JP6495114B2 - 張力付与装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークとプーリとの間のワイヤに張力を付与する張力付与装置に関する。

従来、回転電機用のステータコイルを形成するための断面平角状のワイヤ（導線）をインシュレータの溝部に挿入するためのワイヤ挿入装置は公知である（例えば、下記特許文献１を参照）。従来のワイヤ挿入装置では、ワイヤが巻かれたプーリは、高速でワイヤの巻取り・繰出しを行いながら、ワイヤに捩じりを加えた上でワイヤを溝部に挿入する。このとき、ワイヤが弛むと、ワイヤがインシュレータに干渉したり、適切な捩じりが与えられなかったりすることで、溝部へのワイヤの挿入が上手くいかなくなる。このため、ワイヤには常に張力を付与して弛みが生じないようにする必要がある。従来のワイヤ挿入装置では、モータによりプーリを駆動することでワイヤの巻取り・繰出しを制御して、ワイヤへの張力付与を行っていた。

特開２０１３−１７２５８１号公報

しかしながら、従来のワイヤ挿入装置では、張力付与のためのモータが重いため、プーリを高速に移動させることが困難であった。また、プーリを高速で移動させるために他の部分の剛性を上げると、設備が大きくなりプーリ同士を近づけることができない。さらに、モータの配線が設備に干渉することがあり、配線によりプーリの移動範囲に制約があった。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、装置の軽量化が可能であり、設備の小型化が可能であり、モータ配線をなくすことが可能な張力付与装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、一部がワークに連結され他の一部がプーリに巻回されたワイヤの、前記ワークと前記プーリとの間の部分に張力を付与する張力付与装置であって、前記プーリの回転と同期して動作する伝達機構と、前記伝達機構を弾性的に付勢する弾性部材と、を備え、前記弾性部材の弾性付勢力に基づいて前記プーリに回転方向の力を作用させることにより、前記ワイヤに張力を付与する、ことを特徴とする。

上記のように構成された張力付与装置によれば、弾性部材の弾性付勢力を用いてワイヤに張力を付与するので、モータの駆動により張力を付与する従来の装置と比較し、張力付与装置の軽量化が可能である。このため、プーリを高速に動かすことが可能となる。また、軽量化に伴って、張力付与装置を備えた設備の他の部分の剛性を下げることが可能であることから、設備を小型化できる。そのため、設備が複数のプーリを有する場合にはプーリ同士を近づけて省スペース化を図ることができる。さらに、この張力付与装置にはモータの配線が無いためプーリの移動範囲の自由度が高くなる。しかも、従来のようなモータの駆動による張力の付与ではワイヤの長さに対して常に制御を行う必要があるのに対し、本発明の張力付与装置によれば、プーリにおけるワイヤの巻取り・繰出しに伴うワイヤの長さ変化に対応して、弾性部材により適切な張力を常に付与することができる。

上記の張力付与装置において、前記伝達機構は、前記プーリの回転に同期して回転可能な円環形状のギヤ部材と、前記ギヤ部材と常時噛み合うラック部が設けられ、前記ギヤ部材の回転に伴って直線的に動く可動部材と、を有し、前記弾性部材は、前記可動部材の可動方向に前記可動部材を付勢し、前記ギヤ部材が、蓄勢方向に回転することで、前記弾性部材を蓄勢する方向に前記可動部材が移動し、前記ギヤ部材は、前記蓄勢方向とは逆の張力付与方向にも回転可能であり、前記可動部材を介して前記ギヤ部材が前記張力付与方向に前記弾性部材の弾性付勢力を受けることで、前記プーリに回転方向の力を作用させて、前記ワイヤに張力を付与する。

この構成により、ギヤ部材の回転方向の動きが可動部材の直線方向の動きに変換されるとともに、弾性部材の付勢力が可動部材を介してプーリに伝達される。従って、ワイヤに張力を確実且つ好適に付与する機構を簡易な構成で構築することができる。

上記の張力付与装置において、前記可動部材は、中空筒状に形成されており、
前記弾性部材は、前記可動部材に挿入されていてもよい。

この構成により、可動部材の内側に弾性部材が挿入されることでスペースを有効利用し、伝達機構の長さを短くすることができる。よって、張力付与装置の一層の小型化を図ることができる。

本発明の張力付与装置によれば、装置の軽量化が可能であり、設備の小型化が可能であり、モータ配線をなくすことが可能である。

回転電機に組み込まれるステータの平面図である。 分割コア部の斜視図である。 ワイヤの始端部及び終端部が第１プーリ及び第２プーリにそれぞれ巻回されている状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る張力付与装置を備えたワイヤ挿入装置の全体概略図である。 プーリ保持部（アームが閉じた状態）の断面図である。 プーリ保持部（アームが開いた状態）の断面図である。 図５におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図（プーリ保持部における張力付与装置の断面図）である。 図８Ａは、ワイヤ挿入装置が行う第１の工程の説明図であり、図８Ｂは、ワイヤ挿入装置が行う第２の工程の説明図である。 図９Ａは、ワイヤ挿入装置が行う第４の工程の第１説明図であり、図９Ｂは、ワイヤ挿入装置が行う第４の工程の第２説明図である。

以下、本発明に係る張力付与装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

図１において、ステータ１０は周方向に並べられた複数の分割コア部１２を備える。このようなステータ１０の各分割コア部１２の製造工程ではワイヤ挿入装置１４（図４参照）が用いられる。本実施形態に係る張力付与装置８６（図５〜図７参照）は、ワイヤ挿入装置１４に設けられる。図１において、ステータ１０は、その内部に設けられる図示しないロータと組み合わされて回転電機を構成し、例えば、電動機又は発電機として用いられる。

ステータ１０は、いわゆる３相Ｙ型結線の突極巻のステータであり、図１に示すように、中空状のホルダ１６と、３相の入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗと、中性点を形成する中性端子Ｎと、ホルダ１６の内周面に沿って複数個（図１では１８個）の分割コア部１２を環状に配置して形成されるステータコア１８とを備える。

図１に示すステータコア１８は、コイル２０を有する分割コア部１２を１８個含む。これらのコイル２０は、Ｕ相（Ｕ１相〜Ｕ６相）、Ｖ相（Ｖ１相〜Ｖ６相）及びＷ相（Ｗ１相〜Ｗ６相）をそれぞれ構成しており、図１の時計回りに、Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１、Ｕ２、…、Ｕ６、Ｖ６、Ｗ６の順番に並ぶように配置される。

図２に示すように、分割コア部１２は、プレスにより打ち抜いた略Ｔ字状の金属板（鋼板）２２を複数枚積層して構成される分割鉄心２４と、分割鉄心２４を電気的に絶縁するインシュレータ（ワーク）２６と、インシュレータ２６を介して分割鉄心２４に巻回される導線であるワイヤ２８（コイル素線）により構成されるコイル２０とを有する。ワイヤ２８は、断面長方形状の平角線である。

分割鉄心２４は、矢印Ｂ１方向（ステータコア１８の外側に向かう方向）側において矢印Ｃ方向（ステータコア１８の周方向）に沿って延在するヨーク部２４ａと、ヨーク部２４ａから矢印Ｂ２方向（ステータコア１８の内側に向かう方向）側に向かって延在する磁極部２４ｂとから構成される。

インシュレータ２６は、可撓性を有する樹脂等の電気絶縁材料で構成されている。インシュレータ２６は、ワイヤ２８の中間部（始端部２８ａと終端部２８ｂの間を構成する部分）が巻回される中空状の巻回部３０と、巻回部３０から矢印Ｂ１方向に突出する引き回し部３２とを有する。

引き回し部３２は、ワイヤ２８の端部（始端部２８ａ又は終端部２８ｂ）をステータコア１８の周方向に沿って入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗ及び中性端子Ｎの箇所にまで引き回すための部分である。引き回し部３２は、複数の導線保持溝３４ａ〜３４ｄが形成された導線収納部３４と、導線収納部３４の背後（矢印Ｂ２方向の背面における矢印Ｃ１方向側の箇所）に形成された終端固定部３６とを有する。

複数の導線保持溝３４ａ〜３４ｄは、巻回部３０に巻回されたワイヤ２８の始端部２８ａ又は終端部２８ｂを矢印Ｃ方向に収納できるように構成されている。導線保持溝３４ａ〜３４ｄの各々は、平角線のワイヤ２８の始端部２８ａ又は終端部２８ｂを収納可能な幅（矢印Ａ方向に沿った長さ）及び深さ（矢印Ｂ方向に沿った奥行き）を有する溝であり、矢印Ｃ方向に沿って延在し、矢印Ａ方向に所定間隔で設けられている。導線収納部３４では、ワイヤ２８の始端部２８ａ又は終端部２８ｂについて、平角線の長辺側を矢印Ａ方向に沿わせた状態で矢印Ｃ方向に引き回し、各導線保持溝３４ａ〜３４ｄに収納する。

最も深い導線保持溝３４ａには、全ての相から合計で１８本のワイヤ２８の終端部２８ｂが引き回されて収納される。他の導線保持溝３４ｂ〜３４ｄは、導線保持溝３４ａよりも浅い深さを有する。導線保持溝３４ｂには、Ｕ１相〜Ｕ６相の合計で６本のワイヤ２８の始端部２８ａが引き回されて収納される。導線保持溝３４ｃには、Ｖ１相〜Ｖ６相の合計で６本のワイヤ２８の始端部２８ａが引き回されて収納される。導線保持溝３４ｄには、Ｗ１相〜Ｗ６相の合計で６本のワイヤ２８の始端部２８ａが引き回されて収納される。

Ｕ１相〜Ｕ６相のコイル２０を構成する各ワイヤ２８の始端部２８ａは入力端子Ｕに接続され、Ｖ１相〜Ｖ６相のコイル２０を構成する各ワイヤ２８の始端部２８ａは入力端子Ｖに接続され、Ｗ１相〜Ｗ６相のコイル２０を構成する各ワイヤ２８の始端部２８ａは入力端子Ｗに接続され、全ての相（Ｕ１〜Ｕ６相、Ｖ１〜Ｖ６相、Ｗ１〜Ｗ６相）のコイル２０を構成する各ワイヤ２８の終端部２８ｂは中性端子Ｎに接続される。

終端固定部３６は、巻回部３０に巻回されたワイヤ２８の終端部２８ｂを固定するための部分である。終端固定部３６は、矢印Ｃ方向に延在する第１溝部４０と矢印Ｂ方向に延在する第２溝部４２とによって構成される、平面視で略Ｌ字状の溝部３８（図３参照）を有する。第１溝部４０の幅（矢印Ｂ方向に沿った長さ）は、ワイヤ２８の平角状断面における短辺の長さと略同一の長さに設定されている。第２溝部４２は、導線保持溝３４ａと連通している。

このように構成される分割コア部１２については、図３に示す第１プーリ４６ａ及び第２プーリ４６ｂと、図４に示すワイヤ挿入装置１４とを用いることにより、インシュレータ２６の溝部（導線保持溝３４ａ〜３４ｄ及び溝部３８）にワイヤ２８の始端部２８ａ及び終端部２８ｂを挿入する工程（ワイヤ挿入工程）を実施することができる。ワイヤ挿入工程では、ワイヤ２８の終端部２８ｂを終端固定部３６に仮固定した後に該終端部２８ｂを導線保持溝３４ａに引き回して収納し、一方で、ワイヤ２８の始端部２８ａを導線保持溝３４ｂ〜３４ｄのいずれかに引き回して収納する。

ワイヤ挿入工程の前工程として、図３に示すように、分割コア部１２の巻回部３０に巻回されたコイル２０から延出したワイヤ２８の一方の端部である始端部２８ａを、仮巻プーリとしての第１プーリ４６ａに巻き取るとともに、コイル２０から延出したワイヤ２８の他方の端部である終端部２８ｂを、もう一つの仮巻プーリとしての第２プーリ４６ｂに巻き取る。

第１プーリ４６ａは、ワイヤ２８の始端部２８ａを巻き取る溝部４８を有する。第２プーリ４６ｂは、ワイヤ２８の終端部２８ｂを巻き取る溝部５０を有する。なお、第１プーリ４６ａ及び第２プーリ４６ｂでは、それぞれ、ワイヤ２８の平角状断面の長辺が溝部の底面に沿うように該ワイヤ２８の始端部２８ａ及び終端部２８ｂを巻き取っている。

図４に示すワイヤ挿入装置１４は、第１プーリ４６ａに巻回されたワイヤ２８の始端部２８ａを導線保持溝３４ｂ〜３４ｄのいずれかに引き回して収納させるとともに、第２プーリ４６ｂに巻回されたワイヤ２８の終端部２８ｂを終端固定部３６の溝部３８に挿入して終端固定部３６に仮固定し、導線保持溝３４ａに引き回して収納させることが可能な装置である。

ワイヤ挿入装置１４は、第１プーリ４６ａの回転及び移動を行わせるための第１プーリ駆動機構５０ａと、第２プーリ４６ｂの回転及び移動を行わせるための第２プーリ駆動機構５０ｂとを有する。ワイヤ挿入装置１４は、分割コア部１２の位置を基準として水平方向に略対称に構成されている。なお、分割コア部１２は、図示しないステージ等に固定されている。

図４に示すように、第１プーリ駆動機構５０ａは、昇降機構５２ａと、昇降機構５２ａに支持された旋回機構５４ａと、旋回機構５４ａに支持されたスライド機構５６ａと、スライド機構５６ａに支持されたロール機構５８ａと、ロール機構５８ａに支持されたプーリ保持部６０ａとを備える。

昇降機構５２ａは、駆動源６２（例えば、シリンダ装置等）により昇降軸６４を上下方向に進退させることにより、昇降軸６４の上端に固定された支持部６６を昇降させる。旋回機構５４ａは、昇降機構５２ａの支持部６６に固定されている。旋回機構５４ａは、支持部６６に固定された第１アーム６８と、第１アーム６８の一端に設けられた第１回転駆動源７０と、第１アーム６８の他端に設けられベルト等の動力伝達部７２を介して鉛直軸線を中心に回転駆動される軸部材７４とを有する。

スライド機構５６ａは、軸部材７４から水平方向に延出した第２アーム７６と、第２アーム７６に内蔵されたリニアアクチュエータ７８とを有する。旋回機構５４ａの駆動作用下に、第２アーム７６は、軸部材７４を中心軸として水平方向に回動する。

ロール機構５８ａは、水平方向の軸線を中心に回転可能な軸部８０を有し、支持部８１を介してスライド機構５６ａに支持されている。支持部８１の下端部は、リニアアクチュエータ７８の可動部であるスライダに固定されている。従って、ロール機構５８ａは、リニアアクチュエータ７８の駆動作用下に、第２アーム７６に沿って水平方向に移動可能である。

プーリ保持部６０ａは、ロール機構５８ａの軸部８０に固定されており、第１プーリ４６ａが着脱可能であるとともに、装着された第１プーリ４６ａを回転自在に支持する。

上記のように構成された第１プーリ駆動機構５０ａは、昇降機構５２ａ、旋回機構５４ａ及びスライド機構５６ａの駆動作用下に、プーリ保持部６０ａに保持された第１プーリ４６ａを三次元的に移動させ、これにより、分割コア部１２に対する第１プーリ４６ａの相対位置を変化させることができる。

また、ロール機構５８ａの駆動作用下に、プーリ保持部６０ａ及びこれに保持された第１プーリ４６ａは、軸部８０を中心として回転する。従って、第１プーリ駆動機構５０ａは、ロール機構５８ａの軸部８０を中心に第１プーリ４６ａを回転（ロール動作）させることにより、ワイヤ２８の始端部２８ａのうち、インシュレータ２６と第１プーリ４６ａとの間の部分を捩じることができる。

図５に示すように、プーリ保持部６０ａは、ロール機構５８ａの軸部８０（図４参照）に固定されたハウジングを構成する保持部本体８２と、保持部本体８２に回転可能に支持されるとともに第１プーリ４６ａが着脱可能な回転軸部８４と、ワイヤ２８における第１プーリ４６ａとインシュレータ２６との間の部分に張力を付与する張力付与装置８６とを有する。以下の説明において、第１プーリ４６ａと第２プーリ４６ｂとを特に区別しない場合には、単に「プーリ４６」と呼ぶこととする。

回転軸部８４は、軸受８８を介して、ロール機構５８ａの軸部８０の回転軸線と直交する軸線ａを中心に、保持部本体８２に回転可能に支持されている。回転軸部８４は、中空筒状の軸胴体部９０と、軸胴体部９０に揺動可能に支持された複数のアーム９２と、軸線ａに沿って軸胴体部９０に対して変位可能であり変位に伴ってアーム９２を開閉動作させる作動軸９４と、作動軸９４に連結された駆動軸９６とを有する。

複数のアーム９２は、軸線ａを中心とする周方向に所定間隔をおいて配置されている。なお、アーム９２の個数は、例えば、２〜５個である。各アーム９２は、アーム９２の長手方向の中間部に設けられた支持軸９３を中心に揺動可能である。

各アーム９２の一端部（図５で上端部）には、プーリ４６の軸部４７に係合可能な係合部材９８が設けられている。係合部材９８の内側部（軸線ａ側の部位）には凹凸部９９（歯部）が刻設されている。一方、プーリ４６の軸部４７の外周部には、係合部材９８の凹凸部９９に噛合い可能な凹凸部４９（歯部。図３も参照）が設けられている。

プーリ４６の軸部４７が複数のアーム９２の内側に配置され、複数のアーム９２が閉じると、係合部材９８とプーリ４６の外周部とが噛み合う。そして、係合部材９８とプーリ４６の軸部４７の外周部との噛み合いにより、回転軸部８４とプーリ４６との相対回転が阻止される。また、複数のアーム９２が閉じた状態では、アーム９２の上端部に設けられた内方に突出する係止突起９５により、プーリ４６が回転軸部８４から離脱することが阻止される。

各アーム９２の他端部（図５で下端部）には、ローラ１００が回転可能に設けられている。また、軸胴体部９０の一部を構成する筒状部材１０２と各アーム９２との間には、アーム９２を開く方向にアーム９２を弾性的に付勢するバネ１０４が配置されている。

複数のアーム９２の開閉動作は、作動軸９４によって駆動される。本実施形態において、作動軸９４は、軸胴体部９０の内側に軸方向に沿って摺動可能に配置されている。作動軸９４は、一端が開口した中空状に形成されるとともに、軸方向の移動に伴ってアーム９２のローラ１００を外側方向（軸線ａから離れる方向）に押すカム部１０６を有する。カム部１０６の外面は、作動軸９４の開口部側に向かうに従って外径が拡大するテーパ状に形成されている。

また、作動軸９４は、カム部１０６の先端側に設けられたストレート部１０８と、ストレート部１０８の先端側に設けられた嵌合部１１０とを有する。ストレート部１０８は、カム部１０６よりも小径であり、軸方向に外径が一定である。嵌合部１１０は、ストレート部１０８よりも小径であり、プーリ４６の孔部５１に嵌合可能に構成されている。

駆動軸９６は、上記のように構成された作動軸９４に挿入されるとともに、その先端部にて作動軸９４の先端部に連結固定されている。従って、駆動軸９６及び作動軸９４は、軸線ａに沿って一体的に動作可能である。駆動軸９６の基端側は、軸胴体部９０の端壁９１を貫通しており、保持部本体８２の外部に露出している。また、駆動軸９６と軸胴体部９０との間であって作動軸９４の内側には、軸胴体部９０を先端方向に弾性的に付勢するバネ１１２が配置されている。

作動軸９４が図６に示す後退位置に位置しているときは、作動軸９４のカム部１０６はローラ１００から退避しており、且つバネ１０４の弾性付勢力によりアーム９２が開く方向に付勢されているため、複数のアーム９２は開いた状態となっている。従って、回転軸部８４に対してプーリ４６を着脱することができる。なお、作動軸９４は、駆動軸９６を介してバネ１１２で先端方向に常時付勢されている。このため、プーリ保持部６０ａの外部には、図示しない適宜の駆動装置（例えば、シリンダ装置等）が設けられており、当該駆動装置を用いて、バネ１１２の弾性付勢力に抗して作動軸９４を後退位置へと移動させる。

一方、作動軸９４が、上記の後退位置から先端方向に移動していくと、作動軸９４のカム部１０６によってローラ１００が外側に変位させられる一方、バネ１０４の弾性付勢力に抗してアーム９２の係合部材９８は軸線ａ側へと変位させられる。従って、図５のように作動軸９４が進出位置に移動することに伴って、複数のアーム９２は閉じた状態となる。なお、作動軸９４は、駆動軸９６を介してバネ１１２で先端方向に常時付勢されているため、上記の駆動装置の駆動力を用いることなく、進出位置へと移動することができる。

次に、張力付与装置８６の構成について具体的に説明する。

張力付与装置８６は、プーリ４６の回転と同期して動作する伝達機構１１４と、伝達機構１１４を弾性的に付勢する弾性部材１１６とを備え、弾性部材１１６の弾性付勢力に基づいてプーリ４６に回転方向の力を作用させることにより、ワイヤ２８（インシュレータ２６とプーリ４６との間の部分）に張力を付与するように構成されている。

図５及び図６に示すように、本実施形態において、伝達機構１１４は、プーリ４６の回転に同期して回転可能なギヤ部材１１８と、ギヤ部材１１８と噛み合う可動部材１２０とを有する。なお、図６では、説明に必要な部材以外の部材については図示を省略している。ギヤ部材１１８は、複数のボルト１２１により、回転軸部８４の軸胴体部９０に同心状に固定されている。すなわち、ギヤ部材１１８は、軸線ａを中心に、回転軸部８４と一体的に回転可能である。図７に示すように、ギヤ部材１１８の外周部には、周方向に沿って全周に歯部１１９が形成されている。なお、ギヤ部材１１８には、周方向の全周ではなく必要な範囲にのみ、歯部１１９が形成されていてもよい。

可動部材１２０は、ギヤ部材１１８（歯部１１９）と噛み合うラック部１２２を有し、ギヤ部材１１８の回転に伴って直線的に動く部材である。具体的には、可動部材１２０は、軸線ａに直交する方向に沿って移動可能に配置された長尺状の部材である。ラック部１２２は、可動部材１２０の一方の側部に、可動部材１２０の長手方向に沿って形成されている。また本実施形態の場合、可動部材１２０は、一端が閉じ他端が開口した中空筒状に形成されている。

また、可動部材１２０は、保持部本体８２の一部を構成するケース部１２４内に収容されている。ケース部１２４の長手方向の一端部は第１蓋部材１２６によって閉じられ、ケース部１２４の長手方向の他端部は第２蓋部材１２８によって閉じられている。なお、ケース部１２４の内周部には、可動部材１２０の軸方向移動をスムーズに案内するためのガイドスリーブ１２９、１３０が設けられている。

弾性部材１１６は、可動部材１２０をその可動方向に弾性的に付勢するものであり、本実施形態では、バネの形態を有し、第１蓋部材１２６側に向かって可動部材１２０を弾性的に付勢している。弾性部材１１６は、可動部材１２０と第２蓋部材１２８との間に配置されており、弾性部材１１６の一端側は可動部材１２０の中空部１２０ａに挿入され、弾性部材１１６の他端側は第２蓋部材１２８に設けられた凹部１２８ａに挿入されている。弾性部材１１６の一端部及び他端部は、それぞれ第１蓋部材１２６及び第２蓋部材１２８に固定されていてもよく、固定されていなくてもよい。第１蓋部材１２６には、可動部材１２０の一端部に当接することにより可動部材１２０を停止させるストッパ１３２が設けられている。

上記のように張力付与装置８６が構成されているので、回転軸部８４に装着されたプーリ４６が軸線ａを中心に回転すると、プーリ４６の回転が、回転軸部８４を介してギヤ部材１１８に伝達されることで、ギヤ部材１１８はプーリ４６と同期して回転する。ギヤ部材１１８の回転は、ギヤ部材１１８の歯部１１９と可動部材１２０のラック部１２２との噛み合いにより、可動部材１２０の直線運動に変換される。すなわち、ギヤ部材１１８の回転に伴って、可動部材１２０はその長手方向に沿って移動する。

一方、可動部材１２０は、弾性部材１１６によって弾性的に常時支持（付勢）されているため、可動部材１２０がストッパ１３２によって係止されているときを除き、可動部材１２０は図７で軸線ａを中心とする時計回りの方向にギヤ部材１１８に力を掛ける。この力が回転軸部８４を介してプーリ４６へと伝わることで、ワイヤ２８を巻き取る方向の回転力がプーリ４６に作用する。この結果、ワイヤ２８のうち、インシュレータ２６とプーリ４６との間の部分に張力が付与される。

なお、回転軸部８４と可動部材１２０との間に、複数のギヤ部材が介在していてもよい。

図４において、第２プーリ駆動機構５０ｂは、第１プーリ駆動機構５０ａと同様の構成を有する。すなわち、第２プーリ駆動機構５０ｂは、第１プーリ駆動機構５０ａにおける昇降機構５２ａ、旋回機構５４ａ、スライド機構５６ａ、ロール機構５８ａ及びプーリ保持部６０ａとそれぞれ同様に構成された昇降機構５２ｂ、旋回機構５４ｂ、スライド機構５６ｂ、ロール機構５８ｂ及びプーリ保持部６０ｂを備える。プーリ保持部６０ｂは張力付与装置８６を有する。従って、第２プーリ駆動機構５０ｂは、第２プーリ４６ｂを三次元的に移動させることができるとともに、ロール機構５８ｂの軸部８０を中心に第２プーリ４６ｂを回転（ロール動作）させることにより、ワイヤ２８の終端部２８ｂのうち、インシュレータ２６と第２プーリ４６ｂとの間の部分を捩じることができる。

次に、上述のように構成されたワイヤ挿入装置１４の動作について説明する。ここでは、コイル２０が形成された１個の分割コア部１２の終端固定部３６にワイヤ２８の終端部２８ｂを仮固定し、その後、ワイヤ２８の始端部２８ａを導線保持溝３４ｂ〜３４ｄのいずれかに引き回して収納し、終端部２８ｂを導線保持溝３４ａに引き回して収納する場合について説明する。なお、図８Ａ〜図９Ｂでは、ワイヤ挿入装置１４による分割コア部１２、第１プーリ４６ａ及び第２プーリ４６ｂの位置関係についてのみ図示し、ワイヤ挿入装置１４の構成については図示を省略する。

ワイヤ挿入装置１４は、下記の第１〜第４の工程を実行する。

第１の工程では、分割コア部１２、第１プーリ４６ａ及び第２プーリ４６ｂをワイヤ挿入装置１４に搬送し、分割コア部１２の天地を逆転させて図示しないステージに配置する。また、第１プーリ駆動機構５０ａのプーリ保持部６０ａに第１プーリ４６ａを保持させるとともに、第２プーリ駆動機構５０ｂのプーリ保持部６０ｂに第２プーリ４６ｂを保持させる。

このとき、プーリ保持部６０ａ、６０ｂにそれぞれ備えられた張力付与装置８６の作用下に、ワイヤ２８の始端部２８ａのうちインシュレータ２６と第１プーリ４６ａとの間の部分に張力を付与するとともに、ワイヤ２８の終端部２８ｂのうちインシュレータ２６と第２プーリ４６ｂとの間の部分に張力を付与する。

具体的には、弾性部材１１６の弾性付勢力に抗して可動部材１２０が第１蓋部材１２６（ストッパ１３２）から離間する状態（可動部材１２０が第１蓋部材１２６と第２蓋部材１２８のいずれにも接触しない状態）になるように、分割コア部１２、ワイヤ２８の始端部２８ａが巻回された第１プーリ４６ａ及びワイヤ２８の終端部２８ｂが巻回された第２プーリ４６ｂを、それぞれ上記ステージ、一方のプーリ保持部６０ａ及び他方のプーリ保持部６０ｂにセットする。これにより、ワイヤ２８の始端部２８ａのうちインシュレータ２６と第１プーリ４６ａとの間の部分と、ワイヤ２８の終端部２８ｂのうちインシュレータ２６と第２プーリ４６ｂとの間の部分には、弾性部材１１６の弾性付勢力に基づく張力が付与された状態になる。

そして、この第１の工程では、ワイヤ２８の終端部２８ｂのうちインシュレータ２６と第２プーリ４６ｂとの間の部分を次工程（第２の工程）でインシュレータ２６の溝部３８に適切に挿入するために、ロール機構５８ｂにより軸部８０を中心に第２プーリ４６ｂを回動させることにより、図８Ａのように、上記部分を捩じる。この場合、ワイヤ２８の終端部２８ｂのうちインシュレータ２６と第２プーリ４６ｂとの間の部分は、弾性部材１１６（図７参照）の弾性付勢力に基づく張力が付与されていることから、当該部分に弛みが発生しないため、ワイヤ２８の当該部分を適切に捩じることができる。

なお、ワイヤ２８の終端部２８ｂについて、第２プーリ４６ｂでの捻り角度と、溝部３８への挿入予定部分での捻り角度との相関関係を予備実験等で予め求めておき、第１の工程では当該相関関係を用いて第２プーリ４６ｂを回動させることができる。

第２の工程では、図８Ｂのように、第１の工程によって捻られたワイヤ部分を終端固定部３６の溝部３８（図３も参照）に挿入することにより、ワイヤ２８の終端部２８ｂを終端固定部３６に仮固定する。具体的には、昇降機構５２ｂの駆動作用下に第２プーリ４６ｂを所定位置まで下降させ、次に、旋回機構５４ｂの駆動作用下に第２プーリ４６ｂを水平移動させ、次に、昇降機構５２ｂの駆動作用下に第２プーリ４６ｂを上昇させることにより、ワイヤ２８の終端部２８ｂを溝部３８に挿入する。この場合も、ワイヤ２８の終端部２８ｂのうちインシュレータ２６と第２プーリ４６ｂとの間の部分には、張力付与装置８６の作用下に張力が付与されているため、当該部分の溝部３８への挿入を適切に実施することができる。

第３の工程では、第２の工程による溝部３８へのワイヤ２８の挿入後、第１の工程での回動方向とは逆方向に、軸部８０を中心に第２プーリ４６ｂを回動させることにより、ワイヤ２８の終端部２８ｂのうち終端固定部３６と第２プーリ４６ｂとの間の部分の捩じりを解消する。この場合も、ワイヤ２８には張力付与装置８６の作用下に張力が付与されているため、ワイヤ２８における上記部分の捩じりの解消を適切に実施することができる。

第４の工程では、図９Ａのように、第１プーリ４６ａを移動させてワイヤ２８の始端部２８ａを導線保持溝３４ｂ〜３４ｄのいずれかまで引き回して収納するとともに、図９Ｂのように、第２プーリ４６ｂを移動させてワイヤ２８の終端部２８ｂを導線保持溝３４ａまで引き回して収納する。

具体的には、旋回機構５４ａ（図４参照）の駆動作用下に第１プーリ４６ａを水平移動させることにより、図９Ａのように、ワイヤ２８の始端部２８ａを導線保持溝３４ｂ〜３４ｄのいずれかにまで引き回して収納（挿入）する。この場合、第１プーリ４６ａからワイヤ２８の始端部２８ａの一部が繰り出されるが、始端部２８ａのうちインシュレータ２６と第１プーリ４６ａとの間の部分には、張力付与装置８６の作用下に張力が付与されているため、導線保持溝３４ｂ〜３４ｄのいずれかへの始端部２８ａの挿入を適切に実施することができる。第１プーリ４６ａの高さが、目的の導線保持溝３４ｂ〜３４ｄのいずれかの位置に応じた高さに調整されていない場合には、昇降機構５２ａ（図４参照）により第１プーリ４６ａの高さを調整すればよい。

なお、ワイヤ２８の始端部２８ａを導線保持溝３４ｂ〜３４ｄのいずれかに適切な向きで挿入するために、第１プーリ４６ａを水平移動させる前に、軸部８０を中心とした第１プーリ４６ａの回動によりワイヤ２８の始端部２８ａを捩じっておく必要がある。この始端部２８ａの捩じりは、上述した第１の工程の前、あるいは第１〜第３の工程と並行して行ってよい。

また、旋回機構５４ｂ（図４参照）の駆動作用下に第２プーリ４６ｂを水平移動させることにより、図９Ｂのように、ワイヤ２８の終端部２８ｂを導線保持溝３４ａにまで引き回して収納（挿入）することができる。この場合、第２プーリ４６ｂからワイヤ２８の終端部２８ｂの一部が繰り出されるが、終端部２８ｂのうちインシュレータ２６と第２プーリ４６ｂとの間の部分には、張力付与装置８６の作用下に張力が付与されているため、導線保持溝３４ａの終端部２８ｂの挿入を適切に実施することができる。なお、第２プーリ４６ｂの高さが、導線保持溝３４ａの位置に応じた高さに調整されていない場合には、昇降機構５２ｂ（図４参照）により第２プーリ４６ｂの高さを調整すればよい。

以上説明したように、ワイヤ挿入装置１４には張力付与装置８６が設けられている。そして、この張力付与装置８６によれば、弾性部材１１６の弾性付勢力を用いてワイヤ２８に張力を付与するので、モータの駆動により張力を付与する従来の装置と比較し、張力付与装置８６の軽量化が可能である。このため、プーリ４６を高速に動かすことが可能となる。また、軽量化に伴って、張力付与装置８６を備えた設備（ワイヤ挿入装置１４）の他の部分の剛性を下げることが可能であることから、設備を小型化できる。そのため、ワイヤ挿入装置１４のように複数のプーリ４６を有する場合にはプーリ４６同士を近づけて省スペース化を図ることができる。

さらに、この張力付与装置８６にはモータの配線が無いためプーリ４６の移動範囲の自由度が高くなる。しかも、従来のようなモータの駆動による張力の付与ではワイヤ２８の長さに対して常に制御を行う必要があるのに対し、この張力付与装置８６によれば、プーリ４６におけるワイヤ２８の巻取り・繰出しに伴うワイヤ２８の長さ変化に対応して、弾性部材１１６により適切な張力を常に付与することができる。

また、本実施形態では、伝達機構１１４は、プーリ４６の回転に同期して回転可能なギヤ部材１１８と、ギヤ部材１１８と噛み合うラック部１２２が設けられギヤ部材１１８の回転に伴って直線的に動く可動部材１２０とを有し、弾性部材１１６は可動部材１２０の可動方向に可動部材１２０を付勢する。この構成により、ギヤ部材１１８の回転方向の動きが可動部材１２０の直線方向の動きに変換されるとともに、弾性部材１１６の付勢力が可動部材１２０を介してプーリ４６に伝達される。従って、ワイヤ２８に張力を確実且つ好適に付与する機構を簡易な構成で構築することができる。

さらに、本実施形態では、可動部材１２０は中空筒状に形成されており、弾性部材１１６は可動部材１２０に挿入されている。この構成により、可動部材１２０の内側に弾性部材１１６が挿入されることでスペースを有効利用し、伝達機構１１４の長さを短くすることができる。よって、張力付与装置８６の一層の小型化を図ることができる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。

１２…分割コア部 ２６…インシュレータ
２８…ワイヤ ２８ａ…始端部
２８ｂ…終端部 ４６ａ…第１プーリ
４６ｂ…第２プーリ ８６…張力付与装置
１１４…伝達機構 １１６…弾性部材
１１８…ギヤ部材 １２０…可動部材

Claims (3)

1. 一部がワークに連結され他の一部がプーリに巻回されたワイヤの、前記ワークと前記プーリとの間の部分に張力を付与する張力付与装置であって、
   前記プーリの回転と同期して動作する伝達機構と、
   前記伝達機構を弾性的に付勢する弾性部材と、を備え、
   前記伝達機構は、
   前記プーリの回転に同期して回転可能な円環形状のギヤ部材と、
   前記ギヤ部材と常時噛み合うラック部が設けられ、前記ギヤ部材の回転に伴って直線的に動く可動部材と、を有し、
   前記弾性部材は、前記可動部材の可動方向に前記可動部材を付勢し、
   前記ギヤ部材が、蓄勢方向に回転することで、前記弾性部材を蓄勢する方向に前記可動部材が移動し、
   前記ギヤ部材は、前記蓄勢方向とは逆の張力付与方向にも回転可能であり、前記可動部材を介して前記ギヤ部材が前記張力付与方向に前記弾性部材の弾性付勢力を受けることで、前記プーリに回転方向の力を作用させて、前記ワイヤに張力を付与する、
   ことを特徴とする張力付与装置。
2. 請求項１記載の張力付与装置において、
   前記可動部材は、中空筒状に形成されており、
   前記弾性部材は、前記可動部材に挿入されている、
   ことを特徴とする張力付与装置。
3. 請求項１又は２記載の張力付与装置において、
   前記張力付与装置は、前記プーリに対して着脱可能に設けられている、
   ことを特徴とする張力付与装置。

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