JP5328420B2 - ワニス硬化方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステータに備わるコイル（ステータコイル）に対して滴下・含浸させたワニスを硬化させるワニス硬化方法及び装置に関する。より詳細には、ステータに対して局所的に熱風を吹き付けることによりワニスを硬化させるワニス硬化方法及び装置に関するものである。

モータの生産効率を向上させるべく、ステータコイルに対するワニス処理を効率よく行うことが要望されている。ワニス処理の効率化を図る方策の１つとして、ワニスの硬化処理時間を短縮することが挙げられる。
ここで、ワニスの硬化処理は、一般的に、雰囲気炉による熱風加熱によって行われているため、時間を要するとともに消費電力が大きいという問題があった。これは、熱風によって炉内全体を加熱するため、ステータの加熱効率が悪く、ステータを昇温させるのに時間がかかるためである。

このため、ワニスの硬化処理を効率よく行うために、例えば、特許文献１では、通電加熱とともに、ＵＶ照射、熱風加熱を併用してワニスの硬化処理を行うことが記載されている。このように、複数の加熱技術を併用してステータを効率よく加熱してワニスの硬化処理時間の短縮を図っている。

特開２００６−１５８０９４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、ワニスの硬化処理時間を短縮することはできるが、複数の加熱技術を併用するため、消費電力が大きくなってしまうという問題があった。これでは、製造コストの上昇を招いてしまうとともに、近年の二酸化炭素排出量の削減要求にも反してしまう。

ここで、熱風加熱よりも加熱効率が良い誘導加熱や遠赤加熱によって、ワニスの硬化処理を行うことも考えられる。ところが、誘導加熱ではコイル以外の絶縁紙などに含浸したワニスを硬化させることができないという問題がある。また、防爆仕様の誘導加熱ヒータが存在しないため、安全上、ワニスの硬化処理に使用することが困難である。これに対して、遠赤加熱であれば、コイル以外の絶縁紙などに含浸したワニスを硬化させることができるとともに、防爆仕様のヒータが存在するが、防爆仕様のヒータは非常に高価であり、しかも炉内ヒータを配置することが非常に困難である。
このような事情から、誘導加熱や遠赤加熱によってワニス硬化処理を行うことは現実的でなく、熱風加熱方式に代わるワニスの硬化処理を実現することは困難である。

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、消費電力を抑えつつワニスの硬化処理時間を短縮することができる熱風加熱方式によるワニス硬化方法及び装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明は、ステータに備わるコイルに滴下・含浸させたワニスを、ステータを回転させながら閉空間内で硬化させるワニス硬化方法において、
ステータに対して熱風を前記閉空間内に設けられた熱風通路を介して局所的に吹き付ける際、前記コイルに滴下されたワニスをコイル表面にてゲル化させるゲル化処理ステーションにおいて低風速で熱風を吹き付けてワニスをコイル表面にてゲル化させた後、前記ゲル化処理ステーションとは別の、ゲル化されたワニスを硬化させる硬化処理ステーションにおいて風速を上げて熱風を吹き付け、前記ステータを昇温させてワニスを硬化させる
ことを特徴とする。

このワニス硬化方法では、ステータに対して熱風を閉空間内に設けられた熱風通路を介して局所的に吹き付けて、コイルに滴下・含浸させたワニスを硬化させる。このとき熱風は、ステータの周方向と軸方向からステータの外周面と端面に対して吹き付ければよい。このように熱風通路を介して熱風をステータに直接吹き付けるため、閉空間内全体を加熱する必要がないから無駄な加熱スペースが大幅に低減され、ステータの昇温性を向上させることができる。これにより、ステータの加熱効率が向上するので、熱風加熱方式によって、消費電力を抑えつつワニスの硬化処理時間を短縮することができる。

ここで、ステータに熱風を直接吹き付けると、コイルに滴下されたワニスが吹き飛ばされて飛散し、ワニス処理が不必要な部分にワニスが付着してしまうおそれがある。そうすると、その余分なワニスを除去するトリミング作業が必要となって生産効率が低下してしまう。また、ステータの昇温性を高めていくと、ワニスが発泡してしまい、巻線の絶縁、物理的支持、発熱のスロット壁への伝達、ピンホールや加工傷のカバーなどというワニス処理の効果を得ることができなくなってしまう。

そこで、このワニス硬化方法では、ステータに対して熱風を吹き付ける際、まず、前記コイルに滴下されたワニスをコイル表面にてゲル化させるゲル化処理ステーションにおいて低風速で熱風を吹き付けてワニスをコイル表面にてゲル化させる。その後、前記ゲル化処理ステーションとは別の、ゲル化されたワニスを硬化させる硬化処理ステーションにおいて風速を上げて熱風をステータに吹き付け、ステータを昇温させてワニスを硬化させる。
具体的には、ワニスをゲル化させるときには、前記コイルに滴下されたワニスが吹き付けられる熱風で飛散しない風速以下で熱風を吹き付け、前記ステータを昇温させるときには、ワニスが発泡しない範囲内で熱風の風速を上げればよい。

このようにすることにより、ワニスの硬化処理中にワニスを飛散、発泡させることなく、熱風の風速を最大限まで上げてステータの昇温性を高めることができる。従って、生産効率を低下させずに、ステータの加熱効率を一層向上させることができるため、消費電力を一層抑えつつより短時間でワニスを硬化させることができるとともに、ワニス処理の効果を確実に得ることができる。

また、上記課題を解決するためになされた本発明は、ステータに備わるコイルに滴下・含浸させたワニスを、ステータを回転させながら閉空間内で硬化させるワニス硬化装置において、前記コイルに滴下されたワニスをコイル表面にてゲル化させるゲル化処理ステーションと、ゲル化されたワニスを硬化させる硬化処理ステーションとを少なくとも有し、前記ゲル化処理ステーションおよび前記硬化処理ステーションは、ヒータにより加熱された空気を送り出して熱風を発生させるファンと、前記閉空間内に設けられ、前記ファンで発生させた熱風が通過する熱風通路と、前記熱風通路に接続され、前記ステータの周方向から前記ステータの外周面に対して熱風を吹き付ける外周面吹付ダクトと、前記熱風通路に接続され、前記ステータの軸方向から前記ステータの端面に対して熱風を吹き付ける端面吹付ダクトと、前記ファンの動作を制御して前記ステータに吹き付けられる熱風の風速を調整するファンコントローラと、を有し、前記ファンコントローラは、前記ゲル化処理ステーションでは、前記外周面吹付ダクト及び端面吹付ダクトから吹き付けられる熱風の風速を、前記コイルに滴下されたワニスがコイル表面にてゲル化されるまでは熱風でワニスが飛散しない風速以下に抑え、前記硬化処理ステーションでは、ワニスがコイル表面にてゲル化された後はワニスが発泡しない範囲内で上げることを特徴とする。

このワニス硬化装置では、ヒータとファンとによって発生させた熱風が、熱風通路を介して、外周面吹付ダクト及び端面吹付ダクトからステータの外周面及び端面に対して吹き付けられる。このように熱風がステータに直接吹き付けられるため、ステータの昇温性を向上させることができる。これにより、ステータの加熱効率が向上するので、熱風加熱方式によって、消費電力を抑えつつ短時間でワニスを硬化させることができる。

そして、このワニス硬化装置では、ファンコントローラにより、ゲル化処理ステーションおいては、外周面吹付ダクト及び端面吹付ダクトから吹き付けられる熱風の風速が、コイルに滴下されたワニスがコイル表面にてゲル化されるまでは熱風でワニスが飛散しない風速以下に抑えられ、ワニスがコイル表面にてゲル化された後の硬化処理ステーションにおいてはワニスが発泡しない範囲内で上げられる。これにより、ワニスの硬化処理中にワニスを飛散、発泡させることなく、熱風の風速を最大限まで上げてステータの昇温性を高めることができる。従って、ステータの加熱効率が一層向上するので、消費電力を一層抑えつつより短時間でワニスを硬化させることができる。

本発明に係るワニス硬化装置において、前記コイルに滴下されたワニスをコイル表面にてゲル化させるゲル化処理ステーションと、ゲル化されたワニスを硬化させる硬化処理ステーションとを含み複数の処理ステーションを持つ場合には、前記ゲル化処理ステーションと前記硬化処理ステーションには、前記ファン、外周面吹付ダクト、端面吹付ダクト、及びファンコントローラがそれぞれ別個に設けられており、前記ゲル化処理ステーションでは、前記ファンコントローラにより、前記外周面吹付ダクト及び端面吹付ダクトから吹き付けられる熱風の風速が、ワニスが飛散しない風速以下に抑えられ、前記硬化処理ステーションでは、前記ファンコントローラにより、前記外周面吹付ダクト及び端面吹付ダクトから吹き付けられる熱風の風速が、ワニスが発泡しない範囲内で上げられるようにすればよい。

このような構成にすることにより、ゲル化処理と硬化処理とを並行して行うことができるため、ワニスの硬化処理を効率よく実施することができる。これにより、ワニス硬化処理の時間を一層短縮することができる。

そして、前記ゲル化処理ステーションに設けられた端面吹付ダクトは、前記ステータの端面上側より下側の方が風速が速くなるように風向きを変える風向板を備えていることが望ましい。

端面吹付ダクトに上記のような風向板を設けることにより、簡単な構成で、ステータの端面上側より下側の方の風速を速くすることができる。そして、ステータの端面下側に吹き付ける熱風の風速を大きくすることにより、生産効率を低下させることなく、ステータの加熱効率をより一層向上させることができる。
なお、ステータの端面上側より下側に吹き付ける熱風の風速を速くするのは、ステータの端面上側では熱風によってワニスが飛散してしまうと、飛散したワニスがステータのワニス処理不要部分に付着するおそれがあるのに対し、ステータの端面下側では熱風によってワニスが飛散したとしても、ステータに付着することなく下方に落下するため、トリミング作業が必要ないからである。

本発明に係るワニス硬化方法及び装置によれば、上記した通り、熱風加熱方式によって、消費電力を抑えつつ短時間でワニスを硬化させることができる。

本実施の形態に係るワニス処理装置の概略を示す概略構成図である。 ステータ搬送部の概略を示す概略構成図である。 ステータ搬送部に複数設けられているステータ保持部の概略を示す概略構成図である。 図３に示すＡ−Ａ方向から見た矢視図である。 硬化部の概略を示す概略構成図である。 第１ステーションに備わる端面吹付ダクトの概略を示す概略構成図である。 第１ステーションにおける熱風の風速分布を模式的に示す図である。 第２ステーションに備わる吹付ダクトの概略を示す概略構成図である。 硬化部における処理時間とステータの温度変化を示す図である。 第２、第３ステーションに備わる吹付ダクトの変形例を示す図である。 硬化部の変形例を示す図である。 硬化部の変形例を示す図である。

以下、本発明のワニス硬化方法及び装置を具体化した好適な実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態では、ステータを自転させながら公転させて一連のワニス処理を行うワニス処理装置のワニス硬化部に本発明を適用したものを例示する。そこで、本実施の形態に係るワニス処理装置について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係るワニス処理装置の概略を示す概略構成図である。図２は、ステータ搬送部の概略を示す概略構成図である。図３は、ステータ搬送部に複数設けられているステータ保持部の概略を示す概略構成図である。図４は、図３に示すＡ−Ａ方向から見た矢視図である

図１に示すように、ワニス処理装置１０には、複数の空間に区画された本体１１と、ワークであるステータＷを自転させながら区画された空間を順次移動（公転）させるためのステータ搬送部１２と、ワニス処理装置１０の動作を統括的に制御するためのコントローラ１３とが備わっている。
本体１１には、ステータ搬送部１２にステータＷを着脱する着脱部１４と、ステータＷに対するアニーリングを行うアニーリング部１５と、ステータＷにワニスを滴下して含浸させる滴下部１６と、ステータＷに滴下・含浸されたワニスを硬化させる硬化部１７と、ワニスが硬化したステータＷを冷却する冷却部１８とが設けられている。

着脱部１４では、ワニス処理前のステータＷがステータ搬送部１２に装着されるとともに、ワニス処理後のステータＷがステータ搬送部１２から外されるようになっている。また、着脱部１４では、ステータＷを保持するチャック５４（図３参照）の交換が行われるようになっている。そして、着脱部１４の側面（図１中左側）上部にコントローラ１３が配置されている。

ここで、ステータＷのステータ搬送部１２に対する着脱は、ロボットチャック６０によって行われる。ロボットチャック６０は、ステータＷを外径側から把持して搬送するものである。このロボットチャック６０には、ステータＷを把持する把持爪６１，６２と、把持爪６１，６２を開閉させる開閉機構と、それらを移動させる駆動機構６４とを備えている。駆動機構６４は、図１に示すように、上下左右方向に移動可能にされているとともに、紙面前後方向に回動可能とされている（実線で示す水平状態と二点鎖線で示す直立状態とになる）。これにより、ロボットチャック６０は、水平状態（寝かした状態）のステータＷを把持し、直立状態（立てた状態）にして着脱部１４の所定位置に搬送することができ、着脱部１４で、ステータ搬送部１２へのステータＷの着脱を行うことができるようになっている。

アニーリング部１５では、不図示の遠赤ヒータにより遠赤加熱されるようになっている。これにより、アニーリング部１５では、前工程で予備加熱されたステータＷを所定の温度に保温してアニーリング処理を行うようになっている。
滴下部１６には、不図示のワニス供給ポンプに接続された滴下ノズル１９が設けられており、滴下ノズル１９からステータＷに対してワニスが滴下されるようになっている。そして、ステータＷに滴下されたワニスは、ステータＷのコイルに付着し含浸していく。

硬化部１７には、上部にヒータ２０ａ，２０ｂ、循環ファン２１ａ，２１ｂ、ファンコントローラ２２ａ，２２ｂが設けられている。そして、ヒータ２０ａ，２０ｂによって加熱された空気がファンコントローラ２２ａ，２２ｂで制御される循環ファン２１ａ，２１ｂによって熱風として送り出され、その熱風が硬化部１７内に設けられた熱風通路２３ａ，２３ｂを介して第１ステーションＳＴ１から第５ステーションＳＴ５に位置する各ステータＷに吹き付けられるようになっている。このような硬化部１７に対して本発明が適用されている。なお、硬化部１７の詳細については後述する。

冷却部１８では、不図示の冷却ファンによりワニス処理がなされたステータＷが冷却される。これにより、ステータＷの温度が人が触れる程度（例えば、４０℃）まで低下する。

そして、これらの各処理部１４〜１８を通過するように、本体１１内にステータ搬送部１２が配置されている。このステータ搬送部１２には、図２に示すように、無端状の公転用チェーン３０と、公転用チェーン３０の内周側に配置された無端状の自転用チェーン４０と、ステータＷを保持する複数のステータ保持部５０とが備わっている。なお、本実施の形態では、公転用チェーン３０が２本設けられており、その間に自転用チェーン４０が配置されており（図３参照）、２本の搬送レーンが並行して設けられている（図５参照）。ステータ保持部５０は、公転用チェーン３０に所定間隔で配置されて駆動（公転）されるとともに、自転用チェーン４０によって回転軸５２が回転（自転）されるようになっている。つまり、ステータ搬送部１２により、ステータＷを自転させながら公転させることができるようになっている。

ここで、ステータ保持部５０には、図３及び図４に示すように、パレット５１と、回転軸５２と、スプロケット５３と、チャック５４とが備わっている。パレット５１の両端に公転用チェーン３０が配置（固定）されている。パレット５１上には、回転可能に支持された回転軸５２が設けられており、図３では図示を一部省略しているが、回転軸５２の両端にステータＷを内周側から保持するチャック５４が取り付けられている（図５参照）。また、回転軸５２には、スプロケット５３が固定されている。そして、パレット５１を公転用チェーン３０に配置すると、スプロケット５３の歯が自転用チェーン４０に噛み合うようになっている。このような構成により、ステータ保持部５０は、ステータＷを保持した状態で自転させながら公転させることができるようになっている。

公転用チェーン３０は、図２に示すように、駆動ローラ３１と従動ローラ３２とに巻き掛けられている。また、駆動ローラ３１と公転用モータ３４の出力軸に固定されたプーリーとの間には、駆動ベルト３５が張設されている。これにより、公転用モータ３４を駆動すると、公転用モータ３４の回転が、駆動ベルト３５を介して駆動ローラ３１に伝達されるようになっている。そして、駆動ローラ３１が回転駆動されることにより公転用チェーン３０が駆動されるようになっている。この公転用チェーン３０の駆動によって、ステータ保持部５０に保持されたステータＷがワニス処理装置１０内を公転させられることにより、各処理部１４〜１８を間欠移動するようになっている。

自転用チェーン４０は、駆動ローラ４１と２つの従動ローラ４２，４３に巻き掛けられている。また、駆動ローラ４１と自転用モータ４４の出力軸に固定されたプーリー（不図示）との間には、駆動ベルト４５が張設されている。これにより、自転用モータ４４を駆動すると、自転用モータ４４の回転が、駆動ベルト４５を介して駆動ローラ４１に伝達されるようになっており、駆動ローラ４１が回転駆動されることにより自転用チェーン４０が駆動されるようになっている。この自転用チェーン４０の駆動によって、ステータ保持部５０に保持されたステータＷが自転するようになっている。そして、コントローラ１３によって自転用モータ４４の回転数（出力）を変化させることにより、ステータ保持部５０に保持されたステータＷの自転回転数を調整することができるようになっている。

そして、ワニス処理装置１０では、コントローラ１３により、公転用モータ３４および自転用モータ４４の回転駆動および回転数が制御されて、ステータ保持部５０に保持されたステータＷがワニス処理装置１０内を常に一定の回転数で自転しながら適切なタイミングで公転し、ワニス処理が行われるようになっている。

ここで、硬化部について図１、図５〜図７を参照しながら詳細に説明する。図５は、硬化部の概略を示す概略構成図である。図６は、第１ステーションに備わる端面吹付ダクトの概略を示す概略構成図である。図７は、第１ステーションにおける熱風の風速分布を模式的に示す図である。図８は、第２ステーションに備わる吹付ダクトの概略を示す概略構成図である。

硬化部１７には、図１に示すように、第１ステーションＳＴ１〜第５ステーションＳＴ５の５つの処理ステーションが設けられている。第１ステーションＳＴ１では、ステータＷに含浸したワニスをステータ表面でゲル化させるゲル化ステーションである。第２、第３ステーションＳＴ２，ＳＴ３は、ゲル化したワニスを硬化させる硬化ステーションである。第４、第５ステーションＳＴ４，ＳＴ５は、ステータＷを保温する保温ステーションである。

そして、本実施の形態では、搬送レーンが並行して２つ設けられているため、各ステーションがそれぞれ２つずつ設けられている（図５参照）。そして、それぞれの搬送レーン（図５で左右の搬送レーン）に備わるステーションＳＴ１〜ＳＴ５へ熱風を供給することができるようになっている。具体的には、各搬送レーンには、第１及び第５ステーションＳＴ１，ＳＴ５に熱風を供給するためのヒータ２０ａ、循環ファン２１ａ、ファンコントローラ２２ａ、及び熱風通路２３ａが設けられている。また、第２〜第４ステーションＳＴ２〜ＳＴ４に熱風を供給するためのヒータ２０ｂ、循環ファン２１ｂ、ファンコントローラ２２ｂ、及び熱風通路２３ｂが設けられている。

そして、熱風通路２３ａには、ステータＷの軸方向からステータ端面に熱風を吹き付ける端面吹付ダクトＤａ１，Ｄａ５と、ステータＷの周方向からステータ外周面に熱風を吹き付ける外周面吹付ダクトＤｃ１，Ｄｃ５が取り付けられている。同様に、熱風通路２３ｂには、端面吹付ダクトＤａ２，Ｄａ３，Ｄａ４と、外周面吹付ダクトＤｃ２，Ｄｃ３，Ｄｃ４が取り付けられている。これにより、ヒータ２０ａ，２０ｂ及び循環ファン２１ａ，２１ｂによって発生させた熱風を、各ステーションＳＴ１〜ＳＴ５に位置するステータＷの端面及び外周面に対して局所的に吹き付けることができるようになっている。このとき、ヒータ２０ａ，２０ｂ及び循環ファン２１ａ，２１ｂによって発生させた熱風が、熱風通路を介して直接ステータＷの端面及び外周面に対して吹き付けられる。従って、従来のように硬化部１７内（閉空間内）全体を加熱しないので、無駄な加熱スペースが大幅に削減され、効率よくステータＷを昇温させることができる。なお、端面吹付ダクトＤａ１〜Ｄａ５は、ステータＷの端面全域に熱風を吹き付けるが、外周面吹付ダクト，Ｄｃ１〜Ｄｃ５は、ステータＷのコア部分に熱風を吹き付けるようになっている。

ここで、第１ステーションＳＴ１で、ステータＷの表面でワニスをゲル化させるが、このときにワニスが飛散してしまうと、飛散したワニスがステータＷのワニス処理不要部分に付着してトリミング作業を行わなければならなくなる。そうすると、生産効率が低下してしまう。このため、第１ステーションＳＴ１では、ワニスをゲル化させる際、ワニスが飛散しないように、熱風をステータＷに吹き付けている。そのため、第１ステーションＳＴ１に熱風を供給する循環ファン２１ａの出力をファンコントローラ２２ａにより調整して、吹付ダクトＤａ１，Ｄｃ１から吹き付けられる熱風の風速を、ステータＷに付着したワニスが飛散しない風速（例えば１０ｍ／ｓ程度、本実施の形態では８ｍ／ｓ）以下に抑えている。なお、ワニスが飛散しない風速は、使用するワニスの成分により異なるため、使用するワニスに応じて実験により予め求めておけばよい。本実施の形態では、スチレンを３５％含有するワニスを使用している。

また、第１ステーションＳＴ１では、側面吹付ダクトＤａ１に、図６に示すような風向板２５ａ，２５ｂを設けている。風向板２５ａが上下方向の熱風の風向きを変えるものであり、風向板２５ｂが左右方向の熱風の風向きを変えるものである。なお、熱風通路２３ａ内では破線白抜き矢印で示すように上から下に向かって熱風が流れている。そして、この風向板２５ａ，２５ｂの向きが調整されて、第１ステーションＳＴ１では端面吹付ダクトＤａ１から吹き付けられる熱風の風速分布が図７に示すように、ステータＷの下側（１／３程度）と上側（２／３程度）で異なるようにされている。具体的には、上側領域Ｒｕでの風速が６ｍ／ｓ程度とされ、下側領域Ｒｄでの風速が８ｍ／ｓ程度とされている。つまり、ステータＷの端面上側より下側に吹き付けられる熱風の風速が速くされている。このような風速分布にしているのは、ステータＷの端面上側で熱風によってワニスが飛散してしまうと、飛散したワニスがステータＷのワニス処理不要部分に付着するおそれがあるのに対し、ステータＷの端面下側では熱風によってワニスが飛散したとしても、ステータＷに付着することなく下方に落下するため、トリミング作業が必要ないからである。そして、側面吹付ダクトＤａ１からこのような風速分布の熱風がステータＷの端面に吹き付けられることにより、ワニスのゲル化をより短時間で完了させることができる。

次に、第２、第３ステーションＳＴ２，ＳＴ３では、ステータＷに含浸し表面がゲル化したワニスを硬化させている。ワニスの硬化時間を短縮するためには、ステータＷを短時間で昇温させればよいので、ステータＷに吹き付ける熱風の風速を上げればよい。ところが、熱風の風速を上げてステータＷの昇温性を高めていくと、ワニスが発泡してしまうおそれがある。ワニスが発泡してしまうと、巻線の絶縁、物理的支持、発熱のスロット壁への伝達、ピンホールや加工傷のカバーなどというワニス処理の効果を得ることができなくなってしまう。このため、第２、第３ステーションＳＴ２，ＳＴ３では、ワニスを硬化させる際、ワニスが発泡しない範囲内で風速を上げて熱風をステータＷに吹き付けている。そのため、第２、第３ステーションＳＴ２，ＳＴ３に熱風を供給する循環ファン２１ｂの出力をファンコントローラ２２ｂにより調整して、吹付ダクトＤｃ２，Ｄｃ３，Ｄａ２，Ｄａ３から吹き付けられる熱風の風速を、ワニスが発泡しない範囲内で上げている。具体的には、実験から求められるワニス発泡が起こる昇温速度以下（本実施の形態で使用しているワニスの場合には０．２３℃／秒以下）でコイルエンド表面が加熱されるように熱風の風速を調整すればよい。ところが、熱風加熱では、昇温速度０．２３℃／秒で昇温させることはできないと考えられるため、実際には循環ファン２２ｂを最大出力で駆動させればよい。

また、端面吹付ダクトＤａ２，Ｄａ３の吹き出し口には、図８に示すような複数のノズル孔２６が設けられている。これにより、非常に簡単な構造で端面吹付ダクトＤａ２，Ｄａ３から吹き付けられる熱風の風速を高めることができ、ステータＷの昇温速度を速くすることができるようになっている。なお、外周面吹付ダクトＤｃ２，Ｄｃ３の吹き出し口にも、図８に示すような複数のノズル孔２６を設けてもよい。

なお、第５ステーションＳＴ５では、第１ステーションＳＴ１と同様に循環ファン２１ａにより熱風が供給されるため熱風の風速が抑えられているが、ステータＷを所定温度（本実施の形態では１２０〜１３０℃程度）以上に維持することができる。第５ステーションＳＴ５における熱風の風速を上げるために、吹付ダクトＤａ５，Ｄｃ５の吹き出し口に図８に示すような複数のノズル孔２６を設けてもよい。

続いて、上記した構成を有するワニス処理装置１０の動作について説明する。まず、ワニス処理を行う際の動作について説明する。予備加熱が完了したステータＷがワニス処理装置１０に搬送されてくると、ロボットチャック６０が、搬送されてきたステータＷを外周側から把持する。そして、ロボットチャック６０は、把持したステータＷを立ち上げて着脱部１４へと搬送し、チャック５４に装着する。

そして、コントローラ１３により自転用モータ４４が駆動される。そうすると、自転用モータ４４の回転が駆動ベルト４５を介して駆動ローラ４１に伝達され、自転用チェーン４０が反時計回りに駆動される。自転用チェーン４０が反時計回りに駆動すると、ステータ保持部５０のスプロケット５３を介して回転軸５２が時計回り方向に回転する。このとき、回転軸５２は、ステータＷに巻かれたコイルにワニスが滴下・含浸された際にコイルからワニスが染み出さない回転数で自転される。なお、着脱部１４に位置する３つのステータ保持部５０の回転軸５２は回転しない。これらのステータ保持部５０のスプロケット５３は自転用チェーン４０に噛み合っていないからである。

また、公転用モータ３４の回転が駆動ベルト３５を介して駆動ローラ３１に伝達され、公転用チェーン３０が時計回り方向に駆動される。公転用チェーン３０が駆動すると、公転用チェーン３０に固定されているパレット５１（ステータ保持部５０）が移動する。この公転により、例えば、着脱部１４でステータＷが取り付けられたステータ保持部５０が、アニーリング部１５に送られる。

そして、回転軸５２に保持されたステータＷを自転させながら、間欠的に公転用チェーン３０を駆動させることにより、ステータＷが自転しながらアニーリング部１５、滴下部１６、硬化部１７、および冷却部１８を順次移動していきワニス処理が実施される。このようにしてワニス処理が終了したステータＷは、着脱部１４においてロボットチャック６０によってステータ保持部５０から外される。

ここで、硬化部１７では、熱風通路２３ａ，２３ｂを介して熱風を吹付ノズルＤａ１〜Ｄａ５，Ｄｃ１〜Ｄｃ５からステータＷの外周面及び端面に対して吹き付けているため、硬化部１７全体を加熱する必要がないから無駄な加熱スペースが大幅に低減され、ステータＷの昇温性を向上させることができる。これにより、ステータＷの加熱効率が向上するので、従来のように硬化部全体を加熱する場合に比べ、消費電力を抑えつつワニスの硬化処理時間を短縮することができる。

このようにワニス硬化時間の短縮を図ることができるのは、ステータＷに対して熱風を直接吹き付けてワニスを硬化させることと、第１ステーションＳＴ１でワニスをゲル化させ、第２、第３ステーションＳＴ２，ＳＴ３で熱風の風速を上げているからである。これにより、硬化部１７ではワニスの硬化処理中にワニスを飛散、発泡させることなく、熱風の風速を最大限まで上げてステータＷの昇温性を高めることができるのである。

そして、本実施の形態に係るワニス処理装置１０において、硬化部１７でステータＷの昇温性を調べたのでその結果を図９に示す。図９は、硬化部における処理時間とステータの温度変化を示す図である。図９から明らかなように、約６５℃のステータＷが硬化部１７内に搬送されてきた後、第１〜第３ステーションＳＴ１〜ＳＴ３にてステータＷが１３０℃程度まで昇温され、第４、第５ステーションＳＴ４，ＳＴ５にてステータＷが１３０℃程度で保温されてワニスの硬化処理が終了する。また、ステータＷを６５℃から１２０℃まで昇温させるまでに約３３０秒かかることがわかる。

これに対して、従来の硬化部全体を加熱する熱風加熱方式では、ステータＷを６５℃から１２０℃まで昇温させるまでに約６００秒かかり、ワニスの硬化を完了させるために７つの処理ステーションが必要であった。これらのことから、本実施の形態に係るワニス処理装置１０によれば、硬化部１７における昇温性が大幅に改善された結果（昇温時間をほぼ半減）、処理ステーション数を削減でき設備の小型化を図ることができるとともに、生産リードタイムを短縮することができる。また、硬化部１７における昇温性が向上したため、ワニスの硬化処理に要する消費電力（二酸化炭素排出量）も削減することができる。ちなみに、モータ１個当たり製造する際の二酸化炭素排出量は、従来の方法を用いる場合に比べ、ほぼ半減することができた。

以上、詳細に説明したように本実施の形態に係るワニス処理装置１０によるワニス硬化方法によれば、硬化部１７において、第１ステーションＳＴ１で、ワニスが飛散しない風速以下で熱風を吹付ノズルＤａ１，Ｄｃ１からステータＷに対して吹き付けてワニスをゲル化させ、第２、第３ステーションＳＴ２，ＳＴ３で、吹付ノズルＤａ２，３、Ｄｃ２，３からワニスが発泡しない範囲内で風速を上げた熱風をステータＷに対して吹き付ける。これにより、ステータＷに滴下・含浸したワニスの硬化処理中にワニスを飛散、発泡させることなく、熱風の風速を最大限まで上げてステータの昇温性を高めることができる。従って、生産効率を低下させずに、ステータＷの昇温性を向上させることができるため、消費電力を抑えつつ短時間でワニスを硬化させることができ、ワニス処理の効果も確実に得ることができる。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、端面吹付ダクトＤａ２（Ｄａ３）から吹き付ける熱風の風速を高めるために複数のノズル孔２６を設けているが、吹き出し口形状はこれに限られず、例えば図１０に示すように、吹き出し口をラッパ状にしても熱風の風速を高めることができる。この場合には、吹き出し口の径をステータＷの径以下にする必要がある。吹き出し口の径をステータＷの径よりも大きくしてしまうと、熱風が逃げて昇温性が悪化するからである。

また、上記した実施の形態では、硬化部１７に各搬送レーンに独立して循環ファン２１ａ（２１ｂ）及びファンコントローラ２２ａ（２２ｂ）を設けていたが、図１１に示す硬化部１７ａのように、各搬送レーンに共通の循環ファン２１ａ（２２ｂ）及びファンコントローラ２２ａ（２２ｂ）を設けてもよい。これにより、設備の簡素化を図ることができる。

あるいは、図１２に示す硬化部１７ｂのように、各搬送レーンを独立させて硬化部１７をより小さな区画で仕切るようにしてもよい。これにより、ステータＷ以外（チェーンや搬送パレットなど）を加熱する必要がなくなり熱損失が少なくなり、より効率的にステータＷを加熱することができる。

さらに、上記した実施の形態では、並行して設置された２本の搬送レーンを有するワニス処理装置の硬化部に対して本発明を適用した場合を例示したが、１本の搬送レーンのみのワニス処理装置の硬化部にも本発明を適用することができる。また、ステータＷが公転せずに自転のみしてワニスの硬化が行われるワニス硬化装置に対しても本発明を適用することができる。

１０ ワニス処理装置
１７ 硬化部
２０ａ，２０ｂ ヒータ
２１ａ，２１ｂ 循環ファン
２２ａ，２２ｂ ファンコントローラ
２３ａ，２３ｂ 熱風通路
２５ａ，２５ｂ 風向板
２６ ノズル孔
Ｄａ１〜Ｄａ５ 端面吹付ダクト
Ｄｃ１〜Ｄｃ５ 外周面吹付ダクト
ＳＴ１〜ＳＴ５ 第１〜第５ステーション
Ｗ ステータ

Claims (6)

1. ステータに備わるコイルに滴下・含浸させたワニスを、ステータを回転させながら閉空間内で硬化させるワニス硬化方法において、
   ステータに対して熱風を前記閉空間内に設けられた熱風通路を介して局所的に吹き付ける際、前記コイルに滴下されたワニスをコイル表面にてゲル化させるゲル化処理ステーションにおいて低風速で熱風を吹き付けてワニスをコイル表面にてゲル化させた後、前記ゲル化処理ステーションとは別の、ゲル化されたワニスを硬化させる硬化処理ステーションにおいて風速を上げて熱風を吹き付け、前記ステータを昇温させてワニスを硬化させる
   ことを特徴とするワニス硬化方法。
2. 請求項１に記載するワニス硬化方法において、
   前記ステータの周方向と軸方向から前記ステータの外周面と端面に対して熱風を局所的に吹き付ける
   ことを特徴とするワニス硬化方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載するワニス硬化方法において、
   ワニスをゲル化させるときには、前記コイルに滴下されたワニスが吹き付けられる熱風で飛散しない風速以下で熱風を吹き付け、
   前記ステータを昇温させるときには、ワニスが発泡しない範囲内で熱風の風速を上げる
   ことを特徴とするワニス硬化方法。
4. ステータに備わるコイルに滴下・含浸させたワニスを、ステータを回転させながら閉空間内で硬化させるワニス硬化装置において、
   前記コイルに滴下されたワニスをコイル表面にてゲル化させるゲル化処理ステーションと、ゲル化されたワニスを硬化させる硬化処理ステーションとを少なくとも有し、
   前記ゲル化処理ステーションおよび前記硬化処理ステーションは、
   ヒータにより加熱された空気を送り出して熱風を発生させるファンと、
   前記閉空間内に設けられ、前記ファンで発生させた熱風が通過する熱風通路と、
   前記熱風通路に接続され、前記ステータの周方向から前記ステータの外周面に対して熱風を吹き付ける外周面吹付ダクトと、
   前記熱風通路に接続され、前記ステータの軸方向から前記ステータの端面に対して熱風を吹き付ける端面吹付ダクトと、
   前記ファンの動作を制御して前記ステータに吹き付けられる熱風の風速を調整するファンコントローラと、を有し、
   前記ファンコントローラは、前記ゲル化処理ステーションでは、前記外周面吹付ダクト及び端面吹付ダクトから吹き付けられる熱風の風速を、前記コイルに滴下されたワニスがコイル表面にてゲル化されるまでは熱風でワニスが飛散しない風速以下に抑え、前記硬化処理ステーションでは、ワニスがコイル表面にてゲル化された後はワニスが発泡しない範囲内で上げる
   ことを特徴とするワニス硬化装置。
5. 請求項４に記載するワニス硬化装置において、
   前記コイルに滴下されたワニスをコイル表面にてゲル化させるゲル化処理ステーションと、ゲル化されたワニスを硬化させる硬化処理ステーションとを少なくとも有し、
   前記ゲル化処理ステーションと前記硬化処理ステーションには、前記ファン、外周面吹付ダクト、端面吹付ダクト、及びファンコントローラがそれぞれ別個に設けられており、
   前記ゲル化処理ステーションでは、前記ファンコントローラにより、前記外周面吹付ダクト及び端面吹付ダクトから吹き付けられる熱風の風速が、ワニスが飛散しない風速以下に抑えられ、
   前記硬化処理ステーションでは、前記ファンコントローラにより、前記外周面吹付ダクト及び端面吹付ダクトから吹き付けられる熱風の風速が、ワニスが発泡しない範囲内で上げられる
   ことを特徴とするワニス硬化装置。
6. 請求項５に記載するワニス硬化装置において、
   前記ゲル化処理ステーションに設けられた端面吹付ダクトは、前記ステータの端面上側より下側の方が風速が速くなるように風向きを変える風向板を備えている
   ことを特徴とするワニス硬化装置。

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