JP6971795B2 - 相間紙装着装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、相間紙装着装置に関する。

モータやジェネレータなどの回転電機のステータにおいて、円筒状に構成されたステータの内壁に複数の溝状のスロットが形成され、スロットに異なる相の複数のコイルが巻き付けられる構成が知られている。このようなステータにおいて、異なる相のコイルの間には、短絡を防止するための相間紙が配置されている。ステータに相間紙を配置する方法として、一対の相間紙が紐状の連結部材により連結された相間紙ユニットを用い、手作業により、連結部材をスロットに挿入し、両端の相間紙をそれぞれステータの軸方向の一端側と他端側の所定位置に配置することが行われている。

実施形態は、相間紙の装着処理を行うことができる、相間紙装着装置を提供することを目的とする。

実施形態にかかる相間紙装着装置は、挿入ヘッドを備える。挿入ヘッドは、複数のガイド爪と、複数のゲート部と、複数の押さえ部と、を備える。複数のガイド爪は、筒状に構成され内周に複数のスロットを有するステータの径方向の外方に開口するとともに、前記ステータの第１方向両端に配される複数の相間紙間を連結する帯状の連結部材が配される、スリットを有し、前記ステータの径方向に移動可能に構成される。複数のゲート部は、前記スリットに配される前記連結部材の径方向外側の規制位置と、前記連結部材から退避する開放位置とで移動可能に構成される。複数の押さえ部は、前記相間紙に対向する押さえ面を有するとともに、前記ステータの径方向に移動可能に構成される。

第１実施形態にかかる相間紙装着装置の構成を示す斜視図。 第１実施形態にかかる相間紙装着装置及び相間紙装着方法における相間紙ユニットとステータの構成及び位置関係を示す説明図。 同相間紙ユニットとステータの構成及び位置関係を示す説明図。 同相間紙ユニットとステータの構成及び位置関係を示す説明図。 本実施形態にかかるステータの構成を示す斜視図。 第１実施形態にかかる相間紙装着装置のセット装置の構成を示す斜視図。 同セット装置の相間紙テーブルの構成を示す斜視図。 同相間紙装着装置の挿入ヘッドの構成を示す斜視図。 同挿入ヘッドの構成を示す斜視図。 同挿入ヘッドの構成を示す斜視図。 同挿入ヘッドの一部の構成を示す斜視図。 同挿入ヘッドの一部の構成を示す斜視図。 同挿入ヘッドの一部の構成を示す斜視図。 同挿入ヘッドの一部の構成を示す斜視図。 同挿入ヘッドの一部の構成を示す斜視図。 同挿入ヘッドの一部の構成を示す斜視図。 他の実施形態にかかる相間紙装着装置の構成を示す斜視図。 同相間紙装着装置の構成を示す平面図。 他の実施形態にかかる相間紙装着装置の相間紙ユニットとステータの構成及び位置関係を示す説明図。

［第１実施形態］
以下に、第１実施形態に係る相間紙装着装置１について図１乃至図１６を参照して説明する。図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する３方向を示す。Ｘ軸は第１方向、Ｙ軸は第２方向、Ｚ軸は第３方向に沿って配置される。

図１は、相間紙装着装置１を示す斜視図である。図１に示すように、相間紙装着装置１は、架台１２と、セット装置１３と、挿入装置１４と、ステータ支持部１５と、電装部１６と、を備える。本実施形態にかかる相間紙装着装置１は、軸が第１方向に沿って水平に配される横置きのステータ１７に、相間紙ユニット１８を装着する例を示す。

［ステータ］
図２乃至図４は、ステータ１７と相間紙ユニット１８の構成を示す説明図であり、図５は相間紙ユニット１８が装着された状態のステータ１７の構成を示す斜視図である。ステータ１７は、例えばモータやジェネレータ等の回転電機に用いられる。ステータ１７は、例えば複数の電磁鋼板が積層されて円筒状に構成されたステータコア２１と、２相の巻線コイルであるＵＶ相コイル２５ａ及びＶＷ相コイル２５ｂ、複数の相間紙ユニット１８と、複数の樹脂シート２４と、を有する。ステータコア２１の内壁には、スロット２２が複数形成される。隣接するスロット２２の間にそれぞれステータ１７の径方向に沿う壁状部２３が形成されている。

スロット２２は、ステータコア２１の周方向において等間隔で並列し、内周側に向かって開口する溝である。スロット２２は、深さ方向がステータ１７の径方向に沿うように放射状に形成されている。本実施形態においては一例として各スロット２２がステータ１７の軸方向に沿ってステータ１７の全長に亘って形成される例を示すが、これに限られるものではなく、例えば軸に対して傾斜して延びるスロット２２であってもよい。各スロット２２の幅は開口の入口２２ａの幅が狭く、底部２２ｂに向けて幅が広がっている。各スロット２２には、カフスと呼ばれる絶縁用の樹脂シート２４が装着されている。なお樹脂シート２４は図３及び図４に一箇所のみ示すが、全てのスロット２２に同様に装着されている。

ステータ１７のスロット２２には、２相の巻線コイルであるＵＶ相コイル２５ａ及びＶＷ相コイル２５ｂが巻き付けられている。本実施形態において、外周側にＵＶ相コイル２５ａが配され、内周側にＶＷ相コイル２５ｂが配されている。各コイル２５は、ステータ１７の周方向において８極ずつ設けられている。ＵＶ相コイル２５ａの内側と、ＶＷ相コイル２５ｂの内側に、それぞれ、相間紙ユニット１８が配されている。

［相間紙ユニット］
図２乃至図５に示すように、相間紙ユニット１８は、耐熱絶縁紙で構成される２枚の相間絶縁紙２６、２７（相間紙）と、相間絶縁紙２６、２７間を連結する３本の帯状の連結部材２８と、を備える。本実施形態において、ＵＶ相コイル２５ａの内側と、ＶＷ相コイル２５ｂの内側に、それぞれ、４つの相間紙ユニット１８が、中心角９０度の間隔で４つずつ、配されている。

各相間絶縁紙２６，２７は、第１方向に所定寸法を有する帯状の耐熱絶縁紙で構成されている。厚さは０．２ｍｍ程度である。例えば相間絶縁紙２６，２７は第１方向の大きさが異なり、第１方向の寸法が大きい方がリード側、第１方向の寸法が小さい方が反リード側となる。

各相間絶縁紙２６，２７は、所定の４箇所で第１方向に沿って折り曲げられ、２極のコイル２５の形状に沿う段差が形成されている。各相間絶縁紙２６，２７は、２極分のコイル２５の内周面を覆うとともに、一部が隣接する相間絶縁紙２６，２７に重ねて配置される。周方向において隣り合う相間紙ユニット１８は、一方の相間紙ユニット１８の相間絶縁紙２６，２７の端部の谷折りとなる折曲部分に、他方の相間紙ユニット１８の相間絶縁紙２６，２７の端縁部分が配され、一部が重なり合うように、配置される。

連結部材２８は、樹脂製で帯状に構成されている。装着状態で周方向に沿って配される連結部材２８の幅は、例えばスロット２２の中間部の幅Ｗ２よりも小さく、スロット２２の開口である入口２２ａの幅Ｗ１よりも大きい寸法に設定されている。例えば本実施形態において、連結部材２８は幅３ｍｍ程度，厚さ０．１７ｍｍ程度である。連結部材２８の両端部はそれぞれ、相間絶縁紙２６，２７に例えば溶着により接合されている。

相間紙ユニット１８は、一対の相間絶縁紙２６，２７間の距離が、ステータ１７のスロットの長さ、ここではステータ１７の第１方向の距離、よりも大きく設定されている。

図２乃至図５に示す様に、相間紙ユニット１８をステータ１７に装着した状態では、各相間紙ユニット１８において、一方の相間絶縁紙２６がステータ１７の第１方向一方に配され、他方の相間絶縁紙２７がステータ１７の第１方向他方に配され、連結部材２８がスロット２２内を通って第１方向に延びている。

［相間紙装着装置］
［架台］
図１に示すように、架台１２は、複数のフレーム部材を有する脚部１２ａと、所定高さに配されるヘッドテーブル１２ｂと、ヘッドテーブル１２ｂよりも上位に配されるステータテーブル１２ｃと、を備える。

［セット装置］
図６は、セット装置１３の構成を示す斜視図である。図７はセット装置１３の相間紙テーブル３１を示す説明図である。セット装置１３は、相間紙ユニット１８が設置される相間紙テーブル３１と、相間紙ユニット１８を保持して移動させる一対のチャック装置３２と、を備える。

相間紙テーブル３１は、相間紙ユニット１８を支持する載置面３３ａを有する受け台３３と、受け台３３の一端に回動可能に連結された蓋部３４と、制御部の制御により受け台３３を昇降動させる受け台移動用のエアシリンダ３５と、蓋部３４を昇降動させる蓋部移動用のエアシリンダ３６と、蓋部３４を開閉させる開閉機構としてのエアシリンダ３７と、を備える。

受け台３３は、ヘッドテーブル１２ｂの上方に移動可能に支持されている。受け台３３は、相間紙ユニット１８を支持する載置面３３ａを有する。受け台３３の載置面３３ａにはチャック装置３２のチャックアーム３８の把持部３８ａが挿入可能な開口を形成する複数の凹部３３ｂが形成されている。

蓋部３４は、受け台３３の一端側の端縁に回動可能に連結されている。蓋部３４は、蓋部開閉シリンダに連結され、受け台３３上に対向配置された押さえ位置と受け台３３上から退避した開放位置との間を回動して移動することで、受け台３３との間に相間紙ユニット１８を保持し、あるいは受け台３３上を開放する。

チャック装置３２は、受け台３３の第１方向における一方と他方にそれぞれ設けられる。各チャック装置３２は、受け台３３に向けて第１方向に延びる３本のチャックアーム３８と、複数のチャックアーム３８を駆動するチャック駆動装置３９と、を備える。

チャックアーム３８は長手方向がＸ方向に沿う姿勢で配置され、Ｘ軸方向に進退動可能に構成されている。チャックアーム３８の、相間紙テーブル３１側である先端部には、相間紙の上下面を把持する把持部３８ａが設けられている。把持部３８ａは、開閉可能な一対の把持片を備える。

チャック駆動装置３９は、チャックアーム３８に接続される。チャック駆動装置３９は、各チャックアーム３８の把持部３８ａを開閉するエアチャック機構３９ａと、チャックアーム３８をＸ軸方向及びＺ軸方向に進退動させるアーム移動用のエアシリンダ３９ｂ，３９ｃと、チャックアーム３８を所定の軸を中心に回転させるロータリアクチュエータ３９ｄと、を備える。

以上のように構成されたセット装置１３は、受け台３３上に置かれた相間紙ユニット１８を挿入装置１４に受け渡す。具体的には、まず、セット装置１３は、相間紙ユニット１８の両端の相間絶縁紙２６，２７の、連結部材２８との接合部を、チャックアーム３８により把持する。また、セット装置１３は、チャックアーム３８の回動及び移動により連結部材２８の位置及び方向を調整し、相間紙ユニット１８の形状が、装着対象のスロット２２の位置及び方向に合うように、矯正する。具体的には、３本の連結部材２８の間隔を、対象の複数のスロット２２の間隔及び位置に合うように移動させるとともに、連結部材２８の幅方向がステータ１７の径方向に沿う様に放射状に向ける。以上により、相間絶縁紙２６，２７が撓んで湾曲形状に曲成され、連結部材２８がステータ１７のスロット２２の方向に沿う姿勢となる。さらに、セット装置１３は、矯正された状態の相間紙ユニット１８を、挿入ヘッド４１のガイド爪６５に挿入することで、相間紙ユニット１８を挿入装置１４に受け渡す。

［挿入装置］
図８は挿入装置１４の挿入ヘッド４１を示す斜視図であり、図９は相間紙ユニット１８を保持した挿入ヘッド４１を示す斜視図である。

図１，図８及び図９に示すように、挿入装置１４は、相間紙テーブル３１の上方に配され相間紙ユニット１８を保持する挿入ヘッド４１と、挿入ヘッド４１を移動させるヘッド移動装置４２と、を備える。ヘッド移動装置４２は、ヘッドテーブル１２ｂ上に設けられ、Ｚ軸方向に沿うガイドレール４２ａと、挿入ヘッド４１をＺ軸方向に往復移動させる昇降用エアシリンダ４２ｂと、Ｘ軸方向に沿うガイドレール４２ｃと、挿入ヘッド４１をＸ軸方向に進退動させるエアシリンダ４２ｄと、を備える。ヘッド移動装置４２は、挿入ヘッド４１のベース部４３をＸ，Ｚの２軸方向に往復移動可能に支持する。

挿入ヘッド４１は、ベース部４３と、テンション付与装置４４と、ガイド装置４５と、押出し装置４６と、押さえ装置４７と、ゲート装置４８と、を備える。

ベース部４３は、ヘッド移動装置４２によって移動可能に支持される固定プレート５１を備える。ベース部４３に、後述する各種のシャフト、複数のエアシリンダ、及び複数のロータリアクチュエータが支持されている。

［テンション付与装置］
図１１はテンション付与装置４４を示す説明図である。図８乃至図１１に示すように、テンション付与装置４４は、プレート移動用のエアシリンダ５２と、第１方向に移動可能な可動プレート５３と、を備える。エアシリンダ５２はベース部４３に取付けられている。可動プレート５３は、エアシリンダ５２に接続され、固定プレート５１に対して第１方向に移動可能に支持される。

可動プレート５３には、軸方向の一方側のホルダユニット６０が、支持されている。可動プレート５３が第１方向の一方に移動することで、一方のホルダユニット６０が、第１方向の一方に移動し、第１方向の他方側において別の支持プレート５４に固定された他方のホルダユニット６０との距離が可変に構成されている。

テンション付与装置４４は、連結部材２８の一方を保持するホルダユニット６０を、可動プレート５３とともに移動させることで、連結部材２８の２箇所の支持位置間の距離を調整し、連結部材２８に所定の張力を付与する。

［ガイド装置］
図１２は、ガイド装置４５を示す説明図である。ガイド装置４５は、固定プレート５１に支持されて第１方向に延びる支持シャフト５５と、固定プレート５１に支持されて第１方向に延びる第１の軸動シャフト５６と、支持シャフト５５の第１方向の両端にそれぞれ設けられたプレートセット５７と、両端のプレートセット５７を連結する複数本のガイド部としてのガイドアーム５８ａ，５８ｂと、駆動装置としての第１のエアシリンダ５９と、を備える。

軸動シャフト５６は、軸方向の所定の２箇所に、外径が拡大するテーパ状のカム面５６ａが形成されている。軸動シャフト５６は第１のエアシリンダに接続され、第１方向に往復移動可能に構成されている。

各プレートセット５７，５７は、支持シャフト５５に回転可能に支持される第１の回動プレート５７ａ，５７ｂと第２の回動プレート５７ｃ，５７ｄとを備える。各プレートセット５７，５７の第１の回動プレート５７ａ，５７ｃと第２の回動プレート５７ｂ、５７ｄは、軸動シャフト５６のテーパ状のカム面５６ａに当接するカムフォロア５７ｅをそれぞれ備える。

第１及び第２の回動プレート５７ａ〜５７ｄは、径方向外方に延びる３本の支持アーム５７ｆをそれぞれ備える。第１の回動プレート５７ａの３本の支持アーム５７ｆの先端部同士が３本のガイドアーム５８ａによって連結されている。第２の回動プレート５７ｂ，５７ｄの３本の支持アーム５７ｇの先端部同士が３本のガイドアーム５８ｂによって連結されている。複数のガイドアーム２８ａ，２８ｂは、スロット２２の延出方向に沿って配されている。すなわち、６本のガイドアーム２８ａ，２８ｂは、本実施形態においては第１方向に延びている。一対のガイドアーム２８ａ，２８ｂは、閉状態において、径方向に沿う姿勢で配置可能な僅かな隙間を介して近接して配置されている。すなわち、一対のガイドアーム２８ａ，２８ｂは閉状態において、連結部材の厚みよりも大きく幅寸法よりも小さい、隙間を有している。

ガイド装置４５は、セット装置１３からの受け渡しの際に、エアシリンダ５９によって軸動シャフト５６が第１方向の一方に移動すると、軸動シャフト５６のテーパ状のカム面５６ａが移動することで、第１の回動プレート５７ａ，５７ｃと第２の回動プレート５７ｂ，５７ｄのカムフォロア５６ｅを押圧し、一対の第１の回動プレート２７ａ，２７ｃと３本のガイドアーム５８ａが一方に、一対の第２回動プレート５７ｂ，５７ｄと３本のガイドアーム５８ｂが他方に、所定角度回動する。この回動により、一対のガイドアーム５８ａ，５８ｂ間の距離が拡大し、ガイド装置４５が開状態となる。

エアシリンダ５９によって軸動シャフト５６が第１方向の他方に移動すると、軸動シャフト５６のテーパ状のカム面５６ａが移動することで、第１の回動プレート５７ａ，５７ｃと第２の回動プレート５７ｂ，５７ｄのカムフォロア５７ｅからカム面５６ａが退避し、第１の回動プレート５７ａ，５７ｃ及び第２の回動プレート５７ｂ，５７ｄが元の位置に復元し、閉状態となる。閉状態において、一対のガイドアーム５８ａ，５８ｂ間の隙間に連結部材２８が配され、連結部材２８がスロット２２の延出方向、すなわち第１方向に延びる姿勢となる。

［押出し装置］
図１３は押出し装置４６を示す斜視図である。押出し装置４６は、第１のロータリアクチュエータ６１と、第１の回転シャフト６２と、一対の爪用カムプレート６３，６３と、複数の押出し部としての押出しプレート６４と、を備える。

第１のロータリアクチュエータ６１は、ベース部４３に固定され、回転シャフト６２を所定のタイミングで回転させる。

第１の回転シャフト６２は、第１方向に延び、ロータリアクチュエータ６１の動作により正逆方向に回転する。

一対の爪用カムプレート６３，６３は、第１の回転シャフト６２に固定され、第１の回転シャフト６２の回動に伴い回動する。爪用カムプレート６３，６３は、その外面に、回転シャフトの軸心からの距離が変化するカム面６３ａを有している。

複数の押出しプレート６４は、挿入ヘッド４１の第１方向両端にそれぞれ設けられた可動プレート５３と、支持プレート５４に、径方向に移動可能に、支持される。本実施形態においては、可動プレート５３及び支持プレート５４において、３本の連結部材２８の両端に対応する３箇所の保持位置に、それぞれ、押出しプレート６４が配される。６枚の押出しプレート６４は、径方向に延びる矩形の板状に構成され、先端部に一対の押出し部としてのガイド爪６５を有している。ガイド爪６５は、複数の連結部材２８の、接合部分近傍であって、ステータの第１方向外側の位置に対向して設けられる。ガイド爪６５は、一対の爪片６５ａを備え、径方向に延びるともに径方向外側に開口するスリット６５ｂが形成されている。スリット６５ｂは、連結部材２８の厚さ寸法よりも大きく、連結部材２８の幅寸法よりも小さい、幅寸法を有している。スリット６５ｂは、所定の径方向に向けて挿入された連結部材２８の、接合部分近傍であって、ステータの第１方向外側の位置を、保持し、連結部材２８の姿勢を規制する。

各押出しプレート６４はカムフォロア６４ｂを備える。カムフォロア６４ｂは、例えば軸方向に突出する円柱状の突起であり、その外面に、カム面５３ａに当接される受け面６４ｃを有している。第１の回転シャフト６２の回転に伴うカムプレート６３の回転動作により、受け面６４ｃが押圧され、押出しプレート６４が径方向に往復動作する。

押出しプレート６４は、スリットに連結部材２８が配された状態で、径方向外方に移動することで、連結部材２８を、外周側に押し出し、対向配置されたスロット２２内に挿入する。その後、押出しプレート６４がガイド爪６５とともに径方向内方に移動することで、連結部材２８の保持を解除する。

［押さえ装置］
図１４は、押さえ装置４７を示す斜視図である。図８乃至図１４に示すように、押さえ装置４７は、第２のロータリアクチュエータ６６と、第２の回転シャフト６７と、一対の押さえカムプレート６８と、複数の押さえ部としての押さえプレート６９と、を備える。

第２のロータリアクチュエータ６６は、ベース部４３に固定されている。

第２の回転シャフト６７は、第１方向に延び、第２のロータリアクチュエータ６６の動作により正逆方向に回転する。

一対のカムプレート６８は、第２の回転シャフト６７に固定され、第２の回転シャフト６７の回動に伴い回動する。カムプレート６８は、その外面に、第２の回転シャフト６７の軸心からの距離が変化するカム面６８ａを有している。

複数の押さえプレート６９は、挿入ヘッド４１の第１方向両端にそれぞれ設けられた可動プレート５３及び支持プレート５４に、径方向に移動可能に、支持される。本実施形態においては、各可動プレート５３及び支持プレート５４において、３本の連結部材２８の両端に対応する３箇所の保持位置に、それぞれ、押さえプレート６９が配される。６枚の押さえプレート６９は、径方向に延びる矩形の板状に構成され、先端部に押さえ部としての押さえ片７０を有している。

押さえ片７０は、細長い板状部材がＬ字状に屈曲形成されている。押さえ片７０は、ステータ１７に対向配置され、径方向に押圧されることでステータ１７の軸方向両端の外側に位置する相間絶縁紙を、径方向外方に押圧する、押さえ面７０ａを有する。

また、各押さえプレート６９は、カムフォロア６９ｂを備える。カムフォロア６９ｂは、例えば軸方向に突出する円柱状の突起であり、その外面に、カム面に当接される受け面を有している。第２回転シャフト６７の回転に伴うカムプレート６８の回転動作により、受け面が押圧され、押さえプレート６９が径方向に往復動作させられる。

押さえ片７０は、複数の連結部材２８の接合部分近傍であって、ステータの第１方向外側の位置に対向して設けられる。押さえ片７０はガイド爪６５よりも第１方向において挿入ヘッド４１の端部側に位置し、相間絶縁紙２６，２７の、連結部材２８との接合部の位置近傍に対向する位置に配される。

［ゲート装置］
図１５は、ゲート装置４８を示す斜視図である。図８乃至図１５に示すように、ゲート装置４８は、固定プレート５１に支持されて第１方向に延びる支持シャフト７１と、固定プレート５１に支持されて第１方向に延びる第２の軸動シャフト７２と、支持シャフト７１の第１方向の両端部にそれぞれ設けられたゲートプレート７３と、軸動シャフト７２を駆動する第２のエアシリンダ７４と、を備える。

第２の軸動シャフト７２は、軸方向の所定の２箇所に、外径が変化するテーパ状のカム面７２ａが形成されている。軸動シャフト７２は第２のエアシリンダ７４に接続され、第１方向に往復移動可能に構成されている。

各ゲートプレート７３は、支持シャフト７１に回転可能に支持され、第２の軸動シャフト７２のテーパ状のカム面７２ａに当接するカムフォロア７３ａをそれぞれ備える。ゲートプレート７３は、径方向に延びる３本のゲートアーム７３ｂをそれぞれ備える。軸動シャフト７２の前後運動によって、ゲートプレート７３が所定角度回動すると、３本のゲートアーム７３ｂが回動し、スリット６５ｂを塞ぐ閉位置とスリット６５ｂの開口部から退避する開位置とで往復する。

ゲートアーム７３ｂは、径方向に延びるとともに、先端側が屈曲してＬ字状に構成されている。ゲートアーム７３ｂは、軸方向及び径方向に交差して延びるゲート部としてのゲート片７３ｃを備え、ガイド爪６５に挟まれた連結部材２８の、スリットの開口側にゲート片７３ｃが配されることで、連結部材２８がガイド爪から抜け出るのを防止する。ゲート片７３ｃは、ガイド爪６５よりも軸方向の中央側であって爪片６５ａとガイドアーム５８との間に配される。

すなわち、ゲート片７３ｃは、径方向外方に向けて開口したスリット６５ｂに配された連結部材２８の、径方向外側に配置され、連結部材２８の位置を規制する規制状態と、スリット６５ｂの開口から退避する開放状態とで切替え可能に構成されている。

ガイド爪６５と、押さえ片７０と、ゲート片７３ｃとによりホルダユニット６０が構成される。挿入ヘッド４１の第１方向両端部であって、周方向における所定の３箇所に、それぞれホルダユニット６０が設けられている。ホルダユニット６０は、複数の連結部材２８の接合部分近傍であって、ステータの第１方向外側の位置に対向して設けられる。図１６は、挿入ヘッド４１に相間紙ユニット１８が装着された状態を示す斜視図である。図１６に示されるように、各ホルダユニット６０によって、連結部材２８と相間絶縁紙２６，２７との接合部分近傍に対応する６箇所が、保持される。

［ステータ支持部］
図１乃至図３に示す様に、ステータ支持部は、ヘッドテーブル１２ｂの上方に支持されるステータテーブル１２ｃと、ステータテーブル１２ｃ上に配置され、ステータ１７の円弧状の外面を支持するステータ１７受け部と、ステータ１７を回転させる回転機構と、を備える。

［電装部］
電装部１６は、電源や制御装置を備える。制御装置は、制御部であるプロセッサと、ＲＡＭやＲＯＭを有するメモリと、を備える。プロセッサは、予め設定されたプログラムや各種条件にしたがって、所定のプログラムを実行することにより、駆動装置の動作を制御し、相間紙装着装置１の各部の動作を制御する。駆動装置は例えば、アクチュエータ、モータ、またはシリンダ、あるいはこれらの組み合わせである。

［相間紙装着方法］
本実施形態にかかる回転電機の製造方法及び相間紙装着方法について、図１乃至図１０を参照して説明する。回転電機の製造方法及び相間紙装着方法は、相間紙テーブル３１の受け台３３上に置かれた相間紙ユニット１８を、セット装置１３により挿入ヘッド４１にセットするセット工程と、挿入ヘッド４１にセットされた相間紙ユニット１８を回転電機のステータ１７のスロット２２に装着する装着工程と、を備える。

セット工程として、セット装置１３は、プロセッサの制御により、相間紙テーブル３１を駆動し、受け台３３上に相間紙ユニット１８が置かれた状態で、蓋部３４を閉じる。次に、プロセッサはチャック装置３２を駆動し、チャックアーム３８を前進させ、把持部３８ａを閉じることにより、６本のチャックアーム３８により相間紙ユニット１８の所定の６箇所を保持する。次にプロセッサは、蓋部３４材を開け、受け台３３を下降させる。

続いて、セット装置１３は、プロセッサの制御により、チャック装置３２の上方にある挿入ヘッド４１を下降させ、相間紙ユニット１８を挿入ヘッド４１に対向配置させる。次に、図２に示すように、チャックアーム３８を回動及び移動させ、挿入ヘッド４１の６箇所の爪片の位置関係と対応する所定の形状に変形させる。

このとき、図２乃至図５に示すように、相間紙ユニット１８の接合部近傍の６箇所を回動し移動させることで、連結部材２８の厚さ方向が、所定の中心軸に直交するように、向きを変え、連結部材２８の幅方向をスロット２２の深さ方向、すなわち径方向に沿うように、相間紙ユニット１８の形状を矯正する。

相間紙ユニット１８を矯正した後、プロセッサは、チャックアーム３８を、径方向に移動させ、ガイド爪６５の爪片６５ａ間のスリット６５ｂに、各連結部材２８を挿入する。このとき、挿入ヘッド４１は待機状態であり、ガイドアーム５８は開状態であり、ゲートアーム７３ｂはガイド爪６５のスリット６５ｂを開放する退避位置に待機している。また、押さえ片７０及びガイド爪６５は径方向内側に退避している。

連結部材２８がスリット６５ｂ内に挿入した後、プロセッサは、第２のエアシリンダ７４を駆動してゲートプレート７３を回動させてゲート片７３ｃを規制位置に移動させるとともに、ガイドアーム５８を閉じる。すなわち、ガイド爪６５とゲート片７３ｃとで連結部材２８の両端の接合部近傍を保持するとともに、ガイドアーム５８によって連結部材２８の中央部分をガイドする保持状態とする。以上によりセット工程が終了する。

装着工程において、まずプロセッサは、テンション装置を駆動して、第１方向に離間する両端のホルダユニット６０間の距離を調整することにより、連結部材２８を引っ張り、張力を付与する。続いて、挿入ヘッド４１を第１方向に移動して、ステータ１７の開口に挿入し、さらに下降させることで、挿入ヘッド４１をステータ１７の内周面の所定箇所に対向配置させる。このとき、ガイドアーム５８ａ，５８ｂは対象のスロット２２に対向配置され、各ゲート片７３ｃ及びガイド爪６５はステータ１７の軸方向の両端であって対象のスロット２２の軸方向の端部より僅かに外側の位置に対向配置される。また、相間紙ユニット１８の一対の相間絶縁紙２６，２７が、ステータ１７の軸方向両端の外側に位置するとともに、連結部材２８が対応するスロット２２に対向配置される。

続いて、ゲートプレート７３を回動することによりゲート片７３ｃを退避させ、爪用の第１のロータリアクチュエータ６１を駆動することで、ガイド爪６５とともに連結部材２８の接合部近傍を径方向外方向に押し出す。一対のガイドアーム２８ａ，２８ｂは、閉状態においても僅かに開口しているため、第１方向両端のガイド爪６５の径方向外方への移動に伴い、連結部材２８がガイドアーム２８ａ、２８ｂから抜け出て径方向外方に移動し、スロット２２内に連結部材２８が挿入される。

さらに、押さえ用の第２のロータリアクチュエータ６６を駆動することで、押さえ片７０を外方に押出し、相間絶縁紙２６，２７をステータ１７に向けて外方に押圧する。続いて、押さえ片７０による押圧状態を維持したまま、爪用の第１のロータリアクチュエータ６１を駆動し、ガイド爪６５を内周方向に退避させる。ガイド爪６５が退避すると、図３及び図４に示す様に、連結部材２８がスロット２２内で元の幅方向が挿入方向に交差する姿勢に戻るため、安定的に保持されやすくなる。

ガイド爪６５が退避した後、プロセッサは、所定のタイミングで第２のロータリアクチュエータ６６を駆動し、押さえ片７０を退避させる。さらにプロセッサは、挿入ヘッド４１を上昇させ、第１方向に移動することで、ステータ１７外へ退避させる。以上により、所定のスロット２２に、連結部材２８が挿入され、一枚の相間紙ユニット１８が装着される。

続いて、ステータ１７を所定角度、回転させることで、次に相間紙ユニット１８を装着する対象となるスロット２２を、対象位置に移動させる。以上の工程を複数回繰り返し、複数枚の相間紙ユニット１８を順次装着する。本実施形態においては９０度回転させ、４枚の相間紙ユニット１８を順次装着することで、一層分のコイル２５の内周全周に、相間紙ユニット１８を装着する工程が終了する。

本実施形態にかかる相間紙装着装置１及び相間紙装着方法によれば、相間紙ユニット１８の装着処理を高精度で迅速に行うことができ、生産管理の効率化が図れる。すなわち、例えばステータ１７のスロット２２の入口２２ａに連結部材２８をスロット２２に挿入することが困難であるが、連結部材２８の方向を規制することで、挿入ヘッド４１に設けられたガイド爪６５により、連結部材２８を所定の姿勢で保持しながら、径方向に移動させることが可能である。このため、例えば剛性が低く反りや捻れが有る相間紙を用いた場合であっても、相間絶縁紙２６，２７や連結部材２８の姿勢を保持することで、スムーズに装着できる。例えばスロット２２の入口２２ａの幅が狭く、さらにカフスによって隙間が狭まっているような場合であっても、連結部材２８の方向を矯正して保持することが可能であり、挿入作業を高精度で迅速に行うことができる。

また、ゲート片７３ｃの開閉により、スリット６５ｂに連結部材２８を保持し、あるいは保持解除する構成としたことで、ガイド爪６５へ連結部材２８をセットする受け渡し処理と、ガイド爪６５の径方向の動作により、連結部材２８をスロット２２に挿入する挿入処理がスムーズに行える。

また、連結部材２８をスロット２２に配置した後、押さえ片７０により、押圧した状態で、ガイド爪６５を退避させる構成としたことにより、ガイド爪６５の退避の際に、連結部材２８がスロット２２から抜けることを防止できる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば上記第１実施形態においては、ステータ１７を横置きの姿勢とした例を示したがこれに限られるものではない。例えば他の実施形態として図１７及び図１８に示す相間紙装着装置１００のように、ステータ１７を縦置きの状態で設置してもよい。相間紙装着装置１００は、第１実施形態にかかる相間紙装着装置１と同様に構成されたセット装置１３及び挿入ヘッド４１を有し、挿入ヘッド４１を鉛直方向に挿入する挿入装置１１４を備える。相間紙装着装置１００は、挿入ヘッド４１を縦方向に挿入し、ステータ支持部１１５に縦置きされたステータ１７の内壁の一部の領域に、相間紙ユニット１８を装着する。例えばこの実施形態では、挿入ヘッド４１側を９０度ずつ回転させて、装着工程をくり返す。

上述の実施形態においては、紐状の３本の連結部材２８で相間紙が連結された例を示したが、これに限られるものではない。例えば２本以下、あるいは４本以上であってもよく、この場合、挿入ヘッド４１のホルダユニット６０やチャック装置３２のチャックアーム３８の数及び位置は連結部材２８の数及び位置に対応して設定される。

上述の実施形態において、両端のホルダユニット６０の押出し動作が同じタイミングであり、第１方向に平行な状態で連結部材２８をスロット２２に挿入する例を示したが、これに限られるものではない。例えば他の実施形態として図１９に示すように、一方のホルダユニット６０により連結部材２８を押し出すタイミングを他方側よりも早くして、タイミングをずらすことにより、連結部材２８を軸方向に対して傾斜させながら挿入することで、挿入動作が案内され、スムーズに挿入できる。

上述の実施形態において、スロット２２が軸方向に平行に延びる例を示したが、これに限られるものではない。例えばスロット２２が軸方向に対して傾斜する場合にも適用可能である。この場合、ガイドアームをスロット２２の延出方向に平行に設定し、それぞれのスロット２２の両端にホルダユニット６０を配置する。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
（１）
筒状に構成され内周に複数のスロットを有するステータの径方向の外方に開口するとともに、前記ステータの第１方向両端に配される複数の相間紙間を連結する帯状の連結部材が配される、スリットを有し、前記ステータの径方向に移動可能に構成される、複数のガイド爪と、
前記スリットに配される前記連結部材の径方向外側の規制位置と、前記連結部材から退避する開放位置とで移動可能に構成される複数のゲート部と、
前記相間紙に対向する押さえ面を有するとともに、前記ステータの径方向に移動可能に構成される、複数の押さえ部と、
を備える挿入ヘッドを備える、相間紙装着装置。
（２）
前記挿入ヘッドは、前記ステータの内壁に対向配置される位置と、前記ステータの外方に退避する位置とで移動可能であり、
前記ガイド爪と前記ゲート部と前記押さえ部とを有するホルダユニットを、前記ステータに対向配置された状態で前記ステータの第１方向の両端に位置する箇所に、それぞれ備え、
複数の前記ホルダユニットの前記スリットは、前記ステータの径方向に沿って延びるとともに、前記連結部材の幅寸法よりも小さい幅寸法を有する、（１）に記載の相間紙装着装置。
（３）
前記第１方向に並ぶ一対の前記ホルダユニットの間に、それぞれ、前記スロットの延出方向に延びるとともに開閉可能に構成された一対のガイドアームを備える、（２）に記載の相間紙装着装置。
（４）
前記連結部材は、前記スロットの開口の入口の幅よりも大きい幅寸法を有する帯状であり、前記ホルダユニットは、前記スリット内において前記連結部材の幅方向が前記ステータの径方向に沿う姿勢で前記連結部材を保持する、（２）または（３）に記載の相間紙装着装置。
（５）
前記第１方向に離間する一対の前記ホルダユニットの少なくとも一方を前記第１方向に移動させるテンション付与装置を備える、（２）乃至（４）のいずれかに記載の相間紙装着装置。
（６）
複数の前記相間紙と前記連結部材とを有する相間紙ユニットを複数箇所で保持する複数のチャックアームと、複数の前記チャックアームを回動及び移動させる駆動装置と、を備え、前記チャックアームを回動及び移動させることにより、前記相間紙を曲成させるとともに前記連結部材を回動させ、前記連結部材が前記スリットの深さ方向に沿う姿勢に矯正し、前記挿入ヘッドの前記スリットに前記連結部材を挿入する、チャック装置を備える、（１）乃至（５）のいずれかに記載の相間紙装着装置。
（７）
前記挿入ヘッドの動作を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記第１方向において異なる位置に配される複数の前記ガイド爪の、径方向外方への移動のタイミングを異ならせる、（１）乃至（６）のいずれかに記載の相間紙装着装置。
（８）
筒状に構成され、内周に複数のスロットを有するステータの径方向に開口するスリットを有するガイド爪と、押さえ部と、を第１方向に複数備える挿入ヘッドを、前記ステータに挿入することと、
第１方向両端に配される複数の相間紙と複数の前記相間紙間を連結する帯状の連結部材とを備える相間紙ユニットの前記連結部材を前記ガイド爪の前記スリットに配した状態で、前記ガイド爪を径方向外側に移動することと、
前記押さえ部を、径方向外側に移動して前記相間紙を押圧することと、
前記押さえ部により前記相間紙を押圧した状態で、前記ガイド爪を径方向内側に退避させることと、を備える、相間紙装着方法。
（９）
前記第１方向において異なる位置に設けられる複数の前記ガイド爪の径方向外方への移動のタイミングを異ならせる、（８）に記載の相間紙装着方法。
（１０）
（８）又は（９）に記載の相間紙装着方法を備える、回転電機の製造方法。

１，１００…相間紙装着装置、１２…架台、１２ａ…脚部、１２ｂ…ヘッドテーブル、１２ｃ…ステータテーブル、１３…セット装置、１４、１１４…挿入装置、１５，１１５…ステータ支持部、１６…電装部、１７…ステータ、１８…相間紙ユニット、２１…ステータコア、２２…スロット、２２ａ…入口、２２ｂ…底部、２３…壁状部、２５…コイル、２５ａ…ＵＶ相コイル、２５ｂ…ＶＷ相コイル、２６…相間絶縁紙、２７…相間絶縁紙、２７ａ…回動プレート、２７ｃ…回動プレート、２８…連結部材、２８ａ…ガイドアーム、２８ｂ…ガイドアーム、３１…相間紙テーブル、３２…チャック装置、３３…受け台、３３ａ…載置面、３３ｂ…凹部、３４…蓋部、３５…エアシリンダ、３６…エアシリンダ、３７…エアシリンダ、３８…チャックアーム、３８ａ…把持部、３９…チャック駆動装置、３９ａ…エアチャック機構、３９ｂ…エアシリンダ、３９ｃ…エアシリンダ、３９ｄ…ロータリアクチュエータ、４１…挿入ヘッド、４２…ヘッド移動装置、４２ａ…ガイドレール、４２ｂ…昇降用エアシリンダ、４２ｃ…ガイドレール、４２ｄ…エアシリンダ、４３…ベース部、４４…テンション付与装置、４５…ガイド装置、４６…押出し装置、４７…押さえ装置、４８…ゲート装置、５１…固定プレート、５２…エアシリンダ、５３…可動プレート、５３ａ…カム面、５４…支持プレート、５５…支持シャフト、５６…軸動シャフト、５６ａ…カム面、５６ｅ…カムフォロア、５７…プレートセット、５７ａ〜５７ｄ…回動プレート、５７ｅ…カムフォロア、５７ｆ…支持アーム、５７ｇ…支持アーム、５８…ガイドアーム、５８ａ…ガイドアーム、５８ｂ…ガイドアーム、５９…エアシリンダ、６０…ホルダユニット、６１…ロータリアクチュエータ、６２…回転シャフト、６３…爪用カムプレート（カムプレート）、６３ａ…カム面、６４…押出しプレート、６４ｂ…カムフォロア、６４ｃ…受け面、６５…ガイド爪、６５ａ…爪片、６５ｂ…スリット、６６…ロータリアクチュエータ、６７…回転シャフト、６８…押さえカムプレート（カムプレート）、６８ａ…カム面、６９…押さえプレート、６９ｂ…カムフォロア、７０…押さえ片、７０ａ…押さえ面、７１…支持シャフト、７２…軸動シャフト、７２ａ…カム面、７３…ゲートプレート、７３ａ…カムフォロア、７３ｂ…ゲートアーム、７３ｃ…ゲート片、７４…エアシリンダ。

Claims (7)

1. 筒状に構成され内周に複数のスロットを有するステータの径方向の外方に開口するとともに、前記ステータの第１方向両端に配される複数の相間紙間を連結する帯状の連結部材が配される、スリットを有し、前記ステータの径方向に移動可能に構成される、複数のガイド爪と、
   前記スリットに配される前記連結部材の径方向外側の規制位置と、前記連結部材から退避する開放位置とで移動可能に構成される複数のゲート部と、
   前記相間紙に対向する押さえ面を有するとともに、前記ステータの径方向に移動可能に構成される、複数の押さえ部と、
   を備える挿入ヘッドを備える、相間紙装着装置。
2. 前記挿入ヘッドは、前記ステータの内壁に対向配置される位置と、前記ステータの外方に退避する位置とで移動可能であり、
   前記ガイド爪と前記ゲート部と前記押さえ部とを有するホルダユニットを、前記ステータに対向配置された状態で前記ステータの第１方向の両端に位置する箇所に、それぞれ備え、
   複数の前記ホルダユニットの前記スリットは、前記ステータの径方向に沿って延びるとともに、前記連結部材の幅寸法よりも小さい幅寸法を有する、請求項１に記載の相間紙装着装置。
3. 前記第１方向に並ぶ一対の前記ホルダユニットの間に、それぞれ、前記スロットの延出方向に延びるとともに開閉可能に構成された一対のガイドアームを備える、請求項２に記載の相間紙装着装置。
4. 前記連結部材は、前記スロットの開口の入口の幅よりも大きい幅寸法を有する帯状であり、前記ホルダユニットは、前記スリット内において前記連結部材の幅方向が前記ステータの径方向に沿う姿勢で前記連結部材を保持する、請求項２または請求項３に記載の相間紙装着装置。
5. 前記第１方向に離間する一対の前記ホルダユニットの少なくとも一方を前記第１方向に移動させるテンション付与装置を備える、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の相間紙装着装置。
6. 複数の前記相間紙と前記連結部材とを有する相間紙ユニットを複数箇所で保持する複数のチャックアームと、複数の前記チャックアームを回動及び移動させる駆動装置と、を備え、前記チャックアームを回動及び移動させることにより、前記相間紙を曲成させるとともに前記連結部材を回動させ、前記連結部材が前記スリットの深さ方向に沿う姿勢に矯正し、前記挿入ヘッドの前記スリットに前記連結部材を挿入する、チャック装置を備える、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の相間紙装着装置。
7. 前記挿入ヘッドの動作を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記第１方向において異なる位置に配される複数の前記ガイド爪の、径方向外方への移動のタイミングを異ならせる、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の相間紙装着装置。

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