JP5184135B2 - 製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、インデックステーブルを所定位置に回転してワーク等の割出を行う製造装置に関するものである。

従来、特許文献１に開示された製造装置は、インデックステーブル上にてワークを保持する複数の治具を備え、インデックステーブルを所定の位置に回転させてワークの割出を行い、所定の作業位置にてワークを治具に対して搬入出する動作と、ワークに線材を巻回する動作とがそれぞれ行われるようになっている。
特開平０９−１１０３０４号公報

ところで、インデックステーブル上に流体圧アクチュエータや電磁アクチュエータが設けられる場合、これらに流体圧を導くホースまたは電力を供給するケーブルが設けられる場合、このホースまたはケーブルの途中に回転しながら流体圧または電力を導くスリップリング（回転継ぎ手）を介装して、インデックステーブルの回転に伴ってホースまたはケーブルが捩れないようにする必要がある。

しかしながら、スリップリングは、その回転摺動部から流体圧の洩れや漏電等を起こす心配があり、メンテナンスの手間やコストがかかるという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、スリップリング等の回転継手を設けることなく、ホースまたはケーブルの捩れがとられる製造装置を提供することを目的とする。

本発明は、所定位置に回転作動するモータと、このモータによって回転駆動されるインデックステーブルと、このインデックステーブル上に設けられるデバイスと、このデバイスに流体圧を導くホースとを備える製造装置であって、デバイスとしてワークを保持するｎ個の治具を備え、インデックステーブルを初期位置から３６０°／ｎの角度づつ一方向に回転させて所定位置に停止させる動作を（ｎ−１）回だけ繰り返した後、（３６０°／ｎ）×（ｎ−１）の角度だけ逆方向に回転させて初期位置に停止させる動作を行い、インデックステーブルの停止位置が回転方向について順に変わる過程にてインデックステーブルの回転方向を切り換えてホースまたはケーブルの捩れをとる構成とし、モータは、インデックステーブルに連結されるロータと、このロータを軸受を介して回転可能に支持するモータ支持軸と、電磁力によりロータを回転駆動するステータとを備え、モータ支持軸を中空構造の筒状に形成し、モータ支持軸の内側に流体圧を導くホースを通す構成とした。

本発明によると、インデックステーブルの回転方向を切り換えてホースまたはケーブルの捩れがとられるため、ホースまたはケーブルの途中に回転しながら流体圧または電力を導くスリップリング等の回転継手を設ける必要がなく、ホースまたはケーブルの捩れがとられ、構造の簡素化がはかれる。スリップリングを廃止することにより、流体圧の洩れや漏電等を起こす心配がなく、メンテナンスが容易になる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１、図２に示すように、製造装置１は、ワーク（巻芯）２にコイル用線材３を自動的に巻回するものである。ここで、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が略水平前後方向、Ｙ軸が略水平横方向、Ｚ軸が略垂直方向に延びるものとし、製造装置１の構成を説明する。

製造装置１は、４つの作業位置に、搬入装置１０、巻線装置２０、溶着装置３０、搬出装置４０がそれぞれ設けられ、これらの各作業位置にワーク２を移動するインデックス装置５０とを備える。

インデックス装置５０は、円盤状のインデックステーブル５５と、このインデックステーブル５５をダイレクトドライブ 機構によってＺ軸まわりに回転駆動するモータ６０とを備える。

モータ６０は、架台５に固定されて設けられるモータ支持軸６１と、このモータ支持軸６１に軸受６２を介して回転可能に支持されて永久磁石を有するロータ６３と、このロータ６３を電磁力によって回転駆動するステータ６４とを備え、ロータ６３の上端にインデックステーブル５５が連結される。インデックステーブル５５は、ロータ６３と共に回転するダイレクトドライブ機構によって駆動され、その回転位置が制御される。

インデックステーブル５５上に設けられるデバイスとして、４（ｎ）個の治具５１〜５４が設けられる。各治具５１〜５４にワーク２が着脱可能に保持される。なお、治具５１〜５４の個数ｎは、これに限らず、各装置１０、２０、３０、４０の設置数に応じて増減される。

なお、インデックステーブル５５上に設けられるデバイスは、ワーク２を保持する治具５１〜５４に限らず、ワーク２を加工する加工機や他の装置を設けてもよい。

インデックステーブル５５のまわりには搬入装置１０、巻線装置２０、溶着装置３０、搬出装置４０が９０°（３６０°／ｎ）の等間隔を持って配置される。インデックステーブル５５が９０°毎に回転して停止することにより、治具５１〜５４に保持されたワーク２が搬入装置１０、巻線装置２０、溶着装置３０、搬出装置４０にそれぞれ対峙する作業位置に移動する、ワーク２の割出が行われる。インデックス装置５０は、インデックステーブル５５の停止位置が同一回転方向について順に変わる構成とする。

図３に示すように、治具５１は、ワーク２を把持するチャック５６と、チャック５６を開き方向に付勢するスプリング６７と、このチャック５６を包囲するスリーブ５８と、このスリーブ５８を付勢するスプリング５９と、このスプリング５９に抗してスリーブ５８をＹ軸方向に駆動するエアシリンダ５７とを備える。

エアシリンダ（流体圧アクチュエータ）５７はホース７０を通して供給される空気圧によって伸縮作動する。エアシリンダ５７が収縮作動してアーム４９を介してスリーブ５８を図３において右方向に移動することにより、スプリング６７の付勢力によりチャック５６が開き、チャック５６からワーク２が外される。一方、エアシリンダ５７が伸張作動してアーム４９がスリーブ５８から離れ、スプリング５９の付勢力によりスリーブ５８を図３において左方向に移動することにより、チャック５６が閉まり、チャック５６にワーク２が把持される。

治具５１は、チャック５６をＹ軸まわりに回転可能に支持するシャフト７１と、このシャフト７１を回転駆動するスピンドルモータ（電磁アクチュエータ）７２とを備える。スピンドルモータ７２はケーブル７３を介して供給される電力により回転作動する。スピンドルモータ７２はケーブル７３を介して電力が供給される。

なお、他の治具５２〜５４も、治具５１と同様の構造を持つ。

モータ支持軸６１は中空の円筒状に形成され、その内側に各治具５１〜５４から延びる４本のホース７０と４本のケーブル７３とがそれぞれ通される。

各ホース７０は図示しない空気圧供給装置に接続され、各治具５１〜５４のエアシリンダ５７に空気圧を導く。各ケーブル７３は、図示しない駆動制御装置に接続され、各治具５１〜５４のスピンドルモータ７２に電流を導く。

搬入装置１０は、ワーク２を整列させて供給するパーツフィーダ１１と、このパーツフィーダ１１から供給されるワーク２を導く直進フィーダ１２と、ワーク２を治具５１〜５４に受け渡すクランプハンド１３とを備える。

クランプハンド１３は、ワーク２を吸引して保持する吸引パッド１４と、この吸引パッド１４をＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に移動する移動機１５とを備える。

クランプハンド１３は、吸引パッド１４を介して直進フィーダ１２からワーク２を受け取り、治具５１のチャック５６に受け渡すようになっている。

巻線装置２０は、線材３の張力を略一定に調節するテンショナ８と、このテンショナ８を介して供給される線材３を繰り出すノズル２１と、このノズル２１を三次元方向に動かすノズル移動機２２と、線材３を把持するチャック（図示せず）と備え、治具５１のスピンドルモータ７２によって回転駆動されるワーク２に対してノズル２１から繰り出される線材３を整列させて巻回してコイル２９を形成するようになっている。

なお、巻線装置２０は、これに限らず、ノズル２１をワーク２のまわりを回動させ、回転しないワーク２に対してノズル２１から繰り出される線材３を巻回する、フライヤ式のものを用いてもよい。この場合、治具５１に設けられるスピンドルモータ７２等を廃止することができる。

溶着装置３０は、供給される電力によって発熱する発熱部３１と、この発熱部３１をＸ、Ｚの二次元方向に動かす移動機３２とを備える。溶着装置３０は、発熱部３１がワーク２に巻回された線材３の両端部を加熱しながらワーク２の巻き始め電極（図示せず）と巻き終わり電極（図示せず）とにそれぞれ押圧することによって、線材３の絶縁被膜を剥離して、線材３を各電極に溶着する。

溶着装置３０と搬出装置４０との間には２台のカッタ３５が設けられ、各カッタ３５によりワーク２のコイル２９間に延びる渡り線３ａを切断する。

搬出装置４０は、ワーク２を搬送するクランプハンド４３と、ワーク２が入れられる排出箱４２とを備える。

クランプハンド４３は、ワーク２を吸引して保持する吸引パッド４４と、この吸引パッド４４をＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に移動する移動機４５とを備える。

クランプハンド４３は、吸引パッド４４を介してチャック５６に把持されたワーク２を吸引して保持し、続いて開放作動するチャック５６からワーク２を受け取り、排出箱４２にワーク２を搬送するようになっている。

インデックス装置５０は、図示しないコントローラによって、各治具５１に保持されたワーク２を搬入装置１０、巻線装置２０、溶着装置３０、搬出装置４０に対峙する所定の作業位置に順次移動するように制御される。インデックステーブル５５の停止位置が同一回転方向について順に変わるが、コントローラは、インデックステーブル５５を一方向に回転させるとともに、ホース７０及びケーブル７３の捩れをとるようにインデックステーブル５５を逆方向に回転させて、各ワーク２の割出を行う。

図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、インデックス装置５０の動きを示す図である。図中矢印は、治具５１が移動した軌跡を示している。以下、インデックス装置５０の動作について説明する。

図４の（ａ）に示すように、治具５１が搬入装置１０に対峙した位置にてインデックステーブル５５を停止し、搬入装置１０からワーク２が治具５１に受け渡される。このとき、ホース７０及びケーブル７３は、捩れが生じていない。

続いて図４の（ｂ）に示すように、インデックステーブル５５を右回り方向に９０°（＝（３６０°／ｎ））回転させて治具５１が巻線装置２０に対峙した初期位置に停止し、巻線装置２０によってワーク２に線材３が巻回される。このとき、ホース７０及びケーブル７３は、９０°の角度分の捩れが生じている。

続いて図４の（ｃ）に示すように、インデックステーブル５５を右回り方向に９０°回転させて治具５１が溶着装置３０に対峙した位置に停止し、溶着装置３０によってワーク２の端子に線材３が溶着される。このとき、ホース７０及びケーブル７３は、１８０°の角度分の捩れが生じている。

続いて図４の（ｄ）に示すように、インデックステーブル５５を右回り方向に９０°回転させて治具５１が搬出装置４０に対峙した位置に停止し、搬出装置４０によって治具５１からワーク２を搬出する。このとき、ホース７０及びケーブル７３は、２７０°の角度分の捩れが生じている。

続いて図４の（ｅ）に示すように、インデックステーブル５５を左回り方向に２７０°（＝（３６０°／ｎ）×（ｎ−１））回転させて治具５１が搬入装置１０に対峙した初期位置に戻される。これにより、ホース７０及びケーブル７３の捩れがとられる。

以上、製造装置１において、治具５１に保持されたワーク２に対して行われる動作について説明したが、他の治具５２〜５４に保持されたワーク２に対しても、同様に、搬入装置１０、巻線装置２０、溶着装置３０、搬出装置４０の各作業が並行して繰り返し行われる。

本実施形態は、所定位置に回転作動するモータ６０と、このモータ６０によって回転駆動されるインデックステーブル５５と、このインデックステーブル５５上に設けられるデバイス（治具５１〜５４）と、このデバイスに流体圧を導くホース７０または電力を供給するケーブル７３とを備える製造装置１であって、インデックステーブル５５の停止位置が回転方向について順に変わる過程にてインデックステーブル５５の回転方向を切り換えてホース７０またはケーブル７３の捩れをとる構成とした。

これにより、ホース７０またはケーブル７３の捩れがとられるため、ホース７０またはケーブル７３の途中に回動しながら流体圧または電力を導くスリップリング等の回転継手を設ける必要がなく、ホース７０またはケーブル７３の捩れがとられ、構造の簡素化がはかれる。スリップリングを廃止することにより、流体圧の洩れや漏電等を起こす心配がなく、メンテナンスが容易になる。

本実施形態は、インデックステーブル５５上に設けられるデバイスとしてワーク２を保持するｎ個の治具５１〜５４を備え、インデックステーブル５５を初期位置から３６０°／ｎの角度づつ一方向に回転させて所定位置に停止させる動作を（ｎ−１）回だけ繰り返した後、（３６０°／ｎ）×（ｎ−１）の角度だけ逆方向に回転させて初期位置に停止させる動作を行う構成とした。

これにより、ホース７０またはケーブル７３が（３６０°／ｎ）×（ｎ−１）の角度以上に捩れることが回避される。製造装置１は、インデックステーブル５５上にてｎ個の治具５１〜５４を介して保持されるワーク２が順に所定の作業位置に停止し、ｎ個のワーク２に対して並行して作業が行われることにより、高い生産性が得られる。

本実施形態は、モータ６０は、インデックステーブル５５に連結されるロータ６３と、このロータ６３を回転可能に支持するモータ支持軸６１と、電磁力によりロータ６３を回転駆動するステータ６４とを備え、モータ支持軸６１を中空構造の筒状に形成し、モータ支持軸６１の内側にホース７０またはケーブル７３を通す構成とした。

これにより、モータ６０の内側にスリップリングを設ける必要がなく、ホース７０またはケーブル７３の本数を増やすことと、ダイレクトドライブ 機構によってインデックス装置５０の小型化をはかることとを両立できる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明の製造装置は、巻線機を備える製造装置に限らず、他の製造装置に利用できる。

本発明の実施の形態を示す製造装置の平面図。 同じく図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。 同じく治具等の断面図。 同じく（ａ）〜（ｅ）は製造装置の動作を示す説明図。

符号の説明

１ 製造装置
２ ワーク
３ 線材
５ 架台
５０ インデックス装置
５１〜５４ 治具
５５ インデックステーブル
５７ エアシリンダ
６０ モータ
６１ モータ支持軸
６３ ロータ
７０ ホース
７２ スピンドルモータ
７３ ケーブル

Claims (1)

1. 所定位置に回転作動するモータと、
   このモータによって回転駆動されるインデックステーブルと、
   このインデックステーブル上に設けられるデバイスと、
   このデバイスに流体圧を導くホースとを備える製造装置であって、
   前記デバイスとしてワークを保持するｎ個の治具を備え、
   前記インデックステーブルを初期位置から３６０°／ｎの角度づつ一方向に回転させて所定位置に停止させる動作を（ｎ−１）回だけ繰り返した後、（３６０°／ｎ）×（ｎ−１）の角度だけ逆方向に回転させて初期位置に停止させる動作を行い、
   前記インデックステーブルの停止位置が回転方向について順に変わる過程にて前記インデックステーブルの回転方向を切り換えて前記ホースの捩れをとる構成とし、
   前記モータは、
   前記インデックステーブルに連結されるロータと、
   このロータを軸受を介して回転可能に支持するモータ支持軸と、
   電磁力によりロータを回転駆動するステータとを備え、
   前記モータ支持軸を中空構造の筒状に形成し、
   前記モータ支持軸の内側に流体圧を導く前記ホースを通したことを特徴とする製造装置。

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