特許 7479657 導線束分離装置及び導線束分離方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-26

(45)【発行日】2024-05-09

(54)【発明の名称】導線束分離装置及び導線束分離方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/02 20060101AFI20240430BHJP

【ＦＩ】

H02K15/02 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2024507072

(86)(22)【出願日】2023-06-28

(86)【国際出願番号】 JP2023023949

【審査請求日】2024-02-05

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】591248809

【氏名又は名称】株式会社エイシン技研

(74)【代理人】

【識別番号】100105131

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 満

(74)【代理人】

【識別番号】100105795

【弁理士】

【氏名又は名称】名塚 聡

(72)【発明者】

【氏名】久保 幾營

【審査官】服部 俊樹

(56)【参考文献】

【文献】特開平３－１５５３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１６７６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１５７８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－５５０３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中央孔及びその周囲の複数のスロットを有するステータコアと、
前記スロット内の接着された導線束であって、前記ステータコアの両端から露出した部分が切断除去された導線束と、
を有するステータから前記導線束を分離する導線束分離装置であって、
ステーと、
前記ステーの上部のプレス用アクチュエータと、
前記導線束が通過可能な空洞部及び前記空洞部の周囲の支持部を有する前記ステーの下部の支台と、
前記プレス用アクチュエータにより軸線上で上下に駆動されるプレス棒と、
前記ステータを間欠回転させる回転装置と、
を有するプレスユニットを有し、
前記スロットのいずれかが前記軸線に一致するように前記回転装置が前記ステータを間欠的に回転させ、前記プレス用アクチュエータが前記プレス棒を下降させることで、前記ステータコアの下面が前記支持部で支持された状態で前記プレス棒が前記スロットに侵入し、前記スロットから前記導線束が押出されることを特徴とする導線束分離装置。

【請求項2】

装置本体に固定された前記支台が通過可能な開口を有するテーブルと、
前記装置本体に固定された前記ステーを上下に案内するリニアガイドと、
前記ステーを上方向に付勢するバランススプリングと、
をさらに有し、
前記プレスユニットの重量と前記バランススプリングの付勢力のバランスにより、前記支台上面が前記テーブルの下方に位置するように前記ステーが支持され、
前記プレス棒の付勢力が前記テーブル上の前記ステータに加わることで、前記支持部が前記テーブル上の前記ステータコアの下面に当接する位置まで前記ステーが上昇することを特徴とする請求項１の導線束分離装置。

【請求項3】

前記回転装置が、
前記中央孔を通過可能な外形を有するチャック筐体と、
前記チャック筐体の異なる角度位置で径方向にスライド可能な複数のチャック爪と、
前記チャック筐体を間欠回転させるロータリーアクチュエータと、
を有するチャックユニットと、
前記チャックユニットを、
前記チャック筐体の上端が前記テーブルより下方に配置される原点高さ、
前記テーブルに載置された前記ステータの前記中央孔に前記チャック爪が係合可能な第１動作高さ、及び、
前記第１動作高さよりも上方の第２動作高さ、
の３つの高さ位置の間で上下動させるリニアアクチュエータと、
を有することを特徴とする請求項１の導線束分離装置。

【請求項6】

前記プレスユニットは、前記軸線上に形成された前記プレス棒を案内する案内穴を有する案内部材をさらに有し、
前記プレス棒は、先端部と、前記先端部よりも断面二次モーメントの大きい断面形状の基端部を有し、
前記案内穴は、前記先端部及び前記基端部のいずれもが通過可能な断面形状を有することを特徴とする請求項１の導線束分離装置。

【請求項7】

導線束分離装置を用いて、
中央孔及びその周囲の複数のスロットを有するステータコアと、
前記スロット内の接着された導線束であって、前記ステータコアの両端から露出した部分が切断除去された導線束と、
を有するステータから前記導線束を分離する導線束分離方法であって、
前記導線束分離装置は、
ステーと、
前記ステーの上部のプレス用アクチュエータと、
前記導線束が通過可能な空洞部及び前記空洞部の周囲の支持部を有する前記ステーの下部の支台と、
前記プレス用アクチュエータにより軸線上で上下に駆動されるプレス棒と、
前記ステータを間欠回転させる回転装置と、
を有するプレスユニットを有し、
前記スロットのいずれかが前記軸線に一致するように前記回転装置が前記ステータを間欠的に回転させ、前記プレス用アクチュエータが前記プレス棒を下降させることで、前記ステータコアの下面が前記支持部で支持された状態で前記プレス棒が前記スロットに侵入し、前記スロットから前記導線束が押出されることを特徴とする導線束分離方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、中央孔とその周囲のスロットが形成されたステータコアと、前記スロット内に接着された導線束を有するステータから前記導線束を分離する導線束分離装置及び導線束分離方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電気を用いて走行する自動車には大きく分類して４種類があるが、これらはｘＥＶと総称されている。最初に市販されたのはハイブリッド車であるが、販売開始からすでに２０年が経過し、ｘＥＶのリサイクル技術の確立が大きな課題になりつつある。従来の自動車の解体・リサイクルと大きく異なる課題は、電池とｘＥＶモーターの解体・リサイクルである。

【0003】

ｘＥＶモーターの解体・リサイクルについては技術的な手法は確立していないので、参考としてまず家電用モーターの解体について説明する。

【0004】

家電リサイクル法が施行されて以来、家庭用または業務用の冷蔵庫やエアコン、給水器、自動販売機などの冷却用コンプレッサーモーター（以下、黒モーターと称する）の解体技術が進化してきた。黒モーターを解体する場合、資源として最も価値があるのはコイル状に巻かれた導線（主に銅線）である。

【0005】

黒モーターは、冷媒用ガスを圧縮して高圧にするための機器であり、モーターと圧縮器を一体としてシェルと呼ばれる溶接した鉄の容器に密封されている。このシェルからの入出力は、ガスの吸い込みポート、吐出ポート及び電気を流すリード線のみであり、ガス漏れが無いよう完全に密封されている。このため、これを解体するのは容易ではない。

【0006】

一般的には、破砕機にかけて鉄、銅、ケイ素鋼鈑、アルミ、場合によってはレアアースを含む磁石などを粉砕し、後に分別する方法があるが、黒モーターは極めて頑丈なため、破砕機の刃が長持ちせず、また導線がからみつくなどのため必ずしも綺麗に分別できず、また鉄片に銅の粉末が付着するなどのため、完全に分離するのは困難である。

【0007】

もう一つの方法は、黒モーターの前記シェルを溶断または機械的に切断して、内容物を取り出し、更に細かく分解していく方法である。以下に黒モーターのその解体工程の概略を示す。
第一行程 黒モーターのシェル切断工程
ロータリー式黒モーターは上下２箇所、レシプロ式黒モーターは一箇所を円周に沿って切断する。切断方法は、ガスまたはプラズマによる溶断、切削による切断、あるいは塑性変形を利用した回転刃の食い込みによる切断などの方法がある。
第二行程 モーター部分と圧縮機の分離
導線が巻かれたステータを取り出す。
第三行程 導線の切断
ステータの両端に出ている導線の一方をステータ面に沿って切断する。
第四行程 導線の引き抜き
ステータを固定し、切断した導線の他端側から出ている導線を掴んで引き抜く。

【0008】

以上は黒モーターの場合であるが、ｘＥＶモーターの解体・リサイクルにおいては、第一工程、第二工程はモーターが溶接した容器内に密封されていないので分解は容易であり、第三工程も家電用の切断機を応用して対応が可能であるが、最大の課題は第四工程である。

【0009】

図１（ａ）～（ｆ）にｘＥＶモーターの各種ステータ１を示す（ステータ１の各部材の符号は図１（ａ）にのみ付してある）。ステータコア２は厚さ０．１ｍｍ程のケイ素鋼鈑を数百枚以上重ね合わせて構成されており、丸導線または角導線が複数のスロット２ｂ間を一定の法則に従って巻回され、ステータコア２の上下のステータ面３Ｕ，３Ｌに上導線４Ｕと下導線４Ｌが露出している。

【0010】

丸導線の場合は上下とも紐等で円周上に固定されており、角導線の場合は丸導線のような柔軟性が無いため、上下とも溶接等によって導線同士が接合されている。角導線は電流密度を高くすることができるためｘＥＶモーターの主流になっている。

【0011】

【文献】特開２０１１－０６２０３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

以下、前記ステータからの導線取出方法における課題を説明する。

【0013】

課題１
激しい振動に耐える目的で、図１に示すｘＥＶモーターのステータコア２に巻かれた巻線は、スロット２ｂ内で接着剤等で堅牢に固定されている。従って、前記スロット内で固定されていない家電用黒モーターの導線のようには容易に引き抜くことができない。すなわち、黒モーター用の導線引抜機でｘＥＶモーターの導線を引き抜くことはできない。

【0014】

課題２
黒モーターのステータは人手で持ち運びが可能であるが、ｘＥＶモーターのステータ１は最大２０Ｋｇ以上であり、実験的にはともかく、事業的には人手によって移動、持ち上げ、反転等の作業を継続的に行うことは無理である。ｘＥＶモーターは現在、乗用車が主であるが、やがて普及すると予測される輸送用トラック等のｘＥＶモーターは更に大型になり、重量も増すと考えられる。

【0015】

そこでまず課題１を解決できる導線取出方法を確立するために、二通りの実験を行った。

【0016】

実験１ 引抜法
ステータコア２の上下いずれかのステータ面３Ｕ，３Ｌから外部に延在する巻線（上導線４Ｕ又は下導線４Ｌ）をステータ面３Ｕ又は３Ｌに沿って切断した後、他方のステータ面３Ｕ又は３Ｌから出ている導線の円周６０度分を油圧を利用した強力なグリップ機構で把持し、その付近のステータ面３Ｕ，３Ｌの数カ所を押さえて引き抜く時の反力を受け、前記グリップ機構を最大２０００Ｋｇの推力で持ち上げたとき、導線がステータ１内から少しだけ持ち上がる事を確認した。ステータ１内の導線が移動することが可能な把持力と推力であることを証明している。

【0017】

しかし、導線は上下ともに円周上に繋がっているため、ステータ１を押さえる場所が限られ、そのためステータ１を構成する薄いケイ素鋼鈑の一枚一枚が、導線の移動に伴い分離し変形してスロット２ｂの幅を狭めるため、引抜き時の導線の抵抗が急激に増して、途中から全く移動しなくなり、ケイ素鋼鈑の変形が大きくなるばかりで、本方法では物理的に抜けないことが分かった。

【0018】

実験２ スロット２ｂ内の導線プレス押出方法
ステータ１の両端の上導線４Ｕ及び下導線４Ｌをステータ面３Ｕ，３Ｌに沿って切断して、スロット２ｂが綺麗に見える状態にした。スロット２ｂ内には樹脂等で接着された導線束４Ｍ（図１では不図示／図２参照）が残置している。以下、このような処理を行ったステータ１を処理済ステータ１Ａと呼ぶ。基準面にスロット２ｂより大きい穴を開け、スロット２ｂと穴の位置を合わせて処理済ステータ１Ａを基準面に置き、スロット２ｂ上部からプレス棒を油圧で押し込んだ。この場合、スロット２ｂ周辺が基準面に接触して支持されているため、ケイ素鋼鈑が変形することもなく、適正な力をプレス棒に掛ける事で、押し出すことが可能であった。

【0019】

実験１は処理済ステータ１Ａの６０度の範囲（スロット２ｂの個数は８個～１２個分）で行ったが、実験２のように、１つのスロット２ｂ毎であれば、かなり少ない力で導線束４Ｍを押し出すことが可能であった。

【0020】

ただし、上記方法の場合、下記の課題３～６が発生する。

【0021】

課題３
図１に示すように、スロット２ｂの断面寸法に比してスロット２ｂの高さ５がかなり長い。従って、大きな力で細長いプレス棒をスロット２ｂ内に挿入すると、スロット２ｂに挿入された部分はスロット２ｂの内壁でガイドされるため曲がらないが、スロット２ｂにプレス棒を挿入し始めたときは、プレス棒の大部分がスロット２ｂから露出しているため、加圧によりプレス棒が座屈する問題がある。実験２は、短い複数の棒を順次差し込む方法で行ったため、座屈は発生しなかったが、事業用装置で同様の方法を採用することは困難である。

【0022】

課題４
ステータ１の外径をチャックする場合、チャック機構（チャック筐体等）がステータの上下面の全体が遮蔽され、チャック機構と干渉するためスロット２ｂ内の導線束４Ｍをプレスして押し出すことができない。磁気効率を最大にする目的で、図１に示すようにスロット２ｂはステータ１の内径に近接している。そのため中央孔２ａを内側からチャックする場合も、チャック機構が中央孔２ａよりも外側に少しでも大きくなるとプレスして押し出した導線束４Ｍが干渉する。

【0023】

課題５
ステータ１の内径、または外径をチャックした状態で、所定のスロット２ｂ内にプレス棒を押し込む場合、プレス力がチャック機構全体に掛かる。チャック力が弱いと、ステータ１がずれたり傾く恐れがある。一方、チャック力が強すぎるとケイ素鋼鈑が変形する問題を生じる。

【0024】

課題６
ケイ素鋼鈑を変形させないでスロット２ｂ内の導線束４Ｍをプレスして押し出すためには、そのスロットの周辺でステータコアを堅固に支える支台が必要である。複数のスロットから導線束４Ｍを分離するには、各スロットの導線束４Ｍを分離する毎にステータを回転させる必要があるが、回転時にステータが支台と接触するのは好ましくない。

【課題を解決するための手段】

【0025】

本願には、下記発明が開示される。
＜態様１＞
中央孔及びその周囲の複数のスロットを有するステータコアと、
前記スロット内の接着された導線束であって、前記ステータコアの両端から露出した部分が切断除去された導線束と、
を有するステータから前記導線束を分離する導線束分離装置であって、
ステーと、
前記ステーの上部のプレス用アクチュエータと、
前記導線束が通過可能な空洞部及び前記空洞部の周囲の支持部を有する前記ステーの下部の支台と、
前記プレス用アクチュエータにより軸線上で上下に駆動されるプレス棒と、
前記ステータを間欠回転させる回転装置と、
を有するプレスユニットを有し、
前記スロットのいずれかが前記軸線に一致するように前記回転装置が前記ステータを間欠的に回転させ、前記プレス用アクチュエータが前記プレス棒を下降させることで、前記ステータコアの下面が前記支持部で支持された状態で前記プレス棒が前記スロットに侵入し、前記スロットから前記導線束が押出されることを特徴とする導線束分離装置。
＜態様２＞
装置本体に固定された前記支台が通過可能な開口を有するテーブルと、
前記装置本体に固定された前記ステーを上下に案内するリニアガイドと、
前記ステーを上方向に付勢するバランススプリングと、
をさらに有し、
前記プレスユニットの重量と前記バランススプリングの付勢力のバランスにより、前記支台上面が前記テーブルの下方に位置するように前記ステーが支持され、
前記プレス棒の付勢力が前記テーブル上の前記ステータに加わることで、前記支持部が前記テーブル上の前記ステータコアの下面に当接する位置まで前記ステーが上昇することを特徴とする請求項１の導線束分離装置。
＜態様３＞
前記回転装置が、
前記中央孔を通過可能な外形を有するチャック筐体と、
前記チャック筐体の異なる角度位置で径方向にスライド可能な複数のチャック爪と、
前記チャック筐体を間欠回転させるロータリーアクチュエータと、
を有するチャックユニットと、
前記チャックユニットを、
前記チャック筐体の上端が前記テーブルより下方に配置される原点高さ、
前記テーブルに載置された前記ステータの前記中央孔に前記チャック爪が係合可能な第１動作高さ、及び、
前記第１動作高さよりも上方の第２動作高さ、
の３つの高さ位置の間で上下動させるリニアアクチュエータと、
を有することを特徴とする請求項１の導線束分離装置。
＜態様４＞
前記チャックユニットは、
前記チャック筐体の中央軸穴内で上下動可能なテーパ軸と、
上下動する前記テーパ軸に摺動することで前記チャック爪を径方向外方に駆動するカムフォロアと、
前記テーパ軸を前記軸穴内で上下に駆動する流体圧アクチュエータと、
を有することを特徴とする態様３の導線束分離装置。
＜態様５＞
前記ロータリーアクチュエータが、
中空回転軸と、
前記中空回転軸を通る駆動流体管路と、
をさらに有し、
前記駆動流体管路の一端が前記流体圧アクチュエータに接続され、
前記駆動流体管路の他端がスイベルジョイントに接続されていることを特徴とする態様４の導線束分離装置。
＜態様６＞
前記プレスユニットは、前記軸線上に形成された前記プレス棒を案内する案内穴を有する案内部材をさらに有し、
前記プレス棒は、先端部と、前記先端部よりも断面二次モーメントの大きい断面形状の基端部を有し、
前記案内穴は、前記先端部及び前記基端部のいずれもが通過可能な断面形状を有することを特徴とする態様１の導線束分離装置。
＜態様７＞
導線束分離装置を用いて、
中央孔及びその周囲の複数のスロットを有するステータコアと、
前記スロット内の接着された導線束であって、前記ステータコアの両端から露出した部分が切断除去された導線束と、
を有するステータから前記導線束を分離する導線束分離方法であって、
前記導線束分離装置は、
ステーと、
前記ステーの上部のプレス用アクチュエータと、
前記導線束が通過可能な空洞部及び前記空洞部の周囲の支持部を有する前記ステーの下部の支台と、
前記プレス用アクチュエータにより軸線上で上下に駆動されるプレス棒と、
前記ステータを間欠回転させる回転装置と、
を有するプレスユニットを有し、
前記スロットのいずれかが前記軸線に一致するように前記回転装置が前記ステータを間欠的に回転させ、前記プレス用アクチュエータが前記プレス棒を下降させることで、前記ステータコアの下面が前記支持部で支持された状態で前記プレス棒が前記スロットに侵入し、前記スロットから前記導線束が押出されることを特徴とする導線束分離方法。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】各種ｘＥＶモーターのステータの構造。

【図2】本発明の１実施形態の導線束分離装置６の側部断面図。

【図3】導線束分離装置６の平面図。

【図4】チャックユニット１０を示す。（ａ）は要部平面図。（ｂ）は側部断面図。

【図5】プレスユニット３０及び進退ユニット５０。（ａ）は要部平面図。（ｂ）は側部断面図。

【図6】プレス棒３４及び案内部材３５の側面図及び平面図、並びに、Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ位置でのプレス棒３４及び案内部材３５の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の１実施形態の導線束分離装置６を説明する。

【0028】

図１を参照して上記した通り、ステータ１は、中央孔２ａと中央孔２ａの周囲のスロット２ｂが形成されたステータコア２と、スロット２ｂに巻回されて樹脂等で接着、固定された巻線４を有する。巻線のうち、ステータコア２の上下面３Ｕ，３Ｌから露出した部分をそれぞれ上巻線４Ｕ及び下巻線４Ｌと言う。

【0029】

ステータ１を切削加工等することにより、ステータコア２から上巻線４Ｕ及び下巻線４Ｌを切断除去したものを処理済ステータ１Ａと言う。処理済ステータ１Ａのスロット２ｂには、樹脂等で接着、固定された導線束４Ｍが残置される。処理済ステータ１Ａが導線束分離装置６の処理対象物である。導線束４Ｍは、巻線４のうち上巻線４Ｕ及び下巻線４Ｄを切断除去した部分である。導線束４Ｍは、通常、スロット２ｂと概略同一の断面形状を有する。導線束分離装置６の目的は、処理済ステータ１Ａのスロット２ｂから導線束４Ｍを押し出して分離することである。

【0030】

図２，３は、本発明の１実施形態の導線束分離装置６を示す。図２は側面図であり、図３は平面図である。導線束分離装置６は、装置本体６４とテーブル６０とプレスユニット３０とチャックユニット１０を有する。導線束分離装置６は、プレスユニット３０を進退駆動するための進退ユニット５０や各種アクチュエータを駆動するための流体圧ユニット（流体圧源）７０、制御盤８０（図３）等をさらに有するとよい。

【0031】

図５はプレスユニット３０を示す。プレスユニット３０は、ステー３３と、ステー３３の上部に固定されたプレス用アクチュエータ３１と、シリンダーロッドジョイント４１とプレス棒ジョイント４２を介してプレス用アクチュエータ３１の駆動軸に接続されたプレス棒３４と、ステー３３の下端から張り出した空洞部（又は凹部）３７ａが形成された支台３７を有する。プレス棒３４は、プレス用アクチュエータ３１により軸線（駆動軸）Ｌに沿って上下に駆動される。ステー３３と支台３７は一体の部材とするとよい。空洞部３７ａは、プレス棒３４の軸線Ｌ上に位置し、導線束４Ｍが通過可能な形状／サイズを有する。異なる形状／サイズのスロット２ｂを有する複数種類のステータ１に対応するため、空洞部３７ａは、複数の形状／サイズのスロット２ｂ内の導線束４Ｍのいずれもが通過可能な形状／サイズとするとよい。図５では、直線状の空洞部３７ａを示すが、空洞部３７ａは途中で湾曲、屈曲等してもよい。

【0032】

進退ユニット５０は、装置本体６４に固定されたリニアガイド３９と、リニアガイド３９を前後にスライド可能な基台５１と基台５１に取り付けられた上下方向のリニアガイド３６を有することができ、プレスユニット３０のステー３３は、リニアガイド３６上で上下にスライド可能とし得る。

【0033】

プレスユニット３０は、リニアガイド３６上でのステー３３の位置検出のため、リニア位置センサー３２を有するとよい。進退ユニット５０は、基台５１のスライド駆動のためのアクチュエータやプレスユニット３０の位置検出のためのセンサーを有するとよい。

【0034】

導線束分離装置６はさらに、リニアガイド３９とステー３３の間に改挿されたバランススプリング３８を有するとよい。すなわち、ステー３３は、リニアガイド３６により上下に案内されるとともに、バランススプリング３８により上方に付勢されている。よって、無負荷状態のプレスユニット３０は、プレスユニット３０の重量とバランススプリング３８の付勢力がバランスする高さ位置（バランス位置）で停止しており、小さな外部負荷でバランス位置から上下に移動可能である。本例の導線束分離装置６では、プレスユニット３０がバランス位置にあるときに支台３７の上面３７ｂがテーブル６０（基準点Ｈｒ）よりも下方に位置するように、バランススプリング３８等の寸法や強度等が設定されている。

【0035】

図３に示すように、テーブル６０には開口６１が形成されている。開口６１は、チャック筐体１５（図４）、あるいはさらに、支台３７（又は支台３７とステー３３）が通過可能な形状／サイズを有するとよい。開口６１はチャック筐体１５が通る円形部分６１ａと支台３７（又は支台３７とステー３３）を通す付加部分６１ｂを有し得る。テーブル６０上にはローラー６５，６６を有し、処理済ステータ１Ａは小さい力で図３矢印のようにテーブル６０上を移動可能である。

【0036】

図４は、チャックユニット１０を示す。チャックユニット１０は、処理済ステータ１Ａの中央孔２ａを通過可能な外形を有するチャック筐体１５と、チャック筐体１５の異なる角度位置で径方向に伸びる溝内でスライド可能なチャック爪１１と、チャック筐体１５を間欠回転させるロータリーアクチュエータ２１を有する。チャックユニット１０は、チャック爪１１を径方向外方にスライドさせることで中央孔２ａに係合して処理済ステータ１Ａを把持することが可能である。図４では、１２０度間隔で配置された３つのチャック爪１１を有する三方チャックの例を示すが、角度間隔やチャック爪１１の数は変更可能である。ステータ１の種類毎に中央孔２ａの内径は相違し得るため、中央孔２ａの内径に応じてチャック爪１１又はチャック爪１１の先端を交換可能とするとよい。

【0037】

導線束分離装置６はさらにチャックユニット１０を上下に駆動するリニアアクチュエータ２３を有するとよい。リニアアクチュエータ２３は、チャックユニット１０を、
－チャック筐体１５の上端がテーブル６０より下方に位置する原点高さＨ０、
－テーブル６０に載置された処理済ステータ１Ａの中央孔２ａにチャック爪が係合可能な第１動作高さＨ１、及び、
－第１動作点よりも上方の第２動作高さＨ２、
の３種類の高さＨ０～Ｈ２の間で移動させることが可能である。
図中Ｈｒはテーブル６０の表面の高さ位置（基準点Ｈｒ）を示す。原点高さＨ０は基準点Ｈｒよりもわずかに下方の位置である。

【0038】

３つの高さＨ０～Ｈ２の間でのチャックユニット１０の移動の安定化、確実化のため、及び／又は、制御の容易化のため、リニアアクチュエータ２３は、２つのリニアシリンダ２３ａ，２３ｂをタンデムに接続したデュアルシリンダとすることが好ましい。

【0039】

リニアアクチュエータ２３の動作安定化のため、チャックユニット１０を支持するガイド棒２４と、ガイド棒２４を案内するリニアブッシュ２５を設けるとよい。

【0040】

チャックユニット１０は、さらに、チャック筐体１５の中央に形成された軸穴内で上下動可能なテーパ軸１７と、テーパ軸１７に摺動することでチャック爪１１を経方向外方に駆動するカムフォロア１２と、テーパ軸１７を駆動する流体圧アクチュエータ２８を有するとよい。流体圧は、例えば、油圧式、空圧式が良く、空圧式が特によい。チャックユニット１０は、各チャック爪１１を径方向内方に向けて付勢するリターンスプリング１４をさらに有するとよい。

【0041】

流体圧アクチュエータ２８の駆動でテーパ軸１７が上昇すると、テーパ軸１７にカムフォロア１２が摺動してチャック爪１１が径方向外方に駆動される。テーパ軸１７が下降すると、リターンスプリング１４の付勢力でチャック爪１１が径方向内方に駆動される。

【0042】

カムフォロア１２は、テーパ軸１７上で摺動して回転するローラー１２ａと、ローラー１２ａを軸支する、両端がチャック爪１１に支持された回転軸１２ｂを有するとよい。テーパ軸１７は、各チャック爪１１のローラー１２ａに対応する位置に傾斜平面１８を有するとよい。傾斜平面１８上でローラー１２ａを摺動させることによりの摺動安定性が向上する。

【0043】

ロータリーアクチュエータ２１は中空回転軸を有し、当該中空回転軸に駆動流体管路２０を通すとよい。駆動流体管路２０は、一端を流体圧アクチュエータ２８に接続し、他端をスイベルジョイント２２に接続するとよい。これにより、回転及び上下動する流体圧アクチュエータ２８のシンプルな構造による流体圧制御が実現する。スイベルジョイント２２は、流体圧ユニット７０（図３）に接続するとよい。

【0044】

プレスユニット３０は、ステー３３の中間高さ位置に案内部材３５をさらに有するとよい。案内部材３５は、ステー３３に固定するとよい。図６は、好ましい形態のプレス棒３４及び案内部材３５の側面図及び平面図と、Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ位置でのプレス棒３４及び案内部材３５の断面図を示す。

【0045】

プレス棒３４は、先端部３４ａと、先端部３４ａよりも断面二次モーメントの大きい断面形状の基端部３４ｂを有するとよい。図の例では、プレス棒３４は、先端部３４ａがスロット２ｂに挿入可能な形状（例えば、扁平形状）であり、基端部３４ｂは先端部３４ａよりも断面二次モーメントが大きい形状（例えば、十文字形状）である。

【0046】

案内部材３５は、プレス棒３４の案内のための案内穴３５ａを有するとよい。案内穴３５ａはプレス棒３４の軸線Ｌ上に位置するとよい。案内穴３５ａは、プレス棒３４の先端部３４ａ及び基端部３４ｂのいずれもが通過可能な断面形状を有することが好ましい。

【0047】

プレス棒３４が下降してステータ１に当接し、さらに、プレス棒３４がスロット２ｂに挿入されていく過程で軸方向の力がプレス棒３４に作用するため、プレス棒３４は座屈を生じ得る。しかし、上記プレスユニット３０では、先端部３４ａは案内穴３５ａで案内され、さらに、基端部３４ｂは断面二次モーメントが大きいため、プレス棒３４の座屈を防止できる。先端部３４ａの長さは、ステータコア２の高さ５と概略同程度又はそれよりわずかに大きくするとよい。案内部材３５の長さは、ステータコア２の高さ５と概略同程度とするとよい。

【0048】

スロット形状の異なる複数の種類（機種）の処理済ステータ１Ａに対応するため、先端部３４ａは、各種の処理済ステータ１Ａのスロット２ｂのいずれにも挿入できる形状、サイズとするとよい。例えば、先端部３４ａを、各種の処理済ステータ１Ａのスロット２ｂのいずれにも内挿できる形状、サイズにするとよい。

【0049】

図６では、長方形のスロット２ｂ（図１（ａ）～（ｃ））を想定し、長方形の組み合わせの形状のプレス棒３４及び案内穴３５ａを示したが、他の形状のスロット２ｂ（図１（ｄ）～（ｆ））の場合はそれに応じてプレス棒３４及び案内穴３５ａの形状を変更できる。

【0050】

導線束分離装置６は、コンピュータによる動作制御のため、コンピュータや記憶媒体等で構成された不図示の制御装置を有するとよい。

【0051】

以下、本発明の１実施形態の導線束分離方法（導線束分離装置６の動作方法）を説明する。

【0052】

事前準備
手順１：チャックユニット１０は、チャック筐体１５の上端がテーブル６０より下方に位置するように、ロータリーアクチュエータ２１により原点高さＨ０で支持されている。
手順２：支台３７の上面３７ｂがテーブル６０よりわずかに下方に位置するようにバランススプリング３８の強度等が調整されている。
手順３：プレスユニット３０をリニアガイド３９上でチャックユニット１０から最も離れた位置まで後退させる。
手順４：作業対象の処理済ステータ１Ａの種類に応じたプレス棒３４及び案内部材３５をシリンダーロッドジョイント４１とプレス棒ジョイント４２を介してプレス用アクチュエータ３１の先端に取り付ける。
手順５：プレス棒３４のプレス開始位置やステータ１の高さ５に応じたプレス用アクチュエータ３１の駆動距離等は記憶媒体等に予め記憶しておくとよい。
上記手順１～５により、チャック筐体１５、支台３７、プレス棒３４等の部材と干渉することなく、処理済ステータ１Ａをテーブル６０上で自由に移動することが可能である（図３矢印参照）。

【0053】

搬入、位置合わせ等
手順６：処理済ステータ１Ａをテーブル６０上でスライドさせて開口６１ａの位置に配置する。
手順７：リニアアクチュエータ２３の駆動でチャックユニット１０を第１動作高さＨ１まで上昇させる。これにより、チャック爪１１が中央孔２ａをチャック可能な高さまで上昇する。
手順８：流体圧アクチュエータ２８の駆動でテーパ軸１７を上昇させる。これにより、チャック爪１１は径方向外方に移動して処理済ステータ１Ａの中央孔２ａの内側に当接し、処理済ステータ１Ａがチャックされる。
手順９：リニアアクチュエータ２３の駆動でチャックユニット１０を第２動作高さＨ２まで上昇させる。これにより、処理済ステータ１Ａはテーブル６０から離間する。よって、テーブル６０と干渉することなく処理済ステータ１Ａを自由に回転させることが可能である。
手順１０：リニアガイド３９に従ってプレスユニット３０を処理済ステータ１Ａの種類に応じた規定の位置まで前進させる。手動で微調整を行ってもよい。処理済ステータ１Ａの回転位置がずれている場合、軸線Ｌ上にスロット２ｂが位置するようにロータリーアクチュエータ２１を回転させる。回転は手動でよく、一致の判断は目視でよい。

【0054】

導線束４Ｍの押出分離
手順１１：下記の手順１１－１，１１－２に従ってプレス用アクチュエータ３１の駆動でプレス棒３４を下降させる。
手順１１－１：プレス棒３４が下降してその先端が導線束４Ｍに接触し、プレス用アクチュエータ３１による下方への付勢力が処理済ステータ１Ａに作用すると、当該付勢力によりプレスユニット３０がリニアガイド３６に沿って上昇する。プレスユニット３０は、その重量とバランススプリング３８の付勢力が釣り合った状態で支持されているため、わずかな力で上方に移動する。そのため、プレス棒３４は下降せず、プレス棒３４の先端が導線束４Ｍに接触したときの位置（接触位置）を保持し得る。この間、処理済ステータ１Ａとチャック爪１１にはほとんど力は掛からない。
手順１１－２：支台３７の上面３７ｂがステータコア２の下面に当接すると、プレスユニット３０の上昇は終了し、それに代わって、プレス棒３４の接触位置からの下降が開始する。ステータコア２の下面は支台３７の上面３７ｂに支持されており、下方移動できないため、プレス棒３４がスロット２ｂ内に侵入し、導線束４Ｍがスロット２ｂから空洞部３７ａに押し出される。スロット２ｂの周囲が支台３７の上面３７ｂに支持されているため、ケイ素鋼鈑の変形やそれによるスロット２ｂの形状の変形を防止できる。押し出された導線束４Ｍは、シューター６２を介して回収箱６３に回収される（図２）。
手順１２：導線束４Ｍの押し出しが完了すると、プレス用アクチュエータ３１の駆動でプレス棒３４を初期位置まで上昇させる。押出の完了は、プレス棒３４の高さ位置をリニア位置センサー３２によって測定し、処理済ステータ１Ａの種類毎に予め記憶されているプレス用アクチュエータ３１の駆動距離を比較することで判断することができる。
手順１３：プレス棒３４の初期位置への上昇を確認した後、ロータリーアクチュエータ２１の駆動により、次のスロット２ｂがプレス棒３４の軸線Ｌに一致する位置までチャックユニット１０（処理済ステータ１Ａ）を回転させる。手順９で述べた通り、処理済ステータ１Ａは自由に回転可能である。
手順１４：以降、手順１１～１３を反復実施することですべてのスロット２ｂの導線束４Ｍを分離することができる。

【0055】

処理済ステータ１Ａの開放、搬出等
手順１５：すべてのスロット２ｂの導線束４Ｍの分離が完了すると、リニアアクチュエータ２３がチャックユニット１０を第１動作高さＨ１まで下降させ、次いで、流体圧アクチュエータ２８がテーパ軸１７を下降させることで、チャックユニット１０による処理済ステータ１Ａのチャックが開放され、その後、リニアアクチュエータ２３がチャックユニット１０を原点高さＨ０まで下降させる。その後、リニアガイド３９上でプレスユニット３０を退避位置まで後退させるとよい。
手順１６：ローラー６５，６６の転動を用いて処理済ステータ１Ａをテーブル６０上でスライドさせて装置外に搬出する。

【0056】

以降、手順６～１６を反復することで複数の処理済ステータ１Ａについて導線束４Ｍの分離を行うことが可能である。

【0057】

前記手順６～１６の全部又は一部は、制御装置等によるアクチュエータ２１，２３，２８，３１等の制御により自動運転することが可能である。特に、手順１１～１５を自動運転とすることが好ましい。

【0058】

上記導線束分離装置６によれば、プレス棒３４の軸線Ｌ上の導線束４Ｍが通過可能な空洞部３７ａを有する支台３７でステータコア２の下面（スロット２ｂの周囲）を支持した状態でスロット２ｂにプレス棒３４を挿入することでスロット２ｂから導線束４Ｍが押し出される。このため、ケイ素鋼鈑の変形等を生じることなく、また、過大な力で処理済ステータ１Ａをチャックすることなく、スロット２ｂ内の強固に接着された状態の導線束４Ｍを押し出し分離することができる。

【0059】

さらに、ステー３３をリニアガイド３６で上下移動可能に案内しつつ、支台３７がテーブル６０の下方に位置するようにバランススプリング３８でステー３３を支持したため、支台３７に干渉することなく処理済ステータ１Ａをテーブル６０上で移動可能とし、かつ、導線束４Ｍの押出分離の際の支台３７によるステータコア２の支持が可能になる。支台３７によりステータコア２の下面が支持されるため、ステータコア２やチャック爪１１にほとんど外力を作用させることなく導線束４Ｍを押し出し分離することが可能である。

【0060】

さらに、チャック筐体１５が中央孔２ａを通過可能であり、チャック爪１１が中央孔２ａに内側から係合することで処理済ステータ１Ａをチャックし、リニアアクチュエータ２３によりチャック筐体１５を原点高さＨ０，第１動作高さＨ１，第２動作高さＨ２の間で上下動可能としたため、チャック筐体１５によるスロット２ｂの遮蔽が防止でき、チャック筐体１５に干渉することなく処理済ステータ１Ａをテーブル６０上で移動可能となり、また、テーブル６０に接触することなく処理済ステータ１Ａを回転させることが可能となる。

【0061】

チャック筐体の中央の軸穴において流体圧アクチュエータ２８によって上下するテーパ軸にカムフォロア１２を摺動させることでチャック爪１１を径方向外方に駆動するため、処理済ステータ１Ａのチャックの際に過大な把持力が処理済ステータ１Ａに掛かることが防止され、過大な把持力によるケイ素鋼鈑やスロット２ｂの変形やそれに起因する導線束４Ｍの押出分離の困難化を防止できる。過大な把持力防止のため、流体圧アクチュエータ２８は空圧式とし、あらかじめ調整された圧力で動作させることが好ましい。

【0062】

さらに、ロータリーアクチュエータ２１に中空回転軸を設け、当該中空回転軸に駆動流体管路２０を通し、駆動流体管路２０の両端を流体圧アクチュエータ２８とスイベルジョイント２２に接続したため、上下動及び回転動する流体圧アクチュエータ２８への作動流体の供給が可能になる。

【0063】

さらに、軸線Ｌに案内穴３５ａを有する案内部材３５を設け、プレス棒３４の基端部３４ｂが先端部３４ａより大きい断面二次モーメントを有し、案内穴３５ａを先端部３４ａ及び基端部３４ｂのいずれもが通過可能な断面形状としたことで、導線束４Ｍの押し出しの際のプレス棒３４の座屈を防止しすることが可能である。

【0064】

上記実施形態に記載した導線束分離装置６やそれらの要素の寸法、形状、配置、個数、材料等は例示であり、他の態様も可能である。例えば、ロボット等を用いて処理済ステータ１Ａの搬入／搬出を行い、搬入位置でチャックユニット１０が処理済ステータ１Ａをチャックする場合、テーブル６０やリニアガイド３９等は省略可能であり、チャックユニット１０を第２動作高さＨ２から移動させる必要がないので、リニアアクチュエータ２３も省略可能である。ロボット等を用いて処理済ステータ１Ａを回転させる場合、チャックユニット１０は省略可能である。

【符号の説明】

【0065】

１・・・ステータ
１Ａ・・・処理済ステータ
２・・・ステータコア
２ａ・・・中央孔
２ｂ・・・スロット
３Ｕ，３Ｌ・・・ステータ面
４・・・巻線
４Ｕ・・・上巻線
４Ｌ・・・下巻線
４Ｍ・・・導線束
５・・・スロット高さ
６・・・導線束分離装置
１０・・・チャックユニット
１１・・・チャック爪
１２・・・カムフォロア
１２ａ・・・ローラー
１２ｂ・・・回転軸
１４・・・リターンスプリング
１５・・・チャック筐体
１７・・・テーパ軸
１８・・・傾斜平面
２０・・・駆動流体管路
２１・・・ロータリーアクチュエータ
２２・・・スイベルジョイント
２３・・・リニアアクチュエータ
２４・・・ガイド棒
２５・・・リニアブッシュ
２８・・・流体圧アクチュエータ
３０・・・プレスユニット
３１・・・プレス用アクチュエータ
３２・・・リニア位置センサー
３３・・・ステー
３４・・・プレス棒
３４ａ・・・先端部
３４ｂ・・・基端部
３５・・・案内部材
３５ａ・・・案内穴
３６・・・リニアガイド
３７・・・支台
３７ａ・・・空洞部
３７ｂ・・・表面
３８・・・バランススプリング
３９・・・リニアガイド
４１・・・シリンダーロッドジョイント
４２・・・プレス棒ジョイント
５０・・・進退ユニット
６０・・・テーブル
６１・・・開口
６１ａ・・・円形部分
６１ｂ・・・付加部分
６２・・・シューター
６３・・・回収箱
６４・・・装置本体
６５，６６・・・ローラー
７０・・・流体圧ユニット
８０・・・制御盤
Ｈ０・・・原点高さ
Ｈ１・・・第１動作高さ
Ｈ２・・・第２動作高さ
Ｈｒ・・・基準点
Ｌ・・・軸線

【要約】

【課題】 ケイ素鋼鈑の変形を生じることなく、過大な力で処理済ステータ１Ａをチャックすることなく、スロット２ｂ内で強固に接着された導線束４Ｍを分離する。
【解決手段】 中央孔２ａ及びその周囲の複数のスロット２ｂを有するステータコア２と、スロット２ｂ内の接着された導線束４Ｍと、を有するステータ１から導線束４Ｍを分離する導線束分離装置６であって、ステー３３と、ステー３３上部のプレス用アクチュエータ３１により上下に駆動されるプレス棒３４と、ステー３３下部の支台３７と、を有するプレスユニット３０を有し、支台３７は、プレス棒３４の軸線Ｌ上に位置する導線束４Ｍが通過可能な空洞部３７ａを有し、スロット２ｂを軸線Ｌに一致させ、ステータコア２下面を支台３７で支持した状態で、プレス用アクチュエータ３１の駆動によりプレス棒３４をスロット２ｂに挿入する導線束分離装置６とした。
【選択図】 図５

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】