JP4706494B2 - モータ製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、結線ターミナルのターミナル端子に、カセットコイルのコイル端子を自動的に挿入して接続するモータ製造方法に関するものである。

従来、コイルの巻かれた複数のカセットコイルを、結線ターミナルに装着することにより、モータを製造する方法が実施されている。このとき、カセットコイル側のコイル端子を、結線ターミナル側のターミナル端子に挿入し、かしめ加工等により接続することが行われている。
例えば、特許文献１には、コイル集合体が配置されたステータコアにおいて、コイル集合体を構成するコイルの中性線を、コイル集合体の内側から外周側に向けて１本づつ引き回す形で配置すると共に、コイル集合体の外側に結線ターミナルであるバスバーを設けて、バスバーの一部をかしめ加工することにより、コイルを結線する方法が示されている。

特開２００２−１９９６４４号公報

しかしながら、従来のモータ製造方法には、次のような問題があった。
すなわち、自動組立機による自動化が全く考慮されておらず、自動組立に関する事項が全く記載されていない。モータのコストダウンを図ろうとするならば、当然自動組立が考えられる。本発明者らが、モータ製造方法の自動化を考えたときに、結線ターミナルのターミナル端子に対して、カセットコイルのコイル端子を自動組立機により挿入することが、大きな問題点として浮上した。
その理由は、例えば、カセットコイルを１２個持つモータを考えると、リング形状の結線ターミナルが外周部に円周割で２４箇所のターミナル端子を備えることとなる。ここで、ターミナル端子の位置は、多数の結線ターミナルによっては、個体毎で外周位置に統計的なバラツキが発生する。一方、カセットコイルへのコイルの巻き線も自動的に行っているが、コイル端子の位置も、個体毎に統計的なバラツキが発生する。
挿入先である結線ターミナルのターミナル端子の位置に個体毎のバラツキがあり、また、挿入するカセットコイルのコイル端子の位置にも個体毎のバラツキがあるため、連続的に多数の自動組立を行ったときに、挿入不良が発生する問題があった。

この発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、コイル端子をターミナル端子に挿入するときの挿入不良発生頻度の少ないモータ製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るモータ製造方法は、次のような構成を有している。
（１）コイルが巻かれた複数のカセットコイルを、結線ターミナルに装着し、前記カセットコイルのコイル端子を、前記結線ターミナルのターミナル端子と接続するモータ製造方法にであって、ガイド部材を、ターミナル端子に対応する位置に位置決めするガイド部材位置決め工程と、位置決めされたガイド部材によりガイドさせて、コイル端子をターミナル端子に挿入する挿入工程とを有する。
（２）（１）に記載するモータ製造方法において、前記ガイド部材位置決め工程が、前記ターミナル端子を自由な位置でチャックすることが可能なフローティングチャック機構により、前記ガイド部材を位置決めすることを特徴とする。
（３）（２）に記載するモータ製造方法において、前記ガイド部材が、各々が摺動可能に保持された一対のガイド付チャック部材であり、前記一対のガイド付チャック部材がエアシリンダにより連結され、前記エアシリンダを駆動することにより、前記ガイド付チャック部材を位置決めすることを特徴とする。

次に、上記構成を有するモータ製造方法の作用及び効果について説明する。
結線ターミナル自体は、自動組立機内に位置決めされる。位置決めされた結線ターミナルの複数のターミナル端子のうち、特定のターミナル端子に対して、ガイド部材が位置決めされる。具体的には例えば、自由な位置でターミナル端子をチャックすることが可能なフローティングチャックに、ガイド部材が取り付けられており、フローティングチャックがターミナルチャックをチャックすると、ガイド部材がターミナル端子に対応する位置に自動的に位置決めされる。すなわち、各々が摺動可能に保持された一対のガイド部材に、コイル端子をガイドするためのガイド部、例えば、大きな入口開口部から断面積が順次縮小するガイド通路が形成されている。一対のガイド付チャック部材は、エアシリンダにより連結されており、エアシリンダを駆動することにより、ガイド付チャック部材がターミナル端子を把持する。これにより、ガイド付チャックが特定のターミナル端子に対して位置決めされる。ここで、エアシリンダの駆動エア圧は、ターミナル端子を変形させることの無いチャック力未満となるように、定めている。

そして、位置決めされたターミナル端子に対して、カセットコイルのコイル端子が、ガイド通路に沿って、挿入される。これにより、結線ターミナルのターミナル端子位置にバラツキがあり、さらに、カセットコイルのコイル端子位置にバラツキがあっても、コイル端子を確実にターミナル端子に挿入することができる。
また、従来は、ターミナル端子自体にガイド部分を持たせる構造を採っていたが、自動組立装置がガイド部材を備えているので、ターミナル端子のガイド部分をなくすことができ、コストダウンできた。

以下、本発明のモータ製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図８は、カセットコイルを装着する前の結線ターミナル５０がコア５１の上面に載せられた状態での全体を示す平面図である。装着する１つのカセットコイル３０の自動組立機内での位置関係も示している。図１１に結線ターミナル５０を自動組立機のテーブル６０に位置決めする状態を断面図で示す。図に示すように、結線ターミナル５０は、テーブル６０に対してコア５１が浮いた状態で保持されている。
コア５１の内側には、１２個のカセットコイル３０を結線ターミナル５０に対して位置決めして取り付けるためのコイルコア５１ａが、１２箇所に設けられている。

図８に示すカセットコイル３０は、コイルが台形状であるが、１個おきに台形状コイルと直方体形状コイル（図示せず）とが配置される。結線ターミナル５０は、１２角形状の結線の稜線部５４中央に、一対のターミナル端子ＴＡ，ＴＢが上向きに突出している。一対のターミナル端子ＴＡ，ＴＢは、各々の中心線間の距離は、１２箇所で同一であるが、直径方向で少しずれているものもある。ターミナル端子Ｔの先端部は、図１１に示すように、略Ｕ字形状であり、開口が上向きである。
また、結線ターミナル５０には、外部コネクタ５２が接続されている。また、結線ターミナル５０には、位置決めのための位置決め孔５３が３箇所形成されている。
カセットコイル３０のコイルの端部は、一対のコイル端子ＣＡ，ＣＢとして、突出されている。コイル端子ＣＡ，ＣＢは、各々２本のコイル線により構成されている。また、コイル端子ＣＡ，ＣＢは、エナメル被覆が剥された状態となっている。なお、本実施の形態では、２本のコイル線を使用しているが、１本のコイル線でも良いし、３本以上のコイル線でも同様である。

自動組立機全体の図面は省略するが、図８に示す結線ターミナル５０が載せられたコア５１が、自動組立機のテーブルの中心位置に位置決めされ搭載される。自動組立機は、コア５１の中心を回転中心として、１２分割のインデックス動作を行う。テーブル６０の位置決め３本のピン６１と、コア５１の３箇所の位置決め孔５３とが各々嵌合されている。
第１ステーションでは、カセットコイル３０の装着を行う。始めに、ガイド部材を、ターミナル端子に対応する位置に位置決めするガイド位置決め工程を行う。次に、カセットコイル３０を、一対のコイル端子ＣＡ，ＣＢが一対のターミナル端子ＴＡ，ＴＢに挿入されつつ、コイルコア５１ａに装着するカセット装着工程を行う。その２つの工程を順次説明する。

カセットコイル３０の一対のコイル端子ＣＡ，ＣＢを、結線ターミナル５０の一対のターミナル端子ＴＡ，ＴＢに挿入するための装置について説明する。図１に、ターミナル端子ＴＡ，ＴＢに対して、ガイド部材を位置決めするためのガイド付チャック装置の正面図を示す。図２に、図１の装置の平面図を示し、図３に図１の装置の右側面図を示す。図１乃至３は、チャックが開いた状態を示している。また、図４にチャックが閉じた状態での正面図を示し、図５にチャックが閉じた状態での平面図を示す。
ガイド付チャック装置は、図１及び図２に示すように、一対のチャック装置が左右対称に配置されている。これは、ターミナル端子ＴＡに対してコイル端子ＣＡを位置決めする装置と、ターミナル端子ＴＢに対してコイル端子ＣＢを位置決めするための装置とが、左右対称に配置されているためである。チャック装置は、左右対称で同じ構造なので、図１及び図２の中心線の右側のチャック装置について説明し、対称である左側のチャック装置の説明を割愛する。だだし、左側のチャック装置の主要な構成要素については、右側の構成部品の番号の後に「Ｂ」の符号を付して図中に示した。

一対のチャック部材１１，１２が、各々別の摺動部材に取り付けられ、摺動可能に保持されている。
チャック部材１１は図１ではＬ字形状である。チャック部材１１を説明するために、チャック部材の構成部分に１１０番台の番号を付して説明する。
第１摺動部材１６に固定された取付部１１２がＬ字の一辺をなし、ガイド部１１３が形成されたチャック部１１１が他の一辺をなしている。ガイド部１１３の中心位置には、コイル端子ＣＡの１本分のコイルが入る挿入孔１１４が形成されている。コイルが２本以上の場合には、コイルの本数に応じた挿入孔とすれば良い。
ガイド部１１３は、図面の表側から裏側に向かって、大きな入口開口部から断面積が順次縮小して挿入孔１１４に至るガイド通路の半分を構成している。図３に示すように、第１摺動部材１６は、装置本体に固定された第１レール１８上を直線的に摺動可能である。チャック部１１１は、ネジ１５により、エアシリンダ１３のロッド１４の先端に固設されている。

チャック部材１２は図１では、Ｌ字形状である。チャック部材１２を説明するために、チャック部材の構成部分に１２０番台の番号を付して説明する。
第２摺動部材１７に固定された取付部１２２がＬ字の一辺をなし、ガイド部１２３が形成されたチャック部１２１が他の一辺をなしている。ガイド部１２３の中心位置には、コイル端子ＣＡの１本分のコイルが入る挿入孔１２４が形成されている。ガイド部１２３は、図面の表側から裏側に向かって、大きな入口開口部から断面積が順次縮小して挿入孔１２４に至るガイド通路の半分を構成している。図３に示すように、第２摺動部材１７は、装置本体に固定された第２レール１９上を直線的に摺動可能である。チャック部１２１には、エアシリンダ１３の本体が固設されている。

ガイド部１２３は、ガイド部１１３と比較して、少し大きな開口部を有している。ガイド部１１３は、左側装置のチャック部材との干渉があるため、ガイド１２３より小さくせざるを得ないからである。
取付部１２２の左端部には、ストッパ部１２５が取り付けられている。ストッパ部１２５は、本体に固設されたストッパ部材２０に調整可能に取り付けられているストッパネジ２１に当接することにより、チャック部材１２の開いた位置を決めている。また、取付部１１２には、図２に示すように、ストッパネジ２４がナット２６により調整可能に固定されている。ストッパネジ２４が、取付部１１２と一体に形成されたストッパ２５に当接することにより、チャック部材１１の開いた位置を決めている。

図６に、チャック部１１１，１２１の、図１における挿入孔１１４，１２４を上下方向の中心線で切断したときの断面図を示す。図６は、チャックが開いた状態を示し、図７は、図６においてチャックが閉じた状態を示している。
図２及び図６に示すように、チャック部材１１のチャック部１１１の内側の面のうち、ガイド部１１３と反対側の面には、ターミナル端子チャック面１１６が形成されている。また、チャック部材１２のチャック部１２１の内側の面のうち、ガイド部１２３と反対側の面には、ターミナル端子チャック面１２６が形成されている。また、図７に示すように、チャック面１１６，１２６は、チャック部材１１，１２が閉じたときに、丁度ターミナル端子ＴＡ，ＴＢの幅となるように、所定の空隙が形成されている。
また、図３にチャック装置とカセットコイル３０との高さ関係を示す。コイル３５の先端は、直角部３６により直角に曲げられ外に一対のコイル端子Ｃとして突き出されている。

次に、上記構成を有するガイド付チャック装置の作用について説明する。
自動組立機のテーブル６０の上面に、結線ターミナル５０が図１１に示すように、位置決めされた状態で搭載されている。
第１ステーションでは、図示しない上下動手段により、図１に示すガイド付チャック装置全体が、図１に示すターミナル端子Ｔとの対応位置まで下降する。すなわち、図示しないストッパがコイルコア５１ａの上面に当接する位置まで下降する。結線ターミナル５０に対しては、コイルコア５１ａの位置を基準としているからである。
この下降するとき、エアシリンダ１３にはエアが供給されていないので、エアシリンダ１３に内蔵された復帰バネの力により、チャック部材１２のストッパ部１１５がストッパネジ２１と当接した状態にあり、チャック部材１１のストッパネジ２４がストッパ２５に当接した状態にある。これにより、チャック部材１１，１２は、図６に示すように、常に所定の間隔を持って開いた状態にある。ガイド付チャック装置が下降するときにチャック部材１１，１２が所定の間隔を持って開いた状態にあるので、図６に示すように、ターミナル端子ＴＡとチャック面１１６，１２６との間には、十分な隙間がある。従って、ターミナル端子ＴＡの位置がばらついていてもチャック部１１１，１２１がターミナル端子ＴＡに当たることがなく、ターミナル端子ＴＡを変形させることがない。

次に、図示しない電磁弁を作動させてエアシリンダ１３に駆動用エアを供給する。そうすると、ロッド１４が突き出して、チャック部材１１，１２が同時に移動する。そして、チャック面１１６，１２６のうち、先にターミナル端子ＴＡに当接したチャック部材１１，１２が当接した位置で停止し、他のチャック部材がさらに移動して、一対のチャック面１１６，１２６により、ターミナル端子ＴＡの両側を挟み込んで停止する。これにより、チャック部材１１，１２の両方が、ターミナル端子ＴＡに対して位置決めされる。すなわち、チャック部材１１，１２は、各々が摺動部材に固定され、チャックの移動方向に対して自由に移動可能なので、チャック部材１１，１２が閉じた状態となるときには、チャック部材１１，１２がターミナル端子ＴＡに対して位置決めされる。ここで、エアシリンダ１３の駆動エア圧は、ターミナル端子Ｔを変形させることの無いチャック力未満となるように、定めているので、チャック部材１１，１２がターミナル端子Ｔを変形させる恐れはない。
上記記載では、図１のガイド付チャック装置の右側半分についてのみ説明したが、全く同様に、チャック部材１１Ｂ，１２Ｂも、ターミナル端子ＴＢに対して位置決めされる。

次に、ガイド付チャック装置が、一対のターミナル端子ＴＡ，ＴＢに対して位置決めされている状態で、以下の動作が行われる。
すなわち、供給された台形状のカセットコイル３０をチャックし、結線ターミナルに装着する動作が行われる。その詳細を説明する。
始めに、カセットコイル３０のカセットチャック機構について説明する。図９にカセットチャック機構の平面図を示し、図１０にカセットチャック機構の正面図を示す。図１０に示すように、カセットチャック機構７０は、カセットコイル３０の中空孔より少し小さな直方体形状の固定ガイド７２と、固定ガイド７２の両側面に形成された一対の凹部の位置し、外側に移動可能な一対のチャック７１と、一対のチャック７１を駆動するエアシリンダ７３とを備えている。

次に、上記構成を有するカセットチャック機構７０の作動について説明する。カセットチャック機構７０は、供給されたカセットコイル３０を、エアシリンダ７３を駆動してチャック７１を外側に移動させることにより把持する。カセットチャック機構７０は、図示しない上下動手段により下降されて、図８に示すコイルコア５１ａに対応する位置に移動する。このとき、下降停止位置は、上下動手段のストッパが、コイルコア５１ａに当接することにより位置決めされる。下降停止位置は、固定ガイド７２とコイルコア５１ａとが対向する位置である。
その後、コイルコア５１ａの方向に図示しない前後進手段により前進移動される。これにより、カセットコイル３０の中空孔３２にコイルコア５１ａが嵌合される。
一方、カセットコイル３０のコイル端子ＣＡは、ガイド部１１３，１２３により、ガイドされて挿入孔１１４，１２４へと導かれる。コイル端子ＣＢについても同様である。
従って、カセットコイル３０の一対のコイル端子ＣＡ，ＣＢは、上下方向及び左右方向にバラツキがあっても、ガイド部１１３，１２３により、確実に挿入孔１１４，１２４、及び挿入孔１１４Ｂ，１２４Ｂへと挿入される。

ターミナル端子Ｔのバラツキとコイル端子Ｃの各々バラツキが存在するため、単純にターミナル端子Ｔに対してコイル端子Ｃを挿入しようとすると、バラツキが増幅されるため、挿入不良を発生する可能性が高かった。
しかし、本実施の形態のガイド付チャック装置においては、コイル端子Ｃをガイドするためのガイド部１１３，１２３，１１３Ｂ，１２３Ｂの付設されたチャック部材１１，１２，１１Ｂ１２Ｂを、ターミナル端子ＴＡ，ＴＢに対して、位置決めしているので、ターミナル端子Ｔのバラツキに対して、ガイドを位置決めし直しているため、ターミナル端子Ｔのバラツキとコイル端子Ｃの各々バラツキが増幅されることはなく、挿入不良を発生する確率を低減できる。

次に、カセットチャック機構７０が、チャック状態を解除した後、後退し上昇する。そして、ガイド付チャック装置も、チャック状態を解除した後、上昇する。このとき、カセットコイル３０がコイルコア５１ａに装着され、一対のコイル端子ＣＡ，ＣＢが、一対のターミナル端子ＴＡ，ＴＢに挿入されている状態である。
次に、インデックスが回転して、カセットコイル３０が装着されたコイルコア部分が、第２ステーションへ移動する。第２ステーションでは、図示しない上下のかしめ金型を備えるかしめ装置により、ターミナル端子ＴＡ，ＴＢをかしめて、ターミナル端子ＴＡ，ＴＢとコイル端子ＣＡ，ＣＢとを電気的に接続する。
結線ターミナル５０には、コイルコア５１ａの１つおきに、始めに６個の台形状コイルを装着する。その後、直方体形状の６個のコイルを順次装着する。いずれの装着も、ガイド付チャック装置を用いて、ターミナル端子Ｔを位置決めした状態で、位置決めしたガイドを用いて、コイル端子Ｃを挿入している。

以上詳細に説明したように、本実施の形態のガイド付チャック装置によるモータの製造方法によれば、コイルが巻かれた複数のカセットコイル３０を、結線ターミナル５０に装着し、カセットコイル３０のコイル端子Ｃを、結線ターミナル３０のターミナル端子Ｔと接続するモータ製造方法にであって、ガイド部１１３，１２３，１１３Ｂ，１２３Ｂを、ターミナル端子ＴＡ，ＴＢに対応する位置に位置決めするガイド部材位置決め工程と、位置決めされたガイド部１１３，１２３，１１３Ｂ，１２３Ｂによりガイドさせて、コイル端子ＣＡ，ＣＢをターミナル端子ＴＡ，ＴＢに挿入する挿入工程とを有しているので、コイル端子Ｃをガイドするためのガイド部１１３，１２３，１１３Ｂ，１２３Ｂの付設されたチャック部材１１，１２，１１Ｂ１２Ｂを、ターミナル端子ＴＡ，ＴＢに対して、位置決めしているので、ターミナル端子Ｔのバラツキに対して、ガイドを位置決めし直しているため、ターミナル端子Ｔのバラツキとコイル端子Ｃの各々バラツキが増幅されることはなく、挿入不良を発生する確率を低減できる。

また、本実施の形態のガイド付チャック装置によるモータの製造方法によれば、ガイド部材位置決め工程が、ターミナル端子Ｔを自由な位置でチャックすることが可能なフローティングチャック機構により、ガイド部１１３，１２３，１１３Ｂ，１２３Ｂを位置決めするので、単純な機構により、確実にガイド部１１３，１２３，１１３Ｂ，１２３Ｂをターミナル端子Ｔに対して位置決めすることができ、コイル端子Ｃを確実にターミナル端子Ｔに挿入することができる。
また、本実施の形態のガイド付チャック装置によるモータの製造方法によれば、ガイド部１１３，１２３，１１３Ｂ，１２３Ｂが、各々が摺動可能に保持された一対のガイド付チャック部材１１，１２，１１Ｂ，１２Ｂであり、一対のガイド付チャック部材１１，１２，１１Ｂ，１２Ｂがエアシリンダ１３，１３Ｂにより連結され、エアシリンダ１３，１３Ｂを駆動することにより、ガイド付チャック部材１１，１２，１１Ｂ，１２Ｂを位置決めするので、単純な機構により、確実にガイド部１１３，１２３，１１３Ｂ，１２３Ｂをターミナル端子Ｔに対して位置決めすることができ、コイル端子Ｃを確実にターミナル端子Ｔに挿入することができる。

なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
例えば、本実施の形態では、シリンダとして単動式のものを用いたが複動式のシリンダを用いても良い。また、単動式を用いたときに、チャックする方を復帰バネにより行い、チャック解除をエアで駆動しても良い。
また、ガイド部の形状を四角錐としているが、全体を円錐状または楕円錘形状としても良い。

本発明の１実施の形態で使用するガイド付チャック装置の正面図である。 図１のガイド付チャック装置の平面図である。 図１のガイド付チャック装置の右側面図である。 図１のガイド付チャック装置のチャックが閉じた状態での正面図である。 図２のガイド付チャック装置のチャックが閉じた状態での平面図である。 チャック部１１１，１２１の、図１における挿入孔１１４，１２４を上下方向の中心線で切断したときの断面図である。 図６のチャックが閉じたときの断面図である。 カセットコイルを装着する前の結線ターミナル５０がコア５１に載せられた状態での全体を示す平面図である。 カセットチャック機構の平面図である。 カセットチャック機構の正面図である。 結線ターミナル５０が載せられたコア５１を自動組立機のテーブル６１に位置決めする状態を示す断面図である。

符号の説明

１１，１２ チャック部材
１１１，１２１ チャック部
１１３，１２３ ガイド部
１１４，１２４ 挿入孔
１１６，１２６ チャック面
１３ エアシリンダ
１６ 第１摺動部材
１７ 第２摺動部材
３０ カセットコイル
５０ 結線ターミナル
５１ コア
５１ａコイルコア
ＴＡ，ＴＢ ターミナル端子
ＣＡ，ＣＢ コイル端子

Claims (2)

1. コイルが巻かれた複数のカセットコイルを、結線ターミナルに装着し、前記カセットコイルのコイル端子を、前記結線ターミナルのターミナル端子と接続するモータ製造方法において、
   ガイド部材を、前記ターミナル端子に対応する位置に位置決めするガイド部材位置決め工程と、
   前記位置決めされたガイド部材によりガイドさせて、前記コイル端子を前記ターミナル端子に挿入する挿入工程とを有すること、
   前記ガイド部材位置決め工程が、前記ターミナル端子を自由な位置でチャックすることが可能なフローティングチャック機構により、前記ガイド部材を位置決めすること、
   を特徴とするモータ製造方法。
2. 請求項１に記載するモータ製造方法において、
   前記ガイド部材が、各々が摺動可能に保持された一対のガイド付チャック部材であり、
   前記一対のガイド付チャック部材がエアシリンダにより連結され、
   前記エアシリンダを駆動することにより、前記ガイド付チャック部材を位置決めすることを特徴とするモータ製造方法。

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