されている。そして、前記チャック開閉棒３３を前記シリンダ３４により前進させると、チャック開閉棒３３の先端のカム３５が前記傾斜カム３２間に入り込み、傾斜カム３２を介して一対のチャック爪３０を半径方向外方に押し広げてチャック機構３を開放するよう作動する。前記シリンダ３４は主スピンドル軸４３の後端側に配された支柱３６に固定配置され、突出するピストンロッドの先端が主スピンドル軸４３の後端から突出するチャック開閉棒３３の端部にスラスト軸受け３７を介して連結している。
【００２４】
前記副スピンドル機構５は、図１に示すように、支持台７上に軸方向に移動可能に配置した移動板５６上に、軸方向に離間させて配置した２個のヘッド５０に軸受けを介して回転自在に支持した回転体５１を備え、両回転体５１にはキー手段５２を介して一体回転可能に副スピンドル軸５３を配置して備える。なお、副スピンドル機構５においては、主スピンドル機構４に向かう方向を前方とする。
【００２５】
前記副スピンドル機構５の副スピンドル軸５３の先端には、ワークとしての電機子コアＣのティース部Ｃ１の先端に係合する突起５９を設け、主スピンドル機構４と副スピンドル機構５とでワークＣを両端支持することにより、ワークＣの支持を安定させている。
【００２６】
前記移動板５６は支持台７に対してリニアガイド５６Ａにより支持されて副スピンドル軸５３の軸方向に移動可能となっており、支持台７上に配置したスピンドル移動モータ５７により回転するホールねじ５７Ａが移動板５６に固定のナット手段５７Ｂにねじ結合されている。したがって、スピンドル移動モータ５７によりボールねじ５７Ａが回転されると、ボールねじ５７Ａにねじ結合しているナット手段５７Ｂがボールねじ５７Ａの回転方向に応じて前後移動し、前記移動板５６および副スピンドル軸５３が前後に移動する。
【００２７】
前記副スピンドル軸５３の後方のヘッド５０から突出した後端部にはスプライン結合によりプーリ５４Ａを固定して備える。プーリ５４Ａはスピンドル軸５３と一体に回転可能であり、移動板５６がスピンドル移動モータ５７により前後移動される場合には、スプライン結合によりプーリ５４Ａとの結合位置を変化させて、副スピンドル機構５のみが前後移動するように構成されている。前記プーリ５４Ａには、支持台７の下方に配置したスピンドルモータ５５の出力軸に固定したプーリ５４Ｂに巻き掛けたベルト５４Ｃを巻掛けて、前記副スピンドル軸５３がスピンドルモータ５５により回転駆動される。
【００２８】
前記一対のガイド１０は、多極の巻軸（ティース部Ｃ１）を備える電機子コアＣの場合は、線材供給手段６から繰出される線材Ｗを曲面に沿ってティース部Ｃ１の巻線位置に案内するフォーマ１１として構成している。このフォーマ１１は、電機子コアＣのティース部Ｃ１の軸方向の両端面に配置され、夫々、ティース部Ｃ１（巻軸）に沿った方向（電機子コアＣの半径方向、巻軸方向であり且つスピンドル軸方向であり、以下では「巻軸方向」という）およびティース部Ｃ１に接近離脱する方向（電機子コアＣの軸方向、巻軸に対して直行方向であり、以下では巻軸を基準として「半径方向」という）に移動可能に構成される。なお、図３では、ティース部Ｃ１の片側に配置されたガイド１０とガイド移動機構２０のみが図示されており、ティース部Ｃ１の他方（図中下方）にも、同様の構成により、ガイド１０とガイド移動機構２０が配置されるものであるが、以下では、図示された部分についてのみ説明し、他方のガイド１０とガイド移動機構２０については、その説明を省略する。
【００２９】
具体的には、副スピンドル機構５の回転体５１を軸方向に貫通させて配置した軸方向移動軸１２の軸端に固定配置した回転移動板１３に半径方向に配置して設けたリニアガイド１４により前記フォーマ１１が支持されている。これにより、前記フォーマ１１は、軸方向移動軸１２を回転体５１に対してスライドさせて回転移動板１３の軸方向位置が変化させることにより、回転移動板１３と共に巻軸方向の位置を調整可能としている。また、前記回転移動板１３には、Ｌ字状のベルクランク１５を回動可能に支持して備え、ベルクランク１５の一方のアームに設けた長穴にフォーマ１１の基部に設けたアイドラピンを係合させ、ベルクランク１５の回動位置を調整することにより、フォーマ１１の半径方向位置を調整可能としている。
【００３０】
前記ベルクランク１５の回動位置（フォーマ１１の半径方向位置）は、夫々副スピンドル機構５の回転体５１を軸方向に貫通させて配置した半径方向移動軸１６の軸端をベルクランク１５の他方のアームに設けた長穴に係合させて、半径方向移動軸１６の前記軸方向移動軸１２に対する相対軸方向位置を調整することにより調整するようにしている。
【００３１】
即ち、各フォーマ１１は、軸方向移動軸１２と半径方向移動軸１６とを同期させて移動させる際には、フォーマ１１の軸方向位置を調整でき、軸方向移動軸１２に対して半径方向移動軸１６を相対的に移動させる際には、フォーマ１１の半径方向位置が調整できる。前記半径方向移動軸１６の回転体５１への貫通位置は、実施例では前後方向移動軸１２よりも内周側であるが、ベルクランク１５の形状を変更する等により前後方向移動軸１２と同一周上にすることも可能である。
【００３２】
前記軸方向移動軸１２と半径方向移動軸１６には、図１に示すように、各軸毎にカム円板１７、１８が固定されている。即ち、各軸方向移動軸１２には夫々前後カム円板１７が固定され、各半径方向移動軸１６には夫々上下カム円板１８が固定される。各カム円板１７、１８は、対応する移動軸１２、１６と共にスピンドル軸方向に移動する。
【００３３】
前記夫々のカム円板１７、１８には、外周側からカムフォロア２１、２２が夫々係合しており、夫々のカムフォロア２１、２２は、移動板５６に立設させて形成した支柱５８上に設けた各可動軸手段２３、２４により軸方向位置を調整可能に構成している。前記各可動軸手段２３、２４は、モータ７０により回転するボールねじ７１と、ボールねじ７１と平行に延びるリニアガイド７２に係合することでより回り止めされ且つボールねじ７１にねじ係合されたナット手段７３と、からなり、支柱５８側にモータ７０およびリニアガイド７２が固定され、カムフォロア２１、２２側にナット手段７３が連結されて構成されている。
【００３４】
したがって、モータ７０が回転すると、ナット手段７３およびカムフォロア２１、２２が軸方向に移動し、カムフォロア２１、２２が係合しているカム円板１７、１８および移動軸１２、１６が前後（軸方向）に移動して、フォーマ１１が軸方向および／または半径方向に移動する。
【００３５】
前記回転移動板１３、ベルクランク１５、軸方向移動軸１２、半径方向移動軸１６、各カム円板１７，１８、各カムフォロア２１，２２、および可動軸手段２３，２４は、前記ガイド１０（フォーマ１１）をスピンドルの軸方向（巻軸方向）およびスピンドル直交する半径方向（巻軸に接近離反する方向）に移動させるガイド移動機構２０を構成している。
【００３６】
前記主スピンドル機構４にも、回転保持して、線材供給手段６より繰出された線材Ｗをティース部Ｃ１表面に案内するガイド１０Ａ（対向フォーマ１１Ａ）を設ける場合には、図３に示すように、対向フォーマ１１Ａはスピンドル軸４３に平行なアーム部と、アーム部の先端からスピンドル軸４３に向かって（若干傾斜してもよい）延びる先端部と、を夫々備えるようにする。なお、図３では、ティース部Ｃ１の片側に配置されたガイド１０Ａとガイド移動機構２０Ａの一部のみが図示されており、ティース部Ｃ１の他方（図中下方）にも、同様の構成により、ガイド１０Ａとガイド移動機構２０Ａが配置されるものであるが、以下では、図示されたものについてのみ説明し、他方のガイド１０Ａとガイド移動機構２０Ａについては、その説明を省略する。そして、前記主スピンドル機構４側の対向フォーマ１１Ａは、主スピンドル軸４３のコア保持具としてのチャック機構３を跨いで前方へ進出可能とする。
【００３７】
また、これらの対向フォーマ１１Ａは、前記フォーマ１１と同様に、主スピンドル機構４の回転体４１を軸方向に貫通させて配置した軸方向移動軸１２Ａの軸端に固定配置した回転移動板１３Ａに支持させて、軸方向移動軸１２Ａを回転体４１に対してスライドさせて回転移動板１３Ａの軸方向位置を変化させて、対向フォーマ１１Ａの前後方向位置を調整するようにする。
【００３８】
また、各対向フォーマ１１Ａの基部を、回転移動板１３Ａに半径方向に配置したリニアガイド１４Ａによりスピンドル軸４３に対して半径方向に移動可能に配置する。そして、各回転移動板１３Ａに、前記フォーマ１１と同様に、Ｌ字状のベルクランク１５Ａを回動可能に支持させ、ベルクランク１５Ａの一方のアームに設けた長穴に対向フォーマ１１Ａの基部に設けたアイドラピンを係合させ、夫々主スピンドル機構４の回転体４１を軸方向に貫通させて配置した半径方向移動軸１６Ａの軸端をベルクランク１５Ａの他方のアームに設けた長穴に係合させて、半径方向移動軸１６Ａの前記軸方向移動軸１２Ａに対する相対軸方向位置を調整することにより、対向フォーマ１１Ａの半径方向位置を調整可能とする。
【００３９】
以上の構成により、フォーマ１１と同様に、各対向フォーマ１１Ａは、軸方向移動軸１２Ａと半径方向移動軸１６Ａとを同期させて移動させる際には、対向フォーマ１１Ａの軸方向位置を調整でき、軸方向移動軸１２Ａに対して半径方向移動軸１６Ａを相対的に移動させる際には、対向フォーマ１１Ａの半径方向位置が調整できるようにする。そして、前記フォーマ１１の場合と同様に、主スピンドル軸４３周りに各カム円板１７Ａ，１８Ａ、各カムフォロア２１Ａ，２２Ａ、および可動軸手段２３Ａ，２４Ａを配置して構成する。これらの各カム円板１７Ａ，１８Ａ、各カムフォロア２１Ａ，２２Ａ、および可動軸手段２３Ａ，２４Ａの詳細は、前記フォーマ１１の場合と同様であり、その説明は省略する。
【００４０】
前記線材供給手段６は、線材繰り出し部６０と、線材繰り出し部６０を水平方向から前記ワークＣに接近・離反させるよう支持台７に固定された水平軸移動機構６６と、水平軸移動機構６６に支持されて線材繰り出し部６０を上下方向に位置決めする上下軸移動機構６７と、上下軸移動機構６７に支持されて線材繰り出し部６０をスピンドル軸４３（５３）と平行方向に位置決めする前後軸移動機構６８と、よりなる三軸移動手段６５と、を備える。
【００４１】
前記線材繰り出し部６０は、供給される線材Ｗを案内する案内ローラ６１と、案内ローラ６１に案内された線材Ｗを繰り出す図示しない繰り出しローラ若しくは繰り出しノズルと、図示しない繰り出しローラ若しくは繰り出しノズルと案内ローラ６１との間の線材Ｗをシリンダ６３の付勢力によりクランプして保持するワイヤクランプ６２とを備える。
【００４２】
前記線材供給手段６は、前記主副スピンドル機構４、５により回転されるワークＣに対して、三軸移動手段６５により繰り出し位置を制御しつつワークＣに巻線する線材Ｗを繰り出すよう機能し、ワイヤクランプ６２は線材Ｗの巻線作動中は線材Ｗの繰り出し移動を許容するよう開放され、巻線作動が終了された段階で線材Ｗをクランプして線材Ｗの繰り出し移動を停止させる。
【００４３】
また、前記カッタ手段８は、主スピンドル機構４のヘッド４０に固定された支柱８１および横材８２を介して支持された昇降機構８３と、昇降機構８３に支持させて設けたカッタ８０とを備え、線材Ｗの巻線終了毎に、昇降手段８３を作動させてカッタ８０を作動位置に移動させて、巻線が終了したワークＣの線材Ｗの巻端と線材繰り出し部６０との間の線材Ｗを、カッタ８０により切断するよう機能する。
【００４４】
前記インデックス機構９は、支持台７の例えば下方に配置したインデックスモータ９０と、インデックスモータ９０から上方に突出したモータ軸に固定された上下シリンダ９１と、上下シリンダ９１の上端に固定したインデックス軸９２とを備える。前記インデックス軸９２は電機子コアＣの軸穴Ｃ３に対して回り止めキー９３を介して一体回転するよう結合可能としている。このインデックス機構９は、上下シリンダ９１を昇降させて、インデックス軸９２を下降させた待機位置とインデックス軸９２を上昇させた作動位置とを備える。また、インデックスモータ９０によりインデックス軸９２を割出し回転させるよう機能する。
【００４５】
したがって、一つのティース部Ｃ１（巻軸）への線材Ｗの巻装が完了する毎に、主スピンドル機構４のチャック機構３に保持された電機子コアＣに向かって、上下シリンダ９１により待機位置から作動位置にインデックス軸９２を上昇させる。この場合には、図示しないコントローラに記憶されている電機子コアＣの軸穴Ｃ３のキー溝の回転位置に、インデックス軸９２の回り止めキー９３の回転位置をインデックスモータ９０により位置合わせしつつ、作動位置においてインデックス軸９２を電機子コアＣの軸穴Ｃ３に嵌合させる。そして、前記チャック機構３が開かれた状態において、スピンドル巻線装置１により次に線材Ｗを巻装するティース部Ｃ１の先端が副スピンドル軸９２の先端に対向する回転位置へ電機子コアＣをインデックスモータ９０により割出し回転させる。そして、再びチャック機構３による電機子コアＣの把持が確認された段階で、インデックス軸９２を上下シリンダ９１により待機位置に下降させるよう作動する。
【００４６】
以上の構成のワイヤガイド付き巻線装置１による巻線方法について以下に説明する。
【００４７】
前記スピンドル巻線装置１の待機状態においては、副スピンドル機構５は移動板５６により主スピンドル機構４から隔たった待機位置にある。各フォーマ１１および対向フォーマ１１Ａは、コア保持具としてのチャック機構３（主スピンドル機構４）および副スピンドル軸５３の先端（副スピンドル機構５）より各ヘッド側に後退した待機位置に位置する。線材供給手段６の線材繰り出し部６０も繰り出す線材Ｗをワイヤクランプ６２によりクランプして保持した状態で主副スピンドル機構４、５の先端から離脱した待機位置に位置している。また、インデックス機構９のインデックス軸９２も下降した待機位置にある。
【００４８】
先ず、チャック開閉用のシリンダ３４を作動させてチャック開閉棒３３を前進作動させ、先端のカム３５を傾斜カム３２間に押し入れてチャック爪３０を半径方向に押し拡げて主スピンドル機構４のチャック機構３を開放する。次いで、図示しない部品供給ロボット等のワーク供給手段により、電機子コアＣをその回転位置を位置決めした状態で、チャック爪３０の間に電機子コアＣの把持部分を挿入し、シリンダ３４によりチャック開閉棒３３を待機位置に後退させ、スプリング３１によりチャック爪３０を閉じてチャック爪３０により電機子コアＣを把持させる。
【００４９】
なお、ワークとしての電機子コアＣをインデックス機構９の待機位置のインデックス軸９２に先ず保持させ、次いで、インデックス軸９２を上昇させ、作動位置の手前でチャック機構３とティース部Ｃ１との干渉を避けるために、所定角度だけ電機子コアＣを回転させ、チャック機構３（主スピンドル軸４３）と同じ作動位置に達した段階で電機子コアＣを所期の回転位置に復帰させ、前記と同様に電機子コアＣをチャック機構３により保持させるようにしてもよい。保持された電機子コアＣのティース部Ｃ１は、予め巻装される線材Ｗとの絶縁のために絶縁体等により被覆された状態とされており、主スピンドル軸４３の軸方向に巻軸としてのティース部Ｃ１が延在され、ティース部Ｃ１先端が副スピンドル軸５３の先端と対向した状態となる。
【００５０】
次いで、副スピンドル機構５をスピンドル移動モータ５７を駆動して、移動板５６により主スピンドル機構４に向けて前進させ、副スピンドル軸５３の先端の突起５９を電機子コアＣのティース部Ｃ１の先端に係合させて停止させ、ワークＣのセットを終了する。なお、インデックス機構９によりワークとしての電機子コアＣを作動位置に上昇させた場合には、この時点でインデックス機構９のインデックス軸９２を待機位置に下降させる。
【００５１】
次に、線材供給手段６の線材繰り出し部６０を三軸移動手段６５により移動させて、線材繰り出し部６０のワイヤクランプ６２により保持され線材繰り出し部６０から延びている線材Ｗの先端を、巻軸としてのティース部Ｃ１の巻き始め位置に向け移動させる。そして、巻軸としてのティース部Ｃ１の近傍に設けた、図示しない線材始端保持部に線材Ｗ端を挟持させて巻始めの状態とし、ワイヤクランプ６２を開放して線材Ｗに（図示しないテンション機構により）テンションをかけて繰り出しつつ三軸移動手段６５を作動させて巻き始めの軸方向位置に移動する。
【００５２】
次に、主スピンドル機構４側の各ガイド１０Ａ（対向フォーマ１１Ａ）を各可動軸手段２３Ａ，２４Ａ、各カムフォロア２１Ａ、２２Ａ、各カム円板１７Ａ，１８Ａ、各移動軸１２Ａ，１６Ａを介して先端の回転移動板１３Ａおよび対向フォーマ１１Ａを前進させて、巻軸としてのティース部Ｃ１の巻初め端部（ティース部Ｃ１の先端側）に移動させる。即ち、主スピンドル機構４の各対向フォーマ１１Ａの先端は、ティース部Ｃ１の先端側の巻端に対して線材Ｗの一本分だけ隔たった位置に位置決めされる。
【００５３】
また、副スピンドル機構５側の各フォーマ１１を各可動軸手段２３，２４、各カムフォロア２１、２２、各カム円板１７，１８、各移動軸１２，１６を介して先端の回転移動板１３およびフォーマ１１を前進させて、巻軸としてのティース部Ｃ１の巻初め端部（ティース部Ｃ１の先端側）に移動させる。即ち、副スピンドル機構５の各フォーマ１１の先端は、ティース部Ｃ１の先端側の巻端位置に位置決めされる。
【００５４】
フォーマ１１および対向フォーマ１１Ａの半径方向位置は、前記した上下カム円板１８の前後カム円板１７に対する相対軸方向位置を調整することにより、その先端がティース部Ｃ１の端面に接触するか近接する位置に位置決めされる。フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとの間には、図４（Ａ）に示すように、巻軸方向に線材Ｗの一ターン分の隙間を設ける。
【００５５】
なお、図４では、ティース部Ｃ１の片側に配置されたガイド１０（１０Ａ）のみが図示されており、ティース部Ｃ１の他方（図中下方）にも、同様の構成により、ガイド１０（１０Ａ）が配置されるものであるが、以下では、図示されたものについてのみ説明するが、他方のガイド１０（１０Ａ）も同様に移動される。
【００５６】
前記状態において、両側のスピンドルモータ４５，５５を同期回転させて、電機子コアＣを回転させる。線材繰り出し部６０から繰り出される線材Ｗは、副スピンドル機構５側のフォーマ１１の先端と主スピンドル機構４の対向フォーマ１１Ａとの間に設けられた隙間に案内されて、ティース部Ｃ１の先端側外周に巻き付けられる。
【００５７】
線材Ｗのティース部Ｃ１への一巻きが終了した段階で、対向フォーマ１１Ａを、図４（Ａ）の破線で示すように、ティース部Ｃ１の根元側へ線材Ｗの１ピッチ分だけガイド移動機構２０Ａにより移動させると共に、フォーマ１１を、破線で示すように、半径方向外側へガイド移動機構２０により移動させ且つ既巻線の上に被さるようにティース部Ｃ１の根元側に向けて線材Ｗの１ピッチ分だけガイド移動機構２０により移動させる。そして、フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとの間に設けた線材Ｗの一ターン分の隙間に線材Ｗを巻線して２巻目を巻線する。
【００５８】
そして、ティース部Ｃ１への１巻きを終了する毎（ティース部Ｃ１の一回転毎）に、主スピンドル機構４および副スピンドル機構５のガイド移動機構２０，２０Ａにより、フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとを、隙間を保持しつつ線材Ｗの一ピッチずつ電機子コアＣの中心に向けてティース部Ｃ１（巻軸）と同軸方向に移動させる。
【００５９】
こうして、線材Ｗに一ターン分の線送りをかけて、フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとにより線材Ｗを案内することにより、図４（Ｂ）に示すように、ティース部Ｃ１には、先端側に巻付けられた線材Ｗの隣に、次に巻付けられる線材Ｗが側面同士を接触させた状態で、順次、整列巻線を実施することができる。
【００６０】
そして、ティース部Ｃ１の根元側への巻き終り時においては、図４（Ｃ）の破線に示すように、１層目の最後の一巻を終了した段階で、図４（Ｃ）の実線に示すように、フォーマ１１を半ピッチ（線材Ｗの径の半分）だけティース部Ｃ１の先端側へ後退させると共に、対向フォーマ１１Ａを、その先端が前記最後の一巻きされた線材Ｗの上に被さるように、半径方向外側へガイド移動手段２０Ａにより移動させ且つティース部Ｃ１の根元側に向けて線材Ｗの半ピッチ分だけガイド移動機構２０Ａにより移動させる。この状態でフォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとの間に設けた線材Ｗの一ターン分の隙間に線材Ｗを巻線して２層目の一巻目を巻線する。
【００６１】
次いで、図４（Ｄ）に示すように、フォーマ１１をティース部Ｃ１の先端側へ線材Ｗの１ピッチ分だけガイド移動機構２０により移動させると共に、対向フォーマ１１Ａを、半径方向外側へガイド移動機構２０Ａにより移動させ且つ既巻線Ｗの上に被さるようにティース部Ｃ１の先端側に向けて線材Ｗの１ピッチ分だけガイド移動機構２０Ａにより移動させる。そして、フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとの間に設けた線材Ｗの一ターン分の隙間に線材Ｗを巻線して２巻目を巻線する。
【００６２】
そして、ティース部Ｃ１への１巻きを終了する毎（ティース部Ｃ１の一回転毎）に、主スピンドル機構４および副スピンドル機構５のガイド移動機構２０，２０Ａにより、フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとを、隙間を保持しつつ線材Ｗの一ピッチずつ電機子コアＣの外周側に向けてティース部Ｃ１（巻軸）と同軸方向に移動させる。
【００６３】
こうして、線材Ｗに一ターン分の線送りをかけて、フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとにより線材Ｗを案内することにより、ティース部Ｃ１には、根元側に巻付けられた線材Ｗの隣に、次に巻付けられる線材Ｗが側面同士を接触させた状態で、順次、２層目の整列巻線を実施することができる。
【００６４】
そして、２層目のティース部Ｃ１の先端側への巻き終り時においては、図４（Ｅ）の破線に示すように、２層目の最後の一巻を終了した段階で、図４（Ｅ）の実線に示すように、対向フォーマ１１Ａを半ピッチ（線材Ｗの径の半分）だけティース部Ｃ１の根元側へ後退させると共に、フォーマ１１を、その先端が前記最後の一巻きされた線材Ｗの上に被さるように、半径方向外側へガイド移動機構２０により移動させ且つティース部Ｃ１の根元側に向けて線材Ｗの半ピッチ分だけガイド移動機構２０により移動させる。この状態でフォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとの間に設けた線材Ｗの一ターン分の隙間に線材Ｗを巻線して３層目の一巻目を巻線する。
【００６５】
次いで、図４（Ｆ）に示すように、対向フォーマ１１Ａをティース部Ｃ１の先端側へ線材Ｗの１ピッチ分だけガイド移動機構２０Ａにより移動させると共に、フォーマ１１を、半径方向外側へガイド移動機構２０により移動させ且つ既巻線（３層目の一巻線）の上に被さるようにティース部Ｃ１の先端側に向けて線材Ｗの１ピッチ分だけガイド移動機構２０により移動させる。そして、フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとの間に設けた線材Ｗの一ターン分の隙間に線材Ｗを巻線して３層目の２巻目を巻線する。
【００６６】
そして、ティース部Ｃ１への１巻きを終了する毎（ティース部Ｃ１の一回転毎）に、主スピンドル機構４および副スピンドル機構５のガイド移動機構２０，２０Ａにより、フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとを、隙間を保持しつつ線材Ｗの一ピッチずつ電機子コアＣの外周側に向けてティース部Ｃ１（巻軸）と同軸方向に移動させる。
【００６７】
こうして、線材Ｗに一ターン分の線送りをかけて、フォーマ１１と対向フォーマ１１Ａとにより線材Ｗを案内することにより、ティース部Ｃ１には、根元側に巻付けられた線材Ｗの隣に、次に巻付けられる線材Ｗが側面同士を接触させた状態で、順次、整列巻線を実施することができる。
【００６８】
以上の動作を繰り返すことにより、所定の巻層分に線材Ｗがティース部Ｃ１に巻回される。そして巻線が終了すると、主副スピンドル機構４、５の回転が停止され、その巻き端が電機子コアＣの図示しない端子部へ絡げられ、主副スピンドル機構４、５の各フォーマ１１および対向フォーマ１１Ａは待機位置に後退させる。
【００６９】
この間、線材供給手段６の先端のから繰り出される線材Ｗには所望とするテンションを付与して、端子への絡げ中に線材Ｗが緩まないようにする。そして、線材繰り出し部６０に設けたワイヤクランプ６２により線材Ｗの繰り出しが停止され、線材繰り出し部６０も三軸移動機構６５により初期位置に復帰され、一つのティース部Ｃ１への巻線が終了される。
【００７０】
以上のように、一つのティース部Ｃ１への巻線が終了されると、インデックス機構９のインデックス軸９２を上下シリンダ９１により上昇させて、電機子コアＣの中心部の嵌合穴Ｃ３に嵌合させた状態で、副スピンドル機構５を一時的に後退させ、主スピンドル機構４のチャック機構３を開放し、インデックスモータ９０により電機子コアＣを１ティース分だけ回転させて、新たなティース部Ｃ１をフォーマ１１に対向させ、再び、チャック機構３により、電機子コアＣをチャックし、副スピンドル機構５を前進させて電機子コアＣに係合させ、インデックス機構９のインデックス軸９２を上下シリンダ９１により待機位置に下降させて離間させ、新たなティース部Ｃ１に前記した巻線要領により巻線を再開する。
【００７１】
このようにして、すべてのティース部Ｃ１に巻線を終えたら、線材Ｗをクランプ６２に保持し、線材繰り出し部６０のクランプ６２から電機子コアＣ間の線材Ｗを、昇降機構８３により下降されるカッタ手段８のカッタ８０により切断し、カッタ８０を待機位置へ復帰させる。同時に、副スピンドル機構５を後退させるとともに、主スピンドル機構４の保持冶具のチャック機構３を開放して、巻線されたワークを取り外して、巻線を終了させる。
【００７２】
以上のように、本実施形態のスピンドル巻線装置１においては、ワーク側を回転させることで、質量の大きいフライヤ等の回転部材をなくすることができ、巻線作動時に振動が生じにくい。しかも、ワーク側をフォーマ１１（対向フォーマ１１Ａ）と共に回転させ、このフォーマ１１（更には、対向フォーマ１１Ａ）の移動機構２０（２０Ａ）を、主副スピンドル機構４，５と共に回転し且つ各可動軸手段２３，２４（２３Ａ，２４Ａ）および各カムフォロア２１，２２（２１Ａ，２２Ａ）によりスピンドル軸方向に位置制御される各カム円板１７，１８（１７Ａ，１８Ａ）、各移動軸１２，１６（１２Ａ，１６Ａ）等よりなるガイド移動機構２０（２０Ａ）として、コンパクトな構成としたことにより、その回転径を小さくでき、慣性力を小さくして振動を抑えたので、フライヤ方式に比べ、高速に回転させることができるので、巻線タクトを短縮できる特徴がある。
【００７３】
また、ワーク側をフォーマ１１（更には、対向フォーマ１１Ａ）と共に回転させ、線材供給手段６から回転するワークに供給するようにしたので、線材Ｗの引き回し経路が簡略化され、繰出された線材Ｗに加わるテンションの変動を抑えることができ、ワークに確実に整列巻きすることができる。
【００７４】
しかも、ワーク側をフォーマ１１（更には、対向フォーマ１１Ａ）と共に回転させ、線材供給手段６から回転するワークに供給するようにしたので、線材Ｗには捩れを生ずることがなく、線材Ｗが太く剛性が高くても、ワークに確実に整列巻きすることができる。このことは、平角線にも対応でき、巻線の占積率を向上させて、ワークの性能を向上させることができる。
【００７５】
なお、上記実施形態において、ガイド１０，１０Ａとして、ワークの両端面にフォーマ１１および対向フォーマ１１Ａを用いるものについて説明したが、ワークの形状によって、フォーマ（ガイド）の形状を変えたり、その数を増やして、ガイドによって線材をより細かく案内して、正確な巻線軌跡の巻線を行うことも可能である。また、ガイドの増加は、図６に示すように、ガイド軸１２，１６およびカム円板１７，１８の増加により容易であるので、そのような要求に容易にこたえることができる。
【００７６】
また、ワークの保持手段として、主スピンドル機構４にチャック機構３を設けたものについて説明したが、図示しないが、副スピンドル機構５のスピンドル軸５３の先端にもワークと係合するチャック機構を設け、ワークを両側からチャックするようにしてもよい。
【００７７】
また、上記実施形態において、線材Ｗとして、剛性の高い太線に対して好適であると説明したが、図示はしないが、線材の軌跡が線材繰出し手段、例えばノズルの移動軌跡通りにならない、細線等の場合にも有効に整列巻線することができる。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態のスピンドル巻線装置１においては、ワークＣを支持して回転する主スピンドル機構４と、前記ワークＣの少なくとも一側面に近接して主スピンドル機構４に配置され、主スピンドル機構４のスピンドル軸方向およびワークＣに対して接近離反する半径方向に移動可能に支持されて前記ワークＣと共に回転し、前記線材供給機構６から供給される線材ＷをワークＣの巻線位置へ案内するガイド１０Ａと、を備えるため、ワークＣ側を回転させることで、質量の大きいフライヤ等の回転部材をなくすることができ、巻線作動時に振動が生じにくい。しかも、ワークＣ側をガイド１０Ａと共に回転させるため、線材Ｗに捩じり力が作用することがなく、また、線材供給機構６からワークＣまでの距離を短くでき、太い線材を巻線する場合においても、ガイド１０Ａ上を線材Ｗが滑ってワークＣに巻線される過程で、線材Ｗのテンション（張力）が変動し難く、確実な整列巻きを実施できる。さらに、モータコイル、その他の各種コイルの性能向上のために、線材Ｗの占積率を上げるように、巻装する線材Ｗに四角断面の平角線が採用される場合においても、線材Ｗが捩れて、場合によっては裏返し状態に巻線されることがなく、確実に整列させて巻線することができる。
【００７９】
また、ワークＣを支持して回転する主スピンドル機構４と、主スピンドル機構４に保持された前記ワークＣを挟んで同軸上に対向配置されて同期回転する副スピンドル機構５とを設け、これら主スピンドル機構４および副スピンドル機構５の少なくとも一方に、前記ワークＣの少なくとも一側面に近接して、当該スピンドル機構４（５）のスピンドル軸方向およびワークＣに対して接近離反する半径方向に移動可能に支持されて前記ワークＣと共に回転し、前記線材供給機構６から供給される線材ＷをワークＣの巻線位置へ案内するガイド１０（１０Ａ）を配置し、当該ガイド１０（１０Ａ）の前記ワークＣに対する軸方向位置および半径方向位置を調整して、前記線材ＷのワークＣへの巻線位置を調整するガイド移動機構２０（２０Ａ）を備えることにより、ガイド１０（１０Ａ）を、主スピンドル機構４に設ける場合には巻装する線材Ｗを主スピンドル機構４側から、また、副スピンドル機構５に設ける場合には巻装する線材Ｗを副スピンドル機構５側から、さらに、主副スピンドル機構４，５の両方に設ける場合には巻装する線材Ｗを軸方向両側から、夫々ガイドすることができ、ワークＣの形状に応じて様々な線材案内ガイド方法を選択することができ、ワーク形状に対応して、より一層正確に複数層に渡って整列巻を実施することができる。
【００８０】
また、ガイド移動機構２０（２０Ａ）として、前記ガイド１０（１０Ａ）の軸方向位置調整用および半径方向位置調整用に夫々、前記ガイド１０（１０Ａ）に連結されてスピンドル軸方向に移動可能であり、スピンドル機構５（４）に回転するガイド軸１２，１６と、前記ガイド軸１２，１６に連結されてスピンドル機構５（４）の外周に配置され、スピンドル機構５（４）とともに回転する円環カム（カム円板１７，１８）と、前記円環カム（カム円板１７，１８）の外周部に対して、円環カム（カム円板１７，１８）の回転を許容しつつスピンドル軸方向には伴に移動可能に係合するカムフォロア２１，２２と、前記カムフォロア２１，２２のスピンドル軸方向位置を調整する可動軸手段２３，２４と、を備えることにより、回転するスピンドル機構５（４）から円環カム（カム円板１７，１８）とカムフォロア２１，２２との係合により、スピンドル機構５（４）外に展開させて配置することができ、スピンドル機構５（４）をコンパクトな構成とでき、その回転慣性力を小さくして振動を抑えて、フライヤ方式に比べ、高速に回転させることができるので、巻線タクトを短縮させることができる。また、ガイド１０（１０Ａ）の位置制御をスピンドル機構５（４）の外部から制御することが容易となる。しかも、円環カム（カム円板１７，１８）およびカムフォロア２１，２２の数量を増加させることも容易であるため、線材Ｗを巻線位置に案内するガイド１０，１０Ａの数を増加させて、正確な巻線軌跡により整列巻線を行うことができる。
【００８１】
しかも、ガイド移動機構２０（２０Ａ）の軸方向位置調整用のガイド軸１２（１２Ａ）は、そのスピンドル軸方向の移動が直接前記ガイド１０（１０Ａ）に伝達されるよう前記ガイド１０（１０Ａ）に連結され、前記ガイド移動機構２０（２０Ａ）の半径方向位置調整用のガイド軸１６（１６Ａ）は、そのスピンドル軸方向の移動を前記半径方向移動に変換する移動方向変換手段（ベルクランク１５（１５Ａ））を介して前記ガイド１０（１０Ａ）に連結されていることにより、ガイド１０（１０Ａ）の巻軸方向の位置制御に加えてガイド１０（１０Ａ）の半径方向の位置制御も、スピンドル軸方向に延びたガイド軸１６（１６Ａ）、円環カム（カム円板１８（１８Ａ））およびカムフォロア２２（２２Ａ）によるガイド移動機構２０（２０Ａ）により、巻軸方向の位置制御と同様に、スピンドル機構５（４）の外部から制御することができ、ガイド１０（１０Ａ）の位置制御が容易となる。
【００８２】
前記可動軸手段２３，２４として、前記カムフォロア２１，２２に連結した移動体７３と、前記移動体７３にねじ係合するねじ体７１と、前記ねじ体７１を回転させるモータ７０と、からなり、モータ７０の回転位置を調整することにより、カムフォロア２１，２２のスピンドル軸方向位置を調整することにより、多数のガイド１０，１０Ａを用いてワークＣに巻線する場合においても、多数の円環カム（カム円板１７，１８）に対しても円周方向に干渉させることなく多数の可動軸手段２３，２４を配列することが容易である。
【００８３】
前記移動方向変換手段（ベルクランク１５）は、一端がガイド軸１６，１６Ａに連結され、他端がガイド１０，１０Ａに連結されたベルクランク機構１５，１５Ａで構成されていることにより、ガイド軸１６，１６Ａの軸方向移動をガイド１０，１０Ａの半径方向移動に容易に変換可能であり、その際に、ベルクランク機構１５，１５Ａと前記ガイド１０，１０Ａおよびガイド軸１６，１６Ａとの連結部に、一方を長穴に形成し、他方をアイドラローラを回転可能に配置し、このアイドラローラを前記長穴内に転動可能に嵌合させて夫々連結することにより、ガイド軸１６，１６Ａの移動が円滑にガイド１０，１０Ａの半径方向の移動に変換させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は回転電機の電機子コアに対する効果的な多層巻線方法および巻線装置を提供するが、回転電機の電機子コアに限定されることなく、例えば、回転電機のステータの分割コアやその他のボビン等への巻線にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一実施形態を示すスピンドル巻線装置の概略を示す斜視図。
【図２】本発明の一実施形態を示すスピンドル巻線装置の要部を拡大して示す斜視図。
【図３】同じく主副スピンドル機構、ガイドおよびガイド移動機構の要部を説明する説明図。
【図４】ワークとしての電機子コアのティース部への巻線要領（Ａ）〜（Ｅ）を示す部分断面図。
【図５】巻線がなされるワークを説明する斜視図。
【図６】スピンドル機構へ設けるガイド移動機構の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００８６】
Ｗ 線材
１ スピンドル巻線装置
３ チャック機構
４ 主スピンドル機構
５ 副スピンドル機構
６ 線材供給手段
７ 支持台
８ カッタ手段
９ インデックス機構
１０，１０Ａ ガイド
１１ フォーマ
１１Ａ 対向フォーマ
２０，２０Ａ ガイド移動機構
１２，１２Ａ 軸方向移動軸
１３，１３Ａ 回転移動板
１４，１４Ａ リニアガイド
１５，１５Ａ ベルクランク
１６，１６Ａ 半径方向移動軸
１７，１８、１７Ａ，１８Ａ カム円板
２１，２２、２１Ａ，２２Ａ カムフォロア
２３，２４，２３Ａ，２４Ａ 可動軸手段
４３，５３ スピンドル軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを支持して回転するスピンドル機構と、
前記スピンドル機構とともに回転するワークに巻線用の線材を供給する機構と、
前記ワークの少なくとも一側面に近接してスピンドル機構に配置され、スピンドル機構のスピンドル軸方向およびワークに対して接近離反する半径方向に移動可能に支持されて前記ワークと共に回転し、前記線材供給機構から供給される線材をワークの巻線位置へ案内するガイドと、
前記ガイドの前記ワークに対する軸方向位置および半径方向位置を調整して、前記線材のワークへの巻線位置を調整するガイド移動機構と、を備えることを特徴とするスピンドル巻線装置。
【請求項２】
ワークを支持して回転する主スピンドル機構と、
前記主スピンドル機構に保持された前記ワークを挟んで同軸上に対向配置されて同期回転する副スピンドル機構と、
前記スピンドル機構とともに回転するワークに巻線用の線材を供給する機構と、
前記ワークの少なくとも一側面に近接して主スピンドル機構および副スピンドル機構の少なくとも一方に配置され、当該スピンドル機構のスピンドル軸方向およびワークに対して接近離反する半径方向に移動可能に支持されて前記ワークと共に回転し、前記線材供給機構から供給される線材をワークの巻線位置へ案内するガイドと、
前記ガイドの前記ワークに対する軸方向位置および半径方向位置を調整して、前記線材のワークへの巻線位置を調整するガイド移動機構と、を備えることを特徴とするスピンドル巻線装置。
【請求項３】
前記ガイド移動機構は、前記ガイドの軸方向位置調整用および半径方向位置調整用に夫々、
前記ガイドに連結されてスピンドル軸方向に移動可能であり、当該スピンドル機構とともに回転するガイド軸と、
前記ガイド軸に連結されて各スピンドル機構の外周に配置され、当該スピンドル機構とともに回転する円環カムと、
前記円環カムの外周部に対して、円環カムの回転を許容しつつスピンドル軸方向には伴に移動可能に係合するカムフォロアと、
前記カムフォロアのスピンドル軸方向位置を調整する可動軸手段と、を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピンドル巻線装置。
【請求項４】
前記ガイド移動機構の軸方向位置調整用のガイド軸は、そのスピンドル軸方向の移動が直接前記ガイドに伝達されるよう前記ガイドに連結され、
前記各ガイド移動機構の半径方向位置調整用のガイド軸は、そのスピンドル軸方向の移動を前記半径方向移動に変換する移動方向変換手段を介して前記ガイドに連結されていることを特徴とする請求項３に記載のスピンドル巻線装置。
【請求項５】
前記各可動軸手段は、前記カムフォロアに連結した移動体と、前記移動体にねじ係合するねじ体と、前記ねじ体を回転させるモータと、からなり、前記モータの回転位置を調整することにより、カムフォロアのスピンドル軸方向位置を調整することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のスピンドル巻線装置。
【請求項６】
前記各移動方向変換手段は、一端がガイド軸に連結され、他端がガイドに連結されたベルクランク機構で構成されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のスピンドル巻線装置。
【請求項７】
前記各ベルクランク機構と前記各ガイドおよび各ガイド軸とは、一方に長穴を形成し、他方にアイドラローラを回転可能に配置し、アイドラローラを前記長穴内に転動可能に嵌合させて、夫々連結されていることを特徴とする請求項６に記載のスピンドル巻線装置。
【請求項１】
ワークを支持して回転するスピンドル機構と、
前記スピンドル機構とともに回転するワークに巻線用の線材を供給する機構と、
前記ワークの少なくとも一側面に近接してスピンドル機構に配置され、スピンドル機構のスピンドル軸方向およびワークに対して接近離反する半径方向に移動可能に支持されて前記ワークと共に回転し、前記線材供給機構から供給される線材をワークの巻線位置へ案内するガイドと、
前記ガイドの前記ワークに対する軸方向位置および半径方向位置を調整して、前記線材のワークへの巻線位置を調整するガイド移動機構と、を備えることを特徴とするスピンドル巻線装置。
【請求項２】
ワークを支持して回転する主スピンドル機構と、
前記主スピンドル機構に保持された前記ワークを挟んで同軸上に対向配置されて同期回転する副スピンドル機構と、
前記スピンドル機構とともに回転するワークに巻線用の線材を供給する機構と、
前記ワークの少なくとも一側面に近接して主スピンドル機構および副スピンドル機構の少なくとも一方に配置され、当該スピンドル機構のスピンドル軸方向およびワークに対して接近離反する半径方向に移動可能に支持されて前記ワークと共に回転し、前記線材供給機構から供給される線材をワークの巻線位置へ案内するガイドと、
前記ガイドの前記ワークに対する軸方向位置および半径方向位置を調整して、前記線材のワークへの巻線位置を調整するガイド移動機構と、を備えることを特徴とするスピンドル巻線装置。
【請求項３】
前記ガイド移動機構は、前記ガイドの軸方向位置調整用および半径方向位置調整用に夫々、
前記ガイドに連結されてスピンドル軸方向に移動可能であり、当該スピンドル機構とともに回転するガイド軸と、
前記ガイド軸に連結されて各スピンドル機構の外周に配置され、当該スピンドル機構とともに回転する円環カムと、
前記円環カムの外周部に対して、円環カムの回転を許容しつつスピンドル軸方向には伴に移動可能に係合するカムフォロアと、
前記カムフォロアのスピンドル軸方向位置を調整する可動軸手段と、を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピンドル巻線装置。
【請求項４】
前記ガイド移動機構の軸方向位置調整用のガイド軸は、そのスピンドル軸方向の移動が直接前記ガイドに伝達されるよう前記ガイドに連結され、
前記各ガイド移動機構の半径方向位置調整用のガイド軸は、そのスピンドル軸方向の移動を前記半径方向移動に変換する移動方向変換手段を介して前記ガイドに連結されていることを特徴とする請求項３に記載のスピンドル巻線装置。
【請求項５】
前記各可動軸手段は、前記カムフォロアに連結した移動体と、前記移動体にねじ係合するねじ体と、前記ねじ体を回転させるモータと、からなり、前記モータの回転位置を調整することにより、カムフォロアのスピンドル軸方向位置を調整することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のスピンドル巻線装置。
【請求項６】
前記各移動方向変換手段は、一端がガイド軸に連結され、他端がガイドに連結されたベルクランク機構で構成されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のスピンドル巻線装置。
【請求項７】
前記各ベルクランク機構と前記各ガイドおよび各ガイド軸とは、一方に長穴を形成し、他方にアイドラローラを回転可能に配置し、アイドラローラを前記長穴内に転動可能に嵌合させて、夫々連結されていることを特徴とする請求項６に記載のスピンドル巻線装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−５５７１１（Ｐ２００９−５５７１１Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１９９０２（Ｐ２００７−２１９９０２）
【出願日】平成１９年８月２７日（２００７．８．２７）
【出願人】（０００２２７５３７）日特エンジニアリング株式会社 (106)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２７日（２００７．８．２７）
【出願人】（０００２２７５３７）日特エンジニアリング株式会社 (106)
【Ｆターム（参考）】
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