(57)【要約】【課題】  高品質のワニス処理を実現する。【解決手段】  回転電機１００のコアの中心軸１００ａを水平面に対して４５度傾斜させ、さらに、回転台座５を回転し、回転電機を中心軸を中心に自転させる。  この状態での、回転電機の傾斜上端部１００Ｕに向かって、ノズル３０によってワニス２００を流下する。回転電機は自転することによって、傾斜上端部となる回転電機の部分が循環・周回し、回転電機の端部全体にワニスが供給される。巻線に流下したワニスは、重力により中心軸下方および巻線周方向に流れ、巻線表面全体にワニスが供給される。このように、重力および回転電機自体の動きによって、ワニスを巻線表面全体に拡げるので、ワニスの供給量を最小限に抑えることができ、歩留りを改善し得る。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の巻線にワニスを塗布するワニス処理方法であって、
前記回転電機の中心軸が所定の角度で水平より傾斜せしめた状態で前記巻線にワニスを流下するワニス流下工程と、
前記回転電機をその中心軸を中心に自転させながら、鉛直面に略沿ってスイングさせるスイング工程とを備えたことを特徴とするワニス処理方法。
【請求項２】
請求項１記載のワニス処理方法において、
前記ワニス流下工程において、前記回転電機をその中心軸周りに回転させることを特徴とするワニス処理方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のワニス処理方法において、
前記巻線を加熱してワニスをゲル化する加熱工程を前記スイング工程終了後に実行することを特徴とするワニス処理方法。
【請求項４】
請求項３記載のワニス処理方法において、
前記加熱工程では、前記中心軸を中心に前記回転電機を自転させることを特徴とするワニス処理方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか1項記載のワニス処理方法において、
前記スイング工程では、前記回転電機を複数回スイングさせることを特徴とするワニス処理方法。
【請求項６】
請求項１記載のワニス処理方法において、
前記ワニス流下工程では、前記回転電機を前記中心軸を中心に自転させながら、鉛直面に略沿ってスイングさせることを特徴とするワニス処理方法。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか1項記載のワニス処理方法において、
前記スイング工程では、前記スイングの速度を連続的に変化させることを特徴とするワニス処理方法。
【請求項８】
回転電機の巻線にワニスを塗布するワニス処理装置であって、
前記回転電機をその回転中心周りに自転するように支持する回転支持手段と、
鉛直面に略沿って前記回転電機を支持する前記回転支持手段を揺動する揺動手段と、
予め設定したスイング仕様にしたがって、前記回転支持手段により前記回転電機を自転させつつ、前記揺動手段により前記回転電機にスイング運動を与える制御装置とを備えることを特徴とするワニス処理装置。
【請求項９】
請求項８記載のワニス処理装置において、
前記スイング仕様は、スイング運動の回数、スイング運動の速度、スイング運動の角度範囲のいずれかを含むことを特徴とするワニス処理装置。
【請求項１０】
請求項８または９記載のワニス処理装置において、
前記巻線に流下されたワニスを加熱する加熱装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記回転電機のスイング運動の終了後に、前記巻線に流下されたワニスを加熱することを特徴とするワニス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の巻線にワニスを塗布するワニス処理方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機の巻線のワニス処理方法として、以下の２方法が一般的であった。
（１）回転電機をワニス中に浸漬し、ワニスを含浸させる方法(ディッピング方法)。
（２）回転電機のコア中心軸を水平または水平より傾斜せしめた姿勢で保持し、コアをその中心軸を中心として回転させながら巻線部の両端部へワニスを流下する方法（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−６６２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術（１）では、ディップ槽に溜める為の大量のワニスが必要であり、治具ごと浸漬するため、治具に付着したワニスの除去やメンテナンスに手間がかかる。加えて、浸漬した回転電機の巻線の下部に多くのワニスが付着し、上部付着量が少なくなってしまう。
従来技術（２）では、一旦巻線部の傾斜下部まで流れたワニスは下部に残り、再度巻線部に流れることはない。このため、ワニスの歩留りが低い。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）請求項１の発明は、回転電機の巻線にワニスを塗布するワニス処理方法であって、前記回転電機の中心軸が所定の角度で水平より傾斜せしめた状態で前記巻線にワニスを流下するワニス流下工程と、前記回転電機を前記中心軸を中心に自転させながら、鉛直面に略沿ってスイングさせるスイング工程とを備えたことを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１記載のワニス処理方法において、前記ワニス流下工程でワニスを流下させる際、前記回転電機をその中心軸周りに回転させることを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項１または２記載のワニス処理方法において、前記巻線を加熱してワニスをゲル化する加熱工程を前記スイング工程終了後に実行することを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項３記載のワニス処理方法において、前記加熱工程では、前記中心軸を中心に前記回転電機を自転させることを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか1項記載のワニス処理方法において、  前記スイング工程では、前記回転電機を複数回スイングさせることを特徴とする。
（６）請求項６の発明は、請求項１記載のワニス処理方法において、前記ワニス流下工程では、前記回転電機を前記中心軸を中心に自転させながら、鉛直面に略沿ってスイングさせることを特徴とする。
（７）請求項７の発明は、請求項１乃至４のいずれか1項記載のワニス処理方法において、前記スイング工程では、前記スイングの速度を連続的に変化させることを特徴とする。
（８）請求項８の発明は、回転電機の巻線にワニスを塗布するワニス処理装置であって、前記回転電機をその回転中心周りに自転するように支持する回転支持手段と、鉛直面に略沿って前記回転支持手段を揺動する揺動手段と、予め設定したスイング仕様にしたがって、前記回転支持手段により前記回転電機を自転させつつ、前記揺動手段により前記回転電機にスイング運動を与える制御装置とを備えることを特徴とする。
（９）請求項９の発明は、請求項８記載のワニス処理装置において、前記スイング仕様は、スイング運動の回数、スイング運動の速度、スイング運動の角度範囲のいずれかを含むことを特徴とする。
（１０）請求項１０の発明は、請求項８または９記載のワニス処理装置において、前記巻線に流下されたワニスを加熱する加熱装置をさらに備え、前記制御装置は、前記回転電機のスイング運動の終了後に、前記巻線に流下されたワニスを加熱することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、高品質のワニス処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明によるワニス処理装置の一実施の形態を示すブロック図。
【図２】図1のワニス処理装置を使用したワニス処理方法の第１の実施の形態によるワニス流下工程を示す正面図。
【図３】第１の実施の形態によるワニス流下工程に続くスイング工程の流れを示す正面図。
【図４】第１の実施の形態によるスイング工程に続く加熱工程を示す正面図。
【図５】図1のワニス処理装置を使用したワニス処理方法の第２の実施の形態によるワニス流下工程を示す正面図。
【図６】第１〜第３の実施の形態のワニス処理装置に使用する三方爪式チャックを示す正面図。
【図７】図6の平面図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［第１の実施の形態］
図１は、回転電機の巻線にワニス塗布・含浸させる際、すなわち回転電機に対してワニス処理を施す際に使用するワニス処理装置２０を示す。このワニス処理装置２０は、クレビス型シリンダ１０ａ、１０ｂによって支持された基台４と、基台４上に回転可能に設けられた回転台座５と、基台４の下面に装着され回転台座５を回転駆動するモータ１５と、回転台座５にスペーサ３を介して装着されたチャック取付台２と、チャック取付台２によって支持されたチャック機構１と、制御部７とを有する。制御部７は、クレビス型シリンダ１０ａ、１０ｂを制御して基台４の傾斜やスイング運動を制御するとともに、モータ１５の回転・停止を制御する。
【０００９】
チャック機構１は、例えば、ワニス処理すべき回転電機１００を把持する三方爪式チャック１２（図６、図７）を備えている。三方爪式チャック１２は、エアを駆動源として、爪の開閉により、回転電機１００をその周面で把持する。回転台座５の回転中心軸は、回転電機１００の把持状態において、回転電機１００のコア中心軸１００ａ、すなわち回転軸と同軸となるように設定されている。チャック機構１は、基台４が水平のときに、コア中心軸１００ａが鉛直になるように、回転電機１００を把持する（図１）。
【００１０】
クレビス型シリンダ１０ａ、１０ｂは相互に平行に配置され、そのシリンダロッド１０ａｒ、１０ｂｒの先端部において、相互に平行なクレビス６によって、基台４の下面に枢着されている。一方、クレビス型シリンダ１０ａ、１０ｂの基端部は図示しない固定部材に連結されている。クレビス型シリンダ１０ａ、１０ｂは、両者が等長のときに、基台４が水平になるように設定され、両者の長さが異なるように伸縮したときは、基台４は水平面に対して傾斜する。すなわち、シリンダ１０ａ、１０ｂを適宜収縮させることにより、基台４をスイング運動させることができる。  
【００１１】
クレビス型シリンダ１０ａ、１０ｂ、モータ１５には制御部７が接続されている。モータ１５の回転・停止および基台４の傾斜やスイング運動は制御部７によって制御される。
【００１２】
上述したワニス処理装置２０を使用して回転電機１００のコイルにワニスを塗布するワニス処理方法は、以下で説明する回転電機把持工程、ワニス流下工程、スイング工程、加熱工程を含む。
【００１３】
［回転電機把持工程］
三方爪式チャック１２にエア駆動源からエアを供給し、その爪を開放する。開放された爪の中央部に回転電機１００を挿入し、爪を閉じる。これにより、回転電機１００はその回転軸心がチャック１２の把持中心軸と同心状態で、巻線のコイルエンドが最外周に位置した状態で把持される。
【００１４】
［ワニス流下工程］
図２に示すように、まず、制御部７によって、クレビス型シリンダ１０ａ、１０ｂを異なるストロークで伸長させ、回転電機１００のコアの中心軸１００ａを水平面に対して４５度傾斜させる。さらに、制御部７でモータ１５を制御して回転台座５を回転させ、中心軸１００ａを中心に回転電機１００を自転させる。
【００１５】
この状態で、回転電機１００のコイルエンド部上面の斜め上方のノズル３０によってワニス２００を傾斜上端部１００Ｕに向かって流下させる。回転電機１００は、自転することによって、傾斜上端部１００Ｕとなる回転電機１００のコイルエンド部分が循環・周回し、回転電機１００のコイルエンド部分全体にワニス２００が供給される。巻線コイルエンドに流下したワニス２００は、重力により、巻線表面を伝わって中心軸１００ａ下方および巻線周方向に流れ、巻線表面全体にワニスが供給される。
【００１６】
［スイング工程］
ワニス流下工程終了後、図３の（ａ）〜（ｅ）に示すように、制御部７によって、クレビス型シリンダ１０ａ、１０ｂおよびモータ１５を制御し、回転電機１００を自転させつつ、クレビス型シリンダ１０ａ、１０ｂを伸縮させる。これによって、中心軸１００ａが、鉛直面に略沿って、（ａ）の−１８０度（一方の水平状態）と（ｅ）の＋１８０度（他方の水平状態）の間で揺動するように、回転電機１００がスイングする。スイング運動は、例えば、スイング速度を一定、スイング回数を１回として、充分な拡散・浸透効果が得られた。スイング速度、スイング回数、すなわち、スイング工程時のスイング仕様は予め制御部7に設定しておく。たとえば、作業者は、スイング仕様を、制御装置に接続した入力インターフェースから設定するように構成することができる。
【００１７】
ここで、図３（ｄ）が初期姿勢の図２と対応するので、スイング運動回数が１回とは、初期姿勢から初期姿勢に戻るまでの一連のスイング運動である。たとえば、図３（ａ）→図３（ｂ）→図３（ｃ）→図３（ｄ）→図３（ｅ）が一つのスイング工程によるスイング運動である。
【００１８】
一つのスイング運動の起点をワニス流下工程時の図２に対応する図３（ｄ）とし、図３（ｄ）→図３（ｅ）→図３（ｄ）→図３（ｃ）→図３（ｂ）→図３（ａ）→図３（ｂ）→図３（ｃ）のように回転電機１００をスイングし、終点を図３（ｃ）としてもよい。この場合の最大スイング角度範囲も＋１８０度〜−１８０度であるが、スイング運動の角度範囲は＋１８０度〜−１８０度に限定されない。
【００１９】
［加熱工程］
ワニス流下工程終了後、図４に示すように、制御部７によって、クレビス型シリンダ１０ａ、１０ｂおよびモータ１５を制御し、中心軸１００ａを水平（−１８０度または１８０度）に保持しつつ、回転電機１００を自転させる。この状態で、熱風発生器４０から、回転電機１００に向かって熱風を噴射し、巻線に塗布されたワニス２００のゲル化を行う。
【００２０】
以上説明したワニス塗布方法によれば以下のような作用効果を奏することができる。
【００２１】
（１）重力および回転電機１００自体の動きによって、ワニス２００を巻線表面全体に拡げるようにしたので、ワニス２００の供給量を最小限に抑えることができ、歩留りを改善し得る。
【００２２】
（２）回転電機１００を、自転運動させつつスイング運動させることによって、ワニス２００には、自転運動による巻線半径方向の遠心力およびスイング運動による巻線軸方向の遠心力が作用するとともに、重力が作用する。これによって、巻線内部でのワニス２００の拡散、浸透が促進され、巻線全体にワニス２００が塗布される。
【００２３】
（３）スイング運動の範囲を−１８０度〜＋１８０度とすることによって、重力の作用は巻線の軸方向、半径方向に満遍なく作用し、ワニス２００の拡散・浸透効果を高める。
（４）スイング工程の後、ワニスが塗布された回転電機１００を回転させながら加熱するようにした。これによって、巻線全体を満遍なく加熱でき、ワニス２００を全てゲル化できる。
【００２４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明によるワニス処理方法の第２の実施の形態を、図５を参照して説明する。なお、図中第１の実施の形態と同一若しくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。第２の実施の形態のワニス処理方法と第１の実施の形態におけるワニス処理方法の相違点はワニス流下工程にある。
【００２５】
図５に示すように、ワニス流下工程において、制御部７によってクレビス型シリンダ１０ａ、１０ｂを伸縮させ、回転電機１００のコアの中心軸１００ａを水平面に対して４０〜９０度の範囲でスイングさせる。さらに、制御部７でモータ１５を制御して、回転台座５を回転し、回転電機１００を中心軸１００ａを中心に自転させる。自転する回転電機１００を揺動しながら、回転電機１００の傾斜上端部１００Ｕに向かって、ノズル３０によってワニス２００を流下する。ノズル３０は、回転電機１００のスイングと同期してその位置が調整されるように構成される。
【００２６】
図５は、クレビス型シリンダ１０ａ、１０ｂを伸縮させてモータ１５を中心に回転電機１００を揺動する例を示すが、このような揺動機構を採用する場合、以下の構成を採用すれば、ノズル３０の位置を変更させなくてもよい。すなわち、回転電機１００のスイングによって回転電機１００がノズル３０と衝突しないような距離だけ離間した箇所に、ノズル３０を固定的に設置してもよい。
【００２７】
なお、図５は、クレビス型シリンダ１０ａ、１０ｂを伸縮させてモータ１５を中心に回転電機１００を揺動する様子を模式的に示す図であり、揺動時の各要素の動作や姿勢は便宜的に示すものである。
【００２８】
回転電機１００は自転することによって、ノズル３０からワニスが流下された傾斜上端部１００Ｕが循環・周回し、回転電機１００の端部全体にワニス２００が供給される。また、ワニス流下工程においてスイング運動を加えることによって、巻線全体にワニス２００が供給されるだけでなく、ワニスの拡散・浸透効果が得られる。
【００２９】
［第３の実施の形態］
次に、本発明によるワニス処理方法の第３の実施の形態を説明する。
第１の実施の形態におけるスイング工程では、−１８０度〜＋１８０度の範囲で揺動するスイング運動を１度だけ行うようにした。第３の実施の形態のワニス塗布方法では、スイング運動の回数を複数回行うように構成する。その結果、ワニスの拡散・浸透効果を一層高めることができる。
【００３０】
ワニス処理工程にて行われるスイング運動の回数は、制御部７に作業者が予め設定するように構成する。したがって、スイング運動の回数を適宜変更することが可能である。
【００３１】
［第４の実施の形態］
次に、本発明によるワニス処理方法の第４の実施の形態を説明する。
第１の実施の形態における加熱工程では熱風発生器４０を使用したが、第４の実施の形態における加熱工程では、通電加熱装置、遠赤外線炉等、熱風発生器以外の加熱装置を使用するものである。このような加熱手段を使用しても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００３２】
［第５の実施の形態］
次に、本発明によるワニス処理方法の第５の実施の形態を説明する。
第１の実施の形態におけるスイング工程では、−１８０度〜＋１８０度の範囲で等速にて揺動するスイング運動を行うようにした。第５の実施の形態は、第１の実施の形態におけるスイング処理のスイング運動の速度を連続的に変化させるようにしたものである。速度変化率は例えば５％〜２０％であり、これによって、ワニス２００に作用する軸方向の遠心力と重力のバランスが変化し、巻線の軸方向の拡散、浸透が促進される。
【００３３】
ワニス処理工程にて行われるスイング運動の速度パターンは、制御部７に作業者が予め設定するように構成する。したがって、スイング運動の速度パターンを適宜変更することが可能である。
【００３４】
［第６の実施の形態］
次に、本発明によるワニス処理方法の第６の実施の形態を説明する。
第６の実施の形態は、上述した各実施の形態でのスイング工程におけるスイング時間、スイング角度範囲などを、ワニス流下工程の効果によって簡略化するようにしたものである。
【００３５】
ワニス流下工程では、回転電機１００を自転しながらワニスを流下するためワニスの拡散・浸透効果が得られる。そこで、ワニス流下工程によってワニスの充分な拡散・浸透効果が得られたときは、スイング工程を省略し、あるいは、スイング運動の時間を短く設定することができる。スイング運動の時間を短くするために、例えば、スイング角度範囲を狭く設定することができる。スイング工程の省略、節減のために、あえてワニス流下工程の時間を長く設定することも可能である。
【００３６】
上記のスイング工程の設定、省略、スイング角度範囲の設定、変更等を含むスイング仕様、ワニス流下時間の設定、変更についても、制御部７に作業者が予め設定するように構成する。たとえば、作業者は、ワニス流下工程での各種条件を、制御装置に接続した入力インターフェースから適宜変更することが可能である。
【００３７】
上述したワニス処理装置２０を以下の（１）〜（３）のように変形することができる。
【００３８】
（１）ワニス処理装置２０におけるチャック機構１は、エア駆動の三方爪式チャック１２に限定されるものではなく、電力その他の駆動源を使用することも可能である、コレットチャックその他の方式も採用可能である。
【００３９】
（２）ワニス処理装置２０において、基台４を傾斜させる手段はクレビス型シリンダ１０ａ、１０ｂに限定されるものではなく、リニアモータその他の駆動手段を採用してもよい。
【００４０】
（３）制御部７による制御は、基台４の傾斜、回転台座５の回転に限定されるものではなく、チャック機構１その他を制御してもよい。
【００４１】
（４）ワニス処理装置２０の各構成要素は、必要に応じて適宜代替品に変更可能であり、必要性の低いものは省略すべきである。
【００４２】
（５）加熱処理を省略し、ワニスを自然乾燥することも可能である。
（６）拡散・浸透効果は、集中捲の巻線のみならず、分布捲の巻線においても、極めて有効である。
【００４３】
以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上述した実施の形態および変形例に限定されるものではない。
したがって、本発明は、回転電機の中心軸が所定の角度で水平より傾斜せしめた状態で巻線にワニスを流下するワニス流下工程と、回転電機をその中心軸を中心に自転させながら、鉛直面に略沿ってスイングさせるスイング工程とを備える種々のワニス処理方法を包含する。
【００４４】
また、本発明は、回転電機をその回転中心周りに自転するように支持する回転支持装置と、鉛直面に略沿って回転電機を支持する回転支持装置を揺動する揺動機構と、予め設定したスイング仕様にしたがって、回転支持装置により回転電機を自転させつつ、揺動装置により回転電機にスイング運動を与える制御装置とを備える種々のワニス処理装置を包含する。
【００４５】
実施の形態と変形例の一つとを組み合わせること、もしくは、実施の形態と変形例の複数とを組み合わせることも可能である。変形例同士をどのように組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１：チャック機構                ２：チャック取付台
４：基台                        ５：回転台座
７：制御部          １０ａ、１０ｂ：クレビス形シリンダ
１５：モータ                    ２０：ワニス処理装置
３０：ノズル
１００：回転電機              １００ａ：回転電機のコアの中心軸
２００：ワニス
【図１】
2011072908.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011072908.tif 000007
【図６】
2011072908.tif 000008
【図７】
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