JP2009219198A - 相間絶縁紙の組み付け方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】相間絶縁紙を把持する把持爪の位置ずれを抑制して相間絶縁紙を所定のスロットへ的確に挿入することができる相間絶縁紙の組み付け方法及び装置を提供すること。
【解決手段】相間絶縁紙の組み付け装置１０では、第１〜第４把持爪ユニット２１〜２４により相間絶縁紙１２０を把持した状態で、移動路ロボット１２により相間絶縁紙組み付けユニット２０をステータコア１１０の内側に配置し、シリンダ３５，３６により各把持爪ユニット２１〜２４にそれぞれのステータ径外方向Ｐ，Ｑと平行な駆動力を均等に作用させて連結脚部１２３，１２３をスロット１１２，１１２に挿入しスロット奥へ移動させた後、第１〜第４把持爪ユニット２１〜２４に備わる把持爪４０を開放状態にして相間絶縁紙１２０をステータコア１１０に組み付ける。各把持爪ユニット２１〜２４は、ステータ径外方向Ｐ，Ｑと平行に延びかつ補強されたガイド部材３１〜３４に沿って案内される。
【選択図】 図８

Description

本発明は、ステータコアに相間絶縁紙を組み付けるための組み付け方法及び装置に関する。より詳細には、一対の帯状部を連結脚部にて連結させた相間絶縁紙をステータコアに組み付けるための相間絶縁紙の組み付け方法及び装置に関するものである。

従来、スロットに挿入されるコイルの各相を絶縁するために、ステータコアに相間絶縁紙を組み付けることが行われている。この相間絶縁紙は、例えば、一対の帯状部と、これらの帯状部を連結する一対の連結脚部とを備え構成されている（特許文献１参照）。そして、相間絶縁紙をステータコアに組み付ける技術は、最近では自動化されつつある。

例えば、特許文献１に開示された相間絶縁紙の自動組み付け技術は、右上、右下、左上、左下に設けられた計四本の把持爪により相間絶縁紙に備わる一対の帯状部の各両端部を把持し、相間絶縁紙の連結脚部をステータコアのスロットに挿入することにより、相間絶縁紙をステータに組み付けるものである。
より詳細には、この技術では、まず相間絶縁紙の各帯状部の両端部を把持爪により把持して相間絶縁紙をステータコアの内側に位置させる。そして、本体の上部に設けられた共通のシリンダにより各把持爪をステータ径外方向へ移動させて連結脚部をステータコアに形成されたスロットに挿入しその奥へ移動させる。その後、把持爪を相間絶縁紙から開放して相間絶縁紙のステータコアへの組み付けを完了するようになっている。

特開２００７−１０４７８５号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された相間絶縁紙の組み付け技術では、相間絶縁紙をステータスコアへ組み付ける際、把持爪の撓みによりスロット位置と相間絶縁紙を把持する爪位置とにずれが生じることがあった。そして、このように爪位置にずれが生じると、相間絶縁紙の連結脚部がスロットへ上手く挿入されずに、組み付け不良が発生するおそれがあった。

また、把持爪を前進させるための共通のシリンダが、右上、右下、左上、左下に設けられた各把持爪に均等に駆動力を配分できずに、各把持爪の前進位置にずれが生じるおそれがあった。そして、このように各把持爪の前進位置にずれが生じると、相間絶縁紙の連結脚部がスロットへ上手く挿入されずに、組み付け不良が発生するおそれがあった。

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、相間絶縁紙を把持する把持爪の位置ずれを抑制して相間絶縁紙を所定のスロットへより的確に挿入することができる相間絶縁紙の組み付け方法及び装置を提供することを課題とする。

上記問題点を解決するためになされた本発明に係る相間絶縁紙の組み付け方法は、ステータコアの両端面から突出して異相コイル間に介在する一対の帯状部を両端部で連結脚部により連結させた相間絶縁紙を、前記連結脚部を前記ステータコアに形成されたスロットに挿入することにより、前記ステータコアに組み付ける相間絶縁紙の組み付け方法において、前記帯状部の両端部をそれぞれ把持爪により把持して、前記相間絶縁紙を前記ステータコアの内側に位置させ、アクチュエータの配置を調節することにより前記各把持爪に対して均等に駆動力を作用させ、前記把持爪をステータ径外方向へ移動させ、前記連結脚部を前記ステータコアに形成されたスロットに挿入し、前記スロットの奥へ移動させた後、前記把持爪を開放状態にして、前記相間絶縁紙を前記ステータコアに組み付ける、ことを特徴とする。

この相間絶縁紙の組み付け方法では、相間絶縁紙の各帯状部の両端部をそれぞれ把持爪により把持し、その相間絶縁紙をステータコアの内側に配置する。そして、アクチュエータの配置を調節して各把持爪に対して均等に駆動力を作用させることにより、把持爪をステータ径外方向へ移動させる。これにより、相間絶縁紙の連結脚部をステータコアに形成されたスロットに挿入し、相間絶縁紙をスロットの奥へと移動させる。その後、所定位置で把持爪を開放状態にする。こうして、相間絶縁紙がステータコアに組み付けられる。

このように、各把持爪に対して均等に駆動力を作用させることにより、各把持爪の前進位置にずれが生じるのを抑制することができる。これにより、相間絶縁紙を所定のスロットへ的確に挿入することができる。その結果、相間絶縁紙のステータコアへの組み付け不良を未然に防止することができる。

本発明に係る相間絶縁紙の組み付け方法において、前記アクチュエータにより前記各把持爪に対してステータ径方向に平行な駆動力のみを作用させることが望ましい。

このように、アクチュエータから各把持爪に対してステータ径方向に平行な駆動力のみを作用させることにより、駆動力が他方向へ分配されないため、各把持爪を均等な駆動力で直接的にステータ径外方向へ移動させることができる。こうして、各把持爪の前進位置及び左右位置にずれが生じるのを抑制することができる。これにより、相間絶縁紙を所定のスロットへより的確に挿入し、相間絶縁紙のステータコアへの組み付け不良をより確実に防止することができる。

上記問題点を解決するためになされた本発明に係る相間絶縁紙の組み付け方法は、ステータコアの両端面から突出して異相コイル間に介在する一対の帯状部を両端部で連結脚部により連結させた相間絶縁紙を、前記連結脚部を前記ステータコアに形成されたスロットに挿入することにより、前記ステータコアに組み付ける相間絶縁紙の組み付け方法において、前記帯状部の両端部をそれぞれ把持爪により把持して、前記相間絶縁紙を前記ステータコアの内側に位置させ、前記把持爪をステータ径外方向と平行に延びかつ補強されたガイド部材に沿ってステータ径外方向へ案内し、前記連結脚部を前記ステータコアに形成されたスロットに挿入し、前記スロットの奥へ移動させた後、前記把持爪を開放状態にして、前記相間絶縁紙を前記ステータコアに組み付ける、ことを特徴とする。

この相間絶縁紙の組み付け方法においても、相間絶縁紙の各帯状部の両端部をそれぞれ把持爪により把持し、その相間絶縁紙をステータコアの内側に配置する。そして、把持爪を、ステータ径外方向と平行に延びかつ補強されたガイド部材に沿ってステータ径外方向へ案内することにより、把持爪をステータ径外方向へ移動させる。これにより、相間絶縁紙の連結脚部をステータコアに形成されたスロットに挿入し、相間絶縁紙をスロットの奥へと移動させる。その後、所定位置で把持爪を開放状態にする。こうして、相間絶縁紙がステータコアに組み付けられる。

このように、補強されたガイド部材に沿って把持爪を案内することにより、ガイド部材の撓みを防止して、把持爪の位置ずれを抑制することができる。また、把持爪をステータ径外方向に延びるガイド部材に沿って案内することにより、把持爪がステータ径外方向の最奥位置に進んだ場合にも、把持爪の位置ずれを効果的に抑制することができる。以上から、各把持爪の位置ずれを、把持爪の前進位置にかかわらず適切に防止することができる。こうして、相間絶縁紙を所定のスロットへ的確に挿入することができる。その結果、相間絶縁紙のステータコアへの組み付け不良を未然に防止することができる。

上記問題点を解決するためになされた本発明に係る相間絶縁紙の組み付け装置は、ステータコアの両端面から突出して異相コイル間に介在する一対の帯状部を両端部で連結脚部により連結させた相間絶縁紙を、前記連結脚部を前記ステータコアに形成されたスロットに挿入することにより、前記ステータコアに組み付ける相間絶縁紙の組み付け装置において、前記相間絶縁紙を把持して前記ステータコアに組み付ける組み付けユニットと、前記組み付けユニットを任意の位置に移動させる移動ユニットとを有し、前記組み付けユニットは、前記相間絶縁紙の各帯状部の両端部をそれぞれ把持する複数の把持爪と、前記組み付けユニット本体からステータ径外方向と平行に延びるように設けられ、前記各把持爪をそれぞれのステータ径方向に案内する複数のガイド部材と、前記ガイド部材間に配置され、前記把持爪を移動させるアクチュエータと、前記把持爪を開閉させる把持爪開閉機構と、を備えたことを特徴とする。

この相間絶縁紙の組み付け装置では、把持爪開閉機構が作動して複数の把持爪により相間絶縁紙の各帯状部の両端部が把持される。そして、相間絶縁紙を把持した組み付けユニットが移動ユニットによりステータコアの内側の所定位置に配置される。具体的に、組み付けユニットは、連結脚部の先端が挿入されるスロットの入口付近に各把持爪の先端が位置するように配置される。組み付けユニットが所定位置に配置されると、ガイド部材間に配置されたアクチュエータにより、把持爪が連結脚部が挿入されるスロットの方向（ステータ径方向）に移動させられる。これにより、把持爪に把持された相間絶縁紙の連結脚部がスロットに挿入される。そして、把持爪開閉機構により各把持爪が開放状態にされて、相間絶縁紙がステータコアに組み付けられる。

このように、アクチュエータをガイド部材間に配置することにより、各把持爪とアクチュエータとの間の距離を短くすることができる。その結果、各把持爪に対してより均等に駆動力を作用させることができる。こうして、各把持爪の前進位置のずれを抑制することができる。これにより、相間絶縁紙を所定のスロットへ的確に挿入することができる。その結果、相間絶縁紙のステータコアへの組み付け不良を未然に防止することができる。

本発明に係る相間絶縁紙の組み付け装置において、前記アクチュエータは、ステータ軸方向における前記ガイド部材間の中心に配置されることが望ましい。

このように、アクチュエータをステータ軸方向におけるガイド部材間の中心に配置することにより、他の配置に比べ、各把持爪に対してアクチュエータの駆動力を最も均等に作用させることができる。これにより、各把持爪の前進位置のずれを最も効果的に抑制し、相間絶縁紙のステータコアへの組み付け不良を最も効果的に防止することができる。

本発明に係る相間絶縁紙の組み付け装置において、前記アクチュエータは、前記各ガイド部材のステータ径方向ごとにそれぞれ設けられ、前記各把持爪に対してそれぞれのステータ径方向に平行な駆動力のみを作用させることが望ましい。

このように、アクチュエータを各ガイド部材のステータ径方向ごとにそれぞれ設け、各把持爪に対してそれぞれのステータ径方向に平行な駆動力のみを作用させることにより、駆動力を他方向に分配することなく、各把持爪の移動方向ごとに直接的に作用させることができる。これにより、アクチュエータから各把持爪に均等な駆動力を作用させることができる。こうして、各把持爪の前進位置にずれが生じるのをより確実に防止することができる。したがって、相間絶縁紙を所定のスロットへより的確に挿入でき、相間絶縁紙のステータコアへの組み付け不良をより確実に防止することができる。

上記問題点を解決するためになされた本発明に係る相間絶縁紙の組み付け装置は、ステータコアの両端面から突出して異相コイル間に介在する一対の帯状部を両端部で連結脚部により連結させた相間絶縁紙を、前記連結脚部を前記ステータコアに形成されたスロットに挿入することにより、前記ステータコアに組み付ける相間絶縁紙の組み付け装置において、前記相間絶縁紙を把持して前記ステータコアに組み付ける組み付けユニットと、前記組み付けユニットを任意の位置に移動させる移動ユニットとを有し、前記組み付けユニットは、前記相間絶縁紙の各帯状部の両端部をそれぞれ把持する複数の把持爪と、前記組み付けユニット本体からステータ径外方向と平行に延びるように設けられ、前記各把持爪をそれぞれのステータ径方向に案内する複数のガイド部材と、前記各ガイド部材の先端部を一体に連結する連結リブと、前記把持爪を開閉させる把持爪開閉機構と、前記把持爪を移動させるアクチュエータと、を備えたことを特徴とする。

この相間絶縁紙の組み付け装置においても、把持爪開閉機構が作動して複数の把持爪により相間絶縁紙の各帯状部の両端部が把持される。そして、相間絶縁紙を把持した組み付けユニットが移動ユニットによりステータコアの内側の所定位置に配置される。具体的に、組み付けユニットは、連結脚部の先端が挿入されるスロットの入口付近に各把持爪の先端が位置するように配置される。組み付けユニットが所定位置に配置されると、アクチュエータにより、把持爪がガイド部材に沿って連結脚部の挿入されるスロットの方向（ステータ径方向）に移動させられる。これにより、把持爪に把持された相間絶縁紙の連結脚部がスロットに挿入される。そして、把持爪開閉機構により各把持爪が開放状態にされて、相間絶縁紙がステータコアに組み付けられる。

ここで、各ガイド部材の先端部は、連結リブにより一体に連結されている。これにより、ガイド部材の剛性を高めることができる。その結果、各ガイド部材の撓みを防止し、各把持爪の位置ずれを抑制することができる。こうして、相間絶縁紙を所定のスロットへ的確に挿入することができる。その結果、相間絶縁紙のステータコアへの組み付け不良を未然に防止することができる。

本発明に係る相間絶縁紙の組み付け装置において、前記連結リブは、前記各ガイド部材の先端部を、組み付けユニット本体と一体に連結することが望ましい。

このように、連結リブにより各ガイド部材の先端部を組み付けユニット本体と一体に連結することにより、各ガイド部材の剛性をさらに高めることができる。これにより、各ガイド部材の撓みをより確実に防止し、各把持爪の位置ずれをより効果的に抑制することができる。その結果、相間絶縁紙を所定のスロットへより的確に挿入して、相間絶縁紙のステータコアへの組み付け不良をより確実に防止することができる。

本発明に係る相間絶縁紙の組み付け方法及び装置によれば、上記した通り、相間絶縁紙を把持する把持爪の位置ずれを抑制して相間絶縁紙を所定のスロットへより的確に挿入することができる。その結果、相間絶縁紙のステータコアへの組み付け不良を未然に防止することができる。

以下、本発明の相間絶縁紙の組み付け方法及び装置を具体化した最も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、三相ブラシレスＤＣモータに使用するステータを製造する際に本発明を適用した場合について説明する。

［ステータコア］
まず、相間絶縁紙が組み付けられるステータコアについて、図１を参照しながら説明する。図１は、スタータコアの概略構成を示す斜視図である。ステータコア１１０は、図１に示すように、平面視リング状で、径方向内側に向かって延びる４８ヶのティース１１１、及び、これらのティース１１１同士の間に位置する同じく４８ヶのスロット１１２を有している。このステータコア１１０は、例えば方向性珪素鋼板をプレス打ち抜きして形成した鋼板を積み重ね互いに固着して構成されている。

［相間絶縁紙］
次に、上記したステータコア１１０に組み付ける相間絶縁紙について、図２を参照しながら説明する。図２は、相間絶縁紙の概略構成を示す平面図である。この相間絶縁紙１２０は、図２に示すように、中央部分が略長方形状に切り抜かれた略四角形の形状をなし、硬質な紙又は樹脂により形成されたものである。そして、相間絶縁紙１２０においては、その上側に上側帯状部１２１、下側に下側帯状部１２２がそれぞれ形成されている。これら帯状部１２１，１２２には、折り曲げ成形された凸部１２１ａ，１２２ａが備わっている。そして、帯状部１２１，１２２は、相間絶縁紙１２０の両端で連結脚部１２３，１２３により連結されて一体となっている。すなわち、相間絶縁紙１２０がステータコア１１０に組み付けられると、帯状部１２１，１２２がステータコア１１０の両端面から突出するような両端面一体型（はしご型）の形状をなしている。そして、相間絶縁紙１２０は、連結脚部１２３がステータコア１１０の所定のスロット１１２に挿入されることによりステータコア１１０に組み付けられる。

続いて、本実施の形態に係る相間絶縁紙の組み付け装置について、図３を参照しながら説明する。図３は、相間絶縁紙の組み付け装置の概略構成を示す斜視図である。

［相間絶縁紙の組み付け装置］
相間絶縁紙の組み付け装置１０は、図３に示すように、ベース１１上に据え付けられた組み付けロボット１２と、組み付けロボット１２の先端に取り付けられた相間絶縁紙組み付けユニット２０とを備えている。なお、組み付けロボット１２が、本発明の「移動ユニット」に相当する。この組み付けロボット１２は、汎用の多関節ロボットであり、ベース１１上に固定された基部１３と、第１〜第３アーム１４〜１６と、ユニット取付部１７とを備えている。そして、基部１３に第１アーム１４が取り付けられ、第１アーム１４に第２アーム１５が取り付けられ、第２アーム１５に第３アーム１６が取り付けられ、第３アーム１６にユニット取付部１７が取り付けられている。

より具体的には、第１アーム１４は、基部１３に対して回転可能に取り付けられるとともに、軸Ａを中心に回動可能に取り付けられている。第２アーム１５は、第１アーム１４に対して軸Ｂを中心に回動可能に取り付けられている。第３アーム１６は、第２アーム１５に対して前後進（伸縮）可能に取り付けられている。ユニット取付部１７は、第３アーム１６に対して軸Ｃを中心に回動可能に取り付けられている。そして、ユニット取付部１７の取付面は回転可能に構成されている。これにより、組み付けロボット１２は、ユニット取付部１７に取り付けられた相間絶縁紙組み付けユニット２０を、任意の位置に配置することができるようになっている。

また、ベース１１上には、ステータコア１１０に組み付ける相間絶縁紙１２０が載置された載置台１９が設けられている。一方、相間絶縁紙の組み付け装置１０の上方には、ステータコア１１０を搬送するための搬送路が設けられており、この搬送路内をステータコア１１０を保持した搬送パレット１３０が流れるようになっている。そして、相間絶縁紙の組み付け装置１０は、前工程から搬送パレット１３０により搬送されてきたステータコア１１０に対し、載置台１９上の相間絶縁紙１２０を１枚ずつ把持してステータコア１１０にダイレクトに組み付けるようになっている。

［組み付けユニット］
ここで、相間絶縁紙の組み付け装置１０の主要部である相間絶縁紙組み付けユニット２０について、図４〜図９を参照しながら説明する。図４は、相間絶縁紙組み付けユニットの概略構成を示す斜視図である。図５は、図４に示す相間絶縁紙の組み付け装置の正面図である。図６は、図５に示す相間絶縁紙の組み付け装置のＶＩ−ＶＩ断面図である。図７は、図５に示す相間絶縁紙の組み付け装置のＶII−ＶII断面図である。図８は、図７に示す相間絶縁紙の組み付け装置のＶIII−ＶIII断面図である。図９は、図８の把持爪ユニット移動後の状態を示す説明図である。なお、組み付けユニット２０は基本的に左右対称の構造をなすものであるため、図８では図７のＶIII−ＶIII線をｑ方向に沿うようにずらした場合に相違する符号を()内に示し、両方向（ｐ，ｑ）における断面を示せるようにした。

相間絶縁紙組み付けユニット２０は、図４に示すように、組み付けロボット１２のユニット取付部１７に取り付けられる支持コラム２９と、相間絶縁紙１２０を把持するための第１〜第４把持爪ユニット２１〜２４と、把持された相間絶縁紙１２０にテンションを付与するテンション付与シリンダ４６，４６と、各把持爪ユニット２１〜２４を保持する保持部材２５，２６（図５参照）と、各把持爪ユニット２１〜２４をそれぞれのステータ径方向Ｐ，Ｑに案内する第１〜第４ガイド部材３１〜３４（図８参照）と、各ガイド部材３１〜３４の先端部３１ｃ〜３４ｆを一体に連結する連結リブ３０と、各把持爪ユニット２１〜２４をそれぞれの径方向Ｐ，Ｑへ移動させる移動用シリンダ３５，３６（図８参照）とを備えている。

［把持爪ユニット］
図５において、第１把持爪ユニット２１は、組み付けユニット２０の正面左上に位置するよう設けられている。第２把持爪ユニット２２は、組み付けユニット２０の正面左下に位置するよう設けられている。第３把持爪ユニット２３は、組み付けユニット２０の正面右上に位置するよう設けられている。第４把持爪ユニット２４は、組み付けユニット２０の正面右下に位置するよう設けられている。そして、これらの把持爪ユニット２１〜２４は、基本的に同様の構造であるため、ここでは主に第１把持爪ユニット２１について詳細に説明する。

第一把持爪ユニット２１は、図６に示すように、ステータ径外方向Ｐに突出するよう設けられ帯状部１２１を把持する把持爪４０と、把持爪４０を開閉させる開閉シリンダ４１とを備えている。
把持爪４０は、ユニット２１に固定された固定爪４０ａと、開閉シリンダ４１に取り付けられた可動爪４０ｂとを備えている。そして、開閉シリンダ４１の動作を制御し可動爪４０ｂを固定爪４０ａに離間又は当接させることにより、把持爪４０が開閉するようになっている。

［テンション付与機構］
テンション付与シリンダ４６は、図５に示すように、第１把持爪ユニット２１及び第３把持爪ユニット２３にのみ設けられている。これらのテンション付与シリンダ４６，４６は、各把持爪ユニット２１〜２４の各把持爪４０が相間絶縁紙１２０の帯状部１２１，１２２を把持した状態で、第１及び第２把持爪ユニット２１，２３の把持爪４０のみを上方に移動させることにより、相間絶縁紙１２０の下側帯状部１２２を固定したまま上側帯状部１２１のみを上方に引っ張れるようになっている（図１０参照）。これにより、相間絶縁紙１２０にテンションを付与し、連結脚部１２３の撓みをなくすようになっている。

［保持部材］
第１保持部材２５は、図４及び図５に示すように、第１把持爪ユニット２１と第２把持爪ユニット２２とを一体に保持している。一方、第２保持部材２６は、第３把持爪ユニット２３と第４把持爪ユニット２４とを一体に保持している。また、各保持部材２５，２６の上部及び下部には、ガイド部材３１〜３４に対して摺動可能な摺動部２７が設けられている（図７、図８参照）。この摺動部２７は、保持部材２５，２６を各ガイド部材３１〜３４に嵌め込めるよう、ガイド部材３１〜３４の外径に対応する孔形状をなしている。また、各保持部材２５，２６では、上下の摺動部２７，２７の中間位置に、それぞれの移動用シリンダ３５，３６を構成できるよう、それぞれのステータ径方向Ｐ，Ｑに向けて円柱状に凹んだ凹部２８が形成されている（図８参照）。

［ガイド部材］
第１〜第４ガイド部材３１〜３４は、各把持爪ユニット２１〜２４を保持する保持部材２５，２６を、それぞれのステータ径方向Ｐ，Ｑに案内するためのものである。これらのガイド部材３１〜３４は、装置の支持コラム２９に固定されており、シャフト形状をなしている。

第１ガイド部材３１は、図７及び図８に示すように、支持コラム２９の正面左上からステータ径外方向Ｐと平行（ｐ方向）に延びるように設けられている。そして、第１ガイド部材３１には、第１保持部材２５が、その上部に形成された摺動部２７により摺動可能に嵌め込まれている。また、第２ガイド部材３２は、支持コラム２９の正面左下からステータ径外方向Ｐと平行（ｐ方向）に延びるように設けられている。そして、第２ガイド部材３２には、第１保持部材２５が、その下部に形成された摺動部２７により摺動可能に嵌め込まれている。こうした構成から、第１保持部材２５を、第１ガイド部材３１及び第２ガイド部材３２により、ｐ方向へ沿って、位置ずれさせることなく案内できるようになっている。これにより、第１把持爪ユニット２１及び第２把持爪ユニット２２は、第１保持部材２５とともにステータ径方向Ｐへ位置ずれすることなく案内されるようになっている。

第３ガイド部材３３は、支持コラム２９の正面右上からステータ径外方向Ｑと平行（ｑ方向）に延びるように設けられている。そして、第３ガイド部材３３には、第２保持部材２６が、その上部に形成された摺動部２７により摺動可能に嵌め込まれている。また、第４ガイド部材３４は、支持コラム２９の正面右下からステータ径外方向Ｑと平行（ｑ方向）に延びるように設けられている。そして、第４ガイド部材３４には、第２保持部材２６が、その下部に形成された摺動部２７により摺動可能に嵌め込まれている。こうした構成から、第２保持部材２６を、第３ガイド部材３３及び第４ガイド部材３４により、ｑ方向へ沿って、位置ずれさせることなく案内できるようになっている。これにより、第３把持爪ユニット２３及び第４把持爪ユニット２４は、第２保持部材２６とともにステータ径方向Ｑへ位置ずれすることなく案内されるようになっている。

［連結リブ］
連結リブ３０は、すべてのガイド部材３１〜３４の先端部３１ｃ〜３４ｆを連結するためのものである。この連結リブ３０は、図５に示すように、略Ｉ型形状をなしている。そして、図５において連結リブ３０の上部左側には、ガイド部材３１の先端部３１ｃと連結されるガイド連結部３０ｃが形成されている。一方、連結リブ３０の上部右側には、ガイド部材３３の先端部３３ｅと連結されるガイド連結部３０ｅが形成されている。また、連結リブ３０の下部左側には、ガイド部材３２の先端部３２ｄと連結されるガイド連結部３０ｄが形成されている。一方、連結リブ３０の下部右側には、ガイド部材３４の先端部３４ｆと連結されるガイド連結部３０ｆが形成されている。そして、図７及び図８に示すように、連結リブ３０のガイド連結部３０ｃとガイド部材３１の先端部３１ｃ、連結リブ３０のガイド連結部３０ｄとガイド部材３２の先端部３２ｄ、連結リブ３０のガイド連結部３０ｅとガイド部材３３の先端部３３ｅ、連結リブ３０のガイド連結部３０ｆとガイド部材３４の先端部３４ｆとが、それぞれボルトにより固定されている。こうして、各ガイド部材３１〜３４の先端部３１ｃ〜３４ｆが連結リブ３０により一体に連結されている。これにより、各ガイド部材３１〜３４の剛性が高められている。

さらに、図５において連結リブ３０の上部中央には、上方に突出するよう形成され支持コラム２９の上端部２９ａと連結されるコラム連結部３０ａが設けられている。一方、連結リブ３０の下部中央には、下方に突出するよう形成され支持コラム２９の下端部２９ｂと連結されるコラム連結部３０ｂが設けられている。そして、図７及び図８に示すように、連結リブ３０のコラム連結部３０ａと支持コラム２９の上端部２９ａ、連結リブ３０のコラム連結部３０ｂと支持コラム２９の下端部２９ｂとが、それぞれボルトにより固定されている。こうして、各ガイド部材３１〜３４の先端部３１ｃ〜３４ｆと支持コラム２９とが、連結リブ３０を介して一体に連結されている。これにより、各ガイド部材３１〜３４の剛性がさらに高められている。

［移動用シリンダ］
移動用シリンダ３５，３６としては、二つの小型シリンダ（Ｐ方向シリンダ３５、Ｑ方向シリンダ３６）が用いられている。そして、このように小型のシリンダ３５，３６を支持コラム２９に固定して用いることにより、スペースの少ないガイド部材間にも配置することができる。なお、Ｐ方向シリンダ３５とＱ方向シリンダ３６とは同様の構造であるため、以下ではＰ方向シリンダ３５について詳細に説明する。

Ｐ方向シリンダ３５は、図８に示すように、ステータ軸方向Ｙにおけるガイド部材３１とガイド部材３２との中間に配置されている。このＰ方向シリンダ３５は、第１保持部材２５の凹部２８により形成された円柱状空間と、支持コラム２９に固定されるとともに円柱状空間内へＰ方向に沿って延びるよう設けられた固定ロッド３８と、固定ロッド３８の先端に固定されるとともに円柱状空間に収容されたヘッド部３８ａと、第１保持部材２５に固定されるとともに円柱状空間に蓋をするキャップ２８ａとを備えている。

そして、ヘッド部３８ａは、凹部２８内周面と略接する円柱形状をなしており、Ｏリングを介して凹部２８の内周面と接している。また、キャップ２８ａは、固定ロッド３８に対しＯリングを介して摺動可能に嵌合している。このため、ヘッド部３８ａ、凹部２８の底及びその周面から形成されるエア室１００ｂを大気開放した状態で、ヘッド部３８ａ、凹部２８の周面及びキャップ２８ａから形成されるエア室１００ａにエアを注入することにより、キャップ２８ａを逆Ｐ方向側へ押圧して、第１保持部材２５を逆Ｐ方向側へ移動させることができる。そして、第１保持部材２５は、支持コラム２９に当接することにより停止するようになっている。

一方、図９に示すように、ヘッド部３８ａ、凹部２８の周面及びキャップ２８ａから形成されるエア室１００ａを大気開放した状態で、ヘッド部３８ａ、凹部２８の底及びその周面から形成されるエア室１００ｂにエアを注入することにより、凹部２８の底をＰ方向側へ押圧して、第１保持部材２５をＰ方向側へ移動させることができる。また、第１保持部材２５には停止用ボルト３７が取り付けられ、支持コラム２９にはボルト受け板３９が取り付けられている。そして、第１保持部材２５がＰ方向側へ移動していくと、停止ボルト２５がボルト受け板３９に当接し、第１保持部材２５を停止させるようになっている。

ここで、従来例のように、右上、右下、左上、左下に設けられた計四本の把持爪に対して、装置本体の上部に設けられた各爪共通の移動用シリンダにより駆動力を作用させる場合には、各爪とシリンダとの距離が異なってしまう。特に、下側に設けられた把持爪とシリンダとの距離は、上側に設けられた把持爪とシリンダとの距離より長くなるため、下側に設けられた把持爪にはその分大きなモーメントが生じることになる。これにより、すべての把持爪に均等に駆動力を作用させることができず、各把持爪間における位置ずれが生じてしまう。

これに対して、本実施の形態では、各シリンダ３５，３６のそれぞれが、駆動力を作用させる把持爪ユニット２１〜２４の中間位置に設けられている。これにより、各把持爪２１〜２４とシリンダ３５，３６との距離が短縮されるため、各把持爪ユニット２１〜２４に生じるモーメントを低減することができる。さらに、各把持爪ユニット２１〜２４とシリンダ３５，３６との間の距離が等しくなるため、すべての把持爪ユニット２１〜２４に対して均等に駆動力を作用させることができる。したがって、各把持爪２１〜２４間の位置ずれを防止することができる。

また、Ｐ方向シリンダ３５は、上記のように第１保持部材２５に対してステータ径方向Ｐに平行な駆動力のみを作用させることにより、第１，２把持爪ユニット２１，２２を第１保持部材２５とともにステータ径方向Ｐへ移動させるようになっている。一方、Ｑ方向シリンダ３６は、第２保持部材２６に対してステータ径方向Ｑに平行な駆動力のみを作用させることにより、第３，４把持爪ユニット２３，２４を第２保持部材２６とともにステータ径方向Ｑへ移動させるようになっている。このように、移動用シリンダ３５，３６を各ガイド部材３１〜３４のステータ径方向Ｐ，Ｑごとにそれぞれ設け、各把持爪３１〜３４に対してそれぞれのステータ径方向Ｐ，Ｑに平行な駆動力のみを作用させることにより、駆動力を他方向に分配することなく、各把持爪３１〜３４の移動方向ごとに直接的に作用させるようになっている。

［相間絶縁紙の組み付け方法］
次に、上記した構成を有する相間絶縁紙の組み付け装置による組み付け方法について、図１０〜図１３を参照しながら説明する。図１０は、相間絶縁紙を把持した状態を示す側面図である。図１１は、相間絶縁紙組み付けユニットをステータコア内に配置した状態を示す斜視図である。図１２は、相間絶縁紙の連結脚部をステータコアのスロットに挿入する前の状態を上方から見た平面図である。図１３は、相間絶縁紙の連結脚部をステータコアのスロットに挿入した後の状態を上方から見た平面図である。なお、これらの図面では、ステータコアへの相間絶縁紙の組み付け方法をわかりやすくするためにステータコアに既に装着されているコイル等を省略している。また、図１０では、奥側に位置する第３，４把持爪ユニットの符号を（）内に示している。

［ステータコアの搬送］
まず、図３に示すように、搬送パレット１３０によりステータコア１１０が相間絶縁紙の組み付け装置１０の上方に搬送される。ここで、Ｕ−Ｖ相間用の相間絶縁紙を組み付ける場合であれば、ステータコア１１０にはＵ相コイルが組み付けられているし、Ｖ−Ｗ相間用の相間絶縁紙を組み付ける場合であれば、ステータコア１１０にはＵ相コイル、Ｕ−Ｖ相間相間絶縁紙、及びＶ相コイルが組み付けられている。

［相間絶縁紙の把持］
一方、相間絶縁紙の組み付け装置１０では、組み付けロボット１２が作動して第１〜第４把持爪ユニット２１〜２４により、載置台１９上に載置されていた相間絶縁紙１２０が把持される。このとき、図１０に示すように、第１、第３把持爪ユニット２１，２３が上側帯状部１２１の連結脚部１２３との接合部付近を把持し、第２、第４把持爪ユニット２２，２４が下側帯状部１２２の連結脚部１２３との接合部付近を把持する。

このようにして、第１〜第４把持爪ユニット２１〜２４が相間絶縁紙１２０を把持すると、テンション付与シリンダ４６，４６によって、第１把持爪ユニット２１及び第３把持爪ユニット２３が上方へスライドさせられる。これにより、第１把持爪ユニット２１と第２把持爪ユニット２２との間に位置する連結脚部１２３、及び第３把持爪ユニット２３と第４把持爪ユニット２４との間に位置する連結脚部１２３のそれぞれに対してテンションが付加される。こうして、第１〜第４把持爪ユニット２１〜２４は、連結脚部１２３，１２３が弛むことなく張った状態で相間絶縁紙１２０を把持することができる。

［コア内にセット］
第１〜第４把持爪ユニット２１〜２４が載置台１９上に載置されていた相間絶縁紙１２０を把持すると、組み付けロボット１２により、図１１に示すように、相間絶縁紙組み付けユニット２０がステータコア１１０内にセットされる。このとき、まず相間絶縁紙組み付けユニット２０は、図１２に示すように、連結脚部１２３が挿入されるスロット１１２の入口付近に、第１〜第４把持爪ユニット２１〜２４にそれぞれ備わる各把持爪４０の先端が配置されるようにセットされる。

［スロット内へ挿入］
そして、相間絶縁紙組み付けユニット２０が所定位置にセットされると、Ｐ方向シリンダ３５が作動して、第１保持部材２５に対しステータ径外方向Ｐのみに駆動力を作用させると同時に、Ｑ方向シリンダ３６が作動して、第２保持部材２６に対しステータ径外方向ＱのみにＰ方向シリンダ３５と同じ大きさの駆動力を作用させる。これにより、各保持部材２５，２６を均等な駆動力で直接的にそれぞれのステータ径外方向Ｐ，Ｑへ移動させることができる。

このとき、第１保持部材２５は、ステータ径外方向Ｐと平行（ｐ方向）に設けられ連結リブ３０により補強された第１，第２ガイド部材３１，３２に沿って案内される。一方、第２保持部材２６は、ステータ径外方向Ｑと平行（ｑ方向）に設けられ連結リブ３０により補強された第３，第４ガイド部材３３，３４に沿って案内される。これにより、各ガイド部材３１〜３４の撓みを防止して、各保持部材２５，２６を、それぞれのステータ径外方向Ｐ，Ｑへ位置ずれさせることなく移動させることができる。

各保持部材２５，２６が移動すると、第１保持部材２５に保持されている第１、第３把持爪ユニット２１，２３は、ステータ径外方向Ｐへと移動し、第２保持部材２６に保持されている第２、第４把持爪ユニット２２，２４は、ステータ径外方向Ｑへと移動する。ここで、上記のように保持部材２５，２６の位置ずれが抑制されているため、各把持爪ユニット２１〜２４の相間絶縁紙挿入軌道がずれるのを防止することができる。こうして、図１３に示すように、第１〜第４把持爪ユニット２１〜２４に把持された相間絶縁紙１２０の連結脚部１２３，１２３は、ティース１１１と干渉することなくスロット１１２，１１２に挿入される。

［把持爪の開放］
その後、第１〜第４把持爪ユニット２１〜２４に備わる各把持爪４０が開放状態（固定爪４０ａと可動爪４０ｂとを離間させた状態）にされる。そうすると、相間絶縁紙１２０が相間絶縁紙組み付けユニット２０から離れ、相間絶縁紙１２０がステータコア１１０に組み付けられる。そして、１枚の相間絶縁紙１２０の組み付けが終了すると、組み付けロボット１２が作動して、相間絶縁紙組み付けユニット２０を載置台１９の上方に移動させる。そうすると、第１〜第４把持爪ユニット２１〜２４によって、載置台１９に載置された相間絶縁紙１２０が再度把持される。その後、上記の作業が繰り返し行われて、ステータコア１１０に対して必要な枚数の相間絶縁紙１２０が組み付けられる。

以上、詳細に説明したように本実施形態に係る相間絶縁紙の組み付け装置１０及び方法によれば、各把持爪ユニット２１〜２４に生じるモーメントを低減するとともに、各把持爪ユニット２１〜２４にそれぞれのステータ径方向Ｐ，Ｑと平行な駆動力のみを均等に作用させることができる。また、連結リブ３０を設けることにより、把持爪ユニット２１〜２４を案内するガイド部材３１〜３４を撓まないようにすることができる。よって、相間絶縁紙１２０を把持する各把持爪ユニット２１〜２４の把持爪４０における位置ずれを抑制して相間絶縁紙１２０を所定のスロットへ的確に挿入することができる。その結果、相間絶縁紙１２０のステータコア１１０への組み付け不良を未然に防止することができる。

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、三相ブラシレスＤＣモータに使用されるステータに対し本発明を適用した場合を示したが、本発明は三相ブラシレスＤＣモータに使用されるステータに限られることなく、連結脚部を有する形状の相間絶縁紙を使用するステータであれば本発明を適用することができる。

ステータコアの概略構成を示す斜視図である。 相間絶縁紙の概略構成を示す平面図である。 相間絶縁紙の組み付け装置の概略構成を示す斜視図である。 相間絶縁紙組み付けユニットの概略構成を示す斜視図である。 図４に示す相間絶縁紙の組み付け装置の正面図である。 図５に示す相間絶縁紙の組み付け装置のＶＩ−ＶＩ断面図である。 図５に示す相間絶縁紙の組み付け装置のＶII−ＶII断面図である。 図７に示す相間絶縁紙の組み付け装置ＶIII−ＶIII断面図である。 図８の把持爪ユニット移動後の状態を示す説明図である。 相間絶縁紙を把持した状態を示す側面図である。 相間絶縁紙組み付けユニットをステータコア内に配置した状態を示す斜視図である。 相間絶縁紙の連結脚部をステータコアのスロットに挿入前の状態を示す平面図である。 相間絶縁紙の連結脚部をステータコアのスロットに挿入後の状態を示す平面図である。

符号の説明

１０ 相間絶縁紙の組み付け装置
１２ 組み付けロボット（移動ユニット）
２０ 相間絶縁紙組み付けユニット
２１ 第１把持爪ユニット
２２ 第２把持爪ユニット
２３ 第３把持爪ユニット
２４ 第４把持爪ユニット
３０ 連結リブ
３０ａ コラム連結部
３０ｂ コラム連結部
３０ｃ ガイド連結部
３０ｄ ガイド連結部
３０ｅ ガイド連結部
３０ｆ ガイド連結部
３１ 第１ガイド部材
３１ｃ 先端部
３２ 第２ガイド部材
３２ｄ 先端部
３３ 第３ガイド部材
３３ｅ 先端部
３４ 第４ガイド部材
３４ｆ 先端部
３５ Ｐ方向シリンダ（アクチュエータ）
３６ Ｑ方向シリンダ（アクチュエータ）
４０ 把持爪
４０ａ 固定爪
４０ｂ 可動爪
４１ 開閉シリンダ（把持爪開閉機構）
１１０ ステータコア
１１２ スロット
１２０ 相間絶縁紙
１２１ 上側帯状部
１２２ 下側帯状部
１２３ 連結脚部
Ｐ ステータ径外方向
Ｑ ステータ径外方向

Claims (8)

1. ステータコアの両端面から突出して異相コイル間に介在する一対の帯状部を両端部で連結脚部により連結させた相間絶縁紙を、前記連結脚部を前記ステータコアに形成されたスロットに挿入することにより、前記ステータコアに組み付ける相間絶縁紙の組み付け方法において、
   前記帯状部の両端部をそれぞれ把持爪により把持して、前記相間絶縁紙を前記ステータコアの内側に位置させ、
   アクチュエータの配置を調節することにより前記各把持爪に対して均等に駆動力を作用させ、前記把持爪をステータ径外方向へ移動させ、前記連結脚部を前記ステータコアに形成されたスロットに挿入し、前記スロットの奥へ移動させた後、
   前記把持爪を開放状態にして、前記相間絶縁紙を前記ステータコアに組み付ける、ことを特徴とする相間絶縁紙の組み付け方法。
2. 請求項１に記載する相間絶縁紙の組み付け方法において、
   前記アクチュエータにより前記各把持爪に対してステータ径方向に平行な駆動力のみを作用させる、ことを特徴とする相間絶縁紙の組み付け方法。
3. ステータコアの両端面から突出して異相コイル間に介在する一対の帯状部を両端部で連結脚部により連結させた相間絶縁紙を、前記連結脚部を前記ステータコアに形成されたスロットに挿入することにより、前記ステータコアに組み付ける相間絶縁紙の組み付け方法において、
   前記帯状部の両端部をそれぞれ把持爪により把持して、前記相間絶縁紙を前記ステータコアの内側に位置させ、
   ステータ径外方向と平行に延びかつ補強されたガイド部材に沿って前記把持爪をステータ径外方向へ案内し、前記連結脚部を前記ステータコアに形成されたスロットに挿入し、前記スロットの奥へ移動させた後、
   前記把持爪を開放状態にして、前記相間絶縁紙を前記ステータコアに組み付ける、ことを特徴とする相間絶縁紙の組み付け方法。
4. ステータコアの両端面から突出して異相コイル間に介在する一対の帯状部を両端部で連結脚部により連結させた相間絶縁紙を、前記連結脚部を前記ステータコアに形成されたスロットに挿入することにより、前記ステータコアに組み付ける相間絶縁紙の組み付け装置において、
   前記相間絶縁紙を把持して前記ステータコアに組み付ける組み付けユニットと、
   前記組み付けユニットを任意の位置に移動させる移動ユニットとを有し、
   前記組み付けユニットは、
   前記相間絶縁紙の各帯状部の両端部をそれぞれ把持する複数の把持爪と、
   前記組み付けユニット本体からステータ径外方向と平行に延びるように設けられ、前記各把持爪をそれぞれのステータ径方向に案内する複数のガイド部材と、
   前記ガイド部材間に配置され、前記把持爪を移動させるアクチュエータと、
   前記把持爪を開閉させる把持爪開閉機構と、
   を備えたことを特徴とする相間絶縁紙の組み付け装置。
5. 請求項４に記載する相間絶縁紙の組み付け装置において、
   前記アクチュエータは、ステータ軸方向における前記ガイド部材間の中心に配置された、ことを特徴とする相間絶縁紙の組み付け装置。
6. 請求項４又は５に記載する相間絶縁紙の組み付け装置において、
   前記アクチュエータは、前記各把持爪に対してそれぞれのステータ径方向に平行な駆動力のみを作用させるよう、前記各ガイド部材のステータ径方向ごとにそれぞれ設けられた、ことを特徴とする相間絶縁紙の組み付け装置。
7. ステータコアの両端面から突出して異相コイル間に介在する一対の帯状部を両端部で連結脚部により連結させた相間絶縁紙を、前記連結脚部を前記ステータコアに形成されたスロットに挿入することにより、前記ステータコアに組み付ける相間絶縁紙の組み付け装置において、
   前記相間絶縁紙を把持して前記ステータコアに組み付ける組み付けユニットと、
   前記組み付けユニットを任意の位置に移動させる移動ユニットとを有し、
   前記組み付けユニットは、
   前記相間絶縁紙の各帯状部の両端部をそれぞれ把持する複数の把持爪と、
   前記組み付けユニット本体からステータ径外方向と平行に延びるように設けられ、前記各把持爪をそれぞれのステータ径方向に案内する複数のガイド部材と、
   前記各ガイド部材の先端部を一体に連結する連結リブと、
   前記把持爪を開閉させる把持爪開閉機構と、
   前記把持爪を移動させるアクチュエータと、
   を備えたことを特徴とする相間絶縁紙の組み付け装置。
8. 請求項７に記載する相間絶縁紙の組み付け装置において、
   前記連結リブは、前記各ガイド部材の先端部を、組み付けユニット本体と一体に連結する、ことを特徴とする相間絶縁紙の組み付け装置。

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