JP2009065731A - コア把持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コアを迅速且つ高精度に位置決めすることができ、前記コアのポール部に導線を効率的に巻回することを可能にする。
【解決手段】コア把持装置４３は、ヨーク部の径方向外方の外壁面を受けるコア受け部５２と、前記コア受け部５２から延在するスピンドル軸６８と、前記ヨーク部の端部を把持する第１爪部７４、第２爪部７６及び第３爪部７８を有するチャック機構７２と、前記第１爪部７４、前記第２爪部７６及び前記第３爪部７８に一体に係合する移動自在なカム９２と、前記カム９２を移動させて前記第１爪部７４、前記第２爪部７６及び前記第３爪部７８を一体に開閉させる開閉機構１６２とを備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、円弧状のヨーク部と前記ヨーク部から径方向内方に延在するポール部とを有するコアを把持し、前記コアを回転させながら前記ポール部に導線を巻回するためのコア把持装置に関する。

一般的に、回転電機のステータコアは、円弧状のヨーク部と、前記ヨーク部から径方向内方に延在するポール部とを有するコアを備えるとともに、前記ポール部に導線（コイル）が巻回されて巻線が施されている。

この種の巻線作業を行うために、例えば、特許文献１に開示されている分割コアの巻線方法が知られている。この特許文献１では、図１９に示すように、分割コア１ａが、継鉄部２ａと磁極部３ａとを有するとともに、前記継鉄部２ａには、一方の側面に凸部４ａ１が形成され、他方の側面に凹部４ａ２が形成され、さらに、外径側外周面に凹部４ａ３が形成されている。

ホルダ５ａには、継鉄部２ａの凸部４ａ１に係合する凹部６ａ１と、前記継鉄部２ａの凹部４ａ２に係合する凸部６ａ２と、前記継鉄部２ａの凹部４ａ３に係合し内径方向に与圧するピン７ａとが設けられている。ホルダ５により、凸部４ａ１と凹部６ａ１、凹部４ａ２と凸部６ａ２及び凹部４ａ３とピン７ａを介して、分割コア１ａを与圧した状態で３点把持し、絶縁層８ａを介しコイル９ａを巻回して単位磁極を形成している。

また、特許文献２に開示されている巻線装置では、図２０に示すように、チャック機構１ｂを備え、このチャック機構１ｂは、コア２ｂを載せるチャック台３ｂと、このチャック台３ｂとの間で前記コア２ｂを横方向から挟持する第１チャック４ｂと、前記チャック台３ｂとの間で前記コア２ｂを縦方向から挟持する第２チャック５ｂとを備えている。チャック台３ｂに対して、第１チャック４ｂがピン６ｂを介して垂直軸回りに回動し、第２チャック５ｂがピン７ｂを介して水平軸回りに回動するように支持されている。

特開平９−１９１１２号公報 特開２００５−５１９１６号公報

しかしながら、上記の特許文献１では、ホルダ５ａと分割コア１ａの継鉄部２ａとの間に、隙間がほとんどないため、前記分割コア１ａを前記ホルダ５に装着する作業が相当に困難となり、作業全体が効率的に遂行されないという問題がある。

しかも、ピン７ａの与圧をねじ止めで行っているため、分割コア１ａの装着にさらに時間を要するという問題がある。

一方、上記の特許文献２では、コア２ｂがチャック台３ｂに対して、第１チャック４ｂと第２チャック５ｂとにより２方向からクランプされている。このため、コア２ｂの中心位置を、コアクランプ装置の回転軸であるスピンドル軸の中心に位置合わせすることが困難になるという問題がある。

さらに、第１チャック４ｂと第２チャック５ｂとを同時に作動させると、コア２ｂがずれ易くなる。従って、第１チャック４ｂと第２チャック５ｂとを別々に動作させ、１面ずつ位置合わせすることが望ましいが、コア２ｂの装着作業に時間がかかってしまう。

本発明はこの種の問題を解決するものであり、コアを迅速且つ高精度に位置決めすることができ、前記コアのポール部に導線を効率的に巻回することが可能なコア把持装置を提供することを目的とする。

本発明は、円弧状のヨーク部と前記ヨーク部から径方向内方に延在するポール部とを有するコアを把持し、前記コアを回転させながら前記ポール部に導線を巻回するためのコア把持装置に関するものである。

コア把持装置は、ヨーク部の径方向外方の外壁面を受けるコア受け部と、前記コア受け部から延在するスピンドル軸と、前記ヨーク部の端部を把持する複数の爪部を有するチャック機構と、複数の前記爪部に一体に係合する移動自在なカム部材と、前記カム部材を移動させて複数の前記爪部を一体に開閉させる開閉機構とを備えている。

また、チャック機構は、スピンドル軸に対して軸方向に進退自在に配設され、爪部を揺動可能に支持するジョイントプレートを備え、前記爪部の一端部には、ヨーク部の端部を把持する挟持部が設けられるとともに、前記爪部材の他端部には、カム部材のテーパ面に沿って移動可能にカムローラが設けられることが好ましい。

さらに、開閉機構は、コア受け部とカム部材との間に配置され、前記カム部材を前記コア受け部から離間する方向に付勢する弾性部材と、前記カム部材を、前記弾性部材に抗して前記コア受け部側に移動させることにより、爪部の挟持部をヨーク部の端部から離脱させる押圧部材とを備えることが好ましい。

さらにまた、コア受け部は、ヨーク部の外壁面と同一の円弧形状を有する着座面と、前記着座面の中央位置に設けられ、前記ヨーク部の外壁面に形成された溝部に対応するセンタ溝部とを有し、前記センタ溝部には、少なくとも一部が前記着座面に露呈するセンターシャフトが、弾性部材を介して配置されることが好ましい。

本発明によれば、開閉機構を介してカム部材を移動させることにより、複数の爪部が一体に開閉してヨーク部の端部の把持及び開放が行われる。従って、コアを迅速且つ高精度に位置決めすることができ、前記コアのポール部に導線を効率的に巻回することが可能になる。

図１は、本発明の実施形態に係るコア把持装置を組み込むステータコア製造装置１０の概略説明図であり、図２は、前記ステータコア製造装置１０の概略平面説明図である。

ステータコア製造装置１０により製造されるステータコア１２は、円環状に複数配列されることによりステータを構成する。ステータコア１２は、図３及び図４に示すように、プレスにより打ち抜いた略Ｔ字状の鋼板を複数枚カシメて一体化した積層鋼板（コア）１４と、前記積層鋼板１４を絶縁するインシュレータ１６、１８と、前記インシュレータ１６、１８を介して前記積層鋼板１４に巻回される導線（コイル）２０と、金属製のターミナル（電極）２２、２４とを有する。

積層鋼板１４は、円弧状のヨーク部２６と、前記ヨーク部２６から径方向内方に延在するポール部２８とを有する。ヨーク部２６は、径方向外方に円弧状の外壁面２６ａを備えるとともに、前記外壁面２６ａには、積層方向に延在して溝部３０が形成される。ヨーク部２６の周方向一端には、略半円状の凸状部３２が形成される一方、前記ヨーク部２６の周方向他端には、隣り合うヨーク部２６の前記凸状部３２が嵌合する凹状部３４が形成される。

インシュレータ１６、１８は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）で形成されており、導線２０が巻回されるコイル巻回部３６、３８を有する。インシュレータ１６、１８は、それぞれ一部が重なり合って結合され、積層鋼板１４と導線２０とが電気的に絶縁される。

図４に示すように、導線２０の巻始め端部２０ａは、ターミナル２２にカシメ及びカットされてこのターミナル２２に固定されるとともに、前記導線２０の巻終わり端部２０ｂは、ターミナル２４にカシメ及びカットされてこのターミナル２４に固定される。

ステータコア製造装置１０は、図１及び図２に示すように、積層鋼板１４とインシュレータ１６、１８との組み立て部品（以下、単に積層鋼板１４ともいう）を後述するコア把持治具４４に把持させるとともに、巻線されたステータコア１２を前記コア把持治具４４から取り外す着脱ステーションＳＴ１と、前記積層鋼板１４のポール部２８に導線２０を巻回して巻線を形成する巻線ステーションＳＴ２と、前記積層鋼板１４に巻回された前記導線２０の巻始め端部２０ａ及び巻き終わり端部２０ｂを、各ターミナル２２、２４に対応して移動させる端部成形ステーションＳＴ３と、前記巻始め端部２０ａ及び前記巻き終わり端部２０ｂを、前記各ターミナル２２、２４にカシメ及び加熱して接続するとともに、カットする端部接続ステーションＳＴ４とを有する。

ステータコア製造装置１０では、着脱ステーションＳＴ１、巻線ステーションＳＴ２、端部成形ステーションＳＴ３及び端部接続ステーションＳＴ４が、同心円状に所定の角度間隔ずつ、例えば、等角度間隔（９０°間隔）ずつ離間して設けられる。

図５に示すように、ステータコア製造装置１０は、着脱ステーションＳＴ１、巻線ステーションＳＴ２、端部成形ステーションＳＴ３及び端部接続ステーションＳＴ４に対応して、積層鋼板１４を配置するコア配置部４０を有するテーブル４２を備える。

コア配置部４０は、９０°間隔ずつ離間して設けられるとともに、各コア配置部４０には、コア把持装置４３を構成し積層鋼板１４を着脱自在なコア把持治具４４が装着される。テーブル４２には、各コア把持治具４４を着脱ステーションＳＴ１、巻線ステーションＳＴ２、端部成形ステーションＳＴ３及び端部接続ステーションＳＴ４に対応して順次配置させるインデックス手段４６と、前記テーブル４２を昇降させるテーブル昇降手段４８とが設けられる。インデックス手段４６は、テーブル４２を矢印Ａ方向に９０°ずつ回転させるモータを備える一方、テーブル昇降手段４８は、前記テーブル４２を矢印Ｂ方向に進退（昇降）させるシリンダを備える。

図６〜図９に示すように、コア把持治具４４は、治具本体５０を備え、この治具本体５０の一端部（上端部）側には、積層鋼板１４を構成するヨーク部２６の外壁面２６ａを受けるコア受け部５２が形成される。コア受け部５２の端面には、外壁面２６ａと同一の円弧形状を有する着座面５２ａが形成される。

コア受け部５２には、着座面５２ａの中央位置に対応して、すなわち、ヨーク部２６の溝部３０に対応して、センタ溝部５４が形成される。このセンタ溝部５４内に設けられた規制壁５６は、センターシャフト５８が一対のロッド状弾性部材６０を介して配置される（図７参照）。

治具本体５０には、外方に突出して鍔部６２が設けられるとともに、この鍔部６２に近接して、位置決め手段６４を構成する係止ピン６６が固定される。治具本体５０の他端部（下端部）には、スピンドル軸６８が設けられる。

コア受け部５２の下方近傍には、ジョイントプレート７０が治具本体５０に対してフリー状態で、すなわち、スピンドル軸６８に対して軸方向に進退自在に配置される。ジョイントプレート７０は、一部を切り欠いた略Ｕ字状を有しており、このジョイントプレート７０にチャック機構７２が設けられる。チャック機構７２は、互いに対角位置に配置される第１爪部７４及び第２爪部７６と、前記第１及び第２爪部７４、７６と直交する方向に配置される第３爪部７８と、前記第３爪部７８に対向して治具本体５０に固定される固定部材８０とを有する。

第１爪部７４、第２爪部７６及び第３爪部７８は、ジョイントプレート７０に支軸８２を介して揺動自在に取り付けられるとともに、それぞれの下端部には、カムローラ８４が設けられる。第１爪部７４の上端縁部には、ヨーク部２６の凸状部３２に対応する凹部８６が形成されるとともに、第２爪部７６の上端縁部には、前記ヨーク部２６の凹状部３４に係合する凸部８８が形成される。

治具本体５０には、その中心からそれぞれ所定の距離だけ離間した位置に４つの孔部８９が形成されている。各孔部８９には、ガイドバー９０が挿入されるとともに、各ガイドバー９０は、外周にテーパ面９２ａを有する略円盤状のカム（カム部材）９２に挿入されており、コア受け部５２の近傍まで延在する。カム９２とコア受け部５２との間には、ガイドバー９０に外挿されてスプリング（弾性部材）９４が設けられる。カム９２のテーパ面９２ａには、第１爪部７４〜第３爪部７８に設けられているカムローラ８４が摺接している。カム９２は、スプリング９４の弾性力を介して下方に付勢されることにより、テーパ面９２ａを介して第１爪部７４〜第３爪部７８の上端側を内方に揺動させている。

図８及び図９に示すように、各コア配置部４０には、コア把持治具４４に対応して孔部９６が設けられるとともに、テーブル４２の下面には、前記孔部９６に対応して支持板９８が固定される。支持板９８には、治具本体５０に設けられている係止ピン６６が配置されて前記治具本体５０の回転を規制する凹部１００が形成されており、前記係止ピン６６と前記凹部１００とにより位置決め手段６４が構成される。

各コア配置部４０には、コア把持治具４４がインデックスされる際、このコア把持治具４４を前記コア配置部４０に押圧保持するためのコア把持治具用押さえ手段１０２が設けられる。図６、図８及び図９に示すように、押さえ手段１０２は、治具本体５０の鍔部６２に係合する押さえ板１０４を備える。押さえ板１０４は、ガイドバー１０６に固定されるとともに、このガイドバー１０６の下端に押圧板１０８が連結される。押圧板１０８は、ばね１０９を介して下方に付勢されており、押さえ板１０４は、鍔部６２を下方向に押圧保持することによって、治具本体５０の係止ピン６６が支持板９８の凹部１００に挿入される。

各コア把持治具４４には、図７及び図１０に示すように、導線２０の巻終わり端部２０ｂを把持し、この巻終わり端部２０ｂを端部成形ステーションＳＴ３に案内する端部把持手段１１０と、前記巻終わり端部２０ｂを一旦係止する端部係止部材１１２とが、両方あるいは選択的に設けられる。端部係止部材１１２は、巻終わり端部２０ｂを案内する溝部１１４と、この巻終わり端部２０ｂを係止する係止溝１１４ａとを有している。なお、係止溝１１４ａを設けることなく、溝部１１４を内方に向かって幅狭になるテーパ状に構成してもよい。

端部把持手段１１０は、固定部材８０に取り付け板１１６を介して固定され、第２爪部７６側に配置されるベース板１１８を備える。ベース板１１８には、図７、図１０〜図１２に示すように、第１揺動爪部材１２０及び第２揺動爪部材１２２を有し、前記第１揺動爪部材１２０及び前記第２揺動爪部材１２２で巻終わり端部２０ｂを挟持可能なクランパ１２４と、前記クランパ１２４による前記巻終わり端部２０ｂの挟持と挟持解除とを、揺動動作のみで行う開閉部材１２６とが設けられる。

第１揺動爪部材１２０の一端部には、巻終わり端部２０ｂを挟持するための挟持部１２７が設けられるとともに、前記第１揺動爪部材１２０の他端部には、ガイドピン１２８が設けられる。このガイドピン１２８は、ベース板１１８に形成されるガイド溝部１３０に挿入される。第１揺動爪部材１２０の略中央部は、第１支軸１３２を介して第２揺動爪部材１２２に連結される。

第２揺動爪部材１２２の一端部には、第１揺動爪部材１２０の挟持部１２７と共に巻終わり端部２０ｂを挟持するための挟持部１３４が設けられる。第２揺動爪部材１２２の他端縁部は、第２支軸１３６を介してベース板１１８に揺動自在に支持される。第２揺動爪部材１２２の他端縁部には、第２支軸１３６側から略９０°屈曲する係止端部１３８が設けられる。

ベース板１１８には、第２揺動爪部材１２２が巻終わり端部２０ｂの挟持位置に配置された際に、挟持部１２７、１３４間に所定の隙間が設けられるように前記第２揺動爪部材１２２の位置を規制する規制部１４０と、前記第２揺動爪部材１２２が開放される際に、係止端部１３８が当接して該第２揺動爪部材１２２の開放位置を規制する規制ピン１４２とが設けられる。

第２揺動爪部材１２２には、開閉部材１２６を構成する第１ストッパ部材１４４と第２ストッパ部材１４６とが固定される。第１ストッパ部材１４４及び第２ストッパ部材１４６は、Ｌ字状を有しており、それぞれＬ字状の係止面１４４ａ、１４６ａを有する。開閉部材１２６は、ベース板１１８に第３支軸１４８を介して揺動自在な揺動部材１５０を有する。この揺動部材１５０は、長尺な角材で構成されており、一端に第３支軸１４８が係合するとともに、他端にレバー１５２がベアリング１５４を介して設けられる。

ベアリング１５４は、第１ストッパ部材１４４の係止面１４４ａの角部に固定されることにより、挟持部１２７、１３４間で巻終わり端部２０ｂを挟持する一方、第２ストッパ部材１４６の係止面１４６ａの角部に固定されることにより、クランパ１２４を開放位置に保持する。ベース板１１８には、揺動部材１５０が当接することにより、この揺動部材１５０をクランパ１２４の変動位置からさらに移動することを規制する規制ピン１５６が設けられる。

図１３に示すように、着脱ステーションＳＴ１には、テーブル４２の下降位置で、コア把持治具４４を固定する一方、前記テーブル４２の上昇位置で、前記コア把持治具４４の固定を解除するためのコア把持治具用固定手段１６０と、チャック機構７２によるステータコア１２の把持を解除する一方、新たな積層鋼板１４を前記チャック機構７２により把持させるための開閉機構１６２とが設けられる。コア把持治具４４及び開閉機構１６２は、コア把持装置４３を構成する。

固定手段１６０は、図１３及び図１４に示すように、シリンダ１６４を介して所定の角度範囲で回動するカム部材１６６を備える。このカム部材１６６は、一方の停止位置でコア把持治具４４を構成するスピンドル軸６８を回転不能に固定するとともに、他方の停止位置で前記スピンドル軸６８の保持作用を解除する機能を有する。固定手段１６０は、少なくとも巻線ステーションＳＴ２、端部成形ステーションＳＴ３及び端部接続ステーションＳＴ４にも設けられる（図５参照）。

開閉機構１６２は、図１３に示すように、シリンダ１６８を備え、このシリンダ１６８から上方に延在するロッド１６８ａに取り付け板１７０が固着される。取り付け板１７０には、例えば、３本の押し上げピン（押圧部材）１７２の一端で保持される。押し上げピン１７２は、固定手段１６０を貫通してコア把持治具４４を構成する治具本体５０の孔部９５を貫通し、カム９２を上方に押圧可能である（図７参照）。

押し上げピン１７２は、ロッド１６８ａがシリンダ１６８内に配置される際には、固定手段１６０内に位置する一方、前記ロッド１６８ａが前記シリンダ１６８から上方に突出する際には、治具本体５０の孔部９５を貫通してカム９２を上方に押し上げ、テーパ面９２ａをカムローラ８４から離脱させる。

図１４に示すように、巻線ステーションＳＴ２には、固定手段１６０と、テーブル４２が下降する際に、押さえ手段１０２を構成する押圧板１０８に当接し、前記押圧板１０８と一体に押さえ板１０４をテーブル４２に対し相対的に上昇させ、前記押さえ手段１０２によるコア把持治具４４の押圧保持作用を解除させる押さえ解除手段１７４と、前記コア把持治具４４のスピンドル軸６８に連結されて前記コア把持治具４４を回転させる回転手段１７６とが設けられる。回転手段１７６は、モータ１７８を備え、このモータ１７８の回転軸１７８ａが固定手段１６０を構成する軸体１８０に連結される。

図１に示すように、巻線ステーションＳＴ２には、導線２０を積層鋼板１４に巻回するノズル装置１９０が配置され、このノズル装置１９０には、テンション装置１９２から前記導線２０が繰り出される。ノズル装置１９０は、スピンドル軸６８の軸線に沿って移動自在（昇降自在）に構成されるノズル１９４を備える。

端部成形ステーションＳＴ３には、端末成形装置１９６が配置される。この端末成形装置１９６は、積層鋼板１４に巻線された導線２０の巻始め端部２０ａと巻終わり端部２０ｂとを、それぞれターミナル２２、２４に対応して移動（成形）する機能を有する。

端部接続ステーションＳＴ４には、カシメ・カット装置１９８が配置される。カシメ・カット装置１９８は、導線２０の巻始め端部２０ａに自動カシメ処理（カシメ及び加熱）を行う第１カシメ手段２００ａ及びカシメ処理された前記巻始め端部２０ａを自動切断する第１カッタ２０２ａと、前記導線２０の巻終わり端部２０ａに自動カシメ処理を行う第２カシメ手段２００ｂ及びカシメ処理された前記巻終わり端部２０ｂを自動切断する第２カッタ２０２ｂとを備える。

第１カシメ手段２００ａ及び第１カッタ２０２ａ、第２カシメ手段２００ｂ及び第２カッタ２０２ｂとは、上下に配置されるとともに、それぞれ前後方向及び左右方向に個別に進退可能である。

このように構成されるステータコア製造装置１０の動作について、本実施形態に係るコア把持装置４３との関連で、以下に説明する。

先ず、図２に示すように、着脱ステーションＳＴ１に対応して配置されているテーブル４２のコア配置部４０では、積層鋼板１４がインシュレータ１６、１８と一体にコア把持治具４４に把持される。具体的には、着脱ステーションＳＴ１には、図１３に示すように、固定手段１６０及び開閉機構１６２が配置されており、この固定手段１６０を介してコア把持治具４４のスピンドル軸６８が位置決め保持されている。

そして、開閉機構１６２を構成するシリンダ１６８が駆動され、ロッド１６８ａが上方に突出することにより、取り付け板１７０を介して３本の押し上げピン１７２が上昇する。押し上げピン１７２は、固定手段１６０を貫通してコア把持治具４４を構成する治具本体５０の孔部９５に挿入され、この孔部９５を貫通してカム９２を上方に押圧する。

このため、図１５に示すように、カム９２は、ガイドバー９０に外装されるスプリング９４の弾性力に抗して上昇し、このカム９２のテーパ面９２ａからカムローラ８４が離脱する。従って、チャック機構７２を構成する第１爪部７４、第２爪部７６及び第３爪部７８は、開放される。この状態で、治具本体５０のコア受け部５２には、積層鋼板１４が配置される。

次いで、開閉機構１６２を構成するシリンダ１６８を介してロッド１６８ａが下方向に移動すると、押し上げピン１７２が下降する。カム９２は、スプリング９４の弾性力を介して下方に移動し、前記カム９２のテーパ面９２ａは、各カムローラ８４に摺接して前記カムローラ８４を外方に押圧する。このため、第１爪部７４、第２爪部７６及び第３爪部７８は、それぞれ支軸８２を支点にして上端側が内方に揺動変位する。その際、第１爪部７４に設けられる凹部８６に、積層鋼板１４のヨーク部２６に形成された凸状部３２が係合するとともに、第２爪部７６に設けられた凸部８８に、前記ヨーク部２６の凹状部３４に係合する。

さらに、ヨーク部２６の外壁面２６ａに形成された溝部３０に、センターシャフト５８が係合し、チャック機構７２による締め付け作用下に、弾性部材６０が変形して前記ヨーク部２６の円弧状の外壁面２６ａがコア受け部５２の円弧状の着座面５２ａに摺接する。これにより、積層鋼板１４は、コア受け部５２に対して正確に芯出しされた状態で、位置決め保持される。

なお、第３爪部７８は、積層鋼板１４の一方の端部側を押圧するとともに、固定部材８０は、インシュレータ１６、１８を支持する。

上記のように、着脱ステーションＳＴ１に配置されているコア把持治具４４に積層鋼板１４が把持された後、インデックス手段４６を構成するモータの作用下に、テーブル４２が、所定の角度、例えば、９０°だけ矢印Ａ方向に回転される。このため、積層鋼板１４を把持しているコア把持治具４４は、巻線ステーションＳＴ２に対応して配置される。テーブル４２は、テーブル昇降手段４８を構成するシリンダの作用下に所定の高さ位置まで下降される。

巻線ステーションＳＴ２には、固定手段１６０及び押さえ解除手段１７４が設けられている（図１４参照）。このため、テーブル４２が下降すると、コア把持治具４４を構成するスピンドル軸６８が固定手段１６０に挿入され、この固定手段１６０を構成するシリンダ１６４が駆動されることにより、カム部材１６６が回動して前記スピンドル軸６８が軸体１８０に連結される。

一方、テーブル４２が、下降する際、押さえ手段１０２を構成する押圧板１０８が押さえ解除手段１７４に当接し、前記押圧板１０８の下降が阻止される。従って、図９に示すように、押圧板１０８は、所定の高さ位置に保持されたまま、テーブル４２が下降するため、前記押圧板１０８にガイドバー１０６を介して連結されている押さえ板１０４は、コア把持治具４４を構成する治具本体５０の鍔部６２から離脱し、前記コア把持治具４４の押圧保持が解除される。

また、テーブル４２が下降することにより、このテーブル４２に固定された支持板９８の凹部１００からコア把持治具４４の係止ピン６６が離脱する。これにより、コア把持治具４４は、コア配置部４０に対して回転自在となる。

そして、ノズル装置１９０を構成するノズル１９４から導線２０が繰り出されるとともに、積層鋼板１４は、回転手段１７６を構成するモータ１７８の回転作用下に、コア把持治具４４と一体に回転する。このため、積層鋼板１４には、インシュレータ１６、１８のコイル巻回部３６、３８を介して導線２０が巻回されて巻線が行われる。

導線２０の巻終わり端部２０ｂは、図１０に示すように、端部係止部材１１２の溝部１１４から係止溝１１４ａに係止されて外方に延在するとともに、所定の長さで切断される。この切断された巻終わり端部２０ｂは、端部把持手段１１０を介して把持される。なお、巻き終わり端部２０ｂは、図２に示すように、巻回姿勢で直線状に延在した状態で、端部係止部材１１２を通過して、直接、端部把持手段１１０により把持されてもよい。

図１６に示すように、端部把持手段１１０では、開閉部材１２６を構成する揺動部材１５０が第２ストッパ部材１４６側に配置されており、ベアリング１５４は、前記第２ストッパ部材１４６の係止面１４６ａの角部に保持されている。従って、クランパ１２４は、第１揺動爪部材１２０と第２揺動爪部材１２２とが、それぞれ互いに離間する方向に揺動した位置に固定されている。

そこで、第１揺動爪部材１２０の挟持部１２７と第２揺動爪部材１２２の挟持部１３４との間に対応して、導線２０の巻終わり端部２０ｂが配置された状態で、操作ロッド１５５が、図１６中、矢印Ｃ方向に移動する。操作ロッド１５５は、揺動部材１５０に設けられているレバー１５２に当接し、このレバー１５２を第３支軸１４８を支点に矢印Ｄ方向に揺動させる。

揺動部材１５０の揺動先端側に設けられているベアリング１５４は、第２ストッパ部材１４６の係止面１４６ａから離脱した後、第１ストッパ部材１４４の係止面１４４ａに当接する。このため、第２揺動爪部材１２２は、第２支軸１３６を支点にして鉛直上方向に（矢印方向）揺動するとともに、第１揺動爪部材１２０は、第１支軸１３２が上方に揺動することにより、ガイドピン１２８とガイド溝部１３０との案内作用下に矢印方向に揺動変位する。これにより、第１揺動爪部材１２０の挟持部１２７と第２揺動爪部材１２２の挟持部１３４とは、互いに近接する方向に且つ上方に揺動し、導線２０の巻終わり端部２０ｂを挟持する。

その際、図１７に示すように、揺動部材１５０に設けられているベアリング１５４は、第３支軸１４８を支点に矢印Ｄ方向に揺動する一方、このベアリング１５４が摺接する係止面１４４ａは、直線状に構成されている。従って、揺動部材１５０が矢印Ｄ方向に揺動すると、ベアリング１５４が係止面１４４ａの直線部分に摺接する際に、最大の抵抗力が発生した後、このベアリング１５４は、前記係止面１４４ａの角部に、すなわち、直交する２面に当接する。

このように、ベアリング１５４と係止面１４４ａの直線部分との間には、抜け止め機能が発生し、この係止面１４４ａの角部に配置されているベアリング１５４は、不要に矢印Ｅ方向に揺動して第１ストッパ部材１４４から離脱することを阻止することができる。

次いで、巻線ステーションＳＴ２では、固定手段１６０を構成するシリンダ１６４が駆動され、コア把持治具４４のスピンドル軸６８と軸体１８０との連結が解除された後、テーブル昇降手段４８を介してテーブル４２が上昇する。テーブル４２には、コア配置部４０に対応して押さえ手段１０２が設けられており、このテーブル４２が上昇する際に、押圧板１０８が押さえ解除手段１７４に支持されている。

このため、押さえ板１０４は、ばね１０９の弾性力によってテーブル４２に対し相対的に下降し、コア把持治具４４の鍔部６２に当接して、この鍔部６２を支持板９８側に押圧する。従って、押圧板１０８が押さえ解除手段１７４から離脱する際には、コア把持治具４４は、係止ピン６６が凹部１００に嵌合するとともに、押さえ板１０４により支持板９８側に押圧される。すなわち、コア把持治具４４は、押さえ手段１０２によってコア配置部４０に押圧保持される。

テーブル４２は、上昇位置に至った後、インデックス手段４６を介して所定の角度、例えば、９０°だけ回転される。巻線処理が施されたコア把持治具４４は、端部成形ステーションＳＴ３に対応して配置される。この状態で、テーブル４２は、テーブル昇降手段４８を介して下降するため、端部成形ステーションＳＴ３に対応して配置されているコア把持治具４４は、スピンドル軸６８が固定手段１６０に固定される。

そして、端末成形装置１９６の作用下に、導線２０の巻始め端部２０ａがターミナル２２側に移動されるとともに、前記導線２０の巻終わり端部２０ｂがターミナル２４側に移動される。その際、巻終わり端部２０ｂでは、端部把持手段１１０による把持作用が解除されて、端末成形装置１９６に受け渡される。

具体的には、図１７に示すように、揺動部材１５０が第１ストッパ部材１４４に保持されており、操作ロッド１５５は、矢印Ｆ方向に移動して前記揺動部材１５０のレバー１５２を押圧する。このため、ベアリング１５４は、第１ストッパ部材１４４の係止面１４４ａの角部から直線部分、すなわち、ロック部分を摺動してこの第１ストッパ部材１４４から離脱した後、第２ストッパ部材１４６の係止面１４６ａに係合する。

従って、第２揺動爪部材１２２は、第２支軸１３６を支点にして挟持部１３４側を下方向に揺動させる。その際、第１支軸１３２は、第２揺動爪部材１２２と一体に下方向に揺動し、前記第１支軸１３２に連結される第１揺動爪部材１２０は、挟持部１２７側を前記挟持部１３４から離間する方向に揺動する。

これにより、挟持部１２７、１３４は、巻終わり端部２０ｂからそれぞれ離間する方向に揺動（開放）し、前記巻終わり端部２０ｂの挟持作用が解除される。そして、揺動部材１５０は、矢印Ｅ方向に揺動する際に、ベアリング１５４が第２ストッパ部材１４６の係止面１４６ａの直線部分に摺接して最大の抵抗力を受けた後、前記係止面１４６ａの角部に収容される。従って、ベアリング１５４は、第２ストッパ部材１４６から不要に離脱することがなく、クランパ１２４を開放姿勢に、確実且つ強固に保持することができる。

上記のように、端部成形ステーションＳＴ３で、導線２０の巻始め端部２０ａ及び巻終わり端部２０ｂの成形が行われた後、固定手段１６０によるスピンドル軸６８の固定が解除されるとともに、テーブル４２が上昇して前記スピンドル軸６８が前記固定手段１６０から離脱する。

次に、テーブル４２は、インデックス手段４６を介して、所定の角度、例えば、９０°だけ回転することにより、端部成形処理が行われたステータコア１２は、端部接続ステーションＳＴ４に対応して配置される。端部接続ステーションＳＴ４では、テーブル４２が下降することにより、コア把持治具４４のスピンドル軸６８が固定手段１６０に固定された状態で、カシメ・カット装置１９８が駆動される。

カシメ・カット装置１９８では、先ず、第１カシメ手段２００ａと第２カシメ手段２００ｂとが同時に（又は、個別に）駆動され、巻始め端部２０ａと巻終わり端部２０ｂとがそれぞれターミナル２２、２４にカシメ処理される。さらに、第１カッタ２０２ａ及び第２カッタ２０２ｂが駆動されて、巻始め端部２０ａ及び巻終わり端部２０ｂが切断処理される。

上記の作業が終了した後、固定手段１６０によるスピンドル軸６８の固定が解除されるとともに、テーブル４２が上昇し、さらにインデックス手段４６を介して前記テーブル４２が所定の角度、例えば、９０°だけ回転し、ステータコア１２が着脱ステーションＳＴ１に対応して配置される。着脱ステーションＳＴ１では、テーブル４２が下降することにより、押さえ手段１０２によるコア把持治具４４の押圧保持が解除されるとともに、開閉機構１６２が駆動される。このため、押し上げピン１７２の押圧作用下に、カム９２が上昇してチャック機構７２によるステータコア１２の保持作用が解除され、このステータコア１２が前記コア把持治具４４から取り出される。

この場合、本実施形態では、チャック機構７２を構成する第１爪部７４、第２爪部７６及び第３爪部７８が、ジョイントプレート７０に支軸８２を介して揺動自在に取り付けられるとともに、それぞれの下端部に設けられているカムローラ８４は、カム９２のテーパ面９２ａに摺接自在である。このため、開閉機構１６２の駆動作用下に、押し上げピン１７２が上昇すると、この押し上げピン１７２がカム９２を上方に移動させて、テーパ面９２ａから各カムローラ８４が離脱する。従って、第１爪部７４、第２爪部７６及び第３爪部７８は、互いに離間する方向に一体に揺動（開放）され、ステータコア１２が開放される。

一方、開閉機構１６２を介して押し上げピン１７２が下降すると、カム９２は、スプリング９４を介して下降し、テーパ面９２ａに各カムローラ８４が摺接する。従って、第１爪部７４、第２爪部７６及び第３爪部７８は、互いに隣接する方向に一体に揺動し、積層鋼板１４を挟持することができる。

これにより、開閉機構１６２を介してカム９２を移動させることにより、積層鋼板１４のヨーク部２６の端部を３方向から同時に把持する動作が行われる。従って、積層鋼板１４を迅速且つ高精度に位置決めすることができ、前記積層鋼板１４のポール部２８に対して導線２０を効率的に巻回することが可能になるという効果が得られる。

さらに、カム９２は、スプリング９４を介してコア受け部５２から離間する方向に、常時、付勢されている。そして、押し上げピン１７２による押圧動作が付与されない際には、テーパ面９２ａに各カムローラ８４が摺接しており、チャック機構７２を介して積層鋼板１４が確実に保持されている。

従って、着脱ステーションＳＴ１に配置されているコア把持治具４４に積層鋼板１４を一旦把持させると、この積層鋼板１４は、巻線ステーションＳＴ２、端部成形ステーションＳＴ３及び端部接続ステーションＳＴ４に、順次、搬送される際、前記コア把持治具４４から離脱されることがなく、作業全体の効率化及び簡素化が容易に図られる。

さらにまた、図１８に示すように、コア受け部５２は、ヨーク部２６の外壁面２６ａと同一の円弧形状を有する着座面５２ａと、前記ヨーク部２６の前記外壁面２６ａに形成された溝部３０に対応するセンタ溝部５４とを有し、前記センタ溝部５４には、センターシャフト５８が弾性部材６０を介して配置されている。

このため、チャック機構７２を介して積層鋼板１４を把持する際、ヨーク部２６の外壁面２６ａに形成されている溝部３０にセンターシャフト５８が係合し、このセンターシャフト５８が規制壁５６によって両側を規制されながらセンタ溝部５４内に押圧される。

センターシャフト５８には、弾性部材６０が当接しており、センターシャフト５８は、前記弾性部材６０を押し潰すようにしてセンタ溝部５４内に侵入し、ヨーク部２６の外壁面２６ａがコア受け部５２の着座面５２ａに密着するようにして着座する。これにより、積層鋼板１４をコア受け部５２に対して大まかにセットしても、この積層鋼板１４の中心位置を前記コア受け部５２のセンタ位置に精度よく位置合わせすることができる。

特に、チャック機構７２では、第１爪部７４、第２爪部７６及び第３爪部７８を揺動自在に支持するジョイントプレート７０が、コア受け部５２の下方近傍でスピンドル軸６８の軸方向に進退自在に配置されている。従って、チャック機構７２により積層鋼板１４を挟持する際に、センターシャフト５８を介し前記積層鋼板１４のセンタ位置合わせを行うとともに、ヨーク部２６の外壁面２６ａを前記コア受け部５２の着座面５２ａに対して良好且つ確実に密着させることができるという利点がある。

本発明の実施形態に係るコア把持装置を組み込むステータコア製造装置の概略説明図である。 前記ステータコア製造装置の概略平面説明図である。 ステータコアの分解斜視説明図である。 前記ステータコアの斜視説明図である。 前記ステータコア製造装置を構成するテーブルの説明図である。 前記コア把持装置を構成するコア把持治具の斜視図である。 前記コア把持治具の分解斜視説明図である。 前記コア把持治具の一部断面説明図である。 前記コア把持治具の他の一部断面説明図である。 前記ステータコア製造装置を構成する端部把持手段が前記コア把持治具に取り付けられた状態の斜視図である。 前記端部把持手段の分解斜視説明図である。 前記端部把持手段の斜視図である。 着脱ステーションの説明図である。 巻線ステーションの説明図である。 前記コア把持治具の動作説明図である。 前記端部把持手段の動作説明図である。 前記端部把持手段の動作説明図である。 前記コア把持治具の動作説明図である。 特許文献１に開示されている分割コアの巻線方法の説明図である。 特許文献２に開示されている巻線装置の説明図である。

符号の説明

１０…ステータコア製造装置 １２…ステータコア
１４…積層鋼板 ２０…導線
２２、２４…ターミナル ２６…ヨーク部
２６ａ…外壁面 ２８…ポール部
３０…溝部 ３２…凸状部
３４…凹状部 ４０…コア配置部
４２…テーブル ４３…コア把持装置
４４…コア把持治具 ４６…インデックス手段
４８…テーブル昇降手段 ５０…治具本体
５２…コア受け部 ５２ａ…着座面
５４…センタ溝部 ５８…センターシャフト
６０…弾性部材 ６２…鍔部
６４…位置決め手段 ６６…係止ピン
６８…スピンドル軸 ７０…ジョイントプレート
７２…チャック機構 ７４、７６、７８…爪部
８０…固定部材 ８４…カムローラ
８６、１００…凹部 ８８…凸部
９２…カム ９２ａ…テーパ面
９４…スプリング １０２…押さえ手段
１０４…押さえ板 １０８…押圧板
１１０…端部把持手段 １１２…端部係止部材
１１８…ベース板 １２０、１２２…揺動爪部材
１２４…クランパ １２６…開閉部材
１４４、１４６…ストッパ部材 １４４ａ、１４６ａ…係止面
１５０…揺動部材 １５２…レバー
１５４…ベアリング １６０…固定手段
１６２…開閉機構 １６４、１６８…シリンダ
１７２…押し上げピン １７４…押さえ解除手段
１７６…回転手段 １９０…ノズル装置
１９６…端末成形装置 １９８…カシメ・カット装置

Claims (4)

1. 円弧状のヨーク部と前記ヨーク部から径方向内方に延在するポール部とを有するコアを把持し、前記コアを回転させながら前記ポール部に導線を巻回するためのコア把持装置であって、
   前記ヨーク部の径方向外方の外壁面を受けるコア受け部と、
   前記コア受け部から延在するスピンドル軸と、
   前記ヨーク部の端部を把持する複数の爪部を有するチャック機構と、
   複数の前記爪部に一体に係合する移動自在なカム部材と、
   前記カム部材を移動させて複数の前記爪部を一体に開閉させる開閉機構と、
   を備えることを特徴とするコア把持装置。
2. 請求項１記載のコア把持装置において、前記チャック機構は、前記スピンドル軸に対して軸方向に進退自在に配設され、前記爪部を揺動可能に支持するジョイントプレートを備え、
   前記爪部の一端部には、前記ヨーク部の端部を把持する挟持部が設けられるとともに、
   前記爪部材の他端部には、前記カム部材のテーパ面に沿って移動可能にカムローラが設けられることを特徴とするコア把持装置。
3. 請求項１記載のコア把持装置において、前記開閉機構は、前記コア受け部と前記カム部材との間に配置され、前記カム部材を前記コア受け部から離間する方向に付勢する弾性部材と、
   前記カム部材を、前記弾性部材に抗して前記コア受け部側に移動させることにより、前記爪部の前記挟持部を前記ヨーク部の端部から離脱させる押圧部材と、
   を備えることを特徴とするコア把持装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のコア把持装置において、前記コア受け部は、前記ヨーク部の外壁面と同一の円弧形状を有する着座面と、
   前記着座面の中央位置に設けられ、前記ヨーク部の外壁面に形成された溝部に対応するセンタ溝部と、
   を有し、
   前記センタ溝部には、少なくとも一部が前記着座面に露呈するセンターシャフトが、弾性部材を介して配置されることを特徴とするコア把持装置。

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