(57)【要約】【課題】  簡素な構成を維持しつつ、ノズルにおける多極電機子用ワークの極の周回移動とワークの半径方向の送り移動とを大きな負荷を発生することなく容易に同期させることができ、高速での高精度の整列巻きを可能とし、耐久性の向上を図ることのできる巻線機を提供する。【解決手段】  強制移動部５０は、中継軸２０を軸線Ｏ２方向に沿って強制移動（往復移動）させる可逆回転式の電動モータ５１を含み、中継軸２０の揺動中に電動モータ５１を駆動して中継軸２０（ねじ軸部２２）を強制移動する。その結果、その移動分に相当する第三プーリ６１（ねじ軸部２２）の回動角が揺動角度差として中継軸２０の揺動角に加減され、中継軸２０の揺動角の大きさを変化させて外軸３０に動力伝達する。これによって、中継軸２０と外軸３０との間に揺動角のずれが生成される。【選択図】  図１
2008017572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル形成用の線材を保持するノズルが、リング状の外周を形成するヨーク部から半径方向内側に突出する複数の極を有する多極電機子用ワークの周方向及び厚み方向において移動することにより、その多極電機子用ワークの各極に前記線材を電気的絶縁状態で巻き付けて巻線部を形成するための巻線機であって、
所定の振動幅での前記厚み方向の往復直線運動を発生する直線運動発生部と、その往復直線運動と同期して、軸線を中心とする所定の揺動角での前記周方向の揺動運動を発生する揺動運動発生部とが併設され、それら往復直線運動と軸線周りでの揺動運動とを前記ノズルに伝達する第一揺動軸と、
前記揺動運動発生部に起因する前記第一揺動軸の軸線周りでの揺動運動に連動して、自身の軸線周りに前記揺動角での揺動運動を行う第二揺動軸と、
前記第一揺動軸に対して共通する軸線周りで相対回転可能に外嵌合された第三揺動軸と、
前記第二揺動軸の揺動角の大きさを変化させて前記第三揺動軸に動力伝達することにより、前記第二揺動軸と第三揺動軸との間に揺動角のずれを生成する揺動角調整機構と、
前記第一揺動軸と第三揺動軸との間に生じる揺動角度差に基づいて、前記多極電機子用ワークの半径方向への前記ノズルの往復移動に変換する運動変換機構とを備え、
前記直線運動発生部及び揺動運動発生部から前記第一揺動軸を介して前記ノズルに前記振動幅での前記厚み方向の往復直線運動及び前記揺動角での前記周方向の揺動運動を発生させ、さらに前記揺動角調整機構によって発生する前記揺動角度差を前記第三揺動軸及び運動変換機構を介して前記ノズルの前記半径方向への往復移動に変換することにより、前記ノズルが前記多極電機子用ワークの各極の周囲を周回する間に、前記半径方向への送りが付与されてその多極電機子用ワークの各極に前記線材を電気的絶縁状態で巻き付けて巻線部が形成されることを特徴とする巻線機。
【請求項２】
コイル形成用の線材を保持するノズルが、リング状の外周を形成するヨーク部から半径方向内側に突出する複数の極を有する多極電機子用ワークの周方向及び厚み方向において移動することにより、その多極電機子用ワークの各極に前記線材を電気的絶縁状態で巻き付けて巻線部を形成するための巻線機であって、
所定の振動幅での前記厚み方向の往復直線運動を発生する直線運動発生部と、その往復直線運動と同期して、軸線を中心とする所定の揺動角での前記周方向の揺動運動を発生する揺動運動発生部とが併設され、それら往復直線運動と軸線周りでの揺動運動とを前記ノズルに伝達する第一揺動軸と、
その第一揺動軸と平行状に配置され、前記揺動運動発生部に起因する前記第一揺動軸の軸線周りでの揺動運動に連動して、自身の軸線周りに前記揺動角での揺動運動を行うとともに、軸線に沿って形成された螺旋体を有する第二揺動軸と、
前記第一揺動軸に対して共通する軸線周りで相対回転可能に外嵌合された第三揺動軸と、
前記第二揺動軸をその軸線方向に沿って強制移動させる駆動源を含み、前記第二揺動軸の揺動中に前記駆動源を駆動してその第二揺動軸を強制移動し、その移動分に相当する前記螺旋体の回動角を揺動角度差として前記第二揺動軸の揺動角に加減し、前記第二揺動軸の揺動角の大きさを変化させて前記第三揺動軸に動力伝達することにより、前記第二揺動軸と第三揺動軸との間に揺動角のずれを生成する揺動角調整機構と、
前記第一揺動軸と第三揺動軸との間に生じる前記揺動角度差に基づいて、前記多極電機子用ワークの半径方向への前記ノズルの往復移動に変換する運動変換機構とを備え、
前記直線運動発生部及び揺動運動発生部から前記第一揺動軸を介して前記ノズルに前記振動幅での前記厚み方向の往復直線運動及び前記揺動角での前記周方向の揺動運動を発生させ、さらに前記揺動角調整機構の駆動源が前記第二揺動軸を強制移動することによって発生する前記揺動角度差を前記第三揺動軸及び運動変換機構を介して前記ノズルの前記半径方向への往復移動に変換することにより、前記ノズルが前記多極電機子用ワークの各極の周囲を周回する間に、前記半径方向への送りが付与されてその多極電機子用ワークの各極に前記線材を電気的絶縁状態で巻き付けて巻線部が形成されることを特徴とする巻線機。
【請求項３】
前記第二揺動軸の螺旋体はボールねじ等を有するねじ軸で構成される一方、
前記揺動角調整機構の駆動源はそのねじ軸を軸線方向に往復移動させるために可逆回転可能な電動モータで構成されている請求項２に記載の巻線機。
【請求項４】
前記揺動角調整機構は、
前記第二揺動軸が揺動方向の一方側に前記揺動角にて揺動する際には、前記駆動源がその第二揺動軸の軸線方向への強制移動を停止して、前記第二揺動軸の一方側への揺動角をそのまま前記第三揺動軸に動力伝達するとともに、
前記第二揺動軸が揺動方向の他方側に前記揺動角にて揺動する際には、前記駆動源がその第二揺動軸を軸線方向の一方側へ強制移動し、その移動分に相当する前記揺動角度差を前記第二揺動軸の他方側への揺動角に加算して前記第三揺動軸に動力伝達する請求項２又は３に記載の巻線機。
【請求項５】
前記運動変換機構は、前記第三揺動軸における前記周方向の揺動運動を前記半径方向の往復運動に変換するためのカムと、前記ノズルを保持するホルダ部がそのカムと係合して前記半径方向に往復運動するカムフォロアとを含み、
前記揺動角調整機構により前記揺動角度差が前記第二揺動軸の他方側への揺動角に加算されて前記第三揺動軸に動力伝達されるとき、その加算分に相当する揺動角度差に基づいて前記カムが前記周方向一方側へ回動して前記カムフォロアを前記半径方向一方側に移動させ、前記ノズルが前記半径方向一方側に送りを付与される請求項４に記載の巻線機。
【請求項６】
前記揺動角調整機構は、
前記第二揺動軸が揺動方向の一方側に前記揺動角にて揺動する際には、前記駆動源がその第二揺動軸の軸線方向への強制移動を停止して、前記第二揺動軸の一方側への揺動角をそのまま前記第三揺動軸に動力伝達するとともに、
前記第二揺動軸が揺動方向の他方側に前記揺動角にて揺動する際には、前記駆動源がその第二揺動軸を軸線方向の他方側へ強制移動し、その移動分に相当する前記揺動角度差を前記第二揺動軸の他方側への揺動角に減算して前記第三揺動軸に動力伝達する請求項２又は３に記載の巻線機。
【請求項７】
前記運動変換機構は、前記第三揺動軸における前記周方向の揺動運動を前記半径方向の往復運動に変換するためのカムと、前記ノズルを保持するホルダ部がそのカムと係合して前記半径方向に往復運動するカムフォロアとを含み、
前記揺動角調整機構により前記揺動角度差が前記第二揺動軸の他方側への揺動角に減算されて前記第三揺動軸に動力伝達されるとき、その減算分に相当する揺動角度差に基づいて前記カムが前記周方向他方側へ回動して前記カムフォロアを前記半径方向他方側に移動させ、前記ノズルが前記半径方向他方側に送りを付与される請求項６に記載の巻線機。
【請求項８】
前記第一揺動軸には、前記半径方向に沿って前記ノズルを移動案内するためのノズル案内部を有するノズルガイドが一体回転可能に固定されるとともに、
前記ノズルを保持して前記カムに係合するホルダ部が、前記ノズル案内部に沿って移動可能に保持されている請求項５又は７に記載の巻線機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多極電機子用ワークの各極にコイル形成用の線材を巻き付けるための巻線機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機、発電機等の回転式電気機械等に備えられるアウタステータ形（インナコアタイプともいう）の多極電機子用のワークに巻線する場合、例えば巻き付け用線材（ワイヤ）を繰り出すためのノズルが、ワークの各極に対して周方向（左右方向）及び厚み方向（上下方向）への移動を交互に組み合わせた周回移動を行う。すなわち、ノズルが厚み方向に往復直線運動するとともに周方向に揺動運動（首振り運動）することによって線材が各極に巻き付けられる。本明細書では、このような巻線機（巻線方法）をノズル首振り式と呼ぶこととする。
【０００３】
近年、アウタステータ形の多極電機子では、小型化や性能向上と並んで製造コストの低減を実現させるために、ヨーク部から半径方向内側に突出する複数の極の限られた巻線スペースに、いかに多くの巻線を短時間でかつ整然と巻線するかが要求されている。ノズル首振り式では、ワークエリアに配置した複数（例えば３個）のノズルを同期駆動して多極電機子用ワークの各極に同時巻線できるので、複相（例えば３相）用の多極電機子においてサイクルタイムを比較的容易に短縮することができる（特許文献１参照）。また、例えば線材の太さ（線径）分を１ピッチとして、ノズルが多極電機子用ワークの極の周囲を周回移動して１巻きする間に、ノズルをワークの半径方向に１ピッチずらす（送りをかける；トラバースする）ことによって、いわゆる整列巻きを可能とする技術も開示されている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第２８１３５５６号公報
【特許文献２】特開２０００−２４５１２１号公報
【０００５】
特許文献２では、ベルトが巻き掛けられた一対の可動プーリの移動をカム板に伝達し、カム板を導線導入筒（ノズル揺動軸）に対して相対回転させることによって、ノズルがワークの半径方向に送り移動されるようになっている。そのため、ノズルの送り移動のために可動プーリを位置変更（移動調整）する際に発生する負荷（慣性）が大きく、ベルトにも局部的な緊張部分や弛緩部分が生じやすくなる。これによって、ベルトや可動プーリの耐久性（寿命）が低下して、送り移動の精度が維持しにくくなる。また、可動プーリを支持したり移動したりするために、大型で複雑な機構を要する場合もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、簡素な構成を維持しつつ、ノズルにおける多極電機子用ワークの極の周回移動とワークの半径方向の送り移動とを大きな負荷を発生することなく容易に同期させることができ、高速での高精度の整列巻きを可能とし、耐久性の向上を図ることのできる巻線機を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の巻線機は、
コイル形成用の線材を保持するノズルが、リング状の外周を形成するヨーク部から半径方向内側に突出する複数の極を有する多極電機子用ワークの周方向及び厚み方向において移動することにより、その多極電機子用ワークの各極に前記線材を電気的絶縁状態で巻き付けて巻線部を形成するための巻線機であって、
所定の振動幅での前記厚み方向の往復直線運動を発生する直線運動発生部と、その往復直線運動と同期して、軸線を中心とする所定の揺動角での前記周方向の揺動運動を発生する揺動運動発生部とが併設され、それら往復直線運動と軸線周りでの揺動運動とを前記ノズルに伝達する第一揺動軸と、
前記揺動運動発生部に起因する前記第一揺動軸の軸線周りでの揺動運動に連動して、自身の軸線周りに前記揺動角での揺動運動を行う第二揺動軸と、
前記第一揺動軸に対して共通する軸線周りで相対回転可能に外嵌合された第三揺動軸と、
前記第二揺動軸の揺動角の大きさを変化させて前記第三揺動軸に動力伝達することにより、前記第二揺動軸と第三揺動軸との間に揺動角のずれを生成する揺動角調整機構と、
前記第一揺動軸と第三揺動軸との間に生じる揺動角度差に基づいて、前記多極電機子用ワークの半径方向への前記ノズルの往復移動に変換する運動変換機構とを備え、
前記直線運動発生部及び揺動運動発生部から前記第一揺動軸を介して前記ノズルに前記振動幅での前記厚み方向の往復直線運動及び前記揺動角での前記周方向の揺動運動を発生させ、さらに前記揺動角調整機構によって発生する前記揺動角度差を前記第三揺動軸及び運動変換機構を介して前記ノズルの前記半径方向への往復移動に変換することにより、前記ノズルが前記多極電機子用ワークの各極の周囲を周回する間に、前記半径方向への送りが付与されてその多極電機子用ワークの各極に前記線材を電気的絶縁状態で巻き付けて巻線部が形成されることを特徴とする。
【０００８】
また、上記課題を解決するために、本発明の巻線機の具体的態様は、
コイル形成用の線材を保持するノズルが、リング状の外周を形成するヨーク部から半径方向内側に突出する複数の極を有する多極電機子用ワークの周方向及び厚み方向において移動することにより、その多極電機子用ワークの各極に前記線材を電気的絶縁状態で巻き付けて巻線部を形成するための巻線機であって、
所定の振動幅での前記厚み方向の往復直線運動を発生する直線運動発生部と、その往復直線運動と同期して、軸線を中心とする所定の揺動角での前記周方向の揺動運動を発生する揺動運動発生部とが併設され、それら往復直線運動と軸線周りでの揺動運動とを前記ノズルに伝達する第一揺動軸と、
その第一揺動軸と平行状に配置され、前記揺動運動発生部に起因する前記第一揺動軸の軸線周りでの揺動運動に連動して、自身の軸線周りに前記揺動角での揺動運動を行うとともに、軸線に沿って形成された螺旋体を有する第二揺動軸と、
前記第一揺動軸に対して共通する軸線周りで相対回転可能に外嵌合された第三揺動軸と、
前記第二揺動軸をその軸線方向に沿って強制移動させる駆動源を含み、前記第二揺動軸の揺動中に前記駆動源を駆動してその第二揺動軸を強制移動し、その移動分に相当する前記螺旋体の回動角を揺動角度差として前記第二揺動軸の揺動角に加減し、前記第二揺動軸の揺動角の大きさを変化させて前記第三揺動軸に動力伝達することにより、前記第二揺動軸と第三揺動軸との間に揺動角のずれを生成する揺動角調整機構と、
前記第一揺動軸と第三揺動軸との間に生じる前記揺動角度差に基づいて、前記多極電機子用ワークの半径方向への前記ノズルの往復移動に変換する運動変換機構とを備え、
前記直線運動発生部及び揺動運動発生部から前記第一揺動軸を介して前記ノズルに前記振動幅での前記厚み方向の往復直線運動及び前記揺動角での前記周方向の揺動運動を発生させ、さらに前記揺動角調整機構の駆動源が前記第二揺動軸を強制移動することによって発生する前記揺動角度差を前記第三揺動軸及び運動変換機構を介して前記ノズルの前記半径方向への往復移動に変換することにより、前記ノズルが前記多極電機子用ワークの各極の周囲を周回する間に、前記半径方向への送りが付与されてその多極電機子用ワークの各極に前記線材を電気的絶縁状態で巻き付けて巻線部が形成されることを特徴とする。
【０００９】
このような巻線機では、第一揺動軸の揺動運動に連動して揺動運動を行う第二揺動軸と、第一揺動軸に対して相対回転可能に外嵌合された第三揺動軸との間に、揺動角のずれ（揺動角度差）を生成する揺動角調整機構を備え、その揺動角度差を第三揺動軸及び運動変換機構を介してノズルの半径方向への往復移動（送り移動）に変換する（送りを付与する）。したがって、揺動角調整機構によって揺動角度差を生成する際に大きな負荷を発生せず、揺動角調整機構の耐久性（寿命）を向上させて、送り移動の精度を長期にわたり維持して高速での高精度の整列巻きを可能とする。また、このような揺動角調整機構（例えば電動モータとねじ軸）と運動変換機構（例えばカムとカムフォロア）とによって、簡素な構成を維持しつつ、ノズルの周回移動と送り移動とを容易に同期させることができる。
【００１０】
しかも、第二揺動軸の螺旋体を揺動角調整機構の駆動源によって軸線方向に強制移動させて揺動角度差を発生させる場合には、簡素な構造であっても高精度の揺動角度差を容易に得ることができる。
【００１１】
ここで、第一揺動軸及び第二揺動軸は軸状又は筒状に形成され、第三揺動軸は第一揺動軸に対して外嵌合するために筒状に形成される。また、運動変換機構として、カムとカムフォロアが用いられるのが一般的である。なお、第二揺動軸に形成される螺旋体には、ねじ（ねじ軸）、螺旋形状を有するカム（カム溝）等が用いられる。また、揺動角調整機構の駆動源として電動モータ等が用いられ、強制移動部としては雄ねじ部材と雌ねじ部を有する駒部材との組合せ、ラックとピニオンとの組合せ等が用いられる。
【００１２】
ところで、第一揺動軸と第二揺動軸との間の伝動機構や第二揺動軸と第三揺動軸との間の伝動機構には、巻き掛け伝動機構、接触伝動機構等が用いられる。巻き掛け伝動機構は、ベルト、ロープ、ワイヤとプーリとによって、又はチェンとスプロケットとによって動力を伝達する。また、接触伝動機構は、歯車の噛み合い（滑り接触）や摩擦車の転がり接触によって動力を伝達する。
【００１３】
具体的には、第二揺動軸の螺旋体はボールねじ等を有するねじ軸で構成される一方、揺動角調整機構の駆動源はそのねじ軸を軸線方向に往復移動させるために可逆回転可能な電動モータで構成されていることが望ましい。これにより、ねじ軸（第二揺動軸の螺旋体）の往復移動が揺動角調整機構によって揺動角度差（揺動角のずれ）に換算され、第二揺動軸の揺動角に加算（又は減算）して第三揺動軸の揺動運動ひいてはノズルの送り移動として伝達される。このように簡素な構成であっても、ノズルの周回移動と同期したノズルの送り移動を安定して発生させることができる。しかも、電動モータによる往復移動量はねじ軸で回転量（揺動量）に変換・拡大されるので、細い巻線用線材（ワイヤ）を使用する場合（例えば線径０．１ｍｍ以下）であっても、精密なノズルの送り移動を実現できる。
【００１４】
なお、例えば第一揺動軸の揺動運動をベルト、チェン等によって第二揺動軸へ巻き掛け伝動する場合、第二揺動軸とプーリやスプロケットとはスプライン、セレーション、キー（キー溝）、角軸等によってスライド可能に嵌合できる。一方、第二揺動軸の揺動運動をベルト、チェン等によって第三揺動軸へ巻き掛け伝動する場合、第二揺動軸とプーリやスプロケットとは上記螺旋体で螺合できる。
【００１５】
そして、揺動角調整機構は、
第二揺動軸が揺動方向の一方側に揺動角にて揺動する際には、駆動源がその第二揺動軸の軸線方向への強制移動を停止して、第二揺動軸の一方側への揺動角をそのまま第三揺動軸に動力伝達するとともに、
第二揺動軸が揺動方向の他方側に揺動角にて揺動する際には、駆動源がその第二揺動軸を軸線方向の一方側へ強制移動し、その移動分に相当する揺動角度差を第二揺動軸の他方側への揺動角に加算して第三揺動軸に動力伝達することができる。
【００１６】
この場合、運動変換機構は、第三揺動軸における周方向の揺動運動を半径方向の往復運動に変換するためのカムと、ノズルを保持するホルダ部がそのカムと係合して半径方向に往復運動するカムフォロアとを含み、
揺動角調整機構により揺動角度差が第二揺動軸の他方側への揺動角に加算されて第三揺動軸に動力伝達されるとき、その加算分に相当する揺動角度差に基づいてカムが周方向一方側へ回動してカムフォロアを半径方向一方側に移動させ、ノズルの半径方向一方側に送りを付与することができる。
【００１７】
このように、第二揺動軸の移動分に相当する揺動角度差を第二揺動軸の揺動角に加算することによって、ノズルが多極電機子用ワークの極の周囲を周回移動する間に、ノズルの半径方向一方側（例えばヨーク部へ接近する向き）への送りを、１巻き分につき１ピッチずつ付与することができる。
【００１８】
同様に、揺動角調整機構は、
第二揺動軸が揺動方向の一方側に揺動角にて揺動する際には、駆動源がその第二揺動軸の軸線方向への強制移動を停止して、第二揺動軸の一方側への揺動角をそのまま第三揺動軸に動力伝達するとともに、
第二揺動軸が揺動方向の他方側に揺動角にて揺動する際には、駆動源がその第二揺動軸を軸線方向の他方側へ強制移動し、その移動分に相当する揺動角度差を第二揺動軸の他方側への揺動角に減算して第三揺動軸に動力伝達することができる。
【００１９】
この場合、運動変換機構は、第三揺動軸における周方向の揺動運動を半径方向の往復運動に変換するためのカムと、ノズルを保持するホルダ部がそのカムと係合して半径方向に往復運動するカムフォロアとを含み、
揺動角調整機構により揺動角度差が第二揺動軸の他方側への揺動角に減算されて第三揺動軸に動力伝達されるとき、その減算分に相当する揺動角度差に基づいてカムが周方向他方側へ回動してカムフォロアを半径方向他方側に移動させ、ノズルの半径方向他方側に送りを付与することができる。
【００２０】
このように、第二揺動軸の移動分に相当する揺動角度差を第二揺動軸の揺動角に減算することによって、ノズルが多極電機子用ワークの極の周囲を周回移動する間に、ノズルの半径方向他方側（例えばヨーク部から離間する向き）への送りを、１巻き分につき１ピッチずつ付与することができる。
【００２１】
これらの場合、第一揺動軸には、半径方向に沿ってノズルを移動案内するためのノズル案内部を有するノズルガイドが一体回転可能に固定されるとともに、ノズルを保持してカムに係合するホルダ部を、ノズル案内部に沿って移動可能に保持することができる。運動変換機構のノズルガイドがこのようなノズル案内部を有することにより、揺動角度差を含む第三揺動軸の揺動運動がノズルの送り移動に円滑に変換される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（実施例）
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例を参照して説明する。図１は本発明に係る巻線機の一例を示す正面断面図、図２はノズルの装着状態の一例を示す分解斜視図、図３は多極電機子用ワークの一例を示す斜視図である。図３に示すように、本発明の巻線機で巻線される多極電機子用ワーク（以下、単にワークともいう）ＡＷは、３相式電動機用のインナーコアタイプ（アウタステータ形）に用いられ、リング状の外周を形成するヨーク部Ｙから半径方向内側に突出する複数の極Ｐ（例えば１２極）を有する（図３ではそのうち２極のみ表わしてある）。コイル形成用の線材Ｗを保持するノズル１が、ワークＡＷの極Ｐの周囲を周方向及び厚み方向に周回移動するとともに、１周の間にワークＡＷの半径方向に移動する（送りを付与する）ことにより、ワークＡＷの各極Ｐに線材Ｗを電気的絶縁状態で巻き付けて巻線部を形成する。
【００２３】
図１に示すように、巻線機１００は、軸線Ｏ１方向での往復直線運動と軸線Ｏ１周りでの揺動運動とを１又は複数（例えば３個）のノズル１に伝達する筒状の内軸１０（第一揺動軸）と、内軸１０と平行な軸線Ｏ２周りに揺動運動を行う軸状の中継軸２０（第二揺動軸）と、内軸１０に外嵌合された筒状の外軸３０（第三揺動軸）と、内軸１０の揺動運動を中継軸２０に伝達する第一ベルト伝動機構４０（第一伝動機構）と、中継軸２０と外軸３０との間に揺動角のずれを生成する強制移動部５０（揺動角調整機構）と、強制移動部５０で揺動角を加減調整された中継軸２０の揺動運動を外軸３０に伝達する第二ベルト伝動機構６０（第二伝動機構）と、上記揺動角のずれに基づいてノズル１の往復移動に変換する運動変換機構７０とで、主として構成されている。
【００２４】
このうち、内軸１０には、ワークＡＷ（図３参照）の厚み方向（軸線Ｏ１方向）に所定の振動幅（例えば上下方向に５０ｍｍ）での往復直線運動を発生する直線運動発生部１１と、直線運動発生部１１と同期して、ワークＡＷの周方向に軸線Ｏ１を中心とする所定の揺動角（例えば左右方向に３０°）での揺動運動を発生する揺動運動発生部１２とが併設されている。直線運動発生部１１はスライダクランク機構によってスライダに上下方向（軸線Ｏ１方向）の往復直線運動を発生し、揺動運動発生部１２はカム機構によってカムフォロアに左右方向（軸線Ｏ１周り）の揺動運動を発生する。巻線用の線材Ｗは、筒状の内軸１０の内部を下部から上部へ挿通され、ノズル１で保持される。なお、直線運動発生部１１及び揺動運動発生部１２の具体的構造は、それぞれ上記した特許文献１（特許第２８１３５５６号公報）に記載のものと同様の構造を採用できるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２５】
中継軸２０は、揺動運動発生部１２に起因する内軸１０の軸線Ｏ１周りでの揺動運動に連動して、軸線Ｏ２周りに等しい揺動角（例えば３０°）での揺動運動を行う。そのために、内軸１０と中継軸２０との間に第一ベルト伝動機構４０が介装されている。第一ベルト伝動機構４０は、内軸１０と一体的に回転可能な第一プーリ４１と、第一プーリ４１と同径で中継軸２０と一体的に回転可能な第二プーリ４２と、これら両プーリ４１，４２に巻き掛けられた第一タイミングベルト４３とを有する。また、第一プーリ４１と内軸１０とは、軸線Ｏ１に沿って相対移動できるようにスプライン嵌合している。同様に、第二プーリ４２と中継軸２０とは、軸線Ｏ２に沿って相対移動できるようにスプライン嵌合している。なお、第一プーリ４１を支持する一対の深溝玉軸受４４が、巻線機１００のベース１０１に固定されたスリーブ４５の内周面に取り付けられている。第二プーリ４２を支持する一対の深溝玉軸受４６のうち、一方はベース１０１に固定されたスリーブ４７の内周面に取り付けられ、他方はベース１０１に直接取り付けられている。
【００２６】
中継軸２０は、上記した第二プーリ４２とスプライン嵌合するスプライン部２１と、ボールねじ（螺旋体）を有するねじ軸部２２とが別体に形成され、これらはスリーブ継手２３（連結部材）によって連結固定されている。さらに、外軸３０は、内軸１０に対して共通する軸線Ｏ１周りで相対回転可能に外嵌合されている。そして、中継軸２０のねじ軸部２２と外軸３０との間に第二ベルト伝動機構６０が介装されている。第二ベルト伝動機構６０は、ねじ軸部２２と一体的に又は相対的に回転可能な第三プーリ６１と、第三プーリ６１と同径で外軸３０と一体的に回転可能な第四プーリ６２と、これら両プーリ６１，６２に巻き掛けられた第二タイミングベルト６３とを有する。また、第三プーリ６１とねじ軸部２２とは、軸線Ｏ２に沿って相対移動できるようにねじ嵌合（螺合）している。一方、第四プーリ６２と外軸３０とは、軸線Ｏ１に沿って相対移動できるようにスプライン嵌合している。
【００２７】
さらに、第三プーリ６１と中継軸２０のねじ軸部２２側先端部とは、ラジアル荷重及びスラスト荷重を同時に受けるために、それぞれ複列アンギュラ玉軸受６４で支持されていて、第三プーリ６１を支持する複列アンギュラ玉軸受６４は、ベース１０１に取り付けられている。また、第四プーリ６２を支持する一対の深溝玉軸受６５もベース１０１に取り付けられている。なお、符号６６は第三プーリ６１を支持する複列アンギュラ玉軸受６４をベース１０１に保持するための環状の押え板、符号６７は第四プーリ６２を支持する一対の深溝玉軸受６５の一方をベース１０１に保持するための環状の押え板である。また、符号６８は第三プーリ６１の遊転（空回り）を防止するための回り止め用のナット（雌ねじ部材）を示す。
【００２８】
強制移動部５０は、中継軸２０を軸線Ｏ２方向に沿って強制移動（往復移動）させる可逆回転式の電動モータ５１（駆動源）を含み、中継軸２０の揺動中に電動モータ５１を駆動して中継軸２０（ねじ軸部２２）を強制移動する。その結果、その移動分に相当する第三プーリ６１（ねじ軸部２２）の回動角（例えば２°）が揺動角度差として中継軸２０の揺動角に加減され、中継軸２０の揺動角の大きさを変化（例えば３２°）させて外軸３０に動力伝達する。これによって、中継軸２０と外軸３０との間に揺動角のずれが生成される。
【００２９】
具体的には、電動モータ５１の出力軸５２にカップリング５３を介して連結されたボールねじ等の雄ねじ部材５４が、巻線機１００のフレーム１０２に軸線Ｏ周りで回転可能に支持されている。雄ねじ部材５４に螺合されたナット５５（雌ねじ部材）から中継軸２０側にアーム５６が延設され、アーム５６の先端部で上記ねじ軸部２２側の複列アンギュラ玉軸受６４を保持している。
【００３０】
運動変換機構７０は、内軸１０と外軸３０との間に生じる揺動角度差（例えば２°）を、ワークＡＷ（図３参照）の半径方向へのノズル１の往復移動に変換する。具体的には、図２に示すように、運動変換機構７０は、外軸３０に固定されたカム板７１（カム）において、インボリュート形状、サイクロイド形状等の渦巻状長孔に形成されたカム溝７２（カム）と、ノズル１を保持するホルダ部２がカム溝７２と係合して半径方向に往復運動するためのカムフォロア７３とを含む。カム溝７２とカムフォロア７３とはノズル１と同数（例えば３個）が設けられ、ワークＡＷ（図３参照）の周方向に沿って等間隔で配置されている。一方、内軸１０には、半径方向（図中矢符方向）に沿ってノズル１を移動案内するための直線状のノズル案内溝７５（ノズル案内部）を有するノズルガイド７４が一体回転可能に固定されている。そして、ノズル１を保持してカム溝７１に係合するホルダ２が、ノズル案内溝７５に沿って移動可能に保持されている。
【００３１】
次に、図４に示す巻線状態の説明図及び図５，図６に示すタイミングチャートを用いて巻線機１００の作動例について説明する。まず、直線運動発生部１１の作動により内軸１０（ノズルガイド７４）が軸線Ｏ１方向一方側へ所定振動幅（例えば下方へ５０ｍｍ）で直線運動することにより、ノズル１がワークＡＷの極Ｐに沿って下方へ５０ｍｍ移動する（図４（ａ），図５（ａ）参照）。
【００３２】
次いで、揺動運動発生部１２の作動により内軸１０（ノズルガイド７４）が軸線Ｏ１周りで一方側へ所定揺動角（例えば反時計方向へ３０°）で揺動運動することにより、ノズル１がワークＡＷの極Ｐに沿って反時計方向へ３０°移動する（図４（ｂ），図５（ｂ）参照）。このように、中継軸２０が反時計方向へ揺動角３０°で揺動する場合には、強制移動部５０の電動モータ５１は中継軸２０（ねじ軸部２２）の軸線Ｏ２方向への強制移動を停止するので、中継軸２０の反時計方向への揺動角３０°がそのまま外軸３０に動力伝達され、ノズル１に送り移動は発生しない。
【００３３】
さらに、直線運動発生部１１の作動により内軸１０（ノズルガイド７４）が軸線Ｏ１方向他方側へ所定振動幅（例えば上方へ５０ｍｍ）で直線運動することにより、ノズル１がワークＡＷの極Ｐに沿って上方へ５０ｍｍ移動する（図４（ｃ），図５（ｃ）参照）。
【００３４】
そして、揺動運動発生部１２の作動により内軸１０（ノズルガイド７４）が軸線Ｏ１周りで他方側へ所定揺動角（例えば時計方向へ３０°）で揺動運動することにより、ノズル１がワークＡＷの極Ｐに沿って時計方向へ３０°移動する（図４（ｄ），図５（ｄ）参照）。このように、中継軸２０が時計方向へ揺動角３０°で揺動する場合には、強制移動部５０の電動モータ５１が中継軸２０（ねじ軸部２２）を軸線Ｏ２方向の一方側（例えば上方側）へ強制移動する。移動分に相当する揺動角度差（例えば＋２°分）が中継軸２０の時計方向への揺動角３０°に加算されて外軸３０に動力伝達される。加算分に相当する揺動角度差＋２°に基づいてカム溝７２が周方向一方側（例えば時計方向）へ回動してカムフォロア７３を半径方向一方側（例えばワークＡＷへの接近方向）に移動させるので、ノズル１にはワークＡＷへ接近する方向に１ピッチの送り（例えば＋０．５ｍｍ）が付与される。
【００３５】
以上の作動を繰り返すことにより、ノズル１はワークＡＷの極Ｐの周囲を周回移動して線材Ｗを１巻きする毎（１サイクル毎）に１ピッチずつ接近して送り移動する。その後、直線運動発生部１１の作動により内軸１０（ノズルガイド７４）が軸線Ｏ１方向一方側へ所定振動幅（例えば下方へ５０ｍｍ）で直線運動することにより、ノズル１がワークＡＷの極Ｐに沿って下方へ５０ｍｍ移動する（図４（ａ），図６（ａ）参照）。
【００３６】
次いで、揺動運動発生部１２の作動により内軸１０（ノズルガイド７４）が軸線Ｏ１周りで一方側へ所定揺動角（例えば反時計方向へ３０°）で揺動運動することにより、ノズル１がワークＡＷの極Ｐに沿って反時計方向へ３０°移動する（図４（ｂ），図６（ｂ）参照）。このように、中継軸２０が反時計方向へ揺動角３０°で揺動する場合には、強制移動部５０の電動モータ５１は中継軸２０（ねじ軸部２２）の軸線Ｏ２方向への強制移動を停止するので、中継軸２０の反時計方向への揺動角３０°がそのまま外軸３０に動力伝達され、ノズル１に送り移動は発生しない。
【００３７】
さらに、直線運動発生部１１の作動により内軸１０（ノズルガイド７４）が軸線Ｏ１方向他方側へ所定振動幅（例えば上方へ５０ｍｍ）で直線運動することにより、ノズル１がワークＡＷの極Ｐに沿って上方へ５０ｍｍ移動する（図４（ｃ），図６（ｃ）参照）。
【００３８】
そして、揺動運動発生部１２の作動により内軸１０（ノズルガイド７４）が軸線Ｏ１周りで他方側へ所定揺動角（例えば時計方向へ３０°）で揺動運動することにより、ノズル１がワークＡＷの極Ｐに沿って時計方向へ３０°移動する（図４（ｄ），図６（ｄ）参照）。このように、中継軸２０が時計方向へ揺動角３０°で揺動する場合には、強制移動部５０の電動モータ５１が中継軸２０（ねじ軸部２２）を軸線Ｏ２方向の他方側（例えば下方側）へ強制移動する。移動分に相当する揺動角度差（例えば−２°分）が中継軸２０の時計方向への揺動角３０°から減算されて外軸３０に動力伝達される。減算分に相当する揺動角度差−２°に基づいてカム溝７２が周方向他方側（例えば反時計方向）へ回動してカムフォロア７３を半径方向他方側（例えばワークＡＷからの離間方向）に移動させるので、ノズル１にはワークＡＷから離間する方向に１ピッチの送り（例えば−０．５ｍｍ）が付与される。
【００３９】
以上の作動を繰り返すことにより、ノズル１はワークＡＷの極Ｐの周囲を周回移動して線材Ｗを１巻きする毎（１サイクル毎）に１ピッチずつ離間して送り移動する。
【００４０】
このように、強制移動部５０（電動モータ５１）によって揺動角度差を生成する際に大きな負荷を発生しないので、強制移動部５０の耐久性（寿命）が向上し、送り移動の精度を長期にわたり維持して高速での高精度の整列巻きが可能となる。また、このような強制移動部５０の電動モータ５１及びねじ軸部２２（第三プーリ６１）と運動変換機構７０のカム溝７２及びカムフォロア７３とによって、簡素な構成を維持しつつ、ノズル１の周回移動と送り移動とを容易に同期させることができる。しかも、中継軸２０のねじ軸部２２を強制移動部５０の電動モータ５１によって軸線Ｏ２方向に強制移動させて揺動角度差を発生させるので、簡素な構造であっても高精度の揺動角度差を容易に得ることができる。
【００４１】
（変形例）
図７に強制移動部の変形例を示す。図７の強制移動部１５０（揺動角調整機構）では、可逆回転式の電動モータ５１（駆動源）の出力軸５２に固定されたピニオンギア５７にラック５８が噛み合わされ、中継軸２０（第二揺動軸）を軸線Ｏ２方向に沿って強制移動（往復移動）させる。なお、ラック５８と中継軸２０（ねじ軸部２２）とはカップリング５９を介して連結されている。また、変形例（図７）において、実施例（図１〜図６）と共通する機能を有する部分には同一符号を付して説明を省略したものがある。
【００４２】
以上の説明では、３相式電動機用のインナーコアタイプ（アウタステータ形）に用いられる多極電機子用ワークを例示したが、ソレノイド等の回転式電気機械等にも適用できる。また、図５及び図６において、電動モータ５１（駆動源）の作動タイミングを１サイクルの中で変更することができる。なお、中継軸２０（第二揺動軸）は、スプライン部２１とねじ軸部２２とを別体に形成せず、１本の軸で構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る巻線機の一例を示す正面断面図。
【図２】ノズルの装着状態の一例を示す分解斜視図。
【図３】多極電機子用ワークの一例を示す斜視図。
【図４】ノズルによるワークの極への巻線状態の一例を示す説明図。
【図５】巻線機の作動例を示すタイミングチャート。
【図６】図５に続く巻線機の作動例を示すタイミングチャート。
【図７】強制移動部の変形例を示す説明図。
【符号の説明】
【００４４】
１        ノズル
２        ホルダ部
１０      内軸（第一揺動軸）
１１      直線運動発生部
１２      揺動運動発生部
２０      中継軸（第二揺動軸）
２１      スプライン部
２２      ねじ軸部
３０      外軸（第三揺動軸）
４０      第一ベルト伝動機構（第一伝動機構）
５０      強制移動部（揺動角調整機構）
５１      電動モータ（駆動源）
６０      第二ベルト伝動機構（第二伝動機構）
７０      運動変換機構
７１      カム板（カム）
７２      カム溝（カム）
７３      カムフォロア
７４      ノズルガイド
７５      ノズル案内溝（ノズル案内部）
１００    巻線機
ＡＷ      ワーク（多極電機子用ワーク）
Ｐ        極
Ｙ        ヨーク部
Ｗ        線材（巻線用ワイヤ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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