2022-188539 チューブ組付装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022188539

(43)【公開日】2022-12-21

(54)【発明の名称】チューブ組付装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/10 20060101AFI20221214BHJP

   H02K 15/04 20060101ALI20221214BHJP

【ＦＩ】

H02K15/10

H02K15/04 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021096652

(22)【出願日】2021-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】513296958

【氏名又は名称】東芝産業機器システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】石塚 照雄

(72)【発明者】

【氏名】佐野 博之

【テーマコード（参考）】

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H615AA01

5H615BB01

5H615BB05

5H615PP01

5H615PP15

5H615RR02

5H615SS31

(57)【要約】

【課題】巻線体から導出される複数のリード線の外周に絶縁チューブを組付けるものにあって、リード線の切断等の作業の自動化率を高め、作業効率を良好とする。
【解決手段】実施形態に係るチューブ組付装置は、リード線が所定位置で保持されるクランプ機構を有し巻線体が搭載される専用パレットと、前記専用パレットに搭載された状態の前記巻線体を複数の作業位置間を移送する移送機構と、前記巻線体のカット作業位置で前記リード線の切断作業を行うと共に直線状に矯正する矯正作業を行う切断矯正機構と、前記巻線体の挿入作業位置で前記リード線に対する絶縁チューブの挿入を行うチューブ挿入機構とを備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

巻線体から導出される複数のリード線の外周に、絶縁チューブを組付けるチューブ組付装置であって、
前記リード線が所定位置で保持されるクランプ機構を有し前記巻線体が搭載される専用パレットと、
前記専用パレットに搭載された状態の前記巻線体を複数の作業位置間を移送する移送機構と、
前記巻線体のカット作業位置で前記リード線の切断作業を行うと共に直線状に矯正する矯正作業を行う切断矯正機構と、
前記巻線体の挿入作業位置で前記リード線に対する前記絶縁チューブの挿入を行うチューブ挿入機構とを備えるチューブ組付装置。

【請求項2】

前記切断矯正機構は、前記クランプ機構の近傍で前記リード線を把持する把持ツールと、前記リード線を所定位置で切断する切断ツールとを含み、それら両ツールの協働により切断作業を行う請求項１記載のチューブ組付装置。

【請求項3】

前記把持ツールは、前記リード線を把持する力が可変に構成され、前記切断矯正機構は、該把持ツールにより該リード線を比較的弱い力で把持しながら滑らせるように相対移動させることにより矯正作業を行う請求項２記載のチューブ組付装置。

【請求項4】

前記チューブ挿入機構は、矯正されたリード線を把持する把持ツールと、前記リード線に対し先端から前記絶縁チューブをコイルエンド部分まで挿入する挿入ツールとを含み、それら両ツールの協働によりチューブの挿入作業を行う請求項１から３のいずれか一項に記載のチューブ組付装置。

【請求項5】

前記チューブ挿入機構には、前記リード線の外径が、前記絶縁チューブの内径よりも小さい所定径になるように絞るガイド部が設けられている請求項４記載のチューブ組付装置。

【請求項6】

前記チューブ挿入機構においては、前記把持ツールと前記挿入ツールとがそれぞれ別のロボットに取付けられて移動されながら挿入作業を行う請求項４又は５記載のチューブ組付装置。

【請求項7】

前記チューブ挿入機構に対し、前記絶縁チューブをエア圧送方式により供給するチューブ供給機構を備える請求項１から６のいずれか一項に記載のチューブ組付装置。

【請求項8】

前記チューブ供給機構は、長さや内径の異なる複数種類の絶縁チューブを備え、必要な絶縁チューブを供給する請求項７記載のチューブ組付装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、巻線体から導出される複数のリード線の外周に、絶縁チューブを組付けるチューブ組付装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えばモータのステータを製造するにあたっては、ステータコアに巻線を挿入し、成形した後、巻線から導出されているリード線を所定長さで切断し、各リード線に対する絶縁チューブを組付ける作業が行われる。前記リード線は、エナメル線からなる複数本の素線を束ねて構成される。例えば特許文献１には、ステータのリード線に自動で絶縁チューブを組付ける組付装置が開示されている。この組付装置は、リード線を挟むように交互に千鳥状に配置された３個のローラを有する把持部材を備え、それら３個のローラによりリード線を挟持しながら把持部材を移動させ、絶縁チューブの挿入を行うように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４７１３２８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記従来の組付装置では、次のような問題点があった。即ち、ステータコアに対する巻線挿入作業の直後の状態では、リード線が不揃いの方向を向いている等形状は不安定であり、上記組付装置にセットするにあたっては、リード線のカットや、リード線の直線矯正といった作業を行っておく必要があった。リード線のカットや矯正には、作業者の手による事前作業が必要となり、自動化率が低いものとなっていた。尚、把持部材が、３個のローラによりリード線を挟持する構成のため、ローラが邪魔になり、絶縁チューブをリード線の奥部のコイルエンド部分まで挿入するのが難しい事情もあった。

【0005】

そこで、巻線体から導出される複数のリード線の外周に、絶縁チューブを組付けるものにあって、リード線の切断等の作業の自動化率を高めることができ、作業効率を良好とすることが可能なチューブ組付装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態に係るチューブ組付装置は、巻線体から導出される複数のリード線の外周に、絶縁チューブを組付けるものであって、前記リード線が所定位置で保持されるクランプ機構を有し前記巻線体が搭載される専用パレットと、前記専用パレットに搭載された状態の前記巻線体を複数の作業位置間を移送する移送機構と、前記巻線体のカット作業位置で前記リード線の切断作業を行うと共に直線状に矯正する矯正作業を行う切断矯正機構と、前記巻線体の挿入作業位置で前記リード線に対する前記絶縁チューブの挿入を行うチューブ挿入機構とを備えている。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態を示すもので、チューブ組付装置の全体構成を概略的に示す平面図

【図2】チューブ組付装置の全体構成を概略的に示す斜視図

【図3】ステータが専用パレットに移載された状態を示す斜視図

【図4】ロボットの様子を示す斜視図

【図5】把持ツールを示す斜視図

【図6】カッタユニットを有する把持ツールを示す斜視図

【図7】チューブ挿入ユニットを示す斜視図

【図8】リード線に対する絶縁チューブの挿入の工程の第１工程～第４工程を順に示す図

【図9】リード線に対する絶縁チューブの挿入の工程の第５工程～第８工程を順に示す図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、巻線体としての三相交流モータのステータに適用した一実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、巻線体としてのステータ１の構成について、簡単に述べる。図３に示すように。このステータ１は、全体としてリング状をなし、内周部に複数個例えば２４個のスロットを有するステータコア２に、三相の巻線３を装着して構成されている。ステータ１には、前記巻線３から導出された形態の複数本のリード線４が設けられる。このとき、リード線４は、例えばエナメル線からなる素線を束ねた束線からなり、この場合、２本ずつが繋がった形態の６本の電力線と、６本の中性線が存在しており、そのうち電力線に関しては、切断後２本ずつがまとめられて３本とされる。

【0009】

図１及び図２に示すように、上記したステータ１は、巻線ライン１０において巻線３が組付けられ、その後、本実施形態に係るチューブ組付装置としてのチューブ組付ライン１１に送られる。そして、チューブ組付ライン１１において、前記各リード線４に対する絶縁チューブ５（図８、図９参照）の挿入作業が行われる。その後、ステータ１は、次の組立ライン１２に送られて、次の組立て作業が行われる。巻線ライン１０、チューブ組付ライン１１、次の組立ライン１２は、モータの製造ラインの一部分を構成する。

【0010】

図１及び図２は、本実施形態のチューブ組付ライン１１の全体構成を模式的に示している。ここで、チューブ組付ライン１１には、図で左端部の後部に、前記巻線ライン１０からステータ１が搬入される搬入ステージ１３が設けられている。これと共に、図で左端部の前部に、絶縁チューブ５の組付けが終了したステータ１が次の組立ライン１２に向けて搬出される搬出ステージ１４が設けられている。巻線ライン１０から搬出されたステータ１は、図示しない移載ユニットにより搬入ステージ１３に搬入されて、後述する専用パレット１５に移載される。その後、ステータ１は専用パレット１５に保持された状態で搬送されながら作業が行われる。作業が終わったステータ１は、搬出ステージ１４で専用パレット１５から取外されて搬出される。

【0011】

チューブ組付ライン１１には、前記搬入ステージ１３から図で右方に延びて、ステータ１を保持した専用パレット１５を図で右方に搬送する後部搬送路１６が設けられている。後部搬送路１６の右端部には、その専用パレット１５を図で前方に搬送するバッファ１７が設けられ、バッファ１７の前端部から図で左方に延びて前記搬出ステージ１４に向けてステータ１を保持した専用パレット１５を搬送する前部搬送路１８が設けられている。詳しく図示はしないが、前記搬入ステージ１３部分には、ステータ１を専用パレット１５に移載する移載ユニット１９が設けられている。また、後部搬送路１６、バッファ１７、前部搬送路１８上を、ステータ１を保持した専用パレット１５を移送するための移送機構２０が設けられている。

【0012】

そして、前記前部搬送路１８に沿って、ステータ１が停止されて作業が行われる複数の作業位置が設けられる。本実施形態では、作業位置として、図で右から順に第１～第５の５つの作業ステージ２１～２５が並んで設けられている。前記ステータ１は、これら第１～第５の作業ステージ２１～２５を順に送られるようになっている。図２に示すように、前記バッファ１７の右側には、チューブ供給機構２６が設けられている。

【0013】

詳しい説明は省略するが、このチューブ供給機構２６は、ロボット５５等を備え、後述するチューブ挿入機構に対し、絶縁チューブ５をエア圧送方式により搬送管を通して供給するように構成されている。このとき、チューブ供給機構２６には、長さや内径の異なる複数種類の絶縁チューブ５が備えられ、後述する各チューブ挿入ユニットに対し、必要な絶縁チューブ５を供給する。この場合、絶縁チューブ５の長さは、各リード線４の長さに応じたものとなる。また、リード線４の太さに合わせて、径の比較的大きい電力線用の絶縁チューブ５と、それより径の小さい中性線用の絶縁チューブ５とが供給される。

【0014】

前記第１の作業ステージ２１は、前記ステータ１のリード線４のうち、中性線の切断及び矯正の作業を行う作業位置であり、その後部に、第１の切断矯正機構２７が設けられている。前記第２の作業ステージ２２は、前記ステータ１のリード線４のうち、電力線の切断及び矯正の作業を行う作業位置であり、その後部に、第２の切断矯正機構２８が設けられている。従って、第１の作業ステージ２１及び第２の作業ステージ２２が、それぞれカット作業位置となる。

【0015】

前記第３の作業ステージ２３は、前記ステータ１のリード線４の中性線のうち所定の３本について、絶縁チューブ５の挿入作業を行う作業位置であり、その後部には、第１のチューブ挿入機構２９が設けられている。前記第４の作業ステージ２４は、前記ステータ１のリード線４の中性線のうち残りの３本について、絶縁チューブ５の挿入作業を行う作業位置であり、その後部には、第２のチューブ挿入機構３０が設けられている。前記第５の作業ステージ２５は、前記ステータ１のリード線４のうち電力線について、絶縁チューブ５の挿入作業を行う作業位置であり、その後部には、第３のチューブ挿入機構３１が設けられている。従って、第３～第５の作業ステージ２３～２５が、それぞれ挿入作業位置となる。

【0016】

これにて、チューブ組付ライン１１においては、搬入ステージ１３においてステータ１が専用パレット１５に移載され、第１～第５の作業ステージ２１～２５を順に送られながら、各リード線４に対する切断及び矯正の作業並びに絶縁チューブ５の挿入の作業が実行される。このとき、図示はしないが、チューブ組付ライン１１には、コンピュータを主体として構成される制御装置が設けられている。この制御装置は、予め入力された作業プログラムや教示データ、並びに各種センサ信号などに基づいて、各機構のアクチュエータやロボットなどライン全体を制御し、自動で作業を実行させるように構成されている。

【0017】

さて、図３～図９も参照して、上記したチューブ組付ライン１１の各機構における要部の構成について以下述べる。まず、図３は、前記専用パレット１５の構成を示し、この専用パレット１５は、ベースプレート３２、ワーク回転テーブル３３、保持用プレート３４、クランプ機構３５等を備えている。そのうち前記ベースプレート３２は、四角形板状をなし、前記移送機構２０により、搬入ステージ１３から搬出ステージ１４まで搬送路１６～１８を送られる。また、図示しない位置決めピンなどによって、所定位置即ち前部搬送路１８の各作業ステージ２１～２５に停止されるようになっている。

【0018】

前記ワーク回転テーブル３３は、前記ベースプレート３２上に回転可能に設けられ、このワーク回転テーブル３３上には、前記ステータ１が軸方向を上下方向として、所定の回転位置で載置状に保持されるようになっている。このワーク回転テーブル３３は、専用パレット１５が各作業ステージ２１～２５即ち各作業位置に停止された状態で、設備側に設けられた図示しない回転駆動機構に着脱可能に連結され、この回転駆動機構によって、ステータ１を作業に応じた所定回転角度に回転させるように構成されている。

【0019】

このとき、ワーク回転テーブル３３の上部には、前記ステータ１のコイルエンドの高さに合わせて、前記保持用プレート３４が、ステータ１の周囲を囲むように半円形のリング状に設けられている。そして、この保持用プレート３４に、前記クランプ機構３５が設けられている。このクランプ機構３５は、保持用プレート３４の半円形部分に位置して、ステータ１の巻線３の上部コイルエンド部から導出されている複数本のリード線４を、放射方向に延びた状態で間隔を置いて保持するように構成されている。このとき、クランプ機構３５によるリード線４の保持及び保持の解放は、設備側に設けられた図示しない保持解除機構により行われる。

【0020】

これにより、搬入ステージ１３に搬入されたステータ１は、ここで専用パレット１５に搭載される。このとき、ステータ１のステータコア２に対する巻線３の挿入作業の直後の状態では、リード線４の形状は不安定であったとしても、ここで、クランプ機構３５によりリード線４が所定位置、即ち外周に放射方向に引出された状態に保持されるようになる。以降の各工程においては、移送機構２０により、ステータ１を専用パレット１５と共に移動させることにより、専用パレット１５に対するリード線４の保持位置を所定位置に維持した状態で、各作業位置に移動させることができる。

【0021】

次に、各作業ステージ２１～２５に設けられる切断矯正機構２７、２８、並びに、チューブ挿入機構２９～３１について述べる。本実施形態では、前記２つの切断矯正機構２７、２８は、共に同等の構成を備えており、夫々、２台のロボット３６、３７を備えて構成される。また、前記３つのチューブ挿入機構２９～３１についても、全て同等の構成を備えており、やはり夫々、２台のロボット３６、３７を備えて構成される。図４は、それらのうち第１の切断矯正機構２７を代表させて示しており、左右に並んで、ロボット３６、３７を備えている。

【0022】

前記ロボット３６、３７は、共に、例えば周知構成を備える６軸型の多関節型ロボットから構成されている。そして、そのうち一方のロボット３６のアームの先端には、図５にも示すように、前記クランプ機構３５の近傍で前記リード線４を把持する把持ツール３８が取付けられている。他方のロボット３７のアームの先端には、図６にも示すように、前記リード線４を所定位置で切断する切断ツール３９が取付けられている。

【0023】

前記把持ツール３８は、図５に示すように、フレーム３８ａの基端部に前記ロボット３６に取付けられる取付部３８ｂを備えると共に、先端部に一対の把持爪４０を備えている。前記フレーム３８ａ内には、前記把持爪４０を開閉駆動するためのモータ等を駆動源とした駆動機構４１が設けられている。このとき、駆動機構４１は、把持爪４０の移動ストロークや把持力の制御が可能に構成されている。これにて、把持ツール３８により、前記リード線４を把持したりまとめたりする動作が行われる。

【0024】

前記切断ツール３９は、図６に示すように、前記把持ツール３８に、前記フレーム３８ａの側面に位置してカッタユニット４２を装着した構成とされている。前記カッタユニット４２は、切断刃４３及びその切断刃４３を往復駆動して切断動作を実行させる駆動機構４４を備えて構成されている。これにて、他方のロボット３７に設けられた切断ツール３９は、把持ツール３８によって把持したリード線４をカッタユニット４２により切断するように構成されている。

【0025】

このように切断矯正機構２７、２８においては、２台のロボット３６、３７及びそれらが備える把持ツール３８、切断ツール３９の協働により、専用パレット１５のクランプ機構３５により保持された各リード線４に対し、所定の位置を把持し且つテンションを付与した状態で、所定位置で切断する切断作業を自動で実行するように構成されている。また、これと共に、切断矯正機構２７、２８においては、切断されたリード線４をまとめて外周方向に直線的に延びるようにいわば癖をつける矯正の作業が併せて実行される。この矯正作業は、例えば、リード線４を束ね、把持爪４０によって比較的弱い力で把持しながら、把持爪４０をステータ１の外周方向に直線的に滑らせることにより実行される。

【0026】

このとき、第１の切断矯正機構２７においては、第１の作業ステージ２１のカット作業位置に搬送されたステータ１に対し、リード線４のうち中性線に対する所定長さでの切断及び矯正の作業が実行される。次いで、第２の切断矯正機構２８においては、第２の作業ステージ２２のカット作業位置に搬送されたステータ１に対し、リード線４のうち電力線に対する所定長さでの切断及び矯正の作業が実行される。尚この場合、各作業位置においてステータ１の各リード線４がクランプ機構３５に保持されている位置、つまりロボット３６、３７の目標となる把持位置等が予め教示されるようになっている。

【0027】

また、前記第１～第３の３つのチューブ挿入機構２９～３１についても、全て同等の構成を備えており、やはり夫々、２台のロボット３６、３７を備えて構成される。この場合、一方のロボット３６には、矯正後のリード線４を把持する把持ツール３８が取付けられる。これに対し、他方のロボット３７のアームの先端には、図７及び図８、図９にも示すように、前記リード線４に対し先端から絶縁チューブ５をコイルエンド部分まで挿入する挿入ツール４５が設けられる。

【0028】

前記挿入ツール４５は、図７に示すように、前記把持ツール３８に、前記フレーム３８ａの側面に位置してチューブ挿入ユニット４６を装着した構成とされている。チューブ挿入ユニット４６は、以下のように構成されている。即ち、図７～図９に示すように、チューブ挿入ユニット４６は、前記フレーム３８ａに固定されるベース４７、ベース４７に取付けられ図で上下方向に長い円筒部４８、この円筒部４８の下部に設けられた挿入ガイド４９を備えて構成される。

【0029】

図８、図９に示すように、前記円筒部４８は、図で上下方向に貫通する中空部を有し、その上端部には、搬送管５０が接続されている。詳しく図示はしないが、前記搬送管５０は前記チューブ供給機構２６に接続され、必要な絶縁チューブ５が、エア圧送方式により搬送管５０を通して円筒部４８の中空部内に供給されるようになっている。また、円筒部４８のやや下部寄り部位には、供給された絶縁チューブ５を把持するためのチューブグリッパ５１が開閉動作可能に設けられている。

【0030】

前記挿入ガイド４９は、前記円筒部４８の下部に、上昇位置と下降位置との間で上下動可能に設けられている。図８の第１工程～第３工程が挿入ガイド４９の上昇位置を示し、図８の第４工程及び図９の各工程が挿入ガイド４９の下降位置を示している。この挿入ガイド４９は、前記リード線４を上方にガイドするガイド部５２や、そのガイド部５２の上端部分に位置して前記絶縁チューブ５の下端を保持するチューブ先端グリッパ５３等を備えて構成される。

【0031】

前記ガイド部５２は、図８で下面側に、リード線４の先端部が下方から挿入される径大な入口部を有し、上方に向けて窄まるテーパ面を介して、上端部に前記円筒部４８の下端開口に位置する薄肉状の筒部５２ａ(図８の第１工程参照)を有している。この筒部５２ａは、前記絶縁チューブ５の先端部の内周側に相対的に挿入されるもので、前記チューブ先端グリッパ５３の内周側に位置されている。また、リード線４がガイド部５２を下方から上方に向けて通されることにより、リード線４の外径が、前記絶縁チューブ５の内径よりも小さい所定径になるように絞られ、筒部５２ａを通って円筒部４８に挿入されるようになっている。尚、前記円筒部４８等の内径については、供給される絶縁チューブ５の外径に応じたものとなり、ガイド部５２上端の筒部５２ａの内径も、リード線４の外径言い換えれば絶縁チューブ５の内径に応じた寸法とされる。

【0032】

また、このガイド部５２は、前記筒部５２ａを含めて図で左右に二つ割り状とされた２部品から構成され、図示しない駆動機構により、それら各部品が突き合わされる第１の閉塞位置と、その第１の閉塞位置から若干量だけ左右に開いた第２の閉塞位置と、左右に離間する開放位置との間で開閉可能とされている。図８の第１、第２工程はガイド部５２の第１の閉塞位置を示し、図８の第３、第４工程はガイド部５２の第２の閉塞位置を示し、図９の各工程はガイド部５２の開放位置を示している。詳しく図示はしないが、このチューブ挿入ユニット４６には、前記チューブグリッパ５１の開閉動作の駆動源となるエアシリンダ５４が設けられていると共に、前記チューブ先端グリッパ５３の開閉の駆動源となるエアシリンダや、前記ガイド部５２の開閉の駆動源となるエアシリンダ、前記絶縁チューブ５検出用のセンサなども設けられている。

【0033】

このとき、本実施形態では、第１のチューブ挿入機構２９においては、第３の作業ステージ２３の挿入作業位置に搬送されたステータ１に対し、リード線４のうち中性線の３本に対する絶縁チューブ５の挿入作業が実行される。次の第２のチューブ挿入機構３０においては、第４の作業ステージ２４の挿入作業位置に搬送されたステータ１に対し、リード線４のうち中性線の残りの３本に対する絶縁チューブ５の挿入作業が実行される。更に、第３のチューブ挿入機構３１においては、第５の作業ステージ２５の挿入作業位置に搬送されたステータ１に対し、リード線４のうち電力線の３本に対する絶縁チューブ５の挿入作業が実行される。チューブ挿入作業の詳細については、次の作用説明にて述べる。

【0034】

次に、上記構成のチューブ組付ライン１１の作用について述べる。チューブ組付ライン１１に設けられた制御装置は、上記した各機構を制御することにより、以下のようにして、ステータ１のリード線４に対する絶縁チューブ５の組付作業を実行する。即ち、図１、図２に示すように、まず、巻線ライン１０から供給されたステータ１は、搬入ステージ１３において専用パレット１５に移載される。この後、ステータ１を保持した専用パレット１５は、後部搬送路１６、バッファ１７を介して前部搬送路１８を、第１～第５の作業ステージ２１～２５の順に送られる。

【0035】

このとき、巻線ライン１０から搬入ステージ１３に供給されるステータ１は、ステータコア２に対する巻線３の挿入作業の直後の状態で、リード線４の形状つまり導出方向等が不安定である事情がある。ところが、図３に示すように、専用パレット１５に保持された状態で、クランプ機構３５により各リード線４を所定位置、即ち整列状で外周方向つまり放射方向に引出した状態に保持することができる。従って、以降の工程において、移送機構２０により、ステータ１を専用パレット１５と共に移動させることにより、専用パレット１５に対するステータ１のリード線４の保持位置を一定に固定した状態で、各作業位置に移動させることができる。

【0036】

上記したように、第１の作業ステージ２１では、第１の切断矯正機構２７により、スタータ１のリード線４のうち中性線に対する切断作業が行われると共に、直線状に矯正する矯正作業が行われる。これら切断作業及び矯正作業は、把持ツール３８を有するロボット３６と、切断ツール３９を有するロボット３７との協働により行われる。この場合、リード線４にテンションをかけながら確実に切断作業を行うことができ、また、把持ツール３８の把持爪４０によりリード線４を比較的弱い力で把持しながら滑らせるように相対移動させることにより、容易に矯正作業を行うことができる。

【0037】

第１の作業ステージ２１における作業が終了すると、専用パレット１５は、次の第２の作業ステージ２２に送られる。第２の作業ステージ２２では、第２の切断矯正機構２８により、スタータ１のリード線４のうち電力線に対して、所定長さに切断する切断作業が行われると共に、切断後のリード線４をまとめた状態で直線状に矯正する矯正作業が行われる。このとき、第１及び第２の作業ステージ２１及び２２においては、共にステータ１のリード線４は、専用パレット１５に対して所定の位置に保持されているので、容易に切断及び矯正の作業の自動化を図ることができる。

【0038】

ステータ１のリード線４に対する切断及び矯正の作業が終了すると、専用パレット１５は、次の第３の作業ステージ２３に送られる。第３の作業ステージ２３では、第１のチューブ挿入機構２９により、ステータ１のリード線４のうち３本の中性線に対する、絶縁チューブ５の挿入作業が実行される。チューブ挿入の作業は、把持ツール３８を有するロボット３６と、挿入ツール４５を有するロボット３７との協働により行われる。図８及び図９は、このチューブ挿入作業の各工程を順に示している。

【0039】

即ち、第１工程から第４工程までを示す図８において、第１工程では、挿入ツール４５のチューブ挿入ユニット４６に対し、必要な絶縁チューブ５が、前記チューブ供給機構２６からエア圧送方式により圧送され、搬送管５０を通して円筒部４８に供給される。この時点では、チューブグリッパ５１及びチューブ先端グリッパ５３は開いた状態にあり、また、挿入ガイド４９は円筒部４８に近い上昇位置にあり、ガイド部５２は第１の閉塞位置にあって閉塞状態とされている。

【0040】

絶縁チューブ５の先端が図示しないセンサにより検出されると、次の第２工程において、チューブ先端グリッパ５３が閉塞され、絶縁チューブ５の先端部が筒部５２ａとチューブ先端グリッパ５３との間に挟まれてその位置に保持される。これと共に、チューブグリッパ５１が閉塞されて絶縁チューブ５が固定される。一方、挿入対象となるリード線４が、図示しない把持ツール３８により把持されて、ガイド部５２に対し図で下方から挿入され、上方に押し込まれていく。このとき、リード線４は、既に所定長さに切断され、直線矯正されているので、ガイド部５２に対する挿入作業を容易に行うことができる。

【0041】

第３工程では、チューブ先端グリッパ５３が開放位置に移動されると共に、ガイド部５２が第２閉塞位置に位置されて絶縁チューブ５の先端が若干量だけ広げられ、リード線４の挿入抵抗を減らした状態で、リード線４が上方に更に差込まれていく。この場合、ガイド部５２においては、リード線４の外径が、前記絶縁チューブ５の内径よりも小さい所定径になるように絞られるので、絶縁チューブ５に対し、確実かつスムーズに挿入作業を行うことができる。次の第４工程では、挿入ガイド４９が、円筒部４８に対し下降した下降位置にスライド変位され、挿入ガイド４９が巻線３側に更に押し込まれる。

【0042】

次いで、図９は、第５工程から第８工程までを示しており、第５工程においては、ガイド部５２が開放状態に変位される。これにて、リード線４を絶縁チューブ５に挿入する際の抵抗がより小さくなるので、第６工程にて、リード線４が更に奥方まで挿入されていくようになり、リード線４の奥部のコイルエンド付近まで絶縁チューブ５を挿入することが可能となる。絶縁チューブ５に対するリード線４の挿入が完了すると、第７工程にて、チューブグリッパ５１が開放される。最後の第８工程にて、チューブ挿入ツール４６がステータ１から後退して、絶縁チューブ５の挿入作業作業が完了する。

【0043】

第３の作業ステージ２３におけるチューブ挿入作業が終了すると、専用パレット１５は、次の第４の作業ステージ２４に送られる。第４の作業ステージ２４では、第２のチューブ挿入機構３０により、ステータ１のリード線４のうち、残りの３本の中性線に対する絶縁チューブ５の挿入作業が、上記と同様にして行われる。第４の作業ステージ２４におけるチューブ挿入作業が終了すると、専用パレット１５は、次の第５の作業ステージ２５に送られ、第３のチューブ挿入機構３１により、ステータ１のリード線４のうち電力線に対する絶縁チューブ５の挿入作業が、上記と同様にして行われる。

【0044】

以上のような作業が、第１～第５の全ての作業ステージ２１～２５で並行して順次行われる。このとき、各作業ステージ２１～２５における作業時間は、ほぼ同等、例えば９０秒とされ、各機構における無駄な停止時間がなく、効率的な作業が行われる。チューブ挿入作業が完了した専用パレット１５は、搬出ステージ１４に送られ、ここでステータ１のみが次の組立ライン１２に送られ、専用パレット１５は回収されて搬入ステージ１３に送られる。

【0045】

このような本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。即ち、ステータ１の搬送に、クランプ機構３５を有する専用パレット１５を用いる構成としたので、専用パレット１５に対す～ステータ１のリード線４の保持位置を所定位置に固定した状態で、各作業ステージ２１～２５に移送することができる。そして、切断矯正機構２７、２８により、容易にリード線４の切断及び矯正の作業の自動化を図ることができる。さらに、チューブ挿入機構２９～３１により、既に切断され、直線矯正されているリード線４に対する、絶縁チューブ５の挿入作業を自動で容易に行うことができる。

【0046】

この結果、本実施形態によれば、ステータ１から導出される複数のリード線４の外周に、絶縁チューブ５を組付けるものにあって、リード線４の切断等の作業の自動化率を高めることができ、作業効率を良好とすることが可能となるという優れた効果を得ることができる。このとき、本実施形態では、絶縁チューブ５を、巻線３のコイルエンド付近のリード線４の奥部まで挿入することが可能となった。

【0047】

特に本実施形態では、切断矯正機構２７、２８を、クランプ機構３５の近傍でリード線４を把持する把持ツール３８と、リード線４を所定位置で切断する切断ツール３９とを含み、それら両ツール３８、３９の協働により切断作業を行うように構成した。これにより、把持ツール３８と切断ツール３９との協働により、リード線４にテンションをかけながら確実に切断作業を行うことができる。しかも、リード線４を把持する力が可変に構成された把持ツール３８により、矯正専用のツールを設けることなく、切断作業と併せて簡単な構成でリード線４の矯正を行うことができるようになった。

【0048】

また、本実施形態では、チューブ挿入機構２９～３１を、把持ツール３８と、リード線４に対し先端から絶縁チューブ５をコイルエンド部分まで挿入する挿入ツール４５とを備える構成とした。これにより、把持ツール３８と挿入ツール４５との協働により、絶縁チューブ５のコイルエンド付近まで挿入作業を自動で確実に行うことができる。しかも、挿入ツール４５にガイド部５２を設けたので、ガイド部５２によってリード線４の外径を絶縁チューブ５の内径よりも小さく絞った状態で、確実かつスムーズに挿入作業を行うことができる。特に、チューブ挿入機構２９～３１においては、２台のロボット３６、３７を用いて挿入作業を行う構成としたので、作業を受けるステータ１の相対的な位置や向きなどに制限が少ない状態で、良好に挿入作業を行うことが可能となる。

【0049】

更に本実施形態では、チューブ挿入機構２９～３１に対し、絶縁チューブ５をエア圧送方式により供給するチューブ供給機構２６を設けたので、チューブ供給機構２６から、チューブ挿入機構２９～３１に対し、必要な絶縁チューブ５を自在に供給することができ、作業性を高めることができる。このとき、チューブ供給機構２６から、長さや内径の異なる複数種類の絶縁チューブ５の中から、必要な絶縁チューブ５を供給することができるので、複数種類の絶縁チューブ５に関する組付作業を自動で容易に行うことができ、利便性を高め、より効率的な作業を行うことができる。

【0050】

尚、上記実施形態においては、巻線体として、モータのステータを具体例としてあげたが、例えば発電機のコイル、変圧器や変成機のコイル等の様々な巻線体に適用することが可能である。また上記実施形態では、切断矯正機構やチューブ挿入機構に関して、２台の６軸型のロボットを備える構成としたが、例えば２台のうち一方のロボットを水平多関節形ロボットから構成したり、１台のロボットから構成したりする等の様々な変更が可能である。その他、専用パレットや搬送路の構成、チューブ供給機構の構成等についても種々変更することが可能である。作業ステージの構成や組合わせ等についても、様々な追加や変更が可能であることは勿論である。

【0051】

以上説明した実施形態は、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。

【符号の説明】

【0052】

図面中、１はステータ（巻線体）、３は巻線、４はリード線、５は絶縁チューブ、１１はチューブ組付ライン（チューブ組付装置）、１３は搬入ステージ、１４は搬出ステージ、１５は専用パレット、１６は後部搬送路、１７はバッファ、１８は前部搬送路、２０は移送機構、２１～２５は作業ステージ（作業位置）、２６はチューブ供給機構、２７、２８は切断矯正機構、２９～３１はチューブ挿入機構、３５はクランプ機構、３６、３７はロボット、４０は把持爪、４２はカッタユニット、４５は挿入ツール、４６はチューブ挿入ユニット、４８は円筒部、４９は挿入ガイド、５０は搬送管、５１はチューブグリッパ、５２はガイド部、５３はチューブ先端グリッパを示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】