JP3312745B2 - 線材の巻付け接続装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一方の線材に他方の線材
を巻付けて接続する線材の巻付け接続装置に関するもの
であり、例えば電気機器のコイルに使用されるマグネッ
ト線とリード線とを接続するのに用いられる。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気機器のコイルとして使用され
ているマグネット線とリード線の接続は、半田付けや端
子金具を用いて行っている。

【０００３】半田付けによる場合は、図９に示すように
リード線ａの導体部ｂに予め絶縁皮膜を除去したマグネ
ット線ｃを巻付けておき、この捲線部を半田ｄによって
一体に固着する。

【０００４】端子金具によるときは、図１０に示すよう
に、のこ歯状の突起が内面に形成された筒状の端子金具
ｆ内にリード線ａの導体部ｂとマグネット線ｃの先端部
とを挿入し、マグネット線ｃが導体部ｂの中に入り込ま
ずに前記突起と確実に対向するように注意した上で、金
具端子ｆを外方より挟圧し突起によってマグネット線ｃ
の絶縁皮膜が除去される状態としてリード線ａの導体部
ｂおよびマグネット線ｃの先端部を相互に密着させ合
い、電気的な接続状態になるようにする。

【０００５】しかし上記半田付けによる場合は、一方の
線材の先端部を他方の線材の先端部に巻付けなければな
らないが、従来はこれを手作業にて行うしかなく、作業
性が悪い。しかも信頼性のある電気的な接続を行うに
は、半田ｄによる場合マグネット線ｃの絶縁皮膜を除去
し、この絶縁皮膜を除去した部分にリード線ａの導体ｂ
が接触するように目視で確認しながら、巻付け作業をす
る必要があって、さらに作業は煩雑で能率の低いもので
ある。

【０００６】金具端子ｆの場合でも目視しながらの手作
業になるので、能率が悪く容易でない。

【０００７】そこで本出願人は、特開平０１−３１１８
５０号公報で知られるように、マグネット線にリード線
を簡易に巻き付けて接続状態にすることができる巻線装
置を提案している。

【０００８】図１１はこれによる巻線処理とその後の半
田ｄによる接続の工程を示している。

【０００９】図１１の（ａ）に示すようにマグネット線
ｃの絶縁皮膜をグラインダｋによって除去し、この絶縁
皮膜を除去した部分をリード線ａの導体部ｂに位置合わ
せして図１１の（ｂ）に示す矢印ｍのように巻付ける。

【００１０】次いで図１１の（ｃ）に示すようにマグネ
ット線ｃの不要な部分をカッティングして巻線接続部ｎ
とした後、図１１の（ｄ）に示すように巻線接続部ｎを
半田ｄにより電気的に接続している。

【００１１】また特開平０１−３１１８５１号公報で知
られるように、電気機器のコイルとして使用されている
マグネット線とリード線の接続に利用できるヒュージン
グ接続方法を提案している。

【００１２】図１２はこれによる接続作業の工程を示し
ている。図１２の（ａ）に示すように巻線接続部ｎを前
記図１１のような工程にて形成しておき、この巻線接続
部ｎを図１２の（ｂ）に示すように上下部の電極ｇ、ｊ
間で挟圧して通電加熱する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記提案に係るもので
は、熱溶着によって電気的な接続を行うのでマグネット
線の絶縁皮膜の除去については全く考慮しなくてもよい
ので、図１０（ａ）に示すようにマグネット線ｃにリー
ド線ａの導体部ｂを巻付ける作業を比較的容易に行うこ
とはできる。

【００１４】しかしリード線ａの導体部ｂを巻付けるの
には、マグネット線ｃが可撓性を有しているために、こ
れが導体部ｂの巻付けに対する逃げとなって微妙に影響
するので、これに対処するため従来は手作業によるしか
なく、やはり作業能率は低い。

【００１５】また図１０（ｂ）に示すように、下部電極
ｊに形成した凹部ｈ内に巻線接続部ｎを挿入し、この凹
部ｈ内に上部電極ｇを嵌入することによって、上下の電
極ｇ、ｊ間にて巻線接続部ｎを周囲から均一に加圧する
ようにしている。

【００１６】そしてこの均一な加圧状態を満足するため
に巻線接続部ｎを下部電極ｇの凹部ｈに挿入するのを手
作業で行うしかなく、これも作業能率が低い一原因にな
っている。

【００１７】そこで本発明は、巻線作業を伴った線材の
接続を、ヒュージングの有無に係わらずに自動的に達成
して前記従来のような問題を解消することができる線材
の巻付け接続装置を提供することを課題とするものであ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような課
題を達成するため、接続すべき２つの線材の先端側のそ
れぞれを隣接位置にて保持する保持手段と、一方の線材
の保持手段からの引出し部を把持する把持手段と、他方
の線材の保持手段からの引出し部を把持するとともに、
前記一方の線材のまわりをこの一方の線材を保持および
把持している保持手段および把持手段の間にて旋回し、
一方の線材の引出し部に他方の線材の引出し部を巻付け
て接続する巻付け把持手段とを備えたことを特徴とする
ものである。

【００１９】一方の線材に他方の線材が巻付けられた巻
線接続部を挟み付ける一対の対向電極を有し、この対向
電極間に通電することにより前記巻線接続部の一方の線
材と他方の線材とを加熱溶融させて溶着接続状態とする
ヒュージング手段をさらに備えたものとすることができ
るし、線材の余分な先端部分を切断するカッティング手
段をさらに備えることもできる。

【００２０】

【作用】本発明の上記構成によれば、接続すべき２つの
線材の先端側のそれぞれを保持手段により隣接位置にて
保持し、一方の線材の保持手段からの引出し部を把持手
段によって把持することによって、これら両手段の間に
緊張させておき、他方の線材の保持手段からの引出し部
を把持した巻付け把持手段が、前記保持手段および把持
手段間にて緊張されている一方の線材のまわりを旋回す
ることによって、他方の線材の保持手段と巻付け把持手
段との間の部分を両手段間に拘束したまま緊張した一方
の線材に対して巻付けていくので、両線材一方または双
方が可撓性のあるものであっても相互に逃げなく、緊縛
状態に巻付けて接続状態とすることができる。

【００２１】ヒュージング手段を備え、これの対向電極
によって一方の線材に他方の線材が巻付けられた巻線接
続部を挟み付け、対向電極間に通電するようにすると、
前記巻線接続部の一方の線材と他方の線材とは前記緊縛
状態にて通電加熱され互いの接触部で絶縁皮膜をも破壊
した熱溶着状態を得て電気的な接続状態とすることがで
きる。

【００２２】カッティング手段を備えて、線材の余分な
先端部分を切断するようにすると、前記自動的な巻線作
業のために把持されていた部分等の余分な部分を自動的
に除去することができる。

【００２３】

【実施例】以下図１〜図８に示す本発明の一実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００２４】図１の（ａ）、（ｂ）は本実施例の巻線と
ヒュージングとを伴った線材の接続を自動的に行う装置
を平面および正面から見た概略構成を示している。

【００２５】図１において、ローダ部８によってワーク
１６がポジション（１）のパレット７に矢印１２のよう
に供給され図２の状態になる。

【００２６】次にワーク１６の載ったパレット７が搬送
部１１によって各種作業を行う本体部１０に向け矢印１
３のように順次送られていく。

【００２７】本体部１０ではポジション（６）でプリカ
ッティング部１によるプリカッティング、ポジション
（７）で巻線部２による巻線の接続、ポジション（９）
でヒュージング部３によるヒュージング接続、ポジショ
ン（１０）でカッティング部４による線材の余分な部分
のカッティングを順次行い、最後のポジション（１１）
では線材チャック解除部５によってパレット７の固定チ
ャック部１７（図２）にチャッキングされているマグネ
ット線２１とリード線２２（図３）を解放する。

【００２８】これによってワーク１６はアンローダ部９
により矢印１４のように下流に排出され、パレット７は
搬送部１１によって矢印１５のように返送される。図に
示す６は不良品取り出しコンベアである。

【００２９】オペレータ１２０は、ポジション（２）〜
（４）にてワーク１６のマグネット線２１とリード線２
２をパレット７の固定チャック部１７、移動チャック部
１８にチャッキングさせる。

【００３０】移動チャック部１８は通常図２の位置にロ
ックされている。ロックが解除されると引っ張りばね１
９によって軸２０を中心に下方に回動されて退避する機
構を有している。

【００３１】図３は巻線部２の前記各作業機構を省略
し、マグネット線２１とリード線２２との、チャッキン
グ、プリカッティング、巻線、ヒュージング、カンティ
ングの各処理工程での状態変化を示している。

【００３２】図３の（ａ）では、マグネット線２１は先
端側が固定チャック部１７によって保持されるととも
に、この固定チャック部１７からの所定引き出し位置に
て先端部が移動チャック部１８によって把持されてい
る。

【００３３】リード線２２は先端側が固定チャック部１
７によって保持されるとともに、先端部が固定チャック
部１７から所定量引き出されている。

【００３４】図３の（ｂ）では、（ａ）の状態にて移動
チャック部１８から突き出ている先端部分がプリカッテ
ィングされている。

【００３５】図３の（ｃ）では、マグネット線２１の固
定チャック部１７および移動チャック部１８間の部分に
リード線２２の導体部２２ａが巻付けられて、巻線接続
部２５が形成されている。

【００３６】図３の（ｄ）では、ヒュージング部３にて
上下に対向し合う上部電極２３と下部電極２４との間に
巻線接続部２５が位置され、ヒュージング接続処理され
ようとしている。

【００３７】図３の（ｅ）では、ヒュージング接続処理
後の巻線接続部２５は余分な部分をカッティング処理さ
れている。

【００３８】図４は巻線部２にて前記リード線２２の導
体部２２ａをマグネット線２１に巻付けるための、スピ
ンドルチャック２６およびセンターチャック３０の動作
機構を示している。

【００３９】スピンドルチャック２６は巻線ユニット６
１の本体に軸受３７を介し回転自在に支持されたスピン
ドル６２の先端に軸２７によって開閉可能に支持される
とともに、尾端部のピン２６ａが、巻線ユニット６１上
のスピンドルチャック開閉シリンダ２９に連結されたス
ライダ２８のガイド孔２８ａに案内され、スピンドルチ
ャック開閉シリンダ２９によるスライダ２８のスピンド
ル６２上での後退によって通常は図の開き位置にあり、
スライダ２８が進退することによって閉じられる。

【００４０】スピンドル６２は巻線ユニット６１上のモ
ータ３５によりタイミングベルト３６を介し回転駆動さ
れる。

【００４１】センターチャック３０はスピンドル６２の
中心部に縦通されたセンター軸６３に対し軸３２によっ
て開閉可能に支持され、ばね３１の付勢によって通常は
図の開き位置にある。

【００４２】センター軸６３は巻線ユニット６１にＬＭ
ガイド３８によって移動可能に案内され、巻線ユニット
６１上のセンターチャック進退シリンダ３９によって進
退されるセンター軸スライダ６４に一体に設けられてい
る。

【００４３】センター軸６３の中心部にはロッド３３が
縦通され、このロッド３３はセンター軸スライダ６４上
のセンターチャック開閉シリンダ３４によって進退さ
れ、ロッド３３が進出されることによってセンターチャ
ック３０をばね３１に抗して閉じ、ロッド３３が後退す
るとセンターチャック３０はばね３１によって再度開か
れる。

【００４４】巻線ユニット６１は基台６７上にＬＭガイ
ド３８によって移動可能に案内され、モータ４０とこれ
に連結されたねじ軸４１とによって移動される。

【００４５】図５〜図７は巻線、ヒュージングによる接
続作業の一連の作業工程を示している。これについて説
明する。ポジション（７）に到達するワークは図５
（ａ）に示すようにマグネット線２１が既にプリカッテ
ィングされている。そしてクランプガイド４２とクラン
パ４３が矢印４４のように下降してくる。

【００４６】これによりクランプガイド４２の二股部に
リード線２２の導体部２２ａを入り込ませた時点で、ク
ランプガイド４２とクランパ４３とは図５（ｂ）に矢印
４５で示すように閉じ、前記導体部２２ａを挟み込む。

【００４７】次いで図５の（ｂ）に示すようにクランプ
ガイド４２およびクランパ４３は上昇し、リード線２２
の導体部２２ａを図６の（ａ）で示すように上方へ持ち
上げる。

【００４８】この状態で巻線ユニット６１がモータ４０
の駆動によって前進され、スピンドルチャック２６とセ
ンターチャック３０とを矢印４７の方向に前進させる。

【００４９】これらスピンドルチャック２６およびセン
ターチャック３０が所定前進位置に到達すると、それぞ
れの開閉シリンダ２９および３４の動作によって図６の
（ｂ）に矢印４８、４９で示すように閉じられ、スピン
ドルチャック２６はリード線２２の前記先端部を持ち上
げられた導体部２２ａの基部を把持し、センターチャッ
ク３０はマグネット線２１の先端部を把持する。

【００５０】次いでクランプガイド４２とクランパ４３
とは上方へ退避し、移動チャック部１８は矢印５０のよ
うに下方へ退避する。

【００５１】この後スピンドルチャック２６がモータ３
５によってスピンドル６２を介し回転駆動されるととも
に、巻線ユニット６１がモータ４０の駆動で後退させら
れることによって、矢印５１のような螺旋運動をし、リ
ード線２２の導体部２２ａを図７（ａ）に示すようにマ
グネット線２１に巻付けていく。

【００５２】この巻付けが進むにつれスピンドルチャッ
ク２６は導体部２２ａに対する把持位置が導体部２２ａ
の先端部に向け位置ずれしていくので、導体部２２ａを
しごきながら固定チャック部１７との間で常に緊張させ
るし、センターチャック３０はシリンダ３４の伸長によ
る巻線ユニット６１との相対位置の調整によって初期位
置に停止されるが、マグネット線２１を緊張状態に保
つ。

【００５３】このため、導体部２２ａは図７の（ｂ）に
示すように緊縛状態にてマグネット線２１に巻付けら
れ、互いに緊密な接触状態の巻線接続部２５となる。

【００５４】なおスピンドルチャック２６は最初から導
体部２２ａの先端部を把持していても、巻付けの最終段
階にて導体部２２ａをチャック部１７との間に緊張させ
ることができるので、前記のような緊縛状態の巻付けを
満足することができる。

【００５５】またセンターチャック３０がスピンドルチ
ャック２６とともに後退し、マグネット線２１をしごき
ながら把持位置を変えるようにすると、マグネット線２
１をチャック部１７との間で緊張状態に保ちやすい。

【００５６】前記巻付け作業後、スピンドルチャック２
６およびセンターチャック３０はシリンダ２９、３４の
動作によって図７の（ａ）に矢印５２、５３で示すよう
に開かれ、巻線ユニット６１がモータ４０により後退さ
れるのに伴い、巻線接続部２５から図７（ａ）〜（ｂ）
の状態へ矢印５４のように離される。

【００５７】パレット７がポジション（９）に到達した
とき、巻線接続部２５は図８に示すヒュージング部３で
のヒュージング接続処理を受ける。

【００５８】ヒュージング部３では、巻線接続部２５が
下部電極ホルダ５６上の下部電極２４の凹部内に挿入さ
れる。この後シリンダ５７によって上部電極ホルダ５５
がガイド部５８の案内を受けながら矢印５９のように下
降してくる。

【００５９】これによって上部電極ホルダ５５に保持さ
れている上部電極２３が下部電極２４の凹部内に嵌まり
込んで両電極２３、２４間にて巻線接続部２５を挟圧
し、通電加熱する。

【００６０】これによって巻線接続部２５のマグネット
線２１とリード線２２の導体部２２ａとは、マグネット
線２１が絶縁皮膜されているのには関係なく熱溶着され
て電気的に接続される。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、接続すべき２つの線材
の先端側のそれぞれを保持手段により隣接位置にて保持
し、一方の線材の保持手段からの引出し部を把持手段に
よって把持することによって、これら両手段の間に緊張
させておき、他方の線材の保持手段からの引出し部を把
持した巻付け把持手段が、前記保持手段および把持手段
間にて緊張されている一方の線材のまわりを旋回するこ
とによって、他方の線材の保持手段と巻付け把持手段と
の間の部分を両手段間に拘束したまま緊張した一方の線
材に対して巻付けていくので、両線材一方または双方が
可撓性のあるものであっても相互に逃げなく、緊縛状態
に巻付けて接続状態とすることができ、自動的に能率よ
く確実に巻線状態の接続が達成される。

【００６２】ヒュージング手段を備え、これの対向電極
によって一方の線材に他方の線材が巻付けられた巻線接
続部を挟み付け、対向電極間に通電するようにすると、
前記巻線接続部の一方の線材と他方の線材とは前記緊縛
状態にて通電加熱され互いの接触部で絶縁皮膜をも破壊
した熱溶着状態を得て電気的な接続状態とし、線材の絶
縁皮膜を考慮しないでさらに確実な電気的接続状態をよ
り簡易に得ることができる。

【００６３】カッティング手段を備えて、線材の余分な
先端部分を切断するようにすると、前記自動的な巻線作
業のために把持されていた部分等の余分な部分を自動的
に除去することができ、自動的な各種作業の遂行に便利
であり、接続作業を失敗なく遂行できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された一実施例としての線材の巻
付け接続装置の概略構成を示す平面図および正面図であ
る。

【図２】図２は線材の接続が行われるワークを載せたパ
レットの斜視図である。

【図３】図１の装置での巻線およびヒュージングによる
接続の手順を示す斜視図である。

【図４】図１の装置の巻線を行う機構部の断面図であ
る。

【図５】図１の装置での巻線作業前にリード線の導体部
を予備処理する状態の斜視図である。

【図６】図１の装置での巻線を行うマグネット線と予備
処理後のリード線とを図４の機構が巻線作業のために把
持し、巻線を行う工程を示す斜視図である。

【図７】図１の装置での巻線作業が終了し図４の機構が
捲線接続部から離れる過程を示す斜視図である。

【図８】図１の装置でのヒュージング部の機構によるヒ
ュージング作業開始状態を示す斜視図である。

【図９】従来の半田による接続状態を示す説明図であ
る。

【図１０】従来の金具端子による接続状態を示す説明図
である。

【図１１】従来の巻線とその後の半田による接続処理の
一連の工程を示す斜視図である。

【図１２】従来のヒュージング接続作業の工程を示す側
面図および断面図である。

【符号の説明】

１７ 固定チャック部 ２１ マグネット線 ２２ リード線 ２６ スピンドルチャック ３０ センターチャック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−141626（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−178313（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01F 41/06 H01F 41/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接続すべき２つの線材の先端側のそれぞ
   れを隣接位置にて保持する保持手段と、一方の線材の保
   持手段からの引出し部を把持する把持手段と、他方の線
   材の保持手段からの引出し部を把持するとともに、前記
   一方の線材のまわりをこの一方の線材を保持および把持
   している保持手段および把持手段の間にて旋回し、一方
   の線材の引出し部に他方の線材の引出し部を巻付けて接
   続する巻付け把持手段とを備えたことを特徴とする線材
   の巻付け接続装置。
2. 【請求項２】 一方の線材に他方の線材が巻付けられた
   巻線接続部を挟み付ける一対の対向電極を有し、この対
   向電極間に通電することにより前記巻線接続部の一方の
   線材と他方の線材とを加熱溶融させて溶着接続状態とす
   るヒュージング手段をさらに備えた請求項１に記載の線
   材の巻付け接続装置。
3. 【請求項３】 線材の余分な先端部分を切断するカッテ
   ィング手段をさらに備えた請求項１、２のいずれかに記
   載の線材の巻付け接続装置。