WO2017006727A1 - フライヤ式の巻線機及び巻線方法 - Google Patents

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WO2017006727A1
WO2017006727A1 PCT/JP2016/067842 JP2016067842W WO2017006727A1 WO 2017006727 A1 WO2017006727 A1 WO 2017006727A1 JP 2016067842 W JP2016067842 W JP 2016067842W WO 2017006727 A1 WO2017006727 A1 WO 2017006727A1
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former
pair
flyer
center
armature
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PCT/JP2016/067842
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English (en)
French (fr)
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孝之 三浦
諭 橋本
Original Assignee
日特エンジニアリング株式会社
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H01F41/06Coil winding
    • H01F41/082Devices for guiding or positioning the winding material on the former
    • H01F41/088Devices for guiding or positioning the winding material on the former using revolving flyers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/08Forming windings by laying conductors into or around core parts
    • H02K15/095Forming windings by laying conductors into or around core parts by laying conductors around salient poles

Definitions

  • the present invention mainly relates to a flyer-type winding machine and a winding method for winding a coil-forming wire around a multipole armature.
  • JP2002-34211A discloses a flyer-type winding machine that includes a pair of center formers arranged so as to sandwich magnetic poles from the axial direction of a multipole armature and that can perform aligned winding.
  • the center former sandwiches the magnetic pole of the multipole armature from the axial direction of the multipole armature.
  • the wire fed from the flyer slides on the guide surface of the center former and is guided from the tip of the center former to a desired position of the magnetic pole.
  • the flyer moves in the direction of the rotation axis while feeding the wire and the first winding is formed on the magnetic pole, the flyer moves in the direction opposite to the direction in which the first winding is wound. A second layer of winding is applied on the winding.
  • the rotating flyer is reciprocated in the direction of the rotation axis, whereby a plurality of layers of windings are applied to the magnetic pole.
  • the wire in the upper layer falls into a gap generated between the wires in the lower layer.
  • the winding thickness is less than twice the wire diameter, and the winding thickness does not increase.
  • the wire in the upper layer gets over the wire in the lower layer.
  • the winding thickness is twice the wire diameter, and the winding thickness is not reduced.
  • a plurality of magnetic poles are formed radially in the circumferential direction.
  • the winding in one magnetic pole swells in the circumferential direction of the multipole armature, the winding to the magnetic pole adjacent in the circumferential direction is restricted.
  • the wire in the upper layer intersects the wire in the lower layer in the axial direction of the multipole armature, and the winding caused by the intersection It is preferable to avoid the occurrence of swelling in the circumferential direction.
  • a multipole armature consists of a relatively large number of laminates.
  • the cross section of the magnetic pole generally has a rectangular shape with the long side in the thickness direction of the laminate.
  • the wire of the upper layer is easy to get over the wire of the lower layer so that the intersecting angle between the intersecting wires becomes small. That is, when a multi-layer winding is applied to the magnetic pole of the multipole armature, the lower layer wire and the upper layer wire easily cross each other on the surface corresponding to the long side of the cross section of the magnetic pole.
  • An object of the present invention is a flyer-type winding machine capable of winding a wire rod with a magnetic pole in a state where the wire rod in the upper layer intersects the wire rod in the lower layer on the surface of the magnetic pole in the axial direction of the multipole armature. Is to provide.
  • a flyer-type winding machine includes a flyer that feeds a wire while rotating around a magnetic pole in a multipole armature, and winds the wire around the magnetic pole.
  • a pair of center formers arranged so as to be sandwiched from the axial direction of the pole armature and guiding the wire fed from the flyer from the tip edge to the magnetic pole, and the axial position and radial direction of the pair of center formers with respect to the multipole armature
  • a center former moving mechanism that adjusts the position, and one of the pair of center formers has a pair of former plates that overlap in the circumferential direction of the multi-pole armature, and the center former moving mechanism includes a pair of former plates It is possible to shift any one of the former plates in the radial direction of the multi-pole armature with respect to the other former plate.
  • FIG. 1 is a side view showing a flyer type winding machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a top view of a winding machine including a counter former rotational movement mechanism.
  • FIG. 3 is an enlarged top view of a portion A in FIG. 1 and shows a state in which the pressing member is brought into contact with the outer end surface of the magnetic pole and the pair of center formers are retracted.
  • FIG. 4 is an enlarged top view of a state in which the pair of center formers has been advanced, corresponding to FIG.
  • FIG. 5 is a front view of part A in FIG. 1 and shows a state in which a pair of center formers are separated from each other in the vertical direction.
  • FIG. 1 is a side view showing a flyer type winding machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a top view of a winding machine including a counter former rotational movement mechanism.
  • FIG. 3 is an enlarged top view of a portion A in FIG. 1
  • FIG. 6 is a front view showing a state in which a pair of center formers are brought close to each other in the vertical direction, and corresponds to FIG.
  • FIG. 7 is a side view of the state in which the pair of center formers are separated from each other in the vertical direction, as viewed from the direction B of FIG.
  • FIG. 8 is a side view of the pair of center formers viewed from the direction C in FIG.
  • FIG. 9A is a top view of the magnetic pole and the pair of center formers, and shows a state in which the magnetic pole is sandwiched by the pair of center formers and winding is started and the first winding is formed on the magnetic pole.
  • FIG. 7 is a side view of the state in which the pair of center formers are separated from each other in the vertical direction, as viewed from the direction B of FIG.
  • FIG. 8 is a side view of the pair of center formers viewed from the direction C in FIG.
  • FIG. 9A is a top view of the magnetic pole and the pair of center former
  • FIG. 9B is a side view of the magnetic pole and the pair of center formers, showing a state in which the magnetic pole is sandwiched by the pair of center formers and winding is started, and the first one turn is formed on the magnetic pole.
  • FIG. 9C is a bottom view of the magnetic pole and the pair of center formers, and shows a state in which the magnetic pole is sandwiched by the pair of center formers and winding is started and the first winding is formed on the magnetic pole.
  • FIG. 10A is a top view showing a state where the second winding is formed on the magnetic pole, and corresponds to FIG. 9A.
  • FIG. 10B is a side view showing a state where the second winding is formed on the magnetic pole, and corresponds to FIG. 9B.
  • FIG. 10A is a top view showing a state where the second winding is formed on the magnetic pole, and corresponds to FIG. 9A.
  • FIG. 10B is a side view showing a state where the second winding is formed on the magnetic pole
  • FIG. 10C is a bottom view showing a state where the second winding is formed on the magnetic pole, and corresponds to FIG. 9C.
  • FIG. 11A is a top view showing a state in which the first layer winding is formed on the magnetic pole, corresponding to FIG. 10A.
  • FIG. 11B is a side view illustrating a state in which the first layer winding is formed on the magnetic pole, and corresponds to FIG. 10B.
  • FIG. 11C is a bottom view showing a state in which the first layer winding is formed on the magnetic pole, and corresponds to FIG. 10C.
  • FIG. 12A is a top view showing a state in which the second layer winding is formed on the magnetic pole, corresponding to FIG. 11A.
  • FIG. 11A is a top view showing a state in which the second layer winding is formed on the magnetic pole, corresponding to FIG. 11A.
  • FIG. 12B is a side view showing a state in which the second layer winding is formed on the magnetic pole, corresponding to FIG. 11B.
  • FIG. 12C is a bottom view showing a state in which the second layer winding is formed on the magnetic pole, and corresponds to FIG. 11C.
  • FIG. 13A is a top view showing a state in which the second-layer winding has been completed on the magnetic pole, and corresponds to FIG. 12A.
  • FIG. 13B is a side view showing a state in which the second layer winding has been completed on the magnetic pole, and corresponds to FIG. 12B.
  • FIG. 13C is a bottom view showing a state in which the second layer winding has been completed on the magnetic pole, and corresponds to FIG. 12C.
  • FIG. 1 shows a flyer type winding machine 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the flyer type winding machine 100 is a device for winding a wire 3 in multiple layers around a plurality of magnetic poles 2 of a multipole armature 1 (stator) constituting a generator or an electric motor.
  • the flyer-type winding machine 100 performs winding using the flyer 4 that rotates around the magnetic pole 2 while feeding the wire 3.
  • the multipole armature 1 in the present embodiment includes an annular portion 1a and a plurality of magnetic poles 2 projecting radially outward from the annular portion 1a in the radial direction (five magnetic poles are shown in FIG. 3). As shown in FIG. 3, slots 1 b are opened between the magnetic poles 2 in the multipole armature 1.
  • the cross section of the magnetic pole 2 is a quadrangular shape, and the outer peripheral surface of the magnetic pole 2 consists of four smooth flat surfaces.
  • a flange 2 a is formed at the tip of each magnetic pole 2.
  • a flyer-type winding machine 100 rotates a multi-pole armature 1 and a winding mechanism 6 that automatically winds a wire 3 around a magnetic pole 2 of the multi-pole armature 1. And an index mechanism 7 for sequentially sending the magnetic poles 2 to the winding positions.
  • the winding mechanism 6 and the index mechanism 7 are provided on a base 5 on which each member is arranged.
  • the index mechanism 7 in FIG. 1 supports the multipole armature 1 with its axial direction vertical, and winding is performed on the magnetic pole 2 facing the winding mechanism 6.
  • the X axis is an axis extending in a substantially horizontal front-rear direction that is orthogonal to the axial direction of the multipole armature 1 and passes through the magnetic pole 2 and the winding mechanism 6.
  • the Y-axis is an axis extending in a substantially horizontal lateral direction orthogonal to the axial direction of the multipole armature 1 and the substantially horizontal front-rear direction.
  • the Z-axis is an axis extending in the vertical direction that is the axial direction of the multipole armature 1.
  • the configuration of the flyer type winding machine 100 will be described using three axes of X, Y, and Z.
  • the index mechanism 7 includes an index motor 9, a support shaft 10 connected to the output shaft 9a of the index motor 9, and an index base 11 connected to the support shaft 10.
  • the support shaft 10 extends coaxially with the rotation axis of the multipole armature 1.
  • the multipole armature 1 is placed horizontally on the index table 11. Specifically, the multipole armature 1 is placed on the index table 11 with the shaft 11a of the index table 11 inserted through the through hole 1c of the annular portion 1a.
  • the multipolar armature 1 is pressed against the index base 11 from the side opposite to the index base 11 (upper side in FIG. 1) by an armature pressing member 96 described later. Thereby, the multipole armature 1 is supported on the index base 11.
  • the index mechanism 7 is configured such that when the index motor 9 is driven, the multipole armature 1 supported by the index base 11 rotates about the axis 11a of the index base 11 as a rotation axis. Winding around the magnetic pole 2 is performed in a state where the multipole armature 1 is supported by the index base 11. After the winding work on the magnetic pole 2 is completed, the multi-pole armature 1 is rotated by driving the index motor 9, and the magnetic pole 2 to be wound next is sent to the winding position. Thus, the index mechanism 7 sequentially sends the magnetic poles 2 of the multipole armature 1 to the winding positions facing the winding mechanism 6. The winding mechanism 6 performs winding on the magnetic pole 2 sent to the winding position.
  • the winding mechanism 6 moves the flyer 4 that feeds the wire 3, the pair of center formers 15 and 16 that guide the wire 3 fed from the flyer 4, and the flyer 4 and the center formers 15 and 16 in the X-axis direction.
  • a traverse mechanism 18 and a center former moving mechanism 17 for moving the pair of center formers 15 and 16 separately from the traverse mechanism 18 are provided.
  • the flyer 4 rotates around the magnetic pole 2 and winds the wire 3 around the magnetic pole 2.
  • the center formers 15 and 16 guide the wire 3 with respect to the magnetic pole 2.
  • the center former moving mechanism 17 adjusts the axial position and the radial position of the pair of center formers 15 and 16 with respect to the multipolar armature 1.
  • a movable table 21 is provided on the base 5 so as to be movable in the X-axis direction.
  • a main head 22 is erected on the movable table 21.
  • the main head 22 rotatably supports a cylindrical main spindle shaft 24 via a bearing 23, and supports a main central body 26 non-rotatably on the inner periphery of the main spindle shaft 24 via a bearing 25. (A structure for supporting the main central body 26 in a non-rotatable manner will be described later).
  • the tip of the main spindle shaft 24 faces the multipole armature 1.
  • An annular flange portion 24 a is integrally provided at the tip of the main spindle shaft 24.
  • a flyer 4 extending toward the multipole armature 1 is attached to the flange portion 24a.
  • the flyer 4 is attached at a position eccentric from the rotation axis of the main spindle shaft 24.
  • the flyer 4 is provided with a plurality of rollers 4 a for guiding the wire 3.
  • a nozzle 27 for feeding the wire 3 is provided at the tip of the flyer 4.
  • a pulley 28 is attached near the tip of the main spindle shaft 24.
  • the moving table 21 is provided with a flyer rotating motor 29.
  • a pulley 30 is attached to the output shaft of the flyer rotary motor 29.
  • the pulley 28 and the pulley 30 are connected via a belt 31.
  • the flyer rotation motor 29 is driven, the main spindle shaft 24 rotates and the flyer 4 rotates about the rotation axis of the main spindle shaft 24.
  • the main spindle shaft 24 to which the flyer 4 is attached is formed with a through hole 24b through which the wire 3 is inserted.
  • the through hole 24 b is formed in the vicinity of the flyer 4 in parallel to the rotation axis of the main spindle shaft 24.
  • a center former support plate 33 that supports the center formers 15 and 16 is attached to the front end surface of the main central body 26. As shown in FIGS. 3 and 4, the front surface of the center former support plate 33 faces the multipolar armature 1.
  • a pair of parallel side plates 34 a and 34 b extending in the X-axis direction with a predetermined interval in the Y-axis direction are provided around the rotation axis of the main spindle shaft 24.
  • the front ends of the pair of side plates 34 a and 34 b face the multipole armature 1.
  • a presser member 49 (indicated by a one-dot chain line) that holds down the flange 2a of the magnetic pole 2 is provided at the tip of the pair of side plates 34a, 34b.
  • the pressing member 49 is urged so as to contact the outer end surface of the magnetic pole 2 by a coil spring (not shown).
  • a first forward / backward guide rail 36a extending in the X-axis direction is provided on the outer side of one side plate 34a.
  • a cam plate 35a is engaged with the first forward / reverse guide rail 36a.
  • the cam plate 35a is movable along the guide rail 36a.
  • a vertical guide rail 37a extending in the Z-axis direction is provided inside the one side plate 34a (the side facing the other side plate 34b).
  • a pair of vertical moving plates 38a and 38b are engaged with the vertical guide rail 37a.
  • the pair of vertical movement plates 38a is movable along the guide rails 37a.
  • a pair of vertical elongated holes 34c and 34d are formed in one side plate 34a with a predetermined interval in the Z-axis direction (shown by broken lines in FIGS. 7 and 8).
  • the vertical long holes 34c and 34d extend in the vertical direction.
  • Support rods 39a and 39b having a circular cross section are inserted through the vertical elongated holes 34c and 34d with a slight gap.
  • the base ends of the support bars 39a and 39b are attached to the vertical movement plates 38a and 38b.
  • the cam plate 35a is provided so as to sandwich one side plate 34a together with the vertical movement plates 38a and 38b.
  • inclined long holes 35c and 35d are formed which are inclined with respect to the moving direction of the cam plate 35a (shown by solid lines in FIGS. 7 and 8).
  • the inclined long holes 35 c and 35 d are inclined at 45 degrees with respect to the moving direction (X-axis direction) so as to approach each other toward the multipolar armature 1.
  • Rollers 40a and 40b pivotally supported at the tips of the support rods 39a and 39b are inserted into the inclined long holes 35c and 35d.
  • the rollers 40a and 40b have an outer diameter slightly smaller than the width of the inclined long holes 35c and 35d, and are fitted to the inclined long holes 35c and 35d so as to be able to roll.
  • the vertical movement plate 38a is located above the vertical movement plate 38b in the Z-axis direction.
  • the vertical movement plate 38a has a first surface facing the vertical guide rail 37a and a second surface opposite to the first surface.
  • second and third forward / backward guide rails 41a and 41b extending in the X-axis direction are provided in parallel to each other with a predetermined interval in the Z-axis direction (up and down).
  • a pair of mounting bases 42a and 42b are engaged with the second and third forward / backward guide rails 41a and 41b.
  • the pair of mounting bases 42a and 42b are movable along the second and third forward / backward guide rails 41a and 41b.
  • the vertical moving plate 38b has a first surface facing the vertical guide rail 37a and a second surface opposite to the first surface.
  • a fourth forward / backward guide rail 41c extending in the X-axis direction is provided on the second surface of the vertical moving plate 38b.
  • a mounting base 42c is engaged with the fourth forward / backward guide rail 41c.
  • the mounting base 42 is movable along the fourth forward / backward guide rail 41c.
  • a pair of center formers 15 and 16 that clamp the magnetic pole 2 from the Z-axis direction are attached to these mounting bases 42a, 42b, and 42c.
  • the pair of center formers 15 and 16 are located on a vertical axis that passes through the rotation axis C of the flyer 4.
  • the lower center former 16 is formed in a substantially L shape. Specifically, the center former 16 has a main body portion that extends forward from the mounting base 42c toward the multipolar armature 1, and a front end portion 16a that extends upward from the front end of the main body portion.
  • the main body has an outer surface that extends from the lower surface of the main body to the front surface of the distal end portion 16a, and the outer surface is inclined (FIG. 7). Hereinafter, this outer surface is also referred to as an inclined surface.
  • the inclined surface of the center former 16 is polished and finished so that the wire 3 fed from the flyer 4 is guided to the magnetic pole 2 from the sliding tip portion 16a along the inclined surface.
  • the upper center former 15 is composed of a pair of former plates 15 a and 15 b that overlap in the circumferential direction of the multipole armature 1.
  • the former plates 15a and 15b are attached to separate mounting bases 42a and 42b in an overlapping state.
  • the center former 15 is formed in a substantially L shape.
  • the center former 15 has a main body portion that extends forward from the mounting bases 42a and 42b, and front end portions 15c and 15d that extend downward from the front end of the main body portion.
  • the main body has an outer surface extending from the upper surface of the main body to the front surfaces of the tip portions 15c and 15d, and the outer surface is inclined (FIG. 7).
  • this outer surface is also referred to as an inclined surface.
  • the inclined surface of the center former 15 is polished and finished so that the wire 3 fed from the flyer 4 slides down along the inclined surface and is guided to the magnetic pole 2 from the tip portions 15c and 15d.
  • each of the mounting bases 42a, 42b, 42c supported by the second to fourth forward / rearward-travel guide rails 41a, 41b, 41c includes It has the 1st surface which opposes 41b and 41c, and the 2nd surface on the opposite side to a 1st surface.
  • concave grooves 42d, 42e, 42f extending in the Z-axis direction are formed, respectively.
  • the other side plate 34b has a surface (inner surface) facing the concave grooves 42d, 42e, and 42f.
  • fifth to seventh forward / backward guide rails 43a, 43b, 43c extending in the X-axis direction are provided, respectively.
  • the operation tables 44a, 44b, 44c are engaged with the fifth to seventh forward / backward guide rails 43a, 43b, 43c.
  • the operation tables 44a, 44b, 44c are movable along the guide rails 43a, 43b, 43c.
  • Operation bars 45a, 45b, and 45c are provided on the operation tables 44a, 44b, and 44c, respectively.
  • the tips of the operation bars 45a, 45b, and 45c enter the concave grooves 42d, 42e, and 42f.
  • members indicated by reference numerals 57a, 57b, and 57c in the figure are coil springs that extend in the X-axis direction between the vertical movement plates 38a and 38b and the mounting bases 42a, 42b, and 42c.
  • the coil spring 57a pulls the vertical moving plate 38a and the mounting base 42a, and prevents the operation rod 45a from rattling in the concave groove 42d.
  • the coil spring 57b pulls the vertical moving plate 38b and the mounting base 42b and prevents the operation rod 45b from rattling in the concave groove 42e.
  • the coil spring 57c pulls the vertical moving plate 38c and the mounting base 42c and prevents the operation rod 45c from rattling in the concave groove 42f.
  • the support plate 33 is provided with four operation rods 46a, 46b, 46c, and 46d.
  • the operating rods 46 a, 46 b, 46 c, 46 d extend in the X-axis direction and are divided into upper and lower sides and left and right sides sandwiching the rotation axis C of the flyer 4.
  • the support plate 33 is provided at the tip of the main central body 26, and the four operation rods 46 a, 46 b, 46 c, 46 d are arranged in the X-axis direction that is the rotation axis direction of the flyer 4.
  • the main central body 26 is movably penetrated.
  • the operation rod 46 a is provided above the rotation axis C of the flyer 4.
  • the distal end of the operation rod 46a is connected to the operation table 44a through the connection plate 47a.
  • the operation rod 46 c is provided on the right side of the rotation axis C of the flyer 4.
  • the distal end of the operation rod 46c is connected to the operation table 44b through the connection plate 47c.
  • the operating tables 44a and 44b When the operating rods 46a and 46c provided on the upper side and the right side of the rotating shaft C move in the X-axis direction, the operating tables 44a and 44b also move in the X-axis direction.
  • the former plates 15a and 15b are attached to the operation tables 44a and 44b, and the upper center former 15 includes a pair of former plates 15a and 15b.
  • the center former 15 moves forward and backward by the operation tables 44a and 44b.
  • the operating rod 46b is provided below the rotation axis C of the flyer 4.
  • the distal end of the operation rod 46b is connected to the operation table 44c through the connection plate 47b.
  • the operation table 44c also moves in the X-axis direction.
  • the lower center former 16 is attached to the operation console 44c. The center former 16 moves forward and backward by the movement of the operation console 44c.
  • the operating rod 46b moves forward together with the operating table 44c from the multipolar armature 1 and approaches the multipolar armature 1
  • the operating rod 45c moves forward together with the operating table 44c. Since the operating rod 45c has entered the concave groove 42f, the mounting base 42c also moves forward along the fourth forward / backward guide rail 41c. In this manner, the operation table 44c advances the lower center former 16 together with the mounting table 42c in the X-axis direction.
  • the operation of the upper center former 15 moving back and forth will be described.
  • the operation rods 46a and 46c move away from the multipolar armature 1 together with the operation consoles 44a and 44b as shown by the solid line arrows in FIG. 4 and approach the multipolar armature 1
  • the operation rod 45a 45b move forward together with the operation tables 44a and 44b.
  • the mounting bases 42a and 42b also move forward along the second and third forward / backward guide rails 41a and 41b.
  • the operation tables 44a and 44b advance the pair of former plates 15a and 15b together with the mounting tables 42a and 42b.
  • the upper center former 15 is composed of a pair of former plates 15a and 15b, the upper center former 15 advances in the X-axis direction as the mounting bases 42a and 42b advance.
  • the operating rods 46a and 46c are moved forward together with the operating tables 44a and 44b, as shown by broken arrows in FIG. 3, the operating rods 45a and 45b are moved away from the multipole armature 1. It moves backward together with the operation tables 44a and 44b. Since the operating rods 45a and 45b have entered the concave grooves 42d and 42e, the mounting bases 42a and 42b are also retracted along the second and third forward / backward guide rails 41a and 41b. As described above, the operation tables 44a and 44b move the upper center former 15 together with the mounting tables 42a and 42b in the X-axis direction.
  • the upper center former 15 is composed of a pair of former plates 15 a and 15 b that overlap in the circumferential direction of the multipole armature 1.
  • the former plates 15a and 15b are moved forward or backward by operating rods 46a and 46c provided separately.
  • the center former moving mechanism 17 has operation rods 46a and 46c, and moves the operation rods 46a and 46c separately. That is, the center former moving mechanism 17 is configured such that one of the pair of former plates 15a and 15b can be shifted in the radial direction of the multipole armature 1 with respect to the other former plate 15ab.
  • FIG. 3 shows a state in which one former plate 15a is shifted so as to slightly advance toward the multipolar armature 1 with respect to the other former plate 15b.
  • FIG. 4 shows a state in which one former plate 15a is shifted so as to be slightly retracted from the multi-pole armature 1 with respect to the other former plate 15b.
  • the operation rod 46d is provided on the left side of the rotary shaft C of the flyer 4 and is connected to the cam plate 35a via a connecting plate 47d.
  • the rollers 40a and 40b are fitted into the inclined long holes 35c and 35d of the cam plate 35a.
  • the cam plate 35a and the rollers 40a and 40b constitute a moving direction conversion means for converting the movement of the operation rod 46d in the X-axis direction into the movement of the pair of center formers 15 and 16 in the Z-axis direction.
  • rollers 40a and 40b are pivotally supported at the tips of the support bars 39a and 39b, and the support bars 39a and 39b are inserted into the vertical long holes 34c and 34d formed in the side plate 34a.
  • the base ends of the support bars 39a and 39b are attached to the vertical movement plates 38a and 38b, and the vertical movement plates 38a and 38b are engaged with a vertical guide rail 37a (FIGS. 5 and 6) extending in the Z-axis direction. .
  • the support rods 39a and 39b do not move in the X-axis direction with respect to the side plate 34b.
  • the support rods 39a and 39b move vertically along the vertical long holes 34c and 34d to approach each other.
  • the base ends of the support bars 39a and 39b are attached to the vertical movement plates 38a and 38b.
  • the support bars 39a and 39b bring the vertical movement plates 38a and 38b attached to the support bars 39a and 39b closer to each other by approaching each other.
  • the upper mounting bases 42a and 42b are provided on the upper vertical movement plate 38a via the second and third forward / backward guide rails 41a and 41b, and the lower mounting base 42c is provided on the lower vertical movement plate 38b. It is provided via a fourth forward / backward guide rail 41c.
  • the support rods 39a and 39b move the upper mounting bases 42a and 42b and the lower mounting base 42c so as to approach each other. Since the pair of upper and lower center formers 15 and 16 are provided on the mounting bases 42a and 42b and the mounting base 42c, the support bars 39a and 39b bring the center formers 15 and 16 closer to each other as indicated by solid arrows (FIG. 6).
  • the upper mounting bases 42a and 42b are provided on the upper vertical movement plate 38a via second and third forward / backward guide rails 41a and 41b.
  • the lower mounting base 42c is provided on the lower vertical movement plate 38b via the fourth forward / backward guide rail 41c.
  • the vertically moving plates 38a and 38b that are separated from each other move the upper mounting bases 42a and 42b and the lower mounting base 42c so as to be separated from each other. Since the pair of upper and lower center formers 15 and 16 are provided on the mounting bases 42a and 42b and the mounting base 42c, the support bars 39a and 39b separate the center formers 15 and 16 from each other as indicated by broken line arrows (FIG. 5). .
  • the reciprocating movement of the cam plate 35a in the X-axis direction is converted into the reciprocating movement of the vertical moving plates 38a and 38b to which the pair of center formers 15 and 16 are attached.
  • the traverse mechanism 18 moves the flyer 4 and the center formers 15 and 16 in the X-axis direction that is the radial direction of the multipole armature 1.
  • the traverse mechanism 18 includes a traverse motor 50 provided on the base 5, a ball screw 51 connected to the output shaft of the traverse motor 50, a movable body 52a that is screwed to the ball screw 51, and a movable body 52a. And a movable body 52b guided by the guide rail 53.
  • the ball screw 51 extends in the rotation axis C direction (X-axis direction) of the flyer 4.
  • the guide rail 53 is disposed on the base 5 in parallel with the ball screw 51.
  • the movable table 21 is attached to the movable bodies 52a and 52b.
  • the traverse mechanism 18 when the traverse motor 50 is driven, the movable bodies 52 a and 52 b are guided by the guide rail 53, and the moving base 21 moves in the direction of the rotation axis C of the flyer 4.
  • a main head 22 is placed on the movable table 21.
  • the traverse mechanism 18 is used to move the wire 3 in the X-axis direction by the wire diameter of the wire 3 every time the wire 3 is wound around the magnetic pole 2 during winding of the wire 3 around the magnetic pole 2. .
  • the center former moving mechanism 17 moves the pair of center formers 15 and 16 separately from the traverse mechanism 18.
  • the center former moving mechanism 17 includes the above-described four operating rods 46a, 46b, 46c, 46d and four operating rods 46a, 46b, 46c, 46d that are movable in the rotational axis direction of the flyer 4. And movable means for moving each of them separately in the axial direction.
  • the movable means includes movable bodies 61d, 66d, 71d, and 76d attached to the base ends of the operating rods 46a, 46b, 46c, and 46d, and screw bodies 62, 67, and 72 that move the movable bodies 61d, 66d, 71d, and 76d. , 77 and motors 63, 68, 73, 78 for rotating the screw bodies 62, 67, 72, 77 separately independently.
  • the screw bodies 62, 67, 72, 77 are provided extending in the direction of the rotation axis C of the flyer 4, and move the moving bodies 61d, 66d, 71d, 76d by rotating.
  • the movable means includes a first rod moving mechanism 60 that moves the operating rod 46a, a second rod moving mechanism 65 that moves the operating rod 46b, and a third rod moving mechanism that moves the operating rod 46d. 70 and a fourth rod moving mechanism 75 for moving the operating rod 46c.
  • the first rod moving mechanism 60, the second rod moving mechanism 65, the third rod moving mechanism 70, and the fourth rod moving mechanism 75 are provided on the moving table 21 behind the main head 22.
  • the operation rod 46a moves the one former plate in the upper center former 15 back and forth.
  • the operating rod 46b moves the lower center former 16 forward and backward.
  • the third rod moving mechanism 70 moves the other former plate in the upper center former 15 back and forth.
  • the operating rod 46c brings the pair of center formers 15 and 16 into contact with each other.
  • a plurality of guide rails 56 extending in the X-axis direction are provided on the movable table 21.
  • the guide rail 56 is disposed behind the main head 22 and parallel to the rotational axis of the flyer 4 with a predetermined interval in the Y-axis direction.
  • the first to fourth rod moving mechanisms 60, 65, 70, 75 have first to fourth heads 61, 66, 71, 76 that are substantially parallel to the main head 22.
  • the first to fourth heads 61, 66, 71, 76 are arranged rearward in this order from the main head 22, and are provided so as to be movable in the X-axis direction along the guide rail 56.
  • the first to fourth heads 61, 66, 71, 76 rotatably support the cylindrical first to fourth spindle shafts 61b, 66b, 71b, 76b via bearings 61a, 66a, 71a, 76a, respectively. .
  • the first to fourth moving bodies 61d, 66d, 71d, 76d are respectively non-rotatable via bearings 61c, 66c, 71c, 76c. Supported (a structure for making these movable bodies non-rotatable will be described later).
  • the moving base 21 is provided with a guide shaft 58 parallel to the guide rail 56.
  • the guide shaft 58 can rotate around the central axis of the guide shaft 58.
  • the guide shaft 58 is inserted into the first to fourth heads 61, 66, 71, 76 in the first to fourth rod moving mechanisms 60, 65, 70, 75.
  • the first to fourth heads 61, 66, 71, 76 are supported by the guide shaft 58 and configured to be movable along the guide shaft 58.
  • members indicated by reference numerals 58a and 58b in the drawing are support bases fixed to the movable base 21 in order to support both ends of the guide shaft 58.
  • the main spindle shaft 24 is supported by the main head 22, and the rear end of the main spindle shaft 24 exists behind the main head 22.
  • a pulley 59 a is attached to the rear end of the main spindle shaft 24, and another pulley 59 b is attached to the guide shaft 58 so as not to rotate with respect to the guide shaft 58.
  • the pulley 59a and the pulley 59b are connected via a belt 59c.
  • Pulleys 61e, 66e, 71e, and 76e are attached to the rear ends of the first to fourth spindle shafts 61b, 66b, 71b, and 76b, respectively. Further, the first to fourth heads 61, 66, 71, and 76 have pulleys 61f, 66f that are rotatable with respect to the first to fourth heads 61, 66, 71, and 76 and cannot move in the axial direction. , 71f, 76f are respectively attached. A guide shaft 58 is inserted through the pulleys 61f, 66f, 71f, and 76f.
  • the pulleys 61f, 66f, 71f, and 76f are configured to be non-rotatable with respect to the guide shaft 58 and movable in the axial direction.
  • the pulleys 61e, 66e, 71e, 76e and the pulleys 61f, 66f, 71f, 76f are connected via belts 61g, 66g, 71g, 76g, respectively.
  • the guide shaft 58 rotates, the guide shaft 58 rotates through the pulleys 61f, 66f, 71f, 76f, the belts 61g, 66g, 71g, 76g and the pulleys 61e, 66e, 71e, 76e, and the first to fourth spindle shafts 61b. , 66b, 71b, 76b, the first to fourth spindle shafts 61b, 66b, 71b, 76b rotate.
  • the first to fourth spindle shafts 61b, 66b, 71b, and 76b rotate in synchronization with the rotation of the main spindle shaft 24 by the rotation of the guide shaft 58.
  • the first to fourth spindle shafts 61b, 66b, 71b, 76b are formed so that through holes 61h, 66h, 71h, 76h through which the wire 3 is inserted are coaxially continuous.
  • the first to fourth spindle shafts 61b, 66b, 71b, and 76b are provided so that their rotational axes are coaxially positioned.
  • the main spindle shaft 24 is provided so that the rotating shaft and the rotating shafts of the first to fourth spindle shafts 61b, 66b, 71b, 76b are eccentric.
  • the first to fourth moving bodies 61d, 66d, 71d, 76d are provided coaxially with the first to fourth spindle shafts 61b, 66b, 71b, 76b, and the main central body 26 is provided coaxially with the main spindle shaft 24. Accordingly, the rotation axes of the first to fourth moving bodies 61d, 66d, 71d, and 76d and the rotation axis of the main central body 26 are eccentric.
  • the proximal end of the operation rod 46 a is attached to the first moving body 61 d in the first rod moving mechanism 60.
  • the base end of the operating rod 46b penetrates the first moving body 61d so as to be movable, and is attached to the second moving body 65d in the second rod moving mechanism 65.
  • the base end of the operating rod 46c penetrates the first moving body 61d and the second moving body 65d so as to be movable, and is attached to the third moving body 71d in the third rod moving mechanism 70.
  • the base end of the operating rod 46d is attached to the fourth moving body 75d in the fourth rod moving mechanism 75 through the first to third moving bodies 61d, 65d, 71d so as to be movable.
  • the operation rod 46a moves the one former plate in the upper center former 15 back and forth.
  • the operating rod 46b moves the lower center former 16 forward and backward.
  • the third rod moving mechanism 70 moves the other former plate in the upper center former 15 back and forth.
  • the operating rod 46c brings the pair of center formers 15 and 16 into contact with each other.
  • the main central body 26 and the first to fourth moving bodies 61d, 66d, 71d, and 76d are connected by the four straight operation rods 46a, 46b, 46c, and 46d in an eccentric state. Accordingly, the rotations of the main central body 26 and the first to fourth moving bodies 61d, 66d, 71d, and 76d are constrained to each other. That is, the main center body 26 and the first to fourth moving bodies 61d, 66d, 71d, and 76 are configured to prevent free rotation from each other.
  • the moving base 21 is provided with first to fourth screw bodies 62, 67, 72, 77 parallel to the guide shaft 58 at predetermined intervals in the Y-axis direction.
  • the first to fourth screw bodies 62, 67, 72, 77 are separately screwed into the lower portions of the first to fourth heads 61, 66, 71, 76.
  • the first screw body 62 is screwed to the lower portion of the first head 61
  • the second screw body 67 is screwed to the lower portion of the second head 66
  • the third screw body 72 is the lower portion of the third head 71.
  • the fourth screw body 77 is screwed into the lower portion of the fourth head 76.
  • First to fourth motors 63, 68, 73, 78 are separately connected to the first to fourth screw bodies 62, 67, 72, 77.
  • the first to fourth screw bodies 62, 67, 72, 77 are rotated by the first to fourth motors 63, 68, 73, 78.
  • the first to fourth motors 63, 68, 73, 78 are placed on the movable table 21.
  • the first to fourth screw bodies 62, 67, 72, 77 rotate separately. Since the first to fourth screw bodies 62, 67, 72, 77 are screwed into the first to fourth heads 61, 66, 71, 76, the first to fourth screw bodies 62, 67, 72, 77 rotate. Accordingly, the first to fourth heads 61, 66, 71, 76 move independently along the guide shaft 58 in the X-axis direction.
  • the center former moving mechanism 17 includes first to fourth rod moving mechanisms 60, 65, 70, 75, and a pair of former plates 15 a, 15 b constituting one center former 15 and a multipolar electric machine for the other center former 16.
  • the axial position and the radial position with respect to the child 1 are configured to be adjusted separately.
  • a counter former 80 is provided in the vicinity of the index mechanism 7 so as to face one center former 15 formed of a pair of former plates 15a and 15b (FIGS. 3 to 6).
  • the opposing former 80 is provided on the base 5 via an opposing former rotation moving mechanism 81.
  • the opposing former rotating / moving mechanism 81 includes a rotating mechanism 82 for rotating the opposing former 80 about the Z axis as a center of rotation corresponding to the displacement of the pair of former plates 15a and 15b, and one center as the flyer 4 rotates.
  • a counter former moving mechanism 83 (FIG. 2) that moves the counter former 80 together with the former 15 in the radial direction of the multipole armature 1 is provided.
  • Rotation mechanism 82 is a servo motor configured to be able to rotate a rotation shaft 82a at an arbitrary angle as shown in FIG.
  • the servo motor 82 is attached to the attachment plate 87 with the rotary shaft 82a downward.
  • the opposing former 80 extends in the vertical direction, and the upper end of the opposing former 80 is attached to a rotating shaft 82 a that protrudes downward from the attachment plate 87.
  • a flat plate portion 80a is formed at the lower end of the opposed former 80 so as to face the tip portions 15c and 15d of the center former 15 from the X-axis direction.
  • the opposing former moving mechanism 83 is configured by a combination of X-axis, Y-axis, and Z-axis direction expansion / contraction actuators 84 to 86.
  • Each of the telescopic actuators 84 to 86 includes an elongated box-shaped housing 84d to 86d, a ball screw (not shown) provided extending in the longitudinal direction inside the housing 84d to 86d, a follower 84c to 86c screwed into the ball screw, etc. Is provided.
  • the ball screw is rotationally driven by servo motors 84a to 86a.
  • the followers 84c to 86c move in parallel with the ball screw by the rotation of the ball screw.
  • the telescopic actuators 84 to 86 are configured so that the followers 84c to 86c move along the longitudinal direction of the housings 84d to 86d when the servomotors 84a to 86a are driven to rotate the ball screw.
  • Servo motor (rotating mechanism) 82 is attached to mounting plate 87.
  • the attachment plate 87 is attached to the follower 85c of the Y-axis direction expansion / contraction actuator 85, and moves in the Y-axis direction as the follower 85c moves.
  • the housing 85 d of the Y-axis direction expansion / contraction actuator 85 is attached to the follower 86 c of the Z-axis direction expansion / contraction actuator 86. That is, the mounting plate 87 and the Y-axis direction extendable actuator 85 move in the Z-axis direction as the follower 86c moves.
  • the housing 86 d of the Z-axis direction extendable actuator 86 is attached to the follower 84 c of the X-axis direction extendable actuator 84.
  • the mounting plate 87, the Y-axis direction extension / contraction actuator 85, and the Z-axis direction extension / contraction actuator 86 move in the X-axis direction as the follower 84c moves.
  • the housing 84 d of the X-axis direction extendable actuator 84 extends in the X-axis direction and is fixed to the base 5.
  • the servo motors 84a to 86a in the telescopic actuators 84 to 86 are connected to a controller (not shown) that controls them.
  • the opposed former moving mechanism 83 is configured to move the opposed former 80 (FIG. 1) in the orthogonal three-axis directions together with the mounting plate 87 and the servo motor (rotating mechanism) 82 in accordance with a command from the controller.
  • a work presser mechanism 88 is provided in the vicinity of the index mechanism 7.
  • the work holding mechanism 88 holds the multipolar armature 1 with the index base 11 by pressing the multipolar armature 1 against the index base 11.
  • the work presser mechanism 88 includes an armature presser motor 90 fixed to the end of the support 89, a ball screw 91 connected to the output shaft of the armature presser motor 90, a moving body 92 screwed into the ball screw 91, and a movement And a guide rail 93 for guiding the body 92.
  • the support column 89 is erected on the base 5.
  • the ball screw 91 extends in the rotation axis direction of the multipole armature 1.
  • the guide rail 93 is disposed on the support column 89 so as to extend in the vertical direction.
  • a rod 95 is rotatably provided on the side surface of the moving body 92 via a bearing 94.
  • the rod 95 is arranged coaxially with the rotation axis of the multipole armature 1.
  • An armature presser member 96 that is in contact with the annular portion 1 a of the multipole armature 1 is connected to the lower end of the rod 95.
  • the moving body 92 is guided by the guide rail 93, and the armature presser member 96 moves in the direction of the rotation axis of the multipolar armature 1.
  • the armature presser member 96 comes into contact with the upper surface of the annular portion 1 a of the multipole armature 1 placed on the index base 11, and the multipole armature 1 is placed on the index base 11. Press against.
  • the multipolar armature 1 is configured to be held between the index base 11 and the armature pressing member 96.
  • the armature pressing member 96 Since the armature pressing member 96 is connected to the rod 95 and the rod 95 is supported by the moving body 92 via the bearing 94, the armature pressing member is rotated during the rotation of the multipole armature 1 by driving the index motor 9. 96 rotates depending on the multi-pole armature 1.
  • a pair of side formers 97 are disposed around the multipolar armature 1 (see FIGS. 1 and 3).
  • the pair of side formers 97 respectively cover the flanges 2a of the magnetic poles on both sides of the magnetic pole 2 to be wound, and the wire 3 fed from the flyer 4 is caught by the magnetic poles 2 on both sides of the magnetic pole 2 to be wound.
  • the side former 97 is formed in a curved shape that tapers toward the tip, and is supported by a support column 98 erected on the base 5.
  • the side former 97 is configured to be movable by a mechanism (not shown).
  • the flyer type winding machine 100 includes an armature facing former moving mechanism 99 for making the vertical position (height) of the multipole armature 1 coincide with the rotation axis C of the flyer 4.
  • the armature-facing former moving mechanism 99 includes a column 101 disposed on the base 5, an armature moving motor 102 disposed on the top surface of the column 101, and a ball screw connected to the output shaft of the armature moving motor 102. 103, a moving body 104 that is screwed onto the ball screw 103, and a guide rail 105 that guides the moving body 104.
  • the ball screw 103 extends in the rotation axis direction (vertical direction) of the multipole armature 1.
  • the guide rail 105 is disposed on the support column 101 so as to extend in the vertical direction.
  • the moving body 104 is connected to the index motor mounting table 106.
  • the index motor 9 is mounted on the index motor mounting table 106.
  • a guide rod 107 is disposed on the opposite side of the ball screw 103 around the index motor mounting table 106.
  • the guide rod 107 extends in the vertical direction, and a moving body 108 is slidably inserted into the guide rod 107.
  • the moving body 108 is connected to the index motor mounting table 106.
  • the armature moving motor 102 is driven, the moving body 104 is guided by the guide rail 105 and the moving body 108 slides on the guide rod 107, and the index motor mounting table 106 moves in the vertical direction.
  • the multipole armature 1 supported by the index base 11 moves in the vertical direction.
  • the armature-facing former moving mechanism 99 can match the vertical position (height) of the multipole armature 1 with the rotation axis C of the flyer 4 by driving the armature moving motor 102. Configured as follows.
  • a flyer 4 that rotates around the magnetic pole 2 in the multipole armature 1 and reciprocates in the radial direction of the multipole armature 1 to wind the wire 3 around the magnetic pole 2.
  • a wire rod 3 that is disposed so as to sandwich the magnetic pole 2 from the axial direction of the multipolar armature 1 and is reciprocated in the radial direction of the multipolar armature 1 along with the reciprocating movement of the flyer 4 and is fed from the flyer 4.
  • a wire rod 3 is wound around each magnetic pole 2 of the multipole armature 1 by using a winding machine 100 including a pair of center formers 15 and 16 that guide the wire from the leading edge to the magnetic pole 2. This winding method is automatically performed by a controller (not shown) mounted on the flyer type winding machine 100.
  • the multipole armature 1 is mounted on the index base 11 so that the shaft 11a is inserted into the through hole 1c.
  • the multipole armature 1 and the winding mechanism 6 are aligned. That is, by driving the armature moving motor 102 of the armature-facing former moving mechanism 99, the vertical position (height) of the multipole armature 1 and the position of the rotation axis C of the flyer 4 are matched. That is, the vertical position (height) of the multipole armature 1 is adjusted so that the winding center axis of the magnetic pole 2 to be wound and the rotation axis C of the flyer 4 are the same height.
  • the armature presser member 96 is lowered toward the multipolar armature 1, and the armature presser member 96 is pressed against the annular portion 1a.
  • the multipolar armature 1 is supported between the index base 11 and the armature pressing member 96.
  • the multi-pole armature 1 is rotated by driving the index motor 9, and the magnetic pole 2 to be wound among the plurality of magnetic poles 2 is moved to the winding position.
  • the position of the magnetic pole 2 to be wound is matched with the position of the rotation axis C of the flyer 4.
  • the position on the rotation axis C of the flyer 4 is the winding position.
  • alignment of the multipole armature 1 to the winding position is performed by detecting the position of the magnetic pole 2 using a detector (not shown) such as a sensor provided in the vicinity of the magnetic pole 2 and based on the detected information. It can be carried out.
  • the wire 3 supplied from a wire supply source (not shown) is passed through the tension device (not shown) from the rear part of the moving table 21 to the fourth to first spindle shafts 76b, 71b, 66b, 61b.
  • the through holes 76h, 71h, 66h, 61h and the through hole 24b of the main spindle shaft 24 are sequentially passed.
  • the wire 3 is guided to the nozzle 27 at the tip of the fryer via a plurality of rollers 4 a provided on the fryer 4.
  • the wire 3 fed out from the nozzle 27 is locked to a pin 1d provided on the annular portion 1a of the multipole armature 1 (FIGS. 1 and 9B).
  • the main head 22 is advanced together with the moving table 21 by driving the traverse motor 50 of the traverse mechanism 18.
  • the center former support plate 33 and the pair of side plates 34a, 34b move forward.
  • the pressing member 49 is provided on the pair of side plates 34 a and 34 b, the pressing member 49 comes into contact with the outer end surface of the magnetic pole 2 as the pair of side plates 34 a and 34 b advances.
  • the pressing member 49 abuts against the outer end surface of the magnetic pole 2 by an urging force of a spring (not shown) to prevent the magnetic pole 2 from being displaced from the rotation axis C of the flyer 4.
  • the center former moving mechanism 17 adjusts the axial position and the radial position of the pair of center formers 15 and 16 with respect to the multipole armature 1, and the tip portions 15c, 15d and 16a are moved to the magnetic pole 2 as shown in FIG. 9B. It arranges at the base end of. Specifically, the radial position of the pair of center formers 15, 16 with respect to the multipole armature 1 is adjusted, and the wire 3 is placed between the tip portions 15 c, 15 d, 16 a and the annular portion 1 a in the multipole armature 1. The tip portions 15c, 15d, and 16a are arranged so as to leave a gap that allows entry.
  • the axial positions of the pair of center formers 15 and 16 with respect to the multipolar armature 1 are adjusted, and the magnetic poles 2 are arranged in the Z-axis direction (thickness at the tip portions 15c, 15d and 16a of the pair of center formers 15 and 16).
  • the tip portions 15c, 15d, and 16a are arranged so as to be sandwiched from (direction).
  • the flyer rotation motor 29 is driven to rotate the flyer 4 together with the main spindle shaft 24.
  • the wire 3 locked to the pin 1 d is guided around the magnetic pole 2, and then the wire 3 fed from the flyer 4 is wound around the magnetic pole 2.
  • the rotation of the main spindle shaft 24 is transmitted to the first to fourth spindle shafts 61b, 66b, 71b, 76b via the guide shaft 58. That is, the first to fourth spindle shafts 61b, 66b, 71b, 76b rotate in synchronization with the rotation of the flyer 4. Thereby, the wire rod 3 supplied from the wire rod supply source can be guided to the nozzle 27 without twisting.
  • the wire 3 fed from the flyer 4 comes into contact with the side former 97 and is guided along its slope.
  • the wire 3 locked to the pin 1d (see FIGS. 1 and 9B) is guided around the magnetic pole 2 as shown in FIG. 9A.
  • the wire 3 formed on the pin 1d is wound around the side surface of the magnetic pole 2 in the circumferential direction of the multipole armature 1 along the annular portion 1a.
  • the wire 3 fed from the flyer 4 comes into contact with the side former 97 (see FIG. 1) and is guided along the slope.
  • the wire rod 3 fed out from the flyer 4 contacts the lower center former 16 and slides down the inclined surface of the center former 16 so that the magnetic pole in the axial direction of the multipole armature 1 from the tip 16a. 2 is guided to the bottom surface.
  • the wire 3 guided to the bottom surface of the magnetic pole 2 is wound around the bottom surface of the magnetic pole 2 along the annular portion 1a.
  • the wire 3 guided along the slope of the side former 97 is wound around the side surface of the magnetic pole 2 in the circumferential direction of the multipole armature 1 along the annular portion 1a.
  • the wire 3 is wound once around the magnetic pole 2 along the annular portion 1a.
  • the traverse mechanism 18 drives the traverse motor 50 to move the moving table 21 together with the flyer 4 in the winding direction (the radial direction of the multipole armature 1).
  • the wire 3 is moved away from the multipole armature 1 by the wire diameter of the wire 3 in the direction along the rotation axis C of the flyer 4 (X-axis direction).
  • a center former moving mechanism 17 is provided on the moving table 21.
  • the center former moving mechanism 17 and the upper center former 15 are also wound in the winding direction (the radial direction of the multipole armature 1 and along the rotational axis C of the flyer 4. In the direction (X-axis direction)) by the wire diameter of the wire 3. That is, in order to form the second winding adjacent to the first winding, in the process in which the flyer 4 is rotated 180 ° from the vertical upper side to the vertical lower side of the magnetic pole 2 again, the upper center former 15 moves the wire 3 in the winding direction. It is located where it has moved by the wire diameter.
  • the flyer 4 rotates 180 ° from vertically above the magnetic pole 2 to vertically below. During this time, the wire 3 fed from the flyer 4 abuts on the upper center former 15 and slides down the inclined surface of the center former 15. As shown in FIG. 10A, the upper center former 15 guides the wire 3 from the tip end portions 15c and 15d to a position adjacent to the first winding of the magnetic pole 2 and performs the winding in alignment.
  • the pair of former plates 15a and 15b in the upper center former 15 is shifted inward or outward in the radial direction of the multipole armature 1 with respect to one of the pair of former plates 15a and 15b.
  • the former plate 15 b on the downstream side in the rotational direction of the flyer 4 is shifted in the moving direction of the flyer 4 with respect to the former plate 15 a on the upstream side in the rotational direction of the flyer 4.
  • the former plate 15b on the downstream side in the rotational direction of the flyer 4 is arranged in the radial direction of the multipole armature 1 with respect to the former plate 15a on the upstream side in the rotational direction of the flyer 4. The case where it shifts outside is shown.
  • the pair of former plates 15a and 15b are attached to operation tables 44a and 44b (see FIGS. 5 and 6), and the operation tables 44a and 44b are connected to operation rods 46a and 46c. As shown in FIG. 2, the pair of former plates 15a and 15b are displaced so that either one or both of the operating rods 46a and 46c constituting the center former moving mechanism 17 are shifted in the X-axis direction together with the operating tables 44a and 44b. It is done by moving to.
  • the former plate 15a on the upstream side in the rotational direction of the flyer 4 prohibits the first wire rod 3 from being displaced outward in the radial direction of the multipolar armature 1.
  • the former plate 15b on the downstream side in the rotational direction of the flyer 4 guides the wire 3 sliding down the inclined surface of the center former 15 from the tip portions 15c and 15d to a position adjacent to the first winding of the magnetic pole 2 (FIG. 10B).
  • the flyer 4 again rotates 180 ° from the vertically lower side to the upper side of the magnetic pole 2.
  • the lower center former 16 is also wire in the winding direction (the radial direction of the multipole armature 1 and the direction along the rotational axis C of the flyer 4 (X-axis direction)). Move by 3 wire diameters.
  • the flyer 4 rotates 180 ° from the vertically lower side to the vertically upper side of the magnetic pole 2.
  • the wire 3 fed from the flyer 4 abuts on the lower center former 16 and slides down the inclined surface of the center former 16.
  • the center former 16 guides the wire 3 from the tip end portion 16a to a position adjacent to the first winding of the magnetic pole 2 and performs the aligned winding.
  • the opposing former 80 facing the center former 15 is moved together with the pair of center formers 15 and 16 in the radial direction of the multipolar armature 1.
  • the opposing former 80 is inclined in accordance with the displacement of the pair of former plates 15a and 15b.
  • the flat plate portion 80a is sandwiched between the tip portions 15c and 15d of the pair of former plates 15a and 15b together with the wire 3 with a slight gap so that the flat plate portion 80a and the tip portions 15c and 15c, It is made to oppose 15d.
  • the opposing former 80 is moved forward in the radial direction of the multipole armature 1 together with the pair of center formers 15 and 16.
  • the counter former 80 is rotated by a rotating mechanism 82 shown in FIG.
  • a rotating mechanism 82 shown in FIG.
  • the movement of the opposed former 80 is performed by the opposed former moving mechanism 83 shown in FIG.
  • the flyer 4 By moving the pair of center formers 15 and 16 and the opposing former 80 that guide the wire 3 to the magnetic pole 2 together with the flyer 4, the flyer 4 is rotated by being fed by the wire diameter of the wire 3 for one rotation. It will be.
  • the magnetic pole 2 As shown in FIGS. 11A, 11B, and 11C, the magnetic pole 2 is formed with a so-called aligned winding in which the wire 3 is in close contact with the radial direction of the multipole armature 1, and the magnetic pole 2 has a first layer winding. It is formed.
  • the pair of center formers 15 and 16 move in the X-axis direction (the direction along the rotation axis C of the flyer 4), and the first layer winding shown in FIGS. 11A, 11B, and 11C.
  • the tip portions 15c, 15d, and 16a abut against the flange portion 2a before the line is completed.
  • the center formers 15, 16 are moved in the axial direction of the multipolar armature 1 immediately before the tip portions 15 c, 15 d, 16 a of the pair of center formers 15, 16 come into contact with the flange 2 a.
  • the tip portions 15c, 15d, and 16a can be prevented from coming into contact with the flange portion 2a, and the subsequent alignment winding of the first layer can be continued.
  • the movement of the center formers 15 and 16 in the axial direction of the multipole armature 1 is performed by advancing the operation rod 46d constituting the center former moving mechanism 17 in the axial direction of the operation rod 46d. Since the cam plate 35a is connected to the operation rod 46d, the cam plate 35a also moves forward as the operation rod 46d advances.
  • the support bars 39a and 39b are separated from each other in the vertical direction along the vertical elongated holes 34c and 34d. Since the vertical movement plates 38a and 38b are attached to the support bars 39a and 39b, the vertical movement plates 38a and 38b move in the vertical direction (formation of the vertical elongated holes 34c and 34d) as the support bars 39a and 39b are separated from each other. Direction).
  • the center formers 15 and 16 are provided on the vertical movement plates 38a and 38b, the pair of upper and lower center formers 15 and 16 are separated from each other as the vertical movement plates 38a and 38b are separated from each other. Thereby, the aligned winding of the first layer can be continued.
  • the winding of the first layer ends when the wire 3 comes into contact with the flange 2a of the magnetic pole 2.
  • the opposing former 80 moves together with the pair of center formers 15 and 16 in the X-axis direction (the direction along the rotation axis C of the flyer 4) to complete the first layer winding.
  • the flat plate portion 80a previously contacts the flange portion 2a.
  • the opposing former 80 is moved in the axial direction of the multipolar armature 1 immediately before the flat plate portion 80a of the opposing former 80 abuts against the flange 2a.
  • the flat plate portion 80a can be prevented from coming into contact with the flange portion 2a, and the subsequent aligned winding of the first layer can be continued.
  • the movement of the opposed former 80 in the axial direction of the multipole armature 1 can be performed by the Z-axis direction extendable actuator 86 in the opposed former moving mechanism 83.
  • the second layer winding is subsequently performed.
  • the winding of the second layer rotates the flyer 4 in the same direction as in the first layer and winds the wire 3 around the magnetic pole 2, while the traverse motor 50 is wound around the winding of the first layer. Is performed by rotating in the opposite direction and moving the flyer 4 in a direction approaching the multipole armature 1. As the flyer 4 moves, the center formers 15 and 16 are also moved in the direction approaching the multipole armature 1 as shown in FIGS. 12A, 12B, and 12C.
  • the pair of center formers 15 and 16 are moved from the state shown in FIGS. 11A, 11B and 11C to the multipole armature 1 as shown by the solid line arrows in FIG. 12B. Move in the direction of approach.
  • the pair of center formers 15 and 16 reduce the distance between them.
  • the first layer winding wound around the magnetic pole 2 is sandwiched by the tip portions 15c, 15d, and 16a with a slight gap from the Z-axis direction. As a result, the wire 3 can be guided to the magnetic pole 2 to enable stable aligned winding in the second layer.
  • the rotating flyer 4 is moved in the opposite direction to that of the first layer winding.
  • the wire 3 in the second layer is wound around the magnetic pole 2 once, it intersects the wire 3 in the first layer winding, which is the lower layer, once.
  • the wire 3 in the upper layer intersects the wire 3 in the lower layer, the wire 3 in the upper layer gets over the wire 3 in the lower layer.
  • a plurality of magnetic poles 2 are formed radially in the circumferential direction.
  • the winding in one magnetic pole 2 swells in the circumferential direction of the multipole armature 1, the winding to the magnetic pole 2 adjacent in the circumferential direction is restricted.
  • the magnetic pole 2 has a rectangular cross section, when a multi-layer winding is performed on one magnetic pole 2, the wire 3 in the upper layer intersects the wire 3 in the lower layer in the axial direction of the multipole armature 1. It is preferable to make it.
  • the pair of former plates 15a and 15b are shifted in the opposite direction to the winding of the first layer when the second layer is wound. Specifically, as shown in FIG. 12A, the former plate 15 b on the downstream side in the rotational direction of the flyer 4 is moved radially inward of the multipole armature 1 with respect to the former plate 15 a on the upstream side in the rotational direction of the flyer 4. Shift.
  • the pair of former plates 15a and 15b are attached to operation tables 44a and 44b (see FIGS. 5 and 6), and the operation tables 44a and 44b are connected to operation rods 46a and 46c.
  • the pair of former plates 15a and 15b are displaced by moving one or both of the operating rods 46a and 46c constituting the center former moving mechanism 17 so as to be shifted in the X-axis direction together with the operating tables 44a and 44b. .
  • the wire rod 3 fed out from the flyer 4 slides down the inclined surfaces of the respective former plates 15a and 15b, and the first layer of the magnetic pole 2 from the tip portions 15c and 15d. It is guided in an inclined state on the winding. Since the wire 3 in the second layer is guided in an inclined state, it intersects the wire 3 in the first layer, which is the lower layer. Therefore, in the present embodiment, in the axial direction of the multipole armature 1, the wire 3 in the upper layer can intersect with the wire 3 in the lower layer.
  • the opposing former 80 is opposed to the center former 15 and the pair of center formers 15 and 16 together with the pair of center formers 15 and 16. Move in the radial direction.
  • the opposing former 80 is inclined according to the displacement of the pair of former plates 15 a, 15 b, and the flat plate portion 80 a is made a pair of former plates.
  • tip part 15c, 15d is made with the clearance gap slightly wider than the wire diameter of the wire 3.
  • the opposing former 80 in this state is moved backward together with the pair of center formers 15, 16 in the radial direction of the multipole armature 1, and the wire 3 fed from the flyer 4 is magnetically poled between the center former 15 and the opposing former 80. Guide to 2 and wind.
  • the opposing former 80 is rotated by a rotating mechanism 82 (see FIG. 1), and the opposing former 80 is moved by an opposing former moving mechanism 83 (see FIG. 2).
  • the wire 3 fed from the flyer 4 slips down the respective inclined surfaces of the former plates 15 a and 15 b in the upper center former 15 and is sandwiched between the former plates 15 a and 15 b and the opposing former 80. It is guided to the magnetic pole 2 in a state.
  • the wire 3 guided to the magnetic pole 2 is guided onto the first layer winding while maintaining the tilted state, and is not dragged by the depression between the lower layer wires 3. In this manner, the wire 3 in the second layer can be reliably crossed with the wire 3 in the first layer, which is the lower layer, on the surface of the magnetic pole 2 facing the upper center former 15.
  • the lower center former 16 also moves in the winding direction (the radial direction of the multipole armature 1 and the flyer 4 in the direction along the rotation axis C (X-axis direction) by the wire diameter of the wire 3.
  • the wire 3 fed from the flyer 4 comes into contact with the lower center former 16 and slides down the inclined surface of the center former 16.
  • the center former 16 guides the wire 3 from the tip end portion 16a onto the first layer winding to a position adjacent to the previously wound wire 3 and performs the second layer aligned winding.
  • FIGS. 13A, 13B, and 13C the winding of the second layer is finished when the wire 3 is wound until it comes into contact with the annular portion 1a.
  • the third layer winding is performed.
  • the winding of the third layer is the same as the winding procedure of the first layer.
  • the fourth layer winding is the same as the second layer winding procedure.
  • repeated description is omitted.
  • the multi-pole armature 1 is rotated by driving the index motor 9, and the one magnetic pole 2 and the other magnetic pole 2 are arranged at the winding positions. Start a new winding.
  • the winding work for the multipole armature 1 is completed.
  • the wire 3 in the upper layer is placed in the lower layer on the surface of the magnetic pole 2 in the axial direction of the multipole armature 1.
  • the wire 3 can be crossed and wound.
  • the wires 3 in each layer are arranged in parallel with no gap therebetween.
  • the wire 3 in the upper layer is also parallel to the wire 3 in the lower layer, and the wire 3 in the upper layer falls into a gap generated between the wires 3 in the lower layer.
  • the winding thickness of the surface of each magnetic pole 2 in the circumferential direction of the multipole armature 1 is less than twice the wire diameter, and the winding thickness does not increase.
  • the winding in one magnetic pole 2 can eliminate the restriction on the winding to the magnetic pole 2 adjacent in the circumferential direction.
  • the number of wires 3 that can be wound around each magnetic pole 2 can be increased.
  • the lower center former 16 may be constituted by a pair of former plates. Even if the lower center former 16 is composed of a pair of former plates, when the pair of center formers 15 and 16 are moved in the radial direction of the multipole armature 1, one of the pair of former plates is turned to the other. In contrast, when the pair of center formers 15 and 16 are moved back in the radial direction of the multipole armature 1, one of the pair of former plates is shifted with respect to the other. By moving the multipole armature 1 radially outward or inward, the wire 3 in the upper layer is wound so as to intersect the wire 3 in the lower layer on the surface of the magnetic pole 2 in the axial direction of the multipole armature 1. Can be lined.
  • a flyer that winds a wire while winding around a magnetic pole in a multipole armature and winds the wire around the magnetic pole, and a magnetic pole is disposed so as to be sandwiched from the axial direction of the multipole armature.
  • a flyer-type winding comprising a pair of center formers for guiding a wire fed from a flyer to magnetic poles, and a center former moving mechanism for adjusting an axial position and a radial position of the pair of center formers with respect to a multipole armature
  • One of the pair of center formers is composed of a pair of former plates overlapping in the circumferential direction of the multi-pole armature, and the center former moving mechanism is configured so that one of the pair of former plates is used as the other former plate.
  • the multipole armature can be displaced in the radial direction.
  • the flyer-type winding machine includes an opposing former provided to face one center former and an opposing former that moves the opposing former in the radial direction of the multipole armature together with the one center former as the flyer rotates. It is preferable to further include a former moving mechanism and a rotating mechanism that rotates the opposing former in response to the displacement of the pair of former plates.
  • the center former moving mechanism is connected to a pair of former plates separately and is movable in the direction of the flyer's rotation axis, and is connected to the other center former and is movable in the direction of the flyer's rotation axis. It is preferable to include a third operating rod and movable means capable of independently moving the first to third operating rods in the axial direction.
  • a flyer that rotates around a magnetic pole in a multipole armature and reciprocates in the radial direction of the multipole armature to wind a wire around the magnetic pole
  • a pair of center formers disposed so as to be sandwiched from the axial direction of the child and for reciprocating in the radial direction of the multipole armature as the flyer reciprocates and guiding the wire fed from the flyer from the tip edge to the magnetic pole
  • a winding method for winding a wire around each magnetic pole of a multipole armature.
  • One of the pair of center formers is composed of a pair of former plates that overlap in the circumferential direction of the multi-pole armature.
  • one of the pair of former plates is shifted inward or outward in the radial direction of the multi-pole armature with respect to the other.
  • the center former is returned in the radial direction of the multi-pole armature, one of the pair of former plates is shifted outward or inward in the radial direction of the multi-pole armature with respect to the other.
  • the counter former facing one center former is reciprocated in the radial direction of the multi-pole armature together with the pair of center formers as the flyer rotates, and the diameter of the multi-pole armature of the pair of center formers is determined.
  • the opposing former is inclined along the inclination of the pair of former plates that are displaced inward or outward in the radial direction of the multi-pole armature during forward movement in the direction.
  • the opposing former is inclined along the inclination of the pair of former plates, and the pair of center formers are moved back together with the pair of center formers in the radial direction of the multi-pole armature. It is preferable to winding guided to the pole from between the Oma facing former.
  • one of the pair of center formers is constituted by a pair of former plates, and one of the former plates is a multipolar electric machine with respect to the other former plate. It is shifted in the radial direction of the child.
  • the wire that slides down the inclined surface of each former plate is guided in a state inclined to the axis of the magnetic pole. If the wire guided in an inclined state is a wire in the upper layer, the wire can intersect with the wire in the lower layer.
  • the wire in the upper layer intersects the wire in the lower layer in the axial direction of the multipole armature. Therefore, it is possible to avoid that the wire in the upper layer intersects the wire in the lower layer in the circumferential direction of the multipole armature.
  • the wire rod that slides down each inclined surface of the former plate in one center former is sandwiched between the former plate and the opposing former. It is guided to the magnetic pole in the state. Since the wire is guided onto the lower layer winding while maintaining the inclined state, the wire in the upper layer can be reliably crossed with the wire in the lower layer on the surface facing one center former. It becomes possible.

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Abstract

フライヤ式の巻線機(100)は、線材(3)を繰出すフライヤ(4)と、フライヤ(4)から繰出された線材(3)を磁極(2)に案内するセンタフォーマ(15,16)と、センタフォーマ移動機構(17)とを備え、センタフォーマ(15,16)のいずれか一方が多極電機子(1)の周方向に重なり合う一対のフォーマ板(15a,15b)を有し、センタフォーマ移動機構(17)は、一対のフォーマ板(15a,15b)を多極電機子(1)の径方向へずらすことが可能に構成される。

Description

フライヤ式の巻線機及び巻線方法
 本発明は、主として多極電機子にコイル形成用の線材を巻付けるためのフライヤ式の巻線機及び巻線方法に関する。
 従来、多極電機子の磁極にコイル形成用の線材を巻付けるために、磁極の周囲を回動しながら線材を繰出すフライヤを備えたフライヤ式の巻線機が広く使用されている。モータ等の性能を、電機子の限られた大きさでより良くするために、多極電機子の限られた巻線スペース内で多くの線材を磁極に対して巻線することがフライヤ式の巻線機に要求される。それには、隣り合う線材同士の隙間をなくすように線材を磁極に整列して巻く、いわゆる整列巻きが有効である。JP2002-34211Aには、磁極を多極電機子の軸方向から挟むように配設された一対のセンタフォーマを備え、整列巻きが可能なフライヤ式の巻線機が開示されている。
 このフライヤ式の巻線機では、センタフォーマが多極電機子の磁極を多極電機子の軸方向から挟み込む。フライヤから繰出された線材は、センタフォーマの案内面に滑動し、センタフォーマの先端から磁極の所望の位置に案内される。回動しながら線材を繰出すフライヤをこのセンタフォーマとともにその回転軸方向に移動させることにより、整列巻きが成される。
 そして、フライヤが線材を繰出しつつその回転軸方向に移動して磁極に一層目の巻線が成された後には、フライヤは、その一層目を巻線した方向と逆方向に移動し、一層目の巻線の上に二層目の巻線を施す。これを順次繰り返して、回転するフライヤをその回転軸方向に往復移動させることにより、磁極に複数層の巻線が施される。
 しかし、回転するフライヤをその回転軸方向に往復移動させて磁極に複数層の巻線を施す場合、各層の巻線方向は交互に逆になる。線材は、磁極に一回巻回される度に、下の層の巻線における線材に対して1回交差する。
 従って、磁極の断面が方形を成すときには、磁極の周囲4面の内の3面では下の層の線材と上の層の線材が平行であったとしても、残りの1面では下の層の線材と上の層の線材は平行にならずに交差する。
 下の層が整列巻きされており、その上の層における線材が下の層における線材と平行である場合には、その上の層の線材は下の層の線材間に生じる隙間に落ち込む。その巻厚は線径の2倍未満と成って、その巻厚が厚くならない。
 けれども、下の層が整列巻きされているけれども、その上の層における線材が下の層における線材と交差する場合には、その上の層の線材は下の層の線材を乗り越える。その巻厚は線径の2倍と成って、その巻厚が薄くならない。
 フライヤ式の巻線機を用いて巻線される多極電機子にあっては、周方向に複数の磁極が放射状に形成される。一の磁極における巻線が多極電機子の周方向に膨らむと、周方向に隣接する磁極への巻線に制約が生じる。断面が方形である一の磁極に複数層の巻線を行う場合、多極電機子の軸方向において、上の層における線材を下の層における線材と交差させ、その交差に起因する巻線の膨らみが周方向に生じることを回避することが好ましい。
 しかし、多極電機子は比較的多くの積層板から成る。磁極の断面は積層板の厚さ方向を長辺とする長方形状を有するのが一般的である。そして、上の層の線材は、交差する線材相互の交差角度が小さくなるように、下の層の線材を乗り越え易い。つまり、多極電機子の磁極に複数層の巻線を施す場合、磁極の断面の長辺に対応する面において、下の層の線材と上の層の線材が交差し易い。よって、従来のフライヤ式の巻線機において、多極電機子の磁極に複数層の巻線を施すと、その巻線の線材は磁極の断面長辺側において交差し、その巻線は多極電機子の周方向に膨らむ傾向にある。
 本発明の目的は、多極電機子の軸方向における磁極の面において上の層における線材を下の層における線材と交差させた状態で線材を磁極にて巻線し得るフライヤ式の巻線機を提供することにある。
 本発明の或る態様によれば、フライヤ式の巻線機は、多極電機子における磁極の周囲を回動しながら線材を繰出して磁極に対して線材を巻線するフライヤと、磁極を多極電機子の軸方向から挟持するように配設されフライヤから繰出された線材を先端縁から磁極に案内する一対のセンタフォーマと、一対のセンタフォーマの多極電機子に対する軸方向位置及び半径方向位置を調整するセンタフォーマ移動機構と、を備え、一対のセンタフォーマのいずれか一方は、多極電機子の周方向に重なり合う一対のフォーマ板を有し、センタフォーマ移動機構は、一対のフォーマ板のいずれか一方のフォーマ板を他方のフォーマ板に対して多極電機子の径方向へずらすことが可能である。
図1は、本発明の実施形態のフライヤ式の巻線機を示す側面図である。 図2は、対向フォーマ回転移動機構を含む巻線機の上面図である。 図3は、図1のA部の拡大上面図であり、押え部材を磁極の外端面に当接させて一対のセンタフォーマを後退させた状態を示す。 図4は、一対のセンタフォーマを前進させた状態の拡大上面図であり、図3に対応して示す。 図5は、図1のA部の正面図であり、一対のセンタフォーマを鉛直方向に互いに離間させた状態を示す。 図6は、一対のセンタフォーマを鉛直方向に互いに接近させた状態の正面図であり、図5に対応して示す。 図7は、一対のセンタフォーマを鉛直方向に互いに離間させた状態を、図5のB方向から観た側面図である。 図8は、一対のセンタフォーマを鉛直方向に互いに接近させた状態を、図6のC方向から観た側面図である。 図9Aは、磁極及び一対のセンタフォーマの上面図であり、一対のセンタフォーマによって磁極を挟持して巻付けを開始して磁極に最初の一巻きが成される状態を示す図である。 図9Bは、磁極及び一対のセンタフォーマの側面図であり、一対のセンタフォーマによって磁極を挟持して巻付けを開始して磁極に最初の一巻きが成される状態を示す図である。 図9Cは、磁極及び一対のセンタフォーマの底面図であり、一対のセンタフォーマによって磁極を挟持して巻付けを開始して磁極に最初の一巻きが成される状態を示す図である。 図10Aは、磁極に二巻き目が成される状態の上面図であり、図9Aに対応して示す。 図10Bは、磁極に二巻き目が成される状態の側面図であり、図9Bに対応して示す。 図10Cは、磁極に二巻き目が成される状態の底面図であり、図9Cに対応して示す。 図11Aは、磁極に第一層目の巻線が成された状態を示す上面図であり、図10Aに対応して示す。 図11Bは、磁極に第一層目の巻線が成された状態を示す側面図であり、図10Bに対応して示す。 図11Cは、磁極に第一層目の巻線が成された状態を示す底面図であり、図10Cに対応して示す。 図12Aは、磁極に第二層目の巻線が成される状態を示す上面図であり、図11Aに対応して示す。 図12Bは、磁極に第二層目の巻線が成される状態を示す側面図であり、図11Bに対応して示す。 図12Cは、磁極に第二層目の巻線が成される状態を示す底面図であり、図11Cに対応して示す。 図13Aは、磁極に第二層目の巻線が終了した状態を示す上面図であり、図12Aに対応して示す。 図13Bは、磁極に第二層目の巻線が終了した状態を示す側面図であり、図12Bに対応して示す。 図13Cは、磁極に第二層目の巻線が終了した状態を示す底面図であり、図12Cに対応して示す。
 次に、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
 図1に本発明の実施形態に係るフライヤ式の巻線機100を示す。フライヤ式の巻線機100は、発電機や電動機を構成する多極電機子1(ステーター)の複数の磁極2の周囲に線材3を多層に巻線する装置である。そして、フライヤ式の巻線機100は、線材3を繰出しながら磁極2の周囲を回動するフライヤ4を用いて巻線を行う。
 本実施形態における多極電機子1は、環状部1aと、環状部1aから径方向外側に向かって放射状に突出した複数の磁極2とを備える(図3に5個の磁極を示す)。図3に示すように、多極電機子1における各磁極2の間にはスロット1bが開口する。磁極2の断面は4角形であり、磁極2の外周面は平滑状の4平面からなる。そして、各磁極2の先端には鍔部2aが形成される。
 図1に示すように、フライヤ式の巻線機100は、多極電機子1の磁極2に対して線材3を自動で巻線する巻線機構6と、多極電機子1を回転させることによって磁極2を順次に巻線位置に送るインデックス機構7とを備える。巻線機構6とインデックス機構7とは、各部材が配置される基台5上に設けられる。図1におけるインデックス機構7は、多極電機子1をその軸方向を鉛直にして支持し、巻線機構6に対向する磁極2に巻線が行われる。
 各図にあっては、互いに直交するX、Y及びZの3軸を設定する。X軸は、多極電機子1の軸方向と直交し磁極2と巻線機構6とを通過する略水平前後方向に延びる軸である。Y軸は、多極電機子1の軸方向と略水平前後方向とに直交する略水平横方向に延びる軸である。Z軸は、多極電機子1の軸方向である鉛直方向に延びる軸である。X、Y及びZの3軸を用いて、フライヤ式の巻線機100の構成について説明する。
 インデックス機構7は、インデックスモータ9と、インデックスモータ9の出力軸9aに連結される支持軸10と、支持軸10に連結されるインデックス台11とを備える。支持軸10は、多極電機子1の回転軸と同軸上に延在する。多極電機子1は、インデックス台11上に水平に載置される。具体的には、多極電機子1は、環状部1aの貫通孔1cにインデックス台11の軸11aが挿通した状態でインデックス台11上に載置される。
 多極電機子1は、後述する電機子押え部材96にてインデックス台11とは反対側(図1では上側)からインデックス台11に対して押圧される。これにより、多極電機子1は、インデックス台11上に支持される。
 インデックス機構7は、インデックスモータ9の駆動によって、インデックス台11に支持された多極電機子1がインデックス台11の軸11aを回転軸として回転するように構成される。多極電機子1がインデックス台11に支持された状態にて磁極2への巻線が行われる。磁極2への巻線作業終了後には、インデックスモータ9の駆動によって多極電機子1が回転し、次に巻線が行われる磁極2が巻線位置に送られる。このように、インデックス機構7は、多極電機子1の磁極2を巻線機構6に対向する巻線位置に順次に送る。巻線機構6は、巻線位置に送られた磁極2に対して巻線を行う。
 巻線機構6は、線材3を繰出すフライヤ4と、フライヤ4から繰出された線材3を案内する一対のセンタフォーマ15,16と、フライヤ4及びセンタフォーマ15,16をX軸方向に移動させるトラバース機構18と、トラバース機構18と別に一対のセンタフォーマ15,16を個別に移動させるセンタフォーマ移動機構17とを備える。フライヤ4は、磁極2の周囲を回動して磁極2に対して線材3を巻線する。センタフォーマ15,16は、磁極2に対して線材3を案内する。センタフォーマ移動機構17は、多極電機子1に対する一対のセンタフォーマ15,16の軸方向位置及び半径方向位置を調整する。
 基台5上には移動台21がX軸方向に移動可能に設けられる。移動台21に主ヘッド22が立設される。主ヘッド22は、軸受23を介して円筒形状の主スピンドル軸24を回転自在に支持するとともに、主スピンドル軸24の内周に軸受25を介して主中心体26を回転不能に支持している(主中心体26を回転不能に支持する構造については後述する)。主スピンドル軸24の先端は多極電機子1に臨む。主スピンドル軸24の先端には、環状のフランジ部24aが一体に設けられる。フランジ部24aには、多極電機子1に向けて延在するフライヤ4が取付けられる。フライヤ4は、主スピンドル軸24の回転軸から偏心した位置に取付けられる。フライヤ4には、線材3の案内用のローラ4aが複数設けられる。フライヤ4の先端には線材3を繰出すノズル27が設けられる。
 主スピンドル軸24の先端近傍には、プーリ28が取付けられる。移動台21にはフライヤ回転モータ29が設けられる。フライヤ回転モータ29の出力軸にはプーリ30が取付けられる。プーリ28とプーリ30とはベルト31を介して連結される。フライヤ回転モータ29が駆動すると、主スピンドル軸24が回転し、フライヤ4が主スピンドル軸24の回転軸を中心に回動する。なお、フライヤ4が取付けられた主スピンドル軸24には、線材3が挿通する貫通孔24bが形成される。貫通孔24bは、フライヤ4の近傍から主スピンドル軸24の回転軸に平行に形成される。
 主中心体26の先端面には、センタフォーマ15,16を支持するセンタフォーマ支持板33が取付けられる。図3及び図4に示すように、センタフォーマ支持板33の前面は、多極電機子1に臨む。センタフォーマ支持板33の前面には、Y軸方向に所定の間隔をあけてX軸方向に延びる互いに平行な一対の側板34a,34bが、主スピンドル軸24の回転軸を中心として設けられる。一対の側板34a,34bの先端部は、多極電機子1に臨む。一対の側板34a,34bの先端部には、磁極2の鍔部2aを押さえる押え部材49(一点鎖線で示す)が設けられる。押え部材49は、図示しないコイルスプリングによって、磁極2の外端面に当接するように付勢される。
 図5及び図6に示すように、一方の側板34aの外側にはX軸方向に延びる第一前後進ガイドレール36aが設けられる。第一前後進ガイドレール36aにはカム板35aが係合している。カム板35aは、ガイドレール36aに沿って移動可能である。
 一方の側板34aの内側(他方の側板34bに対向する側)にはZ軸方向に延びる鉛直ガイドレール37aが設けられる。鉛直ガイドレール37aには一対の鉛直移動板38a,38bが係合している。一対の鉛直移動板38aは、ガイドレール37aに沿って移動可能である。
 一方の側板34aには一対の鉛直長孔34c,34dがZ軸方向に所定の間隔を空けて形成される(図7及び図8に破線で示す)。鉛直長孔34c,34dは、鉛直方向に延びる。鉛直長孔34c,34dには、僅かな隙間を持って断面円形の支持棒39a,39bが挿通される。支持棒39a,39bの基端は、鉛直移動板38a,38bに取付けられる。
 カム板35aは、鉛直移動板38a,38bとともに一方の側板34aを挟むように設けられる。カム板35aには、カム板35aの移動方向に対して傾斜する傾斜長孔35c,35dが形成される(図7及び図8に実線で示す)。図7及び図8に示すように、傾斜長孔35c,35dは、多極電機子1に向かって互いに近づくように、移動方向(X軸方向)に対して45度で傾斜する。
 傾斜長孔35c,35dには支持棒39a,39bの先端に枢支されたローラ40a,40bが挿入される。ローラ40a,40bは、傾斜長孔35c,35dの幅に対して僅かに小さな外径を有し、傾斜長孔35c,35dに対して転がり移動可能に嵌合される。
 図3~図6に示すように、鉛直移動板38aは、鉛直移動板38bよりもZ軸方向上方に位置する。鉛直移動板38aは、鉛直ガイドレール37aに対向する第一面と、第一面とは反対側の第二面と、を有する。鉛直移動板38aの第二面には、X軸方向に延びる第二及び第三前後進ガイドレール41a,41bがZ軸方向に(上下に)所定の間隔を空けて互いに平行に設けられる。第二及び第三前後進ガイドレール41a,41bには一対の取付台42a,42bが係合される。一対の取付台42a,42bは、第二及び第三前後進ガイドレール41a,41bに沿って移動可能である。
 鉛直移動板38bは、鉛直ガイドレール37aに対向する第一面と、第一面とは反対側の第二面と、を有する。鉛直移動板38bの第二面には、X軸方向に延びる第四前後進ガイドレール41cが設けられる。第四前後進ガイドレール41cには取付台42cが係合される。取付台42は、第四前後進ガイドレール41cに沿って移動可能である。これらの取付台42a,42b,42cに、磁極2をZ軸方向から挟持する一対のセンタフォーマ15,16が取付けられる。一対のセンタフォーマ15,16は、フライヤ4の回転軸Cを通過する鉛直軸上に位置する。
 下方のセンタフォーマ16は、略L字状に形成される。具体的には、センタフォーマ16は、取付台42cから多極電機子1に向かうように前方に延びる本体部と、本体部の前端から上方に向かう先端部16aと、を有する。本体部は、本体部の下面から先端部16aの前面に至る外面を有し、この外面は傾斜する(図7)。以下において、この外面を傾斜面とも称する。センタフォーマ16の傾斜面は、フライヤ4から繰出された線材3がこの傾斜面に沿って滑り先端部16aから磁極2に案内されるように研磨されて仕上げられる。
 上方のセンタフォーマ15は、多極電機子1の周方向に重なり合う一対のフォーマ板15a,15bにより構成される。フォーマ板15a,15bは、重なり合った状態で別々の取付台42a,42bに取付けられる。センタフォーマ15は、略L字状に形成される。具体的には、センタフォーマ15は、取付台42a,42bから前方に延びる本体部と、本体部の前端から下方に向かう先端部15c,15dと、を有する。本体部は、本体部の上面から先端部15c,15dの前面に至る外面を有し、この外面は傾斜する(図7)。以下において、この外面を傾斜面とも称する。センタフォーマ15の傾斜面は、フライヤ4から繰出された線材3がこの傾斜面に沿って滑り落ちて先端部15c,15dから磁極2に案内されるように研磨されて仕上げられる。
 図3~図6に示すように、第二~第四前後進ガイドレール41a,41b,41cに支持された取付台42a,42b,42cの各々は、第二~第四前後進ガイドレール41a,41b,41cに対向する第一面と、第一面とは反対側の第二面と、を有する。取付台42a,42b,42cの第二面には、Z軸方向に延びる凹溝42d,42e,42fがそれぞれ形成される。他方の側板34bは、凹溝42d,42e,42fに対向する面(内面)を有する。この内面にはX軸方向に延びる第五~第七前後進ガイドレール43a,43b,43cがそれぞれ設けられる。
 第五~第七前後進ガイドレール43a,43b,43cには操作台44a,44b,44cが係合される。操作台44a,44b,44cは、ガイドレール43a,43b,43cに沿って移動可能である。操作台44a,44b,44cのそれぞれには、操作棒45a,45b,45cが設けられる。操作棒45a,45b,45cの先端は、凹溝42d,42e,42fに進入する。
 ここで、図における符号57a,57b,57cで示される部材は、鉛直移動板38a,38bと取付台42a,42b,42cとの間にX軸方向に延びて架設されるコイルスプリングである。コイルスプリング57aは、鉛直移動板38aと取付台42aとを引っ張り、凹溝42dの中での操作棒45aのがたつきを防止する。同様に、コイルスプリング57b,は、鉛直移動板38bと取付台42bとを引っ張り、凹溝42eの中での操作棒45bのがたつきを防止する。コイルスプリング57c,は、鉛直移動板38cと取付台42cとを引っ張り、凹溝42fの中での操作棒45cのがたつきを防止する。
 支持板33には、4本の操作ロッド46a,46b,46c,46dが設けられる。操作ロッド46a,46b,46c,46dは、X軸方向に延び、フライヤ4の回転軸Cを挟む上下と左右に分かれている。図1及び図2に示すように、支持板33は主中心体26の先端に設けられ、4本の操作ロッド46a,46b,46c,46dは、フライヤ4の回転軸方向であるX軸方向に移動可能に、主中心体26を貫通する。
 図5及び図6に示すように、操作ロッド46aは、フライヤ4の回転軸Cの上方に設けられる。操作ロッド46aの先端は、連結板47aを介して操作台44aに連結される。操作ロッド46cは、フライヤ4の回転軸Cの図の右側に設けられる。操作ロッド46cの先端は、連結板47cを介して操作台44bに連結される。
 回転軸Cの上側及び右側に設けられた操作ロッド46a,46cがX軸方向に移動すると、操作台44a,44bもX軸方向に移動する。フォーマ板15a,15bは、操作台44a,44bに取付けられ、上側のセンタフォーマ15は一対のフォーマ板15a,15bから成る。操作台44a,44bによって、センタフォーマ15は前後進する。
 操作ロッド46bは、フライヤ4の回転軸Cの下方に設けられる。操作ロッド46bの先端は、連結板47bを介して操作台44cに連結される。操作ロッド46bがX軸方向に移動すると、操作台44cもX軸方向に移動する。下側のセンタフォーマ16は操作台44cに取り付けられる。操作台44cの移動によって、センタフォーマ16は前後進する。
 操作ロッド46bが操作台44cとともに多極電機子1から遠ざかった状態から前進して多極電機子1に近づくと、操作棒45cが操作台44cとともに前進する。操作棒45cが凹溝42fに進入しているので、取付台42cも第四前後進ガイドレール41cに沿って前進する。このように、操作台44cは、取付台42cとともに下側のセンタフォーマ16をX軸方向に前進させる。
 逆に、操作ロッド46bが操作台44cとともに前進した状態から後退して多極電機子1から遠ざかると、操作棒45cが操作台44cとともに後退する。操作棒45cが凹溝42fに進入しているので、取付台42cも第四前後進ガイドレール41cに沿って後退する。このように、操作台44cは、取付台42cとともに下側のセンタフォーマ16をX軸方向に後退させる。
 上側のセンタフォーマ15が前後進する動作を説明する。操作ロッド46a,46cが操作台44a,44bとともに多極電機子1から遠ざかった図3に示す状態から図4の実線矢印で示すように前進して多極電機子1に近づくと、操作棒45a,45bが操作台44a,44bとともに前進する。操作棒45a,45bが凹溝42d,43eに進入しているので、取付台42a,42bも第二及び第三前後進ガイドレール41a,41bに沿って前進する。このように、操作台44a,44bは、取付台42a,42bとともに一対のフォーマ板15a,15bを前進させる。上側のセンタフォーマ15は一対のフォーマ板15a,15bから成るので、取付台42a,42bの前進によって上側のセンタフォーマ15はX軸方向に前進する。
 逆に、操作ロッド46a,46cが操作台44a,44bとともに前進した図4に示す状態から図3の破線矢印で示すように後退して多極電機子1から遠ざかると、操作棒45a,45bが操作台44a,44bとともに後退する。操作棒45a,45bが凹溝42d,42eに進入しているので、取付台42a,42bも第二及び第三前後進ガイドレール41a,41bに沿って後退する。このように、操作台44a,44bは、取付台42a,42bとともに上側のセンタフォーマ15をX軸方向に後退させる。
 前述のように、上側のセンタフォーマ15は、多極電機子1の周方向に重なり合う一対のフォーマ板15a,15bにより構成される。フォーマ板15a,15bは、別々に設けられる操作ロッド46a,46cによって前進又は後退する。センタフォーマ移動機構17は、操作ロッド46a,46cを有し、かつ操作ロッド46a,46cを別々に移動させる。つまり、センタフォーマ移動機構17は、一対のフォーマ板15a,15bのいずれか一方のフォーマ板15aを他方のフォーマ板15ab対して多極電機子1の径方向へずらすことが可能に構成される。図3は、一方のフォーマ板15aを他方のフォーマ板15bに対して多極電機子1に向かって僅かに前進するようにずらした状態を示す。図4は、一方のフォーマ板15aを他方のフォーマ板15bに対して多極電機子1から僅かに後退するようにずらした状態を示す。
 図5及び図6に示すように、操作ロッド46dは、フライヤ4の回転軸Cの図の左側に設けられ、カム板35aに連絡板47dを介して連結される。ローラ40a,40bは、カム板35aの傾斜長孔35c,35dに嵌合される。カム板35a及びローラ40a,40bは、操作ロッド46dのX軸方向における移動を一対のセンタフォーマ15,16におけるZ軸方向の移動に変換する移動方向変換手段を構成する。
 即ち、ローラ40a,40bは支持棒39a,39bの先端に枢支され、支持棒39a,39bは、側板34aに形成された鉛直長孔34c,34dに挿通される。支持棒39a,39bの基端は、鉛直移動板38a,38bに取付けられ、鉛直移動板38a,38bは、Z軸方向に延びる鉛直ガイドレール37a(図5及び図6)に係合している。支持棒39a,39bは、側板34bに対してX軸方向に移動することはない。図7に示すように前進した操作ロッド46dがカム板35aとともに、図8の実線矢印で示すように後退すると、後退するカム板35aによりローラ40a,40bは傾斜長孔35c,35dの内部で、傾斜長孔35c,35dの傾斜に沿って転がり移動する。
 支持棒39a,39bは鉛直長孔34c,34dに沿って鉛直に移動して互いに近づく。図6に示すように、支持棒39a,39bの基端は鉛直移動板38a,38bに取付けられている。支持棒39a,39bは、互いに近づくことによって、支持棒39a,39bに取付けられた鉛直移動板38a,38bを互いに近づける。上側の取付台42a,42bは、上側の鉛直移動板38aに第二及び第三前後進ガイドレール41a,41bを介して設けられ、下側の取付台42cは、下側の鉛直移動板38bに第四前後進ガイドレール41cを介して設けられる。つまり、支持棒39a,39bは、上側の取付台42a,42bと、下側の取付台42cを互いに近づけるように移動させる。取付台42a,42bと取付台42cとに上下一対のセンタフォーマ15,16が設けられるので、支持棒39a,39bは、センタフォーマ15,16を実線矢印(図6)で示すように互いに近づける。
 一方、図8に示すように後退した操作ロッド46dがカム板35aとともに、図7の破線矢印で示すように前進すると、前進するカム板35aによりローラ40a,40bは傾斜長孔35c,35dの内部で、傾斜長孔35c,35dの傾斜に沿って転がり移動する。支持棒39a,39bは鉛直長孔34c,34dに沿って鉛直方向に互いに離間する。図5に示すように、支持棒39a,39bの基端は鉛直移動板38a,38bに取付けられている。支持棒39a,39bは、互いに離間することによって、支持棒39a,39bに取付けられた鉛直移動板38a,38bを、鉛直長孔34c,34dに沿って鉛直方向に互いに離間させる。
 上側の取付台42a,42bは、上側の鉛直移動板38aに第二及び第三前後進ガイドレール41a,41bを介して設けられる。下側の取付台42cは、下側の鉛直移動板38bに第四前後進ガイドレール41cを介して設けられる。互いに離間する鉛直移動板38a,38bは、上側の取付台42a,42bと下側の取付台42cとを互いに離間するように移動させる。取付台42a,42bと取付台42cとに上下一対のセンタフォーマ15,16が設けられるので、支持棒39a,39bは、センタフォーマ15,16を破線矢印(図5)で示すように互いに離間させる。このように、カム板35aのX軸方向における往復移動は、一対のセンタフォーマ15,16が取付けられた鉛直移動板38a,38bの往復移動に転換される。
 図1及び図2に示すように、トラバース機構18は、フライヤ4及びセンタフォーマ15,16を多極電機子1の径方向であるX軸方向に移動させる。具体的には、トラバース機構18は、基台5に設けられたトラバースモータ50と、トラバースモータ50の出力軸に連結されるボールネジ51と、ボールネジ51と螺合する可動体52aと、可動体52aを案内するガイドレール53と、ガイドレール53に案内される可動体52bとを備える。ボールネジ51は、フライヤ4の回転軸C方向(X軸方向)に延在する。ガイドレール53は、基台5上にボールネジ51と平行に配置される。可動体52a,52bに移動台21が取付けられる。
 トラバース機構18では、トラバースモータ50が駆動すると、可動体52a,52bはガイドレール53に案内され、移動台21はフライヤ4の回転軸C方向に移動する。移動台21には主ヘッド22が載置される。トラバースモータ50を駆動することによって、フライヤ4及びセンタフォーマ15,16をフライヤ4の回転軸C方向に移動させることができる。トラバース機構18は、磁極2への線材3の巻線中、磁極2の周囲に線材3を一周巻線する毎に線材3をX軸方向へ線材3の線径分だけ移動させるために用いられる。
 図2に示すように、センタフォーマ移動機構17は、一対のセンタフォーマ15,16をトラバース機構18と別に個別に移動させる。具体的には、センタフォーマ移動機構17は、フライヤ4の回転軸方向に移動可能な前述した4本の操作ロッド46a,46b,46c,46dと、4本の操作ロッド46a,46b,46c,46dを別々にそれぞれ独立して軸方向に移動させる可動手段とを備える。可動手段は、操作ロッド46a,46b,46c,46dの基端に取付けられた移動体61d,66d,71d,76dと、移動体61d,66d,71d,76dを移動させるネジ体62,67,72,77と、ネジ体62,67,72,77を別に独立して回転させるモータ63,68,73,78とを備える。ネジ体62,67,72,77は、フライヤ4の回転軸C方向に延びて設けられ、回転することにより移動体61d,66d,71d,76dを移動させる。
 図2に示すように、可動手段は、操作ロッド46aを移動させる第一ロッド移動機構60と、操作ロッド46bを移動させる第二ロッド移動機構65と、操作ロッド46dを移動させる第三ロッド移動機構70と、操作ロッド46cを移動させる第四ロッド移動機構75と、を備える。第一ロッド移動機構60、第二ロッド移動機構65、第三ロッド移動機構70及び第四ロッド移動機構75は、主ヘッド22の後方の移動台21上に設けられる。前述のように、操作ロッド46aは、上側のセンタフォーマ15における一方のフォーマ板を前後進させる。操作ロッド46bは、下側のセンタフォーマ16を前後進させる。第三ロッド移動機構70は、上側のセンタフォーマ15における他方のフォーマ板を前後進させる。操作ロッド46cは、一対のセンタフォーマ15,16を互いに離接させる。
 図1及び図2に示すように、移動台21上には、X軸方向に延びる複数のガイドレール56が設けられる。ガイドレール56は、主ヘッド22よりも後方に、Y軸方向に所定の間隔を空けてフライヤ4の回転軸に平行に配設される。第一~第四ロッド移動機構60,65,70,75は主ヘッド22と略平行な第一~第四ヘッド61,66,71,76を有する。第一~第四ヘッド61,66,71,76は、主ヘッド22からこの順序で後方に並べられ、ガイドレール56に沿ってX軸方向にそれぞれ移動可能に設けられる。
 第一~第四ヘッド61,66,71,76は、軸受61a,66a,71a,76aを介して円筒形状の第一~第四スピンドル軸61b,66b,71b,76bを回転自在にそれぞれ支持する。第一~第四スピンドル軸61b,66b,71b,76bの内周には、第一~第四移動体61d,66d,71d,76dが軸受61c,66c,71c,76cを介して回転不能にそれぞれ支持される(これらの移動体を回転不能とする構造については後述する)。
 図2に示すように、移動台21には、ガイドレール56と平行なガイド軸58が設けられる。ガイド軸58は、ガイド軸58の中心軸を中心に回転可能である。ガイド軸58は、第一~第四ロッド移動機構60,65,70,75における第一~第四ヘッド61,66,71,76に挿通される。第一~第四ヘッド61,66,71,76はガイド軸58に支持されるとともに、ガイド軸58に沿って移動可能に構成される。ここで、図における符号58a,58bで示される部材は、ガイド軸58の両端を支持するために移動台21に固定された支持台である。
 主スピンドル軸24は主ヘッド22に支持され、主スピンドル軸24の後端は主ヘッド22より後方に存在する。主スピンドル軸24の後端にはプーリ59aが取付けられ、ガイド軸58には別のプーリ59bがガイド軸58に対して回転不能に取付けられる。プーリ59aとプーリ59bとはベルト59cを介して連結される。主スピンドル軸24が回転すると、スピンドル軸24の回転がプーリ59a、ベルト59c及びプーリ59bを介してガイド軸58に伝わり、ガイド軸58が回転する。
 第一~第四スピンドル軸61b,66b,71b,76bの後端には、プーリ61e,66e,71e,76eがそれぞれ取付けられる。また、第一~第四ヘッド61,66,71,76には、第一~第四ヘッド61,66,71,76に対して回転可能であってかつ軸方向に移動不能にプーリ61f,66f,71f,76fがそれぞれ取付けられる。プーリ61f,66f,71f,76fにはガイド軸58が挿通する。プーリ61f,66f,71f,76fはガイド軸58に対しては回転不能であってかつ軸方向に移動可能に構成される。プーリ61e,66e,71e,76eとプーリ61f,66f,71f,76fとはベルト61g,66g,71g,76gを介してそれぞれ連結される。ガイド軸58が回転すると、ガイド軸58の回転がプーリ61f,66f,71f,76f、ベルト61g,66g,71g,76g及びプーリ61e,66e,71e,76eを介して第一~第四スピンドル軸61b,66b,71b,76bに伝わり、第一~第四スピンドル軸61b,66b,71b,76bが回転する。
 主スピンドル軸24が回転するとガイド軸58も回転するので、ガイド軸58の回転により主スピンドル軸24の回転に同期して第一~第四スピンドル軸61b,66b,71b,76bが回転する。なお、第一~第四スピンドル軸61b,66b,71b,76bには、線材3が挿通する貫通孔61h,66h,71h,76hが同軸に連続するように形成される。
 第一~第四スピンドル軸61b,66b,71b,76bは、これらの回転軸が同軸上に位置するように設けられる。主スピンドル軸24は、この回転軸と第一~第四スピンドル軸61b,66b,71b,76bの回転軸とが偏心するように設けられる。第一~第四移動体61d,66d,71d,76dは第一~第四スピンドル軸61b,66b,71b,76bと同軸に設けられ、主中心体26は主スピンドル軸24に同軸に設けられる。従って、第一~第四移動体61d,66d,71d,76dの回転軸と、主中心体26の回転軸とは、偏心する。
 操作ロッド46aの基端は、第一ロッド移動機構60における第一移動体61dに取付けられる。操作ロッド46bの基端は、第一移動体61dを移動可能に貫通して第二ロッド移動機構65における第二移動体65dに取付けられる。操作ロッド46cの基端は、第一移動体61d及び第二移動体65dを移動可能に貫通して第三ロッド移動機構70における第三移動体71dに取付けられる。操作ロッド46dの基端は、第一~第三移動体61d,65d,71dを移動可能に貫通して第四ロッド移動機構75における第四移動体75dに取付けられる。前述のように、操作ロッド46aは、上側のセンタフォーマ15における一方のフォーマ板を前後進させる。操作ロッド46bは、下側のセンタフォーマ16を前後進させる。第三ロッド移動機構70は、上側のセンタフォーマ15における他方のフォーマ板を前後進させる。操作ロッド46cは、一対のセンタフォーマ15,16を互いに離接させる。
 このように、主中心体26と、第一~第四移動体61d,66d,71d,76dとは、偏心した状態で4本の真っ直ぐな操作ロッド46a,46b,46c,46dにより連結される。従って、主中心体26と第一~第四移動体61d,66d,71d,76dの回転は互いに拘束される。つまり、主中心体26と第一~第四移動体61d,66d,71d,76とは、自由な回転を互いに防止するように構成される。
 移動台21には、ガイド軸58に平行な第一~第四ネジ体62,67,72,77がY軸方向に所定の間隔を空けて設けられる。第一~第四ネジ体62,67,72,77は、第一~第四ヘッド61,66,71,76の下部に別々に螺合する。図2では、第一ネジ体62が第一ヘッド61の下部に螺合し、第二ネジ体67が第二ヘッド66の下部に螺合し、第三ネジ体72が第三ヘッド71の下部に螺合し、第四ネジ体77が第四ヘッド76の下部に螺合する。第一~第四ネジ体62,67,72,77には、第一~第四モータ63,68,73,78が別々に連結される。第一~第四モータ63,68,73,78によって、第一~第四ネジ体62,67,72,77が回転する。第一~第四モータ63,68,73,78は、移動台21に載置される。
 第一~第四モータ63,68,73,78がそれぞれ駆動すると、第一~第四ネジ体62,67,72,77は別々に回転する。第一~第四ネジ体62,67,72,77が第一~第四ヘッド61,66,71,76に螺合するので、第一~第四ネジ体62,67,72,77の回転に伴って第一~第四ヘッド61,66,71,76はガイド軸58に沿って別々に独立してX軸方向に移動する。
 第一~第四ヘッド61,66,71,76がX軸方向に移動すると、第一~第四操作ロッド46a,46b,46c,46dがX軸方向に別々に移動する。第一~第四操作ロッド46a,46b,46c,46dの移動は、一対のセンタフォーマ15,16の多極電機子1に対する軸方向位置及び半径方向位置をそれぞれ変化させる。センタフォーマ移動機構17は、第一~第四ロッド移動機構60,65,70,75を含み、一方のセンタフォーマ15を構成する一対のフォーマ板15a,15b及び他方のセンタフォーマ16の多極電機子1に対する軸方向位置及び半径方向位置を別々に調整するように構成される。
 図1に示すように、インデックス機構7の近辺には、対向フォーマ80が一対のフォーマ板15a、15b(図3~図6)から成る一方のセンタフォーマ15に対向するように設けられる。対向フォーマ80は、対向フォーマ回転移動機構81を介して基台5に設けられる。対向フォーマ回転移動機構81は、一対のフォーマ板15a、15bのずれに対応して対向フォーマ80をZ軸を回転中心として回動させる回転機構82と、フライヤ4の回動に伴って一方のセンタフォーマ15とともに対向フォーマ80を多極電機子1の径方向へ移動させる対向フォーマ移動機構83(図2)とを備える。
 回転機構82は、図1に示すように、回転軸82aを任意の角度で回転可能に構成されたサーボモータである。サーボモータ82は、回転軸82aを下方にした状態で取付板87に取付けられる。対向フォーマ80は鉛直方向に延び、対向フォーマ80の上端は、取付板87から下方に突出する回転軸82aに取り付けられる。対向フォーマ80の下端には、センタフォーマ15の先端部15c,15dにX軸方向から対向する平板部80aが形成される。
 図2に示すように、対向フォーマ移動機構83は、X軸、Y軸、及びZ軸方向伸縮アクチュエータ84~86の組み合わせにより構成される。各伸縮アクチュエータ84~86は、細長い箱形ハウジング84d~86dと、ハウジング84d~86d内部に長手方向に伸びて設けられるボールネジ(図示せず)と、このボールネジに螺合する従動子84c~86c等を備える。ボールネジは、サーボモータ84a~86aによって回動駆動される。従動子84c~86cは、ボールネジの回転によってボールネジと平行に移動する。各伸縮アクチュエータ84~86は、サーボモータ84a~86aが駆動してボールネジが回転すると、従動子84c~86cがハウジング84d~86dの長手方向に沿って移動するように構成される。
 サーボモータ(回転機構)82は取付板87に取付けられる。取付板87は、Y軸方向伸縮アクチュエータ85の従動子85cに取付けられ、従動子85cの移動に伴ってY軸方向に移動する。Y軸方向伸縮アクチュエータ85のハウジング85dは、Z軸方向伸縮アクチュエータ86の従動子86cに取付けられる。つまり、取付板87及びY軸方向伸縮アクチュエータ85は、従動子86cの移動に伴ってZ軸方向に移動する。Z軸方向伸縮アクチュエータ86のハウジング86dは、X軸方向伸縮アクチュエータ84の従動子84cに取付けられる。つまり、取付板87、Y軸方向伸縮アクチュエータ85及びZ軸方向伸縮アクチュエータ86は、従動子84cの移動に伴ってX軸方向に移動する。X軸方向伸縮アクチュエータ84のハウジング84dは、X軸方向に伸びて基台5に固定される。
 各伸縮アクチュエータ84~86における各サーボモータ84a~86aは、これらを制御する図示しないコントローラに接続される。対向フォーマ移動機構83は、このコントローラからの指令に応じて取付板87及びサーボモータ(回転機構)82とともに対向フォーマ80(図1)を直交三軸方向に移動させるように構成される。
 図1に示すように、インデックス機構7近辺にはワーク押え機構88が設けられる。ワーク押え機構88は、多極電機子1をインデックス台11に対して押圧することによって、インデックス台11との間にて多極電機子1を保持する。ワーク押え機構88は、支柱89の端部に固定された電機子押えモータ90と、電機子押えモータ90の出力軸に連結されたボールネジ91と、ボールネジ91に螺合する移動体92と、移動体92を案内するガイドレール93とを備える。支柱89は、基台5上に立設される。ボールネジ91は、多極電機子1の回転軸方向に延在する。ガイドレール93は、支柱89に鉛直方向に延在して配置される。移動体92の側面にはロッド95が軸受94を介して回転自在に設けられる。ロッド95は、多極電機子1の回転軸と同軸上に配置される。ロッド95の下端には多極電機子1の環状部1aに当接する電機子押え部材96が連結されている。
 電機子押えモータ90が駆動すると、移動体92がガイドレール93に案内され、電機子押え部材96は多極電機子1の回転軸方向に移動する。電機子押えモータ90を駆動することによって、電機子押え部材96はインデックス台11上に載置された多極電機子1の環状部1a上面に当接し、多極電機子1をインデックス台11に対して押圧する。このように、多極電機子1は、インデックス台11と電機子押え部材96との間にて保持されるように構成される。なお、電機子押え部材96はロッド95に連結されロッド95は軸受94を介して移動体92に支持されているため、インデックスモータ9の駆動による多極電機子1の回転中、電機子押え部材96は多極電機子1に従属して回転することになる。
 多極電機子1の周囲には、一対のサイドフォーマ97が配設される(図1及び図3参照)。一対のサイドフォーマ97は、巻線すべき磁極2の両側にある磁極の鍔部2aをそれぞれ覆い、フライヤ4から繰出される線材3が、巻線すべき磁極2の両側にある磁極2に引っかかることを防止する。サイドフォーマ97は、先端に向かって先細となるような曲面状に形成され、基台5に立設された支柱98に支持される。サイドフォーマ97は、図示しない機構によって移動可能に構成される。
 フライヤ式の巻線機100は、多極電機子1の鉛直位置(高さ)をフライヤ4の回転軸Cと一致させるための電機子対向フォーマ移動機構99を備える。電機子対向フォーマ移動機構99は、基台5上に配置された支柱101と、支柱101の頂面に配置された電機子移動モータ102と、電機子移動モータ102の出力軸に連結されるボールネジ103と、ボールネジ103に螺合する移動体104と、移動体104を案内するガイドレール105とを備える。ボールネジ103は、多極電機子1の回転軸方向(鉛直方向)に延在する。ガイドレール105は、支柱101に鉛直方向に延在して配置される。
 移動体104は、インデックスモータ載置台106に連結される。インデックスモータ載置台106にはインデックスモータ9が載置される。インデックスモータ載置台106を中心としてボールネジ103の反対側にはガイドロッド107が配置される。ガイドロッド107は鉛直方向に延在し、ガイドロッド107には移動体108が摺動自在に挿入される。移動体108は、インデックスモータ載置台106に連結される。電機子移動モータ102が駆動すると、移動体104がガイドレール105に案内されるとともに移動体108がガイドロッド107を摺動し、インデックスモータ載置台106は鉛直方向に移動する。インデックス台11に支持された多極電機子1は、鉛直方向に移動する。このように、電機子対向フォーマ移動機構99は、電機子移動モータ102を駆動することによって多極電機子1の鉛直位置(高さ)をフライヤ4の回転軸Cと一致させることが可能となるように構成される。
 次に、フライヤ式の巻線機100を用いた巻線方法について説明する。
 本実施形態の巻線方法では、多極電機子1における磁極2の周囲を回動するとともに多極電機子1の径方向に往復移動して磁極2に対して線材3を巻線するフライヤ4と、磁極2を多極電機子1の軸方向から挟持するように配設されフライヤ4の往復移動に伴って多極電機子1の径方向へ往復移動してフライヤ4から繰出された線材3を先端縁から磁極2に案内する一対のセンタフォーマ15,16とを備えた巻線機100を用いて、多極電機子1の各磁極2に線材3が巻線される。この巻線方法は、フライヤ式の巻線機100に搭載された図示しないコントローラによって自動的に行われる。
 具体的な手順を説明する。まず、巻線を行う前の準備として、多極電機子1を、貫通孔1cに軸11aが挿通するようにインデックス台11に載置する。この状態にて、多極電機子1と巻線機構6との位置合せを行う。即ち、電機子対向フォーマ移動機構99の電機子移動モータ102を駆動することによって、多極電機子1の鉛直位置(高さ)とフライヤ4の回転軸Cの位置とを一致させる。つまり、巻線すべき磁極2の巻中心軸とフライヤ4の回転軸Cとが同じ高さとなるように多極電機子1の鉛直位置(高さ)を調整する。調整後、電機子押えモータ90を駆動することによって電機子押え部材96を多極電機子1に向けて下降させ環状部1aに電機子押え部材96を押し付ける。多極電機子1は、インデックス台11と電機子押え部材96との間にて支持される。
 次に、インデックスモータ9を駆動することによって多極電機子1を回転させ、複数の磁極2のうち巻線すべき磁極2を巻線位置に移動させる。具体的には、巻線すべき磁極2の位置をフライヤ4の回転軸Cの位置と一致させる。このように、フライヤ4の回転軸C上の位置が巻線位置である。図示しないが、多極電機子1の巻線位置への位置合せは、磁極2近傍に設けたセンサ等の図示しない検知器を用いて磁極2の位置を検出し、その検出した情報を基に行うことができる。
 次に、線材供給源(図示せず)から供給される線材3を、テンション装置(図示せず)を経て移動台21の後部から、第四~第一スピンドル軸76b,71b,66b,61bの貫通孔76h,71h,66h,61h及び主スピンドル軸24の貫通孔24bに順番に通す。フライヤ4に設けられた複数のローラ4aを介してフライヤ先端のノズル27に線材3を導く。ノズル27から繰出した線材3を、多極電機子1の環状部1aに設けられたピン1dに係止させる(図1,図9B)。
 次に、トラバース機構18のトラバースモータ50を駆動することによって移動台21とともに主ヘッド22を前進させる。図3に示すように、センタフォーマ支持板33及び一対の側板34a,34bが前進する。一対の側板34a,34bには押え部材49が設けられるので、一対の側板34a,34bの前進に伴って押え部材49が磁極2の外端面に当接する。押え部材49は、図示しないスプリングの付勢力により、磁極2の外端面に当接して、磁極2がフライヤ4の回転軸Cからずれるのを防止する。
 その後、センタフォーマ移動機構17により多極電機子1に対する一対のセンタフォーマ15,16の軸方向位置及び半径方向位置を調整し、図9Bに示すように、先端部15c,15d,16aを磁極2の基端部に配置する。具体的には、多極電機子1に対する一対のセンタフォーマ15,16の半径方向位置を調整し、先端部15c,15d,16aと多極電機子1における環状部1aとの間に線材3が進入可能な隙間を空けるように先端部15c,15d,16aを配置する。
 多極電機子1に対する一対のセンタフォーマ15,16の軸方向位置を調整し、一対のセンタフォーマ15,16における互いの先端部15c,15d,16aにて、磁極2をZ軸方向(厚さ方向)から挟持するように先端部15c,15d,16aを配置する。
 次に、図1に示すように、フライヤ4が磁極2の鉛直上方に位置した状態にて、フライヤ回転モータ29を駆動して主スピンドル軸24とともにフライヤ4を回転させる。図9Aに示すように、ピン1dに係止させた線材3は、磁極2の周囲に導かれ、その後フライヤ4から繰出される線材3は、磁極2の周囲に巻回される。
 図2に示すように、主スピンドル軸24の回転はガイド軸58を介して第一~第四スピンドル軸61b,66b,71b,76bに伝達される。つまり、フライヤ4の回転に同期して、第一~第四スピンドル軸61b,66b,71b,76bが回転する。これにより、線材供給源から供給される線材3を捻ることなく、ノズル27に案内することができる。
 フライヤ4が磁極2の鉛直上方から鉛直下方までの180°回転する過程では、フライヤ4から繰出された線材3は、サイドフォーマ97に当接しその斜面に沿って案内される。ピン1d(図1、図9B参照)に係止された線材3は、図9Aに示すように、磁極2の周囲に導かれる。図9Bに示すように、ピン1dに形成された線材3は、多極電機子1の周方向における磁極2の側面に環状部1aに沿って巻付けられる。
 フライヤ4が磁極2の鉛直下方から鉛直上方までの180°回転する過程では、フライヤ4から繰出された線材3は、サイドフォーマ97(図1参照)に当接しその斜面に沿って案内される。図9Cに示すように、フライヤ4から繰出された線材3は、下側のセンタフォーマ16に当接しセンタフォーマ16の傾斜面を滑り落ちて先端部16aから多極電機子1の軸方向における磁極2の底面に案内される。磁極2の底面に案内された線材3は、磁極2の底面に環状部1aに沿って巻付けられる。また、サイドフォーマ97の斜面に沿って案内された線材3は、図示しないが、多極電機子1の周方向における磁極2の側面に環状部1aに沿って巻付けられる。このように、フライヤ4が1回転するに伴い、線材3は環状部1aに沿って磁極2に1巻きされる。
 線材3を磁極2に1巻きする毎に、トラバース機構18(図1参照)は、トラバースモータ50を駆動することによって、フライヤ4とともに移動台21を巻線方向(多極電機子1の径方向であるとともにフライヤ4の回転軸Cに沿う方向(X軸方向))に線材3の線径分だけ多極電機子1から遠ざけるように移動させる。
 移動台21にはセンタフォーマ移動機構17が設けられる。移動台21を線材3の線径分だけ移動させると、センタフォーマ移動機構17及び上側のセンタフォーマ15も巻線方向(多極電機子1の径方向であるとともにフライヤ4の回転軸Cに沿う方向(X軸方向))に線材3の線径分だけ移動する。つまり、最初の1巻きに隣接する2巻きめを形成すべく、フライヤ4が再び磁極2の鉛直上方から鉛直下方までの180°回転する過程では、上側のセンタフォーマ15は巻線方向に線材3の線径分だけ移動したところに位置する。
 上側のセンタフォーマ15が線材3の線径分だけ後退した状態において、フライヤ4は、磁極2の鉛直上方から鉛直下方までの180°回転する。この間にフライヤ4から繰出された線材3は、上側のセンタフォーマ15に当接し、センタフォーマ15の傾斜面を滑り落ちる。上側のセンタフォーマ15は、図10Aに示すように、線材3を先端部15c,15dから磁極2の最初の1巻きに隣接する位置に案内して整列巻きをする。
 このとき、上側のセンタフォーマ15における一対のフォーマ板15a,15bは、その一対のフォーマ板15a,15bのいずれか一方を他方に対して多極電機子1の径方向内側又は外側へずらされる。具体的には、フライヤ4の回転方向下流側におけるフォーマ板15bを、フライヤ4の回転方向上流側におけるフォーマ板15aに対してフライヤ4の移動方向にずらす。図10Aでは、第一層目の巻線中に、フライヤ4の回転方向下流側におけるフォーマ板15bを、フライヤ4の回転方向上流側におけるフォーマ板15aに対して、多極電機子1の径方向外側へずらす場合を示す。
 一対のフォーマ板15a,15bは、操作台44a,44b(図5及び図6参照)に取付けられ、操作台44a,44bは、操作ロッド46a,46cに連結される。一対のフォーマ板15a,15bのずれは、図2に示すように、センタフォーマ移動機構17を構成する操作ロッド46a,46cのいずれか一方又は双方を操作台44a,44bとともにX軸方向にずらすように移動させることにより行われる。
 一対のフォーマ板15a,15bがずれた状態では、フライヤ4の回転方向上流側におけるフォーマ板15aは、一巻目の線材3が多極電機子1の径方向外側へずれることを禁止する。フライヤ4の回転方向下流側におけるフォーマ板15bは、センタフォーマ15の傾斜面を滑り落ちる線材3を先端部15c,15dから磁極2の最初の1巻きに隣接する位置に案内する(図10B)。
 その後、2巻きめの後半にあっては、フライヤ4が再び磁極2の鉛直下方から鉛直上方までの180°回転する。その過程において、図10Cに示すように、下側のセンタフォーマ16も巻線方向(多極電機子1の径方向であるとともにフライヤ4の回転軸Cに沿う方向(X軸方向))に線材3の線径分だけ移動する。下側のセンタフォーマ16を線材3の線径分だけ後退させた状態において、フライヤ4は、磁極2の鉛直下方から鉛直上方までの180°回転する。この間にフライヤ4から繰出された線材3は、下側のセンタフォーマ16に当接し、センタフォーマ16の傾斜面を滑り落ちる。センタフォーマ16は、線材3を先端部16aから磁極2の最初の1巻きに隣接する位置に案内して整列巻をする。
 フライヤ4の回動に伴って、センタフォーマ15に対向する対向フォーマ80を、一対のセンタフォーマ15,16とともに多極電機子1の径方向へ移動させる。多極電機子1の径方向への一対のセンタフォーマ15,16の往動時において、一対のフォーマ板15a,15bのずれに相応して対向フォーマ80を傾斜させる。図10Aに示すように、平板部80aが一対のフォーマ板15a,15bのずれた先端部15c,15dとともに線材3を僅かな隙間をもって挟むように平板部80aをそのずれに沿って先端部15c,15dに対向させる。このような状態で、対向フォーマ80を一対のセンタフォーマ15,16とともに多極電機子1の径方向へ往動させる。
 対向フォーマ80の回転は、図1に示す回転機構82により行われる。回転によって平板部80aが一対のフォーマ板15a,15bのずれた先端部15c,15dに対向した状態では、対向フォーマ80の移動は、図2に示す対向フォーマ移動機構83により行われる。
 このような巻線を繰り返し、フライヤ4の回転軸方向への移動とともに、一対のセンタフォーマ15,16及び対向フォーマ80をそれぞれ線材3の線径分だけ多極電機子1から遠ざけるように順次移動させる。
 フライヤ4とともに線材3を磁極2に案内する一対のセンタフォーマ15,16及び対向フォーマ80をそれぞれ移動させることにより、フライヤ4の1回転に付き、線材3の線径分の送りをかけて巻き進めることになる。図11A、図11B及び図11Cに示すように、磁極2には線材3が多極電機子1の径方向に密着するいわゆる整列巻線が成され、磁極2に第一層目の巻線が形成される。
 第一層目の巻線において、一対のセンタフォーマ15,16はX軸方向(フライヤ4の回転軸Cに沿う方向)に移動し図11A、図11B及び図11Cに示す第一層目の巻線が完了する以前に先端部15c,15d,16aが鍔部2aに当接する場合もあり得る。この場合、一対のセンタフォーマ15,16における先端部15c,15d,16aが鍔部2aに当接する直前に、センタフォーマ15,16を多極電機子1の軸方向へ移動させる。先端部15c,15d,16aが鍔部2aに当接するのを回避でき、その後の第一層目の整列巻きを続行させることができる。
 多極電機子1の軸方向へのセンタフォーマ15,16の移動は、センタフォーマ移動機構17を構成する操作ロッド46dを、操作ロッド46dの軸方向に前進させることにより行われる。操作ロッド46dにはカム板35aが連結されるので、操作ロッド46dの前進に伴ってカム板35aも前進する。支持棒39a,39bは鉛直長孔34c,34dに沿って鉛直方向に互いに離間する。支持棒39a,39bには鉛直移動板38a,38bが取付けられるので、支持棒39a,39bの互いの離間に伴って、鉛直移動板38a,38bは、鉛直方向(鉛直長孔34c,34dの形成方向)に互いに離間する。鉛直移動板38a,38bにはセンタフォーマ15,16が設けられるので、鉛直移動板38a,38bの互いの離間に伴って、上下一対のセンタフォーマ15,16が互いに離間する。これにより第一層目の整列巻きが続行可能となる。第一層目の巻線は、線材3が磁極2の鍔部2aに当接することにより終了する。
 また、第一層目の巻線において、対向フォーマ80が一対のセンタフォーマ15,16とともにX軸方向(フライヤ4の回転軸Cに沿う方向)に移動し第一層目の巻線が完了する以前に平板部80aが鍔部2aに当接する場合もあり得る。この場合、対向フォーマ80における平板部80aが鍔部2aに当接する直前に、対向フォーマ80を多極電機子1の軸方向へ移動させる。平板部80aが鍔部2aに当接するのを回避でき、その後の第一層目の整列巻きを続行させることができる。この対向フォーマ80の多極電機子1の軸方向への移動は、対向フォーマ移動機構83におけるZ軸方向伸縮アクチュエータ86により行うことができる。
 図11A、図11B及び図11Cに示すように第一層目の巻線が終了した後には、続いて、第二層目の巻線が行われる。第二層目の巻線は、フライヤ4を第一層目における場合と同方向に回転させて線材3を磁極2の周囲に巻回しつつ、トラバースモータ50を第一層目の巻線時とは逆方向に回転させ、フライヤ4を多極電機子1に近づける方向に移動させることによって行われる。フライヤ4の移動とともに、図12A、図12B及び図12Cに示すように、センタフォーマ15,16も同様に多極電機子1に近づける方向に移動させる。
 第二層目の巻線の開始にあって、一対のセンタフォーマ15,16は、図11A、図11B及び図11Cに示す状態から図12Bの実線矢印で示すように、多極電機子1に近づく方向に移動する。先端部15c,15d,16aが鍔部2aからずれた位置に移動した段階で、一対のセンタフォーマ15,16は、互いの間隔を狭める。磁極2に巻回された第一層目の巻線は、先端部15c,15d,16aによってZ軸方向から僅かな隙間を持って挟まれる。これにより、線材3を磁極2に案内して第二層目における安定した整列巻きが可能となる。
 第二層目の巻線にあっては、回転するフライヤ4を第一層目の巻線時とは逆方向に移動させる。第二層目における線材3は、磁極2に一回巻回される度に、下の層である第一層の巻線における線材3に対して1回交差する。上の層における線材3が下の層における線材3と交差すると、その上の層の線材3は下の層の線材3を乗り越える。
 多極電機子1では、周方向に複数の磁極2が放射状に形成される。一の磁極2における巻線が多極電機子1の周方向に膨らむと、周方向に隣接する磁極2への巻線に制約が生じる。磁極2の断面は方形であることから、一の磁極2に複数層の巻線を行う場合、多極電機子1の軸方向において、上の層における線材3を下の層における線材3と交差させることが好ましい。
 本実施形態の巻線方法では、第二層目の巻線時において、一対のフォーマ板15a,15bを第一層目の巻線時とは逆方向にずらす。具体的には、図12Aに示すように、フライヤ4の回転方向下流側におけるフォーマ板15bを、フライヤ4の回転方向上流側におけるフォーマ板15aに対して、多極電機子1の径方向内側へずらす。
 一対のフォーマ板15a,15bは、操作台44a,44b(図5及び図6参照)に取付けられ、操作台44a,44bは、操作ロッド46a,46cに連結される。一対のフォーマ板15a,15bのずれは、センタフォーマ移動機構17を構成する操作ロッド46a,46cのいずれか一方又は双方を操作台44a,44bとともにX軸方向にずらすように移動させることにより行われる。
 一対のフォーマ板15a,15bがずれた状態では、フライヤ4から繰出された線材3は、それぞれのフォーマ板15a,15bの傾斜面を滑り落ち、先端部15c,15dから磁極2の第一層の巻線上に傾斜した状態で案内される。第二層における線材3は、傾斜した状態で案内されるため、下の層である第一層目における線材3と交差する。従って、本実施形態では、多極電機子1の軸方向において、上の層における線材3を下の層における線材3と交差させることが可能になる。
 また、第二層目における巻線をする際のフライヤ4の回動に伴って、対向フォーマ80は、センタフォーマ15に対向した状態で、一対のセンタフォーマ15,16とともに多極電機子1の径方向へ移動する。多極電機子1の径方向への一対のセンタフォーマ15,16の復動時において、一対のフォーマ板15a,15bのずれに応じて対向フォーマ80を傾斜させ、平板部80aを一対のフォーマ板15a,15bの傾斜に沿って、線材3の線径より僅かに広い隙間をもって先端部15c,15dに対向させる。
 この状態の対向フォーマ80を一対のセンタフォーマ15,16とともに多極電機子1の径方向へ復動させ、フライヤ4から繰出された線材3を一方のセンタフォーマ15と対向フォーマ80の間から磁極2に案内して巻線する。対向フォーマ80の回転は、回転機構82(図1参照)により行われ、対向フォーマ80の移動は、対向フォーマ移動機構83(図2参照)により行われる。
 図12Bに示すように、フライヤ4から繰出された線材3は、上側のセンタフォーマ15におけるフォーマ板15a,15bのそれぞれの傾斜面を滑り落ち、フォーマ板15a,15bと対向フォーマ80により挟まれた状態で磁極2に案内される。磁極2に案内された線材3は、その傾斜状態を維持しながら第一層の巻線上に案内され、下の層の線材3間におけるくぼみに引きずられることはない。このように、第二層における線材3を、上側のセンタフォーマ15と対向する磁極2の面において、下の層である第一層目における線材3と確実に交差させることが可能となる。
 なお、第二層目の巻線においても、図12Cに示すように、フライヤ4が1回転する毎に下側のセンタフォーマ16も巻線方向(多極電機子1の径方向であるとともにフライヤ4の回転軸Cに沿う方向(X軸方向))に線材3の線径分だけ移動する。フライヤ4が磁極2の鉛直下方から鉛直上方までの180°回転する過程で、フライヤ4から繰出された線材3は、下側のセンタフォーマ16に当接し、センタフォーマ16の傾斜面を滑り落ちる。センタフォーマ16は、線材3を先端部16aから第一層目の巻線上に、先に巻線された線材3に隣接する位置に案内して第二層目の整列巻をする。第二層目の巻線は、図13A、図13B及び図13Cに示すように、線材3が環状部1aに当接するまで巻線された段階で終了する。
 続いて、第三層目の巻線が行われる。第三層目の巻線は第一層目の巻線手順と同一である。第四層目の巻線を行う場合には、第四層目の巻線は第二層目の巻線手順と同一である。ここでは、繰り返しての説明を省略する。
 磁極2に予定していた巻線の全てが完了したら、インデックスモータ9を駆動することによって多極電機子1を回転させ、その一の磁極2と別の磁極2を巻線位置に配置し、新たに巻線を開始する。全ての磁極2に巻線が完了した段階で多極電機子1に対する巻線作業を終了する。
 本実施形態では、多極電機子1の磁極2に複数層の巻線を施す場合において、多極電機子1の軸方向における磁極2の面において、上の層における線材3を下の層における線材3と交差させて巻線することができる。多極電機子1の周方向における各磁極2の面では、各層における線材3は平行に隙間無く隣接する整列巻きとなる。その上の層における線材3も下の層における線材3と平行となり、その上の層の線材3は下の層の線材3間に生じる隙間に落ち込む。
 このため、多極電機子1の周方向における各磁極2の面の巻厚は線径の2倍未満と成って、その巻厚が厚くなることはない。多極電機子1の周方向に放射状に形成された複数の磁極2において、一の磁極2における巻線が、周方向に隣接する磁極2への巻線に制約を生じさせることをなくすことが可能になり、各磁極2に巻線し得る線材3の回数を増加させることが可能になる。
 上述した実施の形態では、上側のセンタフォーマ15が一対のフォーマ板15a,15bにより構成された場合を説明した。図示しないが、下側のセンタフォーマ16を一対のフォーマ板により構成しても良い。下側のセンタフォーマ16を一対のフォーマ板により構成しても、多極電機子1の径方向への一対のセンタフォーマ15,16の往動時において一対のフォーマ板のいずれか一方を他方に対して多極電機子1の径方向内側又は外側へずらし、多極電機子1の径方向への一対のセンタフォーマ15,16の復動時において一対のフォーマ板のいずれか一方を他方に対して多極電機子1の径方向外側又は内側へずらすことにより、多極電機子1の軸方向における磁極2の面において、上の層における線材3を下の層における線材3と交差させて巻線することができる。
 以下、本実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
 本実施形態は、多極電機子における磁極の周囲を回動しながら線材を繰出して磁極に対して線材を巻線するフライヤと、磁極を多極電機子の軸方向から挟むように配設されフライヤから繰出された線材を磁極に案内する一対のセンタフォーマと、一対のセンタフォーマの多極電機子に対する軸方向位置及び半径方向位置を調整するセンタフォーマ移動機構とを備えたフライヤ式の巻線機の改良に係る。
 一対のセンタフォーマのいずれか一方は、多極電機子の周方向に重なり合う一対のフォーマ板により構成され、センタフォーマ移動機構は、一対のフォーマ板のいずれか一方のフォーマ板を他方のフォーマ板に対して多極電機子の径方向へずらすことが可能に構成される。
 フライヤ式の巻線機は、一方のセンタフォーマに対向するように設けられた対向フォーマと、フライヤの回動に伴って一方のセンタフォーマとともに対向フォーマを多極電機子の径方向へ移動させる対向フォーマ移動機構と、一対のフォーマ板のずれに対応して対向フォーマを回動させる回転機構とを更に備えることが好ましい。
 センタフォーマ移動機構は、一対のフォーマ板に別々に連結されてフライヤの回転軸方向に移動可能な第一及び第二操作ロッドと、他方のセンタフォーマに連結されてフライヤの回転軸方向に移動可能な第三操作ロッドと、第一ないし第三操作ロッドを別々にそれぞれ独立して軸方向に移動可能な可動手段とを備えることが好ましい。
 また、別の実施形態は、多極電機子における磁極の周囲を回動するとともに多極電機子の径方向に往復移動して磁極に対して線材を巻線するフライヤと、磁極を多極電機子の軸方向から挟持するように配設されフライヤの往復移動に伴って多極電機子の径方向へ往復移動してフライヤから繰出された線材を先端縁から磁極に案内する一対のセンタフォーマとを備えた巻線機を用いて多極電機子の各磁極に線材を巻線する巻線方法の改良に係る。
 一対のセンタフォーマのいずれか一方は、記多極電機子の周方向に重なり合う一対のフォーマ板により構成される。巻線方法は、一対のセンタフォーマの多極電機子の径方向への往動時において一対のフォーマ板のいずれか一方を他方に対して多極電機子の径方向内側又は外側へずらし、一対のセンタフォーマの多極電機子の径方向への復動時において一対のフォーマ板のいずれか一方を他方に対して多極電機子の径方向外側又は内側へずらす。
 巻線方法は、フライヤの回動に伴って一方のセンタフォーマに対向する対向フォーマを一対のセンタフォーマとともに多極電機子の径方向へ往復移動させ、一対のセンタフォーマの多極電機子の径方向への往動時において、一対のフォーマ板のいずれか一方が多極電機子の径方向内側又は外側へずれた一対のフォーマ板の傾斜に沿って対向フォーマを傾斜させて一対のセンタフォーマとともに多極電機子の径方向へ往動させ、一対のセンタフォーマの多極電機子の径方向への復動時において、一対のフォーマ板のいずれか一方が多極電機子の径方向外側又は内側へずれた一対のフォーマ板の傾斜に沿って対向フォーマを傾斜させて一対のセンタフォーマとともに多極電機子の径方向へ復動させ、フライヤから繰出された線材を一方のセンタフォーマと対向フォーマの間から磁極に案内して巻線することが好ましい。
 本実施形態のフライヤ式の巻線機及び巻線方法では、一対のセンタフォーマのいずれか一方が一対のフォーマ板により構成され、いずれか一方のフォーマ板が他方のフォーマ板に対して多極電機子の径方向へずらされる。それぞれのフォーマ板の傾斜面を滑り落ちる線材は磁極の軸心に傾斜した状態で案内される。傾斜した状態で案内された線材が上側の層における線材であれば、その線材を下の層における線材と交差させることが可能になる。
 一方のセンタフォーマは多極電機子の軸方向に設けられるので、多極電機子の軸方向において、上の層における線材が下の層における線材と交差する。従って、多極電機子の周方向において上の層における線材が下の層における線材と交差することを回避することができる。
 また、一対のフォーマ板のずれに対応して対向フォーマを一方のセンタフォーマに対向させると、一方のセンタフォーマにおけるフォーマ板のそれぞれの傾斜面を滑り落ちる線材は、フォーマ板と対向フォーマにより挟まれた状態で磁極に案内される。線材は、傾斜状態を維持しながら下の層の巻線上に案内されるので、上の層における線材を、一方のセンタフォーマが対向する面において、下の層における線材と確実に交差させることが可能となる。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
 本願は2015年7月3日に日本国特許庁に出願された特願2015-134069に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (5)

  1.  フライヤ式の巻線機であって、
     多極電機子における磁極の周囲を回動しながら線材を繰出して前記磁極に対して前記線材を巻線するフライヤと、
     前記磁極を前記多極電機子の軸方向から挟持するように配設され前記フライヤから繰出された前記線材を先端縁から前記磁極に案内する一対のセンタフォーマと、
     前記一対のセンタフォーマの前記多極電機子に対する軸方向位置及び半径方向位置を調整するセンタフォーマ移動機構と、を備え、
     前記一対のセンタフォーマのいずれか一方は、前記多極電機子の周方向に重なり合う一対のフォーマ板を有し、
     前記センタフォーマ移動機構は、前記一対のフォーマ板のいずれか一方のフォーマ板を他方のフォーマ板に対して前記多極電機子の径方向へずらすことが可能である、
     フライヤ式の巻線機。
  2.  請求項1に記載のフライヤ式の巻線機であって、
     前記一対のセンタフォーマの一方に対向する対向フォーマと、
     前記フライヤの回動に伴って前記一対のセンタフォーマとともに前記対向フォーマを多極電機子の径方向へ移動させる対向フォーマ移動機構と、
     前記一対のフォーマ板のずれに対応して前記対向フォーマを回動させる回転機構と、を更に備えた、
     フライヤ式の巻線機。
  3.  請求項1又は2に記載のフライヤ式の巻線機であって、
     前記センタフォーマ移動機構は、
      前記一対のフォーマ板に別々に連結されて前記フライヤの回転軸方向に移動可能な第一及び第二操作ロッドと、
      前記他方のセンタフォーマに連結されて前記フライヤの回転軸方向に移動可能な第三操作ロッドと、
      前記第一ないし第三操作ロッドを別々にそれぞれ独立して軸方向に移動可能な可動手段と、を備えた、
     フライヤ式の巻線機。
  4.  多極電機子における磁極の周囲を回動するとともに前記多極電機子の径方向に往復移動して前記磁極に対して線材を巻線するフライヤと、前記磁極を前記多極電機子の軸方向から挟持するように配設され前記フライヤの往復移動に伴って前記多極電機子の径方向へ往復移動して前記フライヤから繰出された前記線材を先端縁から前記磁極に案内する一対のセンタフォーマと、を備え、前記一対のセンタフォーマのいずれか一方が記多極電機子の周方向に重なり合う一対のフォーマ板を有する巻線機を用いて前記多極電機子の各磁極に前記線材を巻線する巻線方法であって、
     前記多極電機子の径方向への前記一対のセンタフォーマの往動時において前記一対のフォーマ板のいずれか一方を他方に対して前記多極電機子の径方向内側又は外側へずらし、
     前記多極電機子の径方向への前記一対のセンタフォーマの復動時において前記一対のフォーマ板のいずれか一方を他方に対して前記多極電機子の径方向外側又は内側へずらす、巻線方法。
  5.  請求項4に記載の巻線方法であって、
     前記フライヤの回動に伴って前記一方のセンタフォーマに対向する対向フォーマを前記一対のセンタフォーマとともに前記多極電機子の径方向へ往復移動させ、
     前記多極電機子の径方向への前記一対のセンタフォーマの往動時において、前記一対のフォーマ板のいずれか一方が前記多極電機子の径方向内側又は外側へずれた前記一対のフォーマ板の傾斜に沿って前記対向フォーマを傾斜させて前記一対のセンタフォーマとともに前記多極電機子の径方向へ往動させ、
     前記多極電機子の径方向への前記一対のセンタフォーマの復動時において、前記一対のフォーマ板のいずれか一方が前記多極電機子の径方向外側又は内側へずれた前記一対のフォーマ板の傾斜に沿って前記対向フォーマを傾斜させて前記一対のセンタフォーマとともに前記多極電機子の径方向へ復動させ、
     前記フライヤから繰出された前記線材を前記一方のセンタフォーマと前記対向フォーマの間から前記磁極に案内して巻線する、
     巻線方法。
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