JP2012120345A

JP2012120345A - 巻線端部成形装置及び方法

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Publication number: JP2012120345A
Application number: JP2010268422A
Authority: JP
Inventors: Takuro Kugimiya; 卓郎釘宮; Kazunori Kawai; 和紀河井; Mamoru Sasaki; 守佐々木; Yutaka Matsumoto; 豊松本; Mitsugu Ueno; 貢上野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2012-06-21
Anticipated expiration: 2030-12-01
Also published as: JP5436397B2

Abstract

【課題】巻線端部成形に要する時間が短縮化が可能な巻線端部成形方法を提供する。
【解決手段】幅広面側が巻枠１１の外周面側になるように巻枠１１に巻回された断面矩形の導線１２の巻終端部１２ａを下側電極１３の凹部１３ａに入れ込む。把持された導線１２が幅広面内で回転自在なように、導線１２の巻終端部１２ａの幅広面を両側から把持する工程と、導線１２の巻回部分の端部を巻枠１１の外周面側に押圧した状態で、把持した導線１２の端部を幅広面方向に回転させて引き起す工程と、導線１２の巻回部分の端部に隣接する部分が幅狭面方向に屈曲するように、引き起した導線１２の巻終端部１２ａを移動させて、導線１２の巻終端部１２ａを凹部１３ａに入れ込む工程とを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、巻線の端部を成形する装置及び方法、特に平角線を用いたコイル部材の巻線の端部を成形する装置及び方法に関する。

従来、巻枠に導線が巻回された分割コアを円環状に複数配列したブラシレスモータが知られている。導線が平角線からなる場合、巻線工程後に電極にカシメるために導線を屈曲させる際、導線の端部を把持して複雑な動作で移動させる必要がある。

例えば、特許文献１では、導線の端部を掴むノズルを回動させて導線を捻り、捻った状態で屈曲させて電極の溝の内部に導線を押し込むことが開示されている。詳細には、巻線工程が終了した後、導線の巻終端部を切断することなく、導線を供給するノズルを横方向へ移動させた後、ノズルを回動させて導線の巻終端部を捻る。次に、ノズルを回動後の位置のまま巻枠の下方に移動させて、巻枠の溝付近で捻られていた導線の巻終端部を溝の端部に引掛けて屈曲させる。これにより、導線が巻枠の溝の内部に入り込む。次に、ノズルを巻枠の外周面側へ移動させて、導線を巻枠の溝に押し込める。

特開２００７−２５０８０１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された方法では、導線を捻るという工程が存在する。そのため、導線を捻る動作が必要となり、巻線端部成形に要する時間が長くなるとともに、装置の小型化、簡素化が困難となる課題がある。

本発明は、以上の点に鑑み、巻線端部成形に要する時間が短縮化され、装置の小型化、簡素化が可能な巻線端部成形方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の巻線端部成形方法は、幅広面側が巻枠の外周面側になるように前記巻枠に巻回された断面矩形の導線の端部を電極の凹部に入れ込む巻線端部成形方法であって、把持された前記導線が幅広面内で回転自在なように、前記導線の端部の幅広面を両側から把持する工程と、前記導線の巻回部分の端部を前記巻枠の外周面側に押圧した状態で、把持した前記導線の端部を幅広面方向に回転させて引き起す工程と、前記導線の巻回部分の端部に隣接する部分が幅狭面方向に屈曲するように、引き起した前記導線の端部を移動させて、前記導線の端部を前記電極の凹部に入れ込む工程とを含むことを特徴とする。

本発明の巻線端部成形方法によれば、導線が延びる方向の軸（矩形断面に垂直な軸）を中心に回転させて導線を積極的に捻る工程を含むことなく、結果として捻られた導線を電極の凹部に入れ込むことができる。そのため、引用文献１に記載された方法と比較して、巻線端部成形に要する時間の短縮化が可能となる。

本発明の巻線端部成形装置は、幅広面側が巻枠の外周面側になるように前記巻枠に巻回された断面矩形の導線の端部を電極の凹部に入れ込む巻線端部成形装置であって、把持された前記導線が幅広面内で回転自在なように、前記導線の端部の幅広面を両側から把持する把持部と、前記把持部を移動させる移動部と、前記導線を巻枠の外周面側に押圧して保持する押圧部と、前記移動部及び前記押圧部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記押圧部が前記導線の巻回部分の終端部を押圧した状態で、前記把持部で把持した前記導線の端部を幅広面方向に回転させて引き起した後、前記導線の巻回部分の終端部に隣接する部分を幅狭面方向に屈曲するよう前記把持部が移動するように、前記移動部及び前記押圧部を制御することを特徴とする。

本発明の巻線端部成形装置によれば、導線が幅広面内で回転自在なように、導線の端部の幅広面を両側から把持する把持部を備えており、把持部で把持された導線の端部が幅広面内で自在に回転する状態で把持部を移動部で移動させることにより、導線を屈曲することが可能である。

そのため、導線が延びる方向の軸を中心に回転させるようにして導線を捻る機構を必要としないので、このような機構を必要とする引用文献１に記載された場合と比較して、装置が小型化、簡素化される。

本発明の実施形態で使用するコイル部品の正面図。巻枠に巻回された導線の巻終端部を横方向に延ばした状態を概略的に示す正面図。図２で示した導線の巻終端部を手前側に回動させた状態を概略的に示す正面図。図３で示した導線の巻線端部を下側に回動させて凹部の内部に押し込んだ状態を概略的に示す正面図。本発明の実施形態に係る巻線端部成形装置を示す概略斜視図。巻線端部成形装置の把持部を示す斜視図。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

本実施形態の巻線端部成形方法は、図１に示すコイル部品１０の巻線端部を成形するものである。コイル部品１０は、例えば、円環状に複数配置されて、ハイブリッド車両や電気車両などの回転電機のステータを構成する分割コアである。

コイル部品１０は、複数枚の略Ｔ字状の鋼板を一体化した積層鋼板（不図示）と積層鋼板に外嵌された絶縁性のボビン（インシュレータ）との組立体からなる巻枠１１と、巻枠１１に巻回された導線（巻線）１２と、金属製の電極（ターミナル）１３，１４とを有する。

導線１２は、絶縁被膜で覆われた断面略矩形状の平角線であり、矩形断面の長辺に対応する幅広面と短辺に対応する幅狭面とを有している。導線１２は、幅広面側が巻枠１１側になるように、巻枠１１に巻回されている。

巻枠１１には、導線１２が巻回される胴部の下端部、上端部にそれぞれ下側フランジ１５、上側フランジ１６が形成されている。そして、各フランジ１５，１６には、導線１２の巻終端部１２ａ，巻始端部１２ｂをそれぞれ胴部側から引出すための溝（スリット）１５ａ，１６ａが形成されている。

下側電極１３は下側フランジ１５の下方に位置しており、導線１２の巻終端部１２ａが入り込み固定される凹部１３ａ（図２参照）が溝１５ａの真下に形成されている。導線１２は、その巻終端部１２ａが、溝１５ａを経由して、下側電極１３の凹部１３ａに入り込みカシメられて下側電極１３に接続される。

上側電極１４は上側フランジ１６の上方に位置しており、導線１２の巻始端部１２ｂが入り込み固定される凹部１４ａ（図２参照）が溝１６ａの真上に形成されている。導線１２は、その巻始端部１２ｂが、溝１６ａを経由して、上側電極１４の凹部１４ａに入り込みカシメられて上側電極１４に接続される。

以下、本発明の実施形態に係る巻線端部成形方法について説明する。

まず、図２に示すように、第１の工程では、巻枠１１への導線１２の巻回が終了した後、巻枠１１の外周面から離れた位置で導線１２を仮切断する。これにより、導線１２の巻き終り側の端部である巻終端部１２ａが形成される。

次に、第２の工程では、把持された導線１２が幅広面内で回転自在なように、導線１２の巻終端部１２ａの幅広面を両側から挟み込むようにして、把持部分中心回りの回転を許容した状態で導線１２を把持部４０（図５参照）で把持する。

次に、第３の工程では、巻終端部１２ａを把持した状態を維持しながら把持部４０を移動させて、導線１２にテンションがかかるように横方向へ引張って導線１２を直線状に伸ばすようにしながら、導線１２の巻終部分を巻枠１１側に押し付ける。

次に、図３に示すように、第４の工程では、導線１２の巻回部分の終端部を押圧治具（押圧部）２１で巻枠１１の外周面側に押し付ける。この押圧治具２１は適度に硬い材質から形成されるが、導線１２に接触しても絶縁被膜が傷付かないように角部が丸みを帯びている。そして、把持部４０を導線１２の巻終部分を中心として、手前まで９０度だけ回動させる。これにより、導線１２は押圧治具２１で押圧された部分に隣接する部分を根元部分として幅広面方向（図面手前側）に９０度引き起され、導線１２の根元部分が押圧治具２１の角部に沿って微小な曲率半径で屈曲した状態になる。

次に、図４に示すように、第５の工程では、把持部４０を導線１２の根元部分を中心として、幅狭面方向（図面下側）に９０度だけ回動させる。このとき、導線１２の直線部分は直線状態が維持されるよう、導線１２にテンションがかかるように引張りながら回動させる。これにより、導線１２は巻回部分の終端部に隣接する部分が結果的に捻られ、引き起された導線１２の巻終端部１２ａが９０度下側に屈曲して、導線１２が溝１５ａの内部に入り込む。換言すれば、下側に曲がった導線１２が溝１５ａに入り込むような位置で導線１２に押圧治具２１を押し付けている。

このとき、溝１５ａの内部に入り込んだ導線１２は、押込治具２２によって巻枠１１の外周面側に押し込まれる。これにより、下側電極１３の凹部１３ａの奥部まで導線１２が入り込む。

そして、この後、図示しないが、第６の工程では、ペンチ等のカシメ具を用いて下側電極１３をカシメて、導線１２を下側電極１３に固定する。これにより、導線１２が下側電極１３に接続される。さらにその後、第７の工程では、ニッパ等の切断具を用いて巻終端部１２ａを所定位置で切断する。これにより、巻線終部１２ａの成形が完了する。

また、巻始端部１２ｂも巻終端部１２ａと同様に端部の成形を行う。ただし、導線１２の巻始部分１２ｂはその外側が巻回された導線１２で覆われているので、押圧治具２１で押圧する必要がない。これにより、巻線端部成形が全て完了して、図１に示したコイル部品１０が完成する。

以上のように、本実施形態に係る巻線端部成形方法によれば、導線１２が延びる方向の軸を中心に回転させて導線１２を積極的に捻る工程を含むことなく、結果として捻られた導線１２を溝１５ａを通して下側電極１３の凹部１３ａに入れ込むことができる。そのため、引用文献１に記載された方法と比較して、巻線端部成形に要する時間の短縮化が可能となる。

また、引用文献１に記載された方法とは異なり、導線１２を溝の端部に引掛けた状態で屈曲させる必要がなく、把持部分中心回りの回転を許容した状態で導線１２を把持部４０（図５参照）で把持するので、絶縁被覆が傷付くおそれを解消することができる。

以下、本発明の実施形態に係る巻線端部成形装置３０について説明する。

この巻線端部成形装置３０は、詳細は図示しないが、例えば、特開２００９−９９９０８号公報に開示されたステーションコア製造装置に含まれる。ステーションコア製造装置は、巻線に要する工程を分割した４つのステーションを有しており、図１に示したコイル部品１０を高速で製造することが可能である。

ステーションコア製造装置は、図示しないが、巻枠１１を巻枠把持治具に把持させるとともに、導線１２が巻枠１１に巻回され、導線１２の端部成形が完了された完成品であるコイル部品１０を巻枠把持治具から取り外す着脱ステーションＳＴ１と、巻枠１１に導線１２を巻回して巻線を形成する巻線ステーションＳＴ２と、巻回された導線１２の巻終端部１２ａ及び巻始端部１２ｂを、各電極１３，１４の凹部１３ａ，１４ａに入れ込む端部成形ステーションＳＴ３と、導線１２の巻終端部１２ａ及び巻始端部１２ｂを、各電極１３，１４にカシメて固定するとともに、導線１２の余剰の端部を切断する端部接続ステーションＳＴ４とを有する。

ステーションコア製造装置は、同心円状に所定の角度間隔ずつ離間して設けられた各ステーションに対応して、巻枠１１を把持する巻枠把持治具を有するテーブルを備える。

着脱ステーションＳＴ１では、巻枠１１が巻枠把持治具に把持される。巻枠把持治具によって把持された巻枠１１は、テーブルが回転して、巻線ステーションＳＴ２に到達する。

巻線ステーションＳＴ２では、ノズルから導線１２が繰り出されるとともに、巻枠１１は巻枠把持治具と一体的に回転される。これにより、巻枠１１に導線１２が巻回される。

巻枠１１に導線１２が巻回されると、テーブルを再び回転させて、巻枠把持治具に把持されている巻枠１１は端部成形ステーションＳＴ３に到達する。

端部成形ステーションＳＴ３では、巻線端部成形装置３０を用いて、導線１２の巻終端部１２ａ及び巻始端部１２ｂを、各電極１３，１４の凹部１３ａ，１４ａにそれぞれ入れ込む。そして、テーブルを再び回転させて、導線１２が巻き付けられた巻枠１１は端部接続ステーションＳＴ４に至る。

端部接続ステーションＳＴ４には、カシメ具及び切断具が配設されている。カシメ具を用いて、導線１２の巻終端部１２ａと巻始端部１２ｂとをそれぞれ電極１３，１４にカシメる。次いで、切断具を用いて、導線１２の巻終端部１２ａ及び巻始端部１２ｂを切断する。

その後、テーブルを再び回転させて、巻線端部成形されたコイル部品１０が着脱ステーションＳＴ１に到達する。そして、コイル部品１０を巻枠把持治具から取り出す。

把持部４０は、図５に示すように、移動部であるロボットハンド３１の先端に取り付けられている。ロボットは、ここでは、テーブルの近傍に設置された４軸ロボットであり、３軸の回転運動及び１軸の直線運動が可能なように構成されている。このロボットは、ロボットハンド３１の移動制御のみを行うことができ、姿勢制御を行うことはできない。

なお、巻線端部成形装置３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等から構成される制御部（不図示）を備えており、この制御部がロボットハンド３１の移動制御を行うとともに、前記押圧治具２１（図３及び図４参照）の進退制御を行う。

把持部４０は、図６に示すように、ロボットハンド３１（図５参照）の先端に取り付けられる取付部５０と、導線１２の巻終端部１２ａ（図１から図４参照）を挟持して把持する挟持部６０と、導線１２を案内する案内部７０とを備えている。

取付部５０は、ロボットハンド３１の先端を外側から挟み込む２つの取付用部材５１，５２から構成されている。ロボットハンド３１の先端を挟み込んだこれらの取付用部材５１，５２をボルト５３で締め付けることにより、把持部４０がロボットハンド３１の先端に固定される。

挟持部６０は、導線１２を挟持可能なように、一対の挟持部材６１，６１の間隔を変化させる挟持間隔設定部６２によって、その間隔（広狭）が変更可能に構成されている。各挟持部材６１の先端は、挟持した導線１２が幅広面内で回転自在なように、回転自在な回転部材６３を他の回転部材６３に対向するように有している。回転部材６３は、例えば、表面粗さが粗い円盤状のゴムが挟持部材６１に軸支されることにより構成されている。

挟持間隔設定部６２は、一対の挟持部材６１，６１の間隔を変化させる。ここでは、カムフォロアによって間隔を変化させている。

具体的には、各挟持部材６１がそれぞれ固定された部材６４がガイドレール６０に沿って摺動可能に構成されている。そして、シリンダ６５のピストン（不図示）の上下動によって、ピストンの先端に固定されたカム部材６６が上下動する。カム部材６６には、下向き外側に広がるように傾斜する一対の穴６６ａが貫設されており、これらの穴６６ａに一端が入り込んだ棒状のフォロア部材（不図示）の他端に各挟持部材６１に固定された部材６４が固定されている。これにより、ピストンが上動すると、挟持部材６１の間隔が狭くなり、ピストンが下動すると、挟持部材６１の間隔が広くなる。

案内部７０は、把持部６０で把持するに適した位置に導線１２を案内する。案内部７０は、三角形状に切欠かれた先端７１ａを有する備えた案内板７１を備えている。案内部７０は、案内板７１を上下動させる案内板移動部７２により、案内板７１を下降させて、切欠きの頂部に導線１２を位置させることより、挟持部６０で挟持される位置に導線１２を案内する。

案内板移動部７２は、シリンダ７４によって案内板７１を上下動させる。具体的には、取付用部材５２に固定された部材７５にシリンダ７４が固定されており、このシリンダ７４のピストン（不図示）が固定された部材７６に案内板７１が固定されている。

さらに、把持部４０には前記押込治具２２が付設されている。これにより、前記第５の工程において、把持部４０を幅狭面方向に回動させて導線１２の巻終端部１２ａを９０度下側に屈曲させる過程で、押込治具２２が導線１２に当接して、導線１２が巻枠１１の外周面側に押し込まれる。

以上のように、巻線端部成形装置３０では、各把持部材６１の先端には回転部材６３が取り付けられており、導線１２の巻終端部１２ａと当接する回転部材６３を回転させながら把持部４０を移動させることにより、導線１２を屈曲させることが可能である。

そのため、巻線端部成形装置３０は、導線１２が延びる方向の軸を中心に回転させるようにして導線１２を捻る機構を有しておらず、ロボットハンド３１の姿勢制御を行うことができない４軸ロボットで構成することができる。よって、引用文献１に記載されたようにノズルの位置姿勢制御を行う６軸ロボットが必要である場合と比較して、巻線端部成形装置３０が小型化、簡素化される。

また、引用文献１に記載された装置とは異なり、導線１２を溝の端部に引掛けた状態で屈曲させる必要がなく、挟持した導線１２が幅広面内で回転自在なように把持部４０が導線１２を把持するので、絶縁被覆が傷付くおそれを解消することができる。

なお、以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。

１０…コイル部品、１１…巻枠、１２…導線、１２ａ…巻終端部（端部）、１３…下側電極（電極）、１３ａ…凹部、１４…下側フランジ、１４ａ…溝、２１…押圧治具（押圧部）、２２…押込治具、３０…巻線端部成形装置、３１…ロボットハンド（移動部）、４０…把持部、６０…挟持部、６１…挟持部材、６３…回転部材、７０…案内部。

Claims

幅広面側が巻枠の外周面側になるように前記巻枠に巻回された断面矩形の導線の端部を電極の凹部に入れ込む巻線端部成形方法であって、
把持された前記導線が幅広面内で回転自在なように、前記導線の端部の幅広面を両側から把持する工程と、
前記導線の巻回部分の端部を前記巻枠の外周面側に押圧した状態で、把持した前記導線の端部を幅広面方向に回転させて引き起す工程と、
前記導線の巻回部分の端部に隣接する部分が幅狭面方向に屈曲するように、引き起した前記導線の端部を移動させて、前記導線の端部を前記電極の凹部に入れ込む工程とを含むことを特徴とする巻線端部成形方法。
幅広面側が巻枠の外周面側になるように前記巻枠に巻回された断面矩形の導線の端部を電極の凹部に入れ込む巻線端部成形装置であって、
把持された前記導線が幅広面内で回転自在なように、前記導線の端部の幅広面を両側から把持する把持部と、
前記把持部を移動させる移動部と、
前記導線を巻枠の外周面側に押圧して保持する押圧部と、
前記移動部及び前記押圧部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記押圧部が前記導線の巻回部分の終端部を押圧した状態で、前記把持部で把持した前記導線の端部を幅広面方向に回転させて引き起した後、前記導線の巻回部分の終端部に隣接する部分を幅狭面方向に屈曲するよう前記把持部が移動するように、前記移動部及び前記押圧部を制御することを特徴とする巻線端部成形装置。