JP4589416B2 - 絶縁スリーブ組付け装置、及び絶縁スリーブ組付け方法 - Google Patents

Description

この発明は、複数の導線からなるリード線に、チューブ状の絶縁スリーブを組付ける絶縁スリーブ組付け装置、及び絶縁スリーブ組付け方法に関するものである。

モータの固定子から外部に出ている複数の導線からなるリード線に絶縁スリーブを組み付ける工程がある。その場合、前工程において、リード線を構成する複数の導線がばらばらにならないようにするため、テープにより複数の導線が束ねられている。
特許文献１には、複数の導線からなるリード線を機械により順次束ねて先端部を揃え、チューブ状の絶縁スリーブの挿入孔をガイドしつつ挿入するものが記載されている。

特開2007-97300号公報

しかしながら、特許文献１に開示された発明では、次のような問題があった。
すなわち、固定子製造の前工程において、リード線の複数の導線がばらばらになるのを防止するため、テープで仮止めしている。仮止めのテープは、剥がれないようにするため、導線を巻いた部分から外にはみ出し部分を設け、そのはみ出した部分同士を接着している。
特許文献１に記載された方法では、絶縁スリーブにリード線を挿入するときに、テープ、特にテープのはみ出した部分が抵抗となり、絶縁スリーブを挿入することができない、または挿入に時間がかかる問題があった。そのため、リード線の先端部を絶縁スリーブに挿入した後テープ部分をなくすため、リード線を束ねているテープを剥さなければならず、無駄な作業となっていた。
また、それを回避するため、始めにテープを剥して、導線のばらけるのを防止するため、リード線の先端部を予め、絶縁チューブとは異なる挿入用チューブに挿入する方法も考えられるが、挿入用チューブへの挿入に手間と時間がかかり製造効率が悪い問題がある。

この発明は上記問題点を解決するためのものであって、前工程でリード線を１つに束ねているテープを剥すことなく絶縁スリーブをリード線に組付けることのできる絶縁スリーブ組付け装置、及び絶縁スリーブ組付け方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の絶縁スリーブ組付け装置は、次の構成を有している。
（１）複数の導線からなるリード線に、チューブ状の絶縁スリーブを組付ける絶縁スリーブ組付け装置であって、絶縁スリーブを回転させつつ、リード線と絶縁スリーブを相対的に近づける方向に駆動する駆動手段を有する。
（２）（１）に記載する絶縁スリーブ組付け装置において、前記駆動手段が、互いに斜めに交差する方向に配置された一対の鼓形状の回転体であることを特徴とする。

また、本発明の絶縁スリーブ組付け方法は、次の工程を有している。
（３）複数の導線からなるリード線に、チューブ状の絶縁スリーブを組付ける絶縁スリーブ組付け方法であって、互いに斜めに交差する方向に配置された一対の鼓形状の回転体である駆動手段により、絶縁スリーブを回転させつつ、リード線と絶縁スリーブを相対的に近づける方向に駆動する。

次に、上記構成を有する本発明の絶縁スリーブ組付け装置、及び絶縁スリーブ組付け方法の作用・効果について説明する。
本発明の絶縁スリーブ組付け装置には、複数の導線がテープにより仮止めされたリード線が供給される。本発明の絶縁スリーブ組付け装置によれば、絶縁スリーブを回転させつつ、リード線と絶縁スリーブを相対的に近づける方向に駆動する駆動手段を有するので、リード線に巻かれているテープをそのまま絶縁スリーブ内に巻き込んで、リード線をテープと一緒に絶縁スリーブに挿入できるため、テープを剥す工程を省略することができる。

また、本発明の絶縁スリーブ組付け装置、及び絶縁スリーブ組付け方法は、駆動手段が、互いに斜めに交差する方向に配置された一対の鼓形状の回転体であるので、鼓の凹み部分が交差する部分に絶縁スリーブが入ったときに、絶縁スリーブに対して、回転力と前進力とを同時に与えることができる。
ここで、絶縁スリーブは、擦れても絶縁性を確保するために、繊維で編まれたものに樹脂被覆されて形成されているので、ある程度の剛性があり、絶縁スリーブを一対の鼓形状の回転体の鼓の凹み部分に挿入されたときに、絶縁スリーブの外周面が回転体の外周面としっかり接触して、絶縁スリーブが回転体の力を受けることができる。
そして、絶縁スリーブが中空状態を保持したまま回転しつつ、リード線に相対的に近づくので、リード線に巻かれているテープの外に出ている部分が、絶縁スリーブの回転する端面に巻き込まれて、絶縁スリーブの中空部に挿入される。

以下、本発明における絶縁スリーブ組付け装置、及び絶縁スリーブ組付け方法を具体化した一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１に、本発明の絶縁スリーブ組付け装置の概念図を示す。円筒の中央位置がくびれた凹み部を有する鼓形状の一対の第１回転体１１と第２回転体１２とが、凹み部１１ａの中央位置と、凹み部１２ａの中央位置とを交差点として、９０度交差して配置されている。第１回転体１１は、第１回転軸を介して第１回転モータ２１に接続している。第２回転体１２は、第２回転軸１４を介して第２回転モータ２２に接続している。
第１回転体１１と第２回転体１２とが交差する位置の上方には、絶縁スリーブ８を定位置に保持するための絶縁スリーブチャック装置（図示せず。）が付設されている。絶縁スリーブは８、上方から供給される。また、交差する位置の下方には、リード線９を定位置に保持するためのリード線ガイド（図示せず。）が付設されている。リード線９は、下方から供給される。

第１回転体１１と第２回転体１２との位置関係を図２に示す。第１回転体１１の凹み部１１ａの中央位置と第２回転体１２の凹み部１２ａの中央位置とは、図中Ｈで示す所定の距離を有するねじれの位置関係にある。ここで、所定の距離Ｈは、絶縁スリーブ８（図２において、斜線で示す。）の外径寸法より少し小さな長さに設定している。絶縁スリーブ８は、中空のチューブ形状であり、外周が少しぐらい擦れても切れ目等が発生せずに、常に高い絶縁性を確保するため、繊維を編んだものに樹脂被覆して形成されている。そのため、ある程度の剛性を備えている。すなわち、絶縁スリーブの外径に力を加えても、元に戻ろうとする反発力を備えている。絶縁スリーブ８の先端には、複数の導線からなるリード線９の先端部が挿入されている。ここで、リード線９は先端付近において、２本のテープ６、７により、複数の導線が束ねられているので、リード線９の先端を容易に絶縁スリーブ８内に挿入することができる。
絶縁スリーブ８を第１回転体１１の凹み部１１ａと、第２回転体１２の凹み部１２ａの間に形成された空間に挿入したときに、絶縁スリーブ８の外周面が第１回転体１１の凹み部１１ａの外周面、及び第２回転体１２の凹み部１２ａの外周面にしっかり接触して、絶縁スリーブ８が第１回転体１１及び第２回転体１２の回転力を受けることができる。

第１回転体１１は、図１において、第１回転モータ２１側から見て、反時計回り方向（図中矢印Ｂで示す。）に回転している。第２回転体１２は、第２回転モータ２２側から見て、同じく反時計回り方向（図中矢印Ａで示す。）に回転している。すなわち、第１回転モータ２１と第２回転モータ２２とは、同じ方向に回転している。
図２及び図３に示すように、第１回転体１１が矢印Ａの方向に回転し、第２回転体１２が矢印Ｂの方向に回転することにより、絶縁スリーブ８は、矢印Ｃの方向に回転する。すなわち、リード線９が挿入されるのと反対方向から見て、反時計回りに回転される。
図２において、第１回転体１１が矢印Ａの方向に回転すると、絶縁スリーブ８は、矢印Ｃの方向に回転力を受ける。また、第２回転体１２が矢印Ｂの方向に回転すると、絶縁スリーブ８は、矢印Ｃの方向に回転力を受ける。絶縁スリーブ８は、第１回転体１１及び第２回転体１２から、共に矢印Ｃ方向の回転力を受けるため、絶縁スリーブ８は、矢印Ｃ方向に回転する。ここで、絶縁スリーブ８に対して外周において、１８０度異なる位置で回転力を与えているので、絶縁スリーブ８を、外周形状を維持したまま、安定して回転させることができる。

同時に、第１回転体１１と第２回転体１２とは絶縁スリーブ８に対して、図３の矢印Ｄに示す方向に絶縁スリーブ８を送り出す力を与えるので、絶縁スリーブ８は、矢印Ｃの方向に回転しつつ、矢印Ｄの方向に送り出される。
図３に示すように、リード線９には、導線を束ねるために２本のテープ６、テープ７が巻きつけられている。
絶縁スリーブ８が、所定の位置に保持されているリード線９に対して、矢印Ｃの方向に回転されつつ、矢印Ｄの方向に送り出されるため、絶縁スリーブ８は、リード線９の外側を移動して、結果的に絶縁スリーブ８内にリード線９を挿入することとなる。
絶縁スリーブ８をリード線９に挿入していく途中で、テープ６については、図２に示すように、絶縁スリーブ８が矢印Ｃの方向に回転されているので、テープ６の外にはみ出した部分６ａは、順次、リード線９と絶縁スリーブ８との間に巻き込まれ、リード線９に巻きつく状態で、絶縁スリーブ８の内側に収納される。テープ７についても、テープ６と同様にして、絶縁スリーブ８の内側に収納される。

次に、図１乃至図３の概念図を実施するための具体的な装置について説明する。図４及び図５に、装置全体の平面図を示す。図４は、絶縁スリーブ８にリード線９の先端を挿入する工程を示し、図５は、絶縁スリーブ８にリード線９の先端が挿入されている状態から、リード線９を、テープ６、７を含めて、絶縁スリーブ８内に挿入する工程を示している。
図４の右側面図を図６に示す。図４においては、他の部品を見やすくするために、第１回転体１１及び第２回転体１２を省略している。図６に示すように、第１回転体１１と第２回転体１２とは、離れた位置にあり、この工程では、機能していない。

本体ベース２３に、エアシリンダとリニアスライドユニットとを備える摺動装置２４が付設されている。摺動装置２４には、挿入治具移動部材２８が摺動可能に保持されている。エアシリンダのロッド２６が伸縮することにより、挿入治具移動部材２８が、左右方向に移動する。挿入治具移動部材２８には、挿入治具ベース２５が付設されている。
挿入治具ベース２５は、コの字形状をしてあり、一方の突出板に、リード線ガイド移動装置２９が付設され、他方の突出板に、絶縁スリーブ移動部材３５が付設されている。

リード線ガイド移動手段２９は、エアシリンダとリニアスライドユニットとを備える摺動装置である。リード線ガイド移動手段２９には、リード線ガイド移動部材３０が摺動可能に保持されている。エアシリンダのロッド４１が伸縮することにより、リード線ガイド部材３０が図中上下方向に移動する。リード線ガイド移動部材３０には、リード線ブラケット３１を介して、リード線チャック装置３２が付設されている。リード線チャック装置３２は、エアシリンダ駆動式で、その一対のチャックの各々には、リード線ガイド３３、３４が当接・離間可能に取り付けられている。
図５に点線で示すように、リード線ガイド３３、３４が当接した状態で、図中右側端部にリード線９の先端を位置決めするためのガイド部３３ａ、３４ａが形成されている。また、図中左端部に絶縁スリーブ８の先端を位置決めするためのガイド部３３ｂ、３４ｂが形成されている。ガイド部３３ｂ、３４ｂにより位置決めされた絶縁スリーブの内径部に、ガイド部３３ａ、３４ａにより位置決めされたリード線９が挿入される。

絶縁スリーブ移動手段３５は、エアシリンダとリニアスライドユニットとを備える摺動装置である。絶縁スリーブ移動手段３５には、絶縁スリーブ移動部材３６が摺動可能に保持されている。エアシリンダのロッド４２が伸縮することにより、絶縁スリーブ移動部材３６が図中上下方向に移動する。絶縁スリーブ移動部材３６には、絶縁スリーブブラケット３７を介して、絶縁スリーブチャック装置３８が付設されている。絶縁スリーブチャック装置３８は、エアシリンダ駆動式で、その一対のチャックの各々には、絶縁スリーブチャック３９、４０が当接・離間可能に取り付けられている。
絶縁スリーブチャック３９、４０は、当接した状態で、絶縁チューブ８の外周を把持して、導線９が挿入されても、絶縁チューブ８が後退しないように保持している。

本体ベース２３の左端部には、回転体移動ベース２０が直立している。図６に示すように、回転体移動ベース２０には、回転体移動装置１７が付設されている。回転体移動装置１７は、エアシリンダを内蔵しており、エア駆動により、２本のガイドロッド１８が図中左右方向に伸縮する。左右のガイドロッド１８の先端には各々、回転体移動部材１９が付設されている。左側の回転体移動部材１９には、第１回転体ブラケット１５が取り付けられている。また、右の回転体移動部材１９には、第２回転体ブラケット１６が取り付けられている。
第１回転体ブラケット１５には、第１回転モータ２１が付設されている。第１回転モータ２１の出力軸である第１回転軸１３には、第１回転体１１が取り付けられている。第２回転体ブラケット１６には、第２モータ２２が付設されている。第２回転モータ２２の出力軸である第２回転軸１４には、第２回転体１２が取り付けられている。
図６の絶縁チューブチャック３９、４０の中心位置に対応して、図４に示す絶縁スリーブ送りパイプ４３が、図示しない取り付け部材により付設されている。
第１回転体１１と第２回転体１２とは、図６に示す離れた位置と、図７に示す近づいた位置とに移動可能である。図７に示す近づいた位置では、第１回転体１１と第２回転体１２とは、図２に示す位置関係にある。

次に、図４から図７に示す装置の作用について説明する。
第１工程は、図４及び図６の状態である。図６に示すように、回転体移動装置１７のエアシリンダが駆動されており、ガイドロッド１８が伸びた状態なので、一対の回転体移動部材１９が離間している。それにより、第１回転体ブラケット１５と第２回転体ブラケット１６も離間しており、第１回転体１１と第２回転体１２とは、離間した状態にあり、絶縁チューブ送りパイプ４３の出口近傍にはない。
一方、摺動装置２４、リード線ガイド移動装置２９、及び絶縁スリーブ移動装置３５のエアシリンダが駆動されており、リード線ガイド３３、３４は、図４に示す位置にある。このときリード線チャック装置３２も駆動されており、リード線ガイド３３、３４は閉じた状態にある。絶縁スリーブチャック装置３８のエアシリンダは駆動しておらず、絶縁スリーブチャック３９、４０は、開いた状態にある。

この状態で、絶縁スリーブ送りパイプ４３内に装填されている所定長さの絶縁スリーブ８が、図示しない送り装置により、絶縁スリーブ送りパイプ４３の先端から送り出されてリード線ガイド３３，３４に形成されたガイド部３３ｂ、３４ｂに位置決めされる。この状態で、絶縁スリーブチャック装置３８が駆動して、絶縁スリーブチャック３９、４０を閉じて、絶縁スリーブ８をチャックする。このとき、中空部が押しつぶされないように外周を軽くチャックしている。
次に、図３に示すように、複数の導線が２本のテープ６、７により束ねられたリード線９を、図示しない送り装置によりリード線ガイド３３、３４のガイド部３３ａ、３４ａ側から送り込む。リード線９の先端は、ガイド部３３ａ、３４ａに導かれて、絶縁スリーブ８の中空部に挿入される。このとき、絶縁スリーブ８は、絶縁スリーブチャック３９、４０によりチャックされているので、後退することがない。
リード線９の先端は、図３に示すように、第１回転体１１と第２回転体１２とが交差する位置の少し先の位置まで挿入される。したがって、第１回転体１１と第２回転体１２とが交差する位置では、絶縁スリーブ８内にリード線９が挿入されている。

次に、絶縁スリーブチャック装置３８のエアシリンダ駆動が停止され、絶縁スリーブチャック３９、４０が絶縁チューブ８から離間する。また、リード線ガイドチャック装置３２のエアシリンダ駆動も停止され、リード線ガイド３３、３４がリード線９から離間する。
次に、リード線ガイド移動装置２９、絶縁スリーブ移動装置３５、及び摺動装置２４のエアシリンダの駆動が停止されて、各々のロッド４１、４２、２６が縮んで、図５に示す状態となる。
次に、回転体移動装置１７のエアシリンダの駆動が停止され、ガイドロッド１８が縮んで、第１回転体１１と第２回転体１２とは、図７に示す状態となる。このとき、第１回転体１１と第２回転体１２とは、図２に示すように、リード線９が装入された位置で絶縁スリーブ８を上下から少し押圧している。

次に、図３に示すように、第１回転体１１を外側から見て時計回りの方向（矢印Ａの方向）に回転させる。同時に、第２回転体１２を外側から見て時計回りの方向（矢印Ｂの方向）に回転させる。第１回転体１１と第２回転体１２の回転数は同じになるように制御している。第１回転体１１と第２回転体１２とが、共に時計回り方向に回転することにより、絶縁スリーブ８は、図２の図中矢印Ｃの方向に回転されると共に、図３の矢印Ｄの方向に送り出される。すなわち、絶縁スリーブ８は、リード線９に対して、回転しながらリード線９を受け入れる方向に移動する。
第１回転体１１、及び第２回転体１２の回転数は、共に６００ｒｐｍである。第１回転体１１と第２回転体１２のローラ曲率半径は、２０ｍｍである。
この条件では、絶縁スリーブ８の回転速度は、９５０ｒｐｍであり、絶縁スリーブ８の直線方向の速度は、２７５ｍｍ／ｓｅｃである。したがって、絶縁スリーブ８を１００ｍｍ挿入する間に、第１回転体１１と第２回転体１２は、絶縁スリーブ８を５０回転させている。

これにより、リード線９は、スムーズに絶縁スリーブ８の中空部に挿入される。そして、２本のテープ６、７については、図２に示すように、絶縁スリーブ８が回転されながら、推進するため、テープ６，７は、リード線９の周りに螺旋状に巻かれながら、絶縁スリーブ８の中空部内に挿入される。
絶縁スリーブ８をリード線９の所定の位置まで挿入すると、回転体移動装置１７のエアシリンダが駆動されて、第１回転体１１と第２回転体１２とは、図６に示す位置まで離間する。これにより、リード線９が絶縁スリーブ８に装着された状態で取り出される。

以上詳細に説明したように、本実施例の絶縁スリーブ組付け装置によれば、絶縁スリーブ８を回転させつつ、リード線９と絶縁スリーブ８を相対的に近づける方向に駆動する駆動手段を有するので、リード線９に巻かれているテープ６、７をそのまま絶縁スリーブ８内に巻き込んで、リード線９をテープ６、７と一緒に絶縁スリーブ８に挿入できるため、テープ６、７を剥す工程を省略することができる。
また、実施例の絶縁スリーブ組付け装置、及び絶縁スリーブ組付け方法は、駆動手段が、互いに斜めに交差する方向に配置された一対の鼓形状の第１回転体１１と第２回転体１２とであるので、鼓の凹み部分が交差する部分に絶縁スリーブ８が入ったときに、絶縁スリーブ８に対して、回転力と前進力とを同時に与えることができる。

ここで、絶縁スリーブ８は、擦れても絶縁性を確保するために、繊維で編まれたものに樹脂被覆されて形成されているので、ある程度の剛性があり、絶縁スリーブを一対の鼓形状の回転体の鼓の凹み部分に挿入されたときに、絶縁スリーブ８の外周面が回転体の外周面としっかり接触して、絶縁スリーブ８が回転体の力を受けることができる。
そして、絶縁スリーブ８が中空状態を保持したまま回転しつつ、リード線９に相対的に近づくので、リード線９に巻かれているテープ６、７の外に出ている部分が、絶縁スリーブ８の回転する端面に巻き込まれて、絶縁スリーブ８の中空部に挿入される。

なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
例えば、本実施例では、駆動手段として、鼓形状の一対の回転体（第１回転体１１と第２回転体１２）とを使用することにより、絶縁スリーブ８に与える回転力と推進力とを同時に発生させているが、絶縁スリーブ８に与える回転力と、推進力とを別々に与えても良い。例えば、一対の弾性体（例えば一対のゴム平板）を用いて絶縁スリーブ８を挟んで、異なる方向に移動させることにより絶縁スリーブ８に回転力を与え、回転力を与える装置全体をリード線９に近づけるようにしても良い。

本発明の絶縁スリーブ組付け方法に用いる装置の構成を示す概念図である。 図１の要部の作用を示す図である。 図１の作用を示す図である。 本発明の絶縁スリーブ組付け装置の全体構成を示す平面図である。 絶縁スリーブ組付け装置の別な作用状態を示す平面図である。 図４の主要部の右側面図である。 図５の主要部の右側面図である。

符号の説明

６、７ テープ
８ 絶縁スリーブ
９ リード線
１１ 第１回転体
１２ 第２回転体
１３ 第１回転軸
１４ 第２回転軸
１９ 回転体移動部材
２１ 第１回転モータ
２２ 第２回転モータ
２３ 本体ベース
２４ 摺動装置
２８ 挿入治具移動部材
２９ リード線ガイド移動装置
３０ リード線ガイド移動部材
３２ リード線チャック装置
３３、３４ リード線ガイド
３５ 絶縁スリーブ移動装置
３６ 絶縁スリーブチャック移動部材
３８ 絶縁スリーブチャック装置
３９、４０ 絶縁スリーブチャック

Claims (2)

1. 複数の導線からなるリード線に、チューブ状の絶縁スリーブを組付ける絶縁スリーブ組付け装置において、
   前記絶縁スリーブを回転させつつ、前記リード線と前記絶縁スリーブを相対的に近づける方向に駆動する駆動手段を有すること、
   前記駆動手段が、前記絶縁スリーブに対してそれぞれ斜めに交差する方向に配置されるとともに、互いに斜めに交差する方向に配置された一対の鼓形状の回転体であること、
   前記一対の回転体は、
   同じ方向に回転し、
   前記絶縁スリーブに対し、その外周において、１８０度異なる位置で回転力を付与していること、を特徴とする絶縁スリーブ組付け装置。
2. 複数の導線からなるリード線に、チューブ状の絶縁スリーブを組付ける絶縁スリーブ組付け方法において、
   前記絶縁スリーブに対してそれぞれ斜めに交差する方向に配置されるとともに、互いに斜めに交差する方向に配置された一対の鼓形状の回転体である駆動手段により、前記絶縁スリーブを回転させつつ、前記リード線と前記絶縁スリーブを相対的に近づける方向に駆動すること、
   前記一対の回転体は、
   同じ方向に回転し、
   前記絶縁スリーブに対し、その外周において、１８０度異なる位置で回転力を付与していること、を特徴とする絶縁スリーブ組付け方法。

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