JP5659062B2

JP5659062B2 - 結線装置及び結線方法

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Publication number: JP5659062B2
Application number: JP2011072713A
Authority: JP
Inventors: 龍生大澤; 鈴木　晴久; 晴久鈴木; 誠人江間; 寿史植村
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2031-03-29
Also published as: JP2012210025A

Description

本発明は、モータ等の回転電機の整流子片の結線爪に巻線を結線するための結線装置及び結線方法に関する。

例えば、下記特許文献１に示されるヒュージング装置（結線装置）では、電機子の軸方向に主電極と副電極とが並んで配置されている。副電極をフック部（結線爪）と導通した部分に当接させつつ、主電極をフック部に接近させ、主電極によりフック部を屈曲させつつ主電極と副電極との間に電流を流すことでフック部と電機子の巻線とが溶接されて結線される。

特開２０１０−２１３４４１の公報

ところで、このようなヒュージング装置では、上記のように電機子の軸方向に主電極と副電極とが並んで配置されているため、電機子の軸方向に見ると主電極と副電極とが重なる。このため、電機子の軸方向に沿って主電極及び副電極のうちの一方の電極を介して作業者とは反対側に位置する他方の電極には、作業者がアプローチしにくく、この他方の電極を電極ホルダから取り外しや、他方の電極の調整作業等の各種作業がしにくい。

本発明は、上記事実を考慮して、主電極及び副電極の双方に対して回転電機の軸方向から容易にアプローチでき、主電極及び副電極の交換や調整、確認等の各種作業を容易にできる結線装置及び結線方法を得ることが目的である。

請求項１に記載の本発明に係る結線装置は、回転電機の整流子片に形成された結線爪に対して主電極を保持すると共に、前記回転電機の回転半径方向に沿って前記主電極を前記結線爪に対して接離させる向きである接離方向に移動可能な主電極保持手段と、前記回転電機の回転軸方向に前記主電極に対して離間して配置された副電極を保持すると共に、前記接離方向へ移動可能な副電極保持手段と、出力した駆動力により前記主電極保持手段を前記接離方向へ移動させて、前記副電極保持手段を前記主電極保持手段と同じ向きへ移動させると共に、前記主電極保持手段及び前記副電極保持手段のうち何れかの一方の保持手段に伝わった前記駆動力を増速又は減速して前記主電極保持手段及び前記副電極保持手段のうち何れかの他方の保持手段へ伝え、前記主電極保持手段を前記結線爪から所定距離離間した位置まで移動させた状態で、前記主電極及び前記副電極の一方の電極に対して他方の電極を前記接離方向にオフセットさせる変速手段を含めて構成された駆動手段と、を備えている。

請求項１に記載の結線装置では、回転電機の整流子片に形成された結線爪に主電極が圧接し、更に、回転電機の回転軸方向に沿って主電極に対して離間した位置で副電極が結線爪に対して導通している部分に当接し、この状態で主電極と副電極との間が通電されると、結線爪と巻線とが溶接されて結線される。

また、主電極は回転電機の回転半径方向に沿って主電極を結線爪に対して接離させる向きである接離方向に移動可能な主電極保持手段に保持され、副電極はこの接離方向に移動可能な副電極保持手段に保持される。これらの主電極保持手段及び副電極保持手段は駆動手段から出力された駆動力により、接離方向の同じ向きに移動する。

さらに、主電極が結線爪から所定距離離間した位置まで主電極保持手段が移動すると、主電極及び副電極の一方の電極に対して他方の電極が接離方向にオフセットされる。このように主電極と副電極とが接離方向にオフセットされることで、主電極及び副電極の双方に対して回転電機の軸方向からアプローチでき、主電極及び副電極の交換や調整、確認等の各種作業を容易にできる。

しかも、駆動手段から出力された駆動力は主電極保持手段及び副電極保持手段のうち何れかの一方の保持手段に伝わって、この何れかの一方の保持手段を接離方向に移動させる。駆動手段の駆動力によって何れかの一方の保持手段が移動すると、この何れかの一方の保持手段の移動が変速手段を介して主電極保持手段及び副電極保持手段のうち何れかの他方の保持手段に伝わって、この何れかの他方の保持手段を何れかの一方の保持手段と同じ向きに移動させる。

ここで、変速手段は、何れかの一方の保持手段の移動を増速又は減速して何れかの他方の保持手段に伝えるため、何れかの他方の保持手段は何れかの一方の保持手段と同じ向きに移動するものの、何れかの他方の保持手段の移動速度は何れかの一方の保持手段の移動速度とは異なる。このため、主電極が結線爪から所定距離離間した位置まで主電極保持手段を移動させることで、主電極及び副電極の一方の電極に対して他方の電極をオフセットさせることができる。

請求項２に記載の本発明に係る結線装置は、請求項１に記載の本発明において、前記接離方向に対して直交する向きを軸方向とする軸周りに揺動可能に支持されると共に、揺動中心から半径方向に離間した位置で前記何れかの一方の保持手段が支持され、前記何れかの一方の保持手段が支持された位置よりも前記揺動中心から離間した位置で前記何れかの他方の保持手段が支持され、揺動することによる前記何れかの他方の保持手段における前記接離移動方向の移動距離を前記何れかの一方の保持手段における前記接離移動方向の移動距離よりも長くする揺動部材を含めて前記変速手段を構成している。

請求項２に記載の結線装置によれば、変速手段を構成する揺動部材が接離方向に対して直交する向きを軸方向とする軸周りに揺動可能に支持される。この揺動部材においてその揺動中心から揺動半径方向に離間した位置では主電極保持手段及び副電極保持手段のうち何れかの一方の保持手段が支持されており、揺動部材の揺動により何れかの一方の保持手段が接離方向に移動する。

この揺動部材における何れかの一方の保持手段の支持位置よりも更に揺動半径方向外側では、主電極保持手段及び副電極保持手段のうち何れかの他方の保持手段が揺動部材に支持される。このため、揺動部材が揺動すると、主電極保持手段及び副電極保持手段が共に接離方向の同じ向きに移動するが、何れかの一方の保持手段よりも揺動部材の揺動中心から離れている何れかの他方の保持手段は、接離移動方向の移動距離が何れかの一方の保持手段よりも長くなる。これにより、主電極が結線爪から所定距離離間した位置まで主電極保持手段を移動させることで、主電極及び副電極の一方の電極に対して他方の電極をオフセットさせることができる。

請求項３に記載の本発明に係る結線装置は、請求項１又は請求項２に記載の本発明において、出力した駆動力により前記主電極が前記結線爪に接触する位置まで前記主電極保持手段及び前記副電極保持手段の双方を前記接離方向の同じ向きへ移動させる位置制御用の第１モータと、前記主電極が前記結線爪に接触する位置から前記結線爪と巻線とを溶接する溶接位置までの間で前記主電極保持手段を移動させる前記第１モータよりも低トルクの第２モータと、を含めて前記駆動手段を構成している。

請求項３に記載の結線装置によれば、駆動手段は第１モータと第２モータとを含めて構成される。結線爪と巻線とを溶接する際には、先ず第１モータの駆動力により主電極保持手段が結線爪に主電極が接近する向きへ移動する。これにより、結線爪に主電極が当接する。次いで、この状態で第１モータよりも低トルクの第２モータの駆動力で主電極保持手段が更に移動させられ、これにより、主電極が結線爪に圧接する。この状態で、主電極と副電極との間が通電されて結線爪と巻線とが溶接される。

このように、第２モータは第１モータよりもトルクが低いので、主電極が結線爪に当接するまでは第１モータによって主電極保持手段、ひいては、主電極を高速移動させることができ、主電極が結線爪に当接してからは第２モータによって結線爪に対する主電極の加圧力を微調整しながら主電極を結線爪に圧接させて結線爪と巻線とを溶接できる。これにより、結線工程における作業時間を短くできると共に結線の品質を向上又は安定させることができる。

請求項４に記載の本発明に係る結線装置は、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の本発明において、前記主電極保持手段に対する前記主電極の着脱方向及び前記副電極保持手段に対する前記副電極の着脱方向の少なくとも何れか一方を、前記回転電機の回転軸方向に沿った前記主電極に対する前記副電極の離間した向き又はその反対方向に設定している。

請求項４に記載の結線装置によれば、主電極保持手段に対する主電極の着脱方向と副電極保持手段に対する副電極の着脱方向の少なくとも何れか一が回転電機の回転軸方向に沿った主電極に対する副電極の離間した向き又はその反対方向に設定される。このため、結線爪と巻線との溶接が終了して回転電機を取り外した際に、主電極及び副電極の少なくとも何れかの一方をその保持手段から容易に取り外すことができる。

請求項５に記載の本発明に係る結線方法は、回転電機の整流子片に形成された結線爪に対し、前記回転電機の回転半径方向に沿って主電極を接近させて前記主電極を結線爪に圧接させると共に、前記主電極と同じ向きに副電極を前記主電極とは異なる速度で移動させて前記結線爪に対して導通した部分に前記副電極を当接させた状態で、前記主電極と前記副電極との間を通電させて前記結線爪と巻線とを溶接すると共に、前記結線爪に対する前記主電極の接近方向とは反対方向へ前記主電極が移動して前記結線爪から所定距離離間することにより、前記主電極及び前記副電極の一方に対して他方が前記接近方向にオフセットされるように設定している。

請求項５に記載の結線方法では、回転電機の整流子片に形成された結線爪に主電極が圧接し、更に、回転電機の回転軸方向に沿って主電極に対して離間した位置で副電極が結線爪に対して導通している部分に当接し、この状態で主電極と副電極との間が通電されると、結線爪と巻線とが溶接されて結線される。

また、結線爪に対する主電極の接近方向とは反対方向へ主電極が移動して、主電極が結線爪から所定距離離間すると、副電極が主電極と同じ向きに主電極とは異なる速度で移動される。これによって、主電極及び副電極の一方に対して他方が接近方向にオフセットされる。このように主電極と副電極とが接近方向又はその反対方向にオフセットされることで、主電極及び副電極の双方に対して回転電機の軸方向からアプローチでき、主電極及び副電極の交換や調整、確認等の各種作業を容易にできる。

本発明の一実施の形態に係る結線装置を概略的に示す正面図である。本発明の一実施の形態に係る結線装置を概略的に示す左側面断面図である。本発明の一実施の形態に係る結線装置を概略的に示す右側面断面図である。本発明の一実施の形態に係る結線装置の要部を拡大した概略的な正面図である。主電極保持手段及び副電極保持手段が上昇した状態を示す図４に対応した概略的な拡大正面図である。主電極保持手段及び副電極保持手段が下降した状態を示す図４に対応した概略的な拡大正面図である。本発明の一実施の形態に係る結線装置による結線方法を概略的に示す拡大右側面図で、（Ａ）は主電極及び副電極が回転電機の整流子に接した状態を示し、（Ｂ）は主電極が整流子の結線爪を曲げた状態を示す。本発明の一実施の形態に係る結線装置による結線方法を概略的に示す拡大右側面図で、（Ａ）は主電極が結線爪から離間した状態に接した状態を示し、（Ｂ）は副電極に対して主電極が上方へオフセットされるまで主電極及び副電極が上昇した状態を示し、（Ｃ）は（Ｂ）の状態から更に副電極を取り外した状態を示す。

＜本実施の形態の構成＞
図１には本発明の一実施の形態に係る結線装置１０の全体構成が概略的な正面図により示されており、図２には結線装置１０の全体構成が概略的な左側面断面図により示されており、図３には結線装置１０の全体構成が概略的な右側面断面図により示されている。なお、これらの図を含む各図において、矢印Ｕｐは結線装置１０の上方を示し、矢印Ｄｗは結線装置１０の下方を示す。また、矢印Ｆｒは結線装置１０の前方を示し、矢印Ｒｅは結線装置１０の後方を示す。さらに、矢印Ｌｆは結線装置１０の左方を示し、矢印Ｒｈは結線装置１０の右方を示す。なお、これらの向きはあくまでも本実施の形態を説明するための便宜上の向きであって、本発明に係る結線装置の向きがこのような向きに限定されるものではない。

図１から図３の各図に示されるように、結線装置１０はベースプレート１２を備えている。ベースプレート１２上にはガイドプレート１４が取り付けられている。このガイドプレート１４には左右一対のスライダ１６、１８（スライダ１６に関しては図２を参照、スライダ１８に関しては図３を参照）が設けられている。これらのスライダ１６、１８の各々に対応してスライダ１６には長手方向が装置の上下方向に沿ってガイドプレート１４の上端部にて開口したガイド孔が形成されており、スライダ１６、１８は対応する各ガイド孔に上下方向にスライド可能に嵌挿されている。

図２に示されるように、右側のスライダ１８の上端部には厚さ方向が上下方向に沿ったプレート２０が締結固定されている。このプレート２０においてスライダ１６よりも前側ではアーム２２が設けられている。アーム２２は一端側における厚さ方向が上下方向に沿った板状とされ、プレート２０に締結固定されている。このアーム２２は一端よりも前側の中間部が左右方向を軸方向とする軸周りに湾曲しており、この中間部よりも他端側では厚さ方向が前後方向に沿っている。

このアーム２２の他端側には主電極保持手段としての主電極保持ブロック２４が保持されている。主電極保持ブロック２４は溶接ヘッド２６を備えている。この溶接ヘッド２６の前側には主電極ホルダ２８が設けられている。主電極ホルダ２８は長手方向が上下方向に沿った角棒形状に形成されている。主電極ホルダ２８は上下両端が開口した中空の筒形状に形成されており、主電極ホルダ２８の内側には棒状の主電極３０が収容されている。主電極３０は主電極ホルダ２８の下端から所定の長さだけ突出した状態でビス等の締結手段により固定されている。

また、主電極ホルダ２８の長手方向中間部おける後面にはブロック状の挿込部３２が形成されている。この挿込部３２に対応して主電極保持ブロック２４には凹部３４が形成されており、挿込部３２は凹部３４に嵌挿される。凹部３４に嵌挿された挿込部３２に対応して、溶接ヘッド２６にはクランプレバーが設けられている。クランプレバーはその一部が挿込部３２の下面と対向しており、付勢手段の付勢力により挿込部３２の下面に圧接し、溶接ヘッド２６と共に上下に挿込部３２を挟持している。

一方、図３に示されるように、左側のスライダ１６の上端部には厚さ方向が上下方向に沿ったプレート４０が締結固定されている。このプレート４０においてスライダ１６よりも前側ではアーム４２が設けられている。アーム４２は一端側における厚さ方向が上下方向に沿った板状とされ、プレート４０に締結固定されている。このアーム４２は一端よりも前側の中間部が左右方向を軸方向とする軸周りに湾曲しており、この中間部よりも他端側では厚さ方向が前後方向に沿っている。

このアーム４２の他端側には副電極保持手段としての副電極保持ブロック４４が保持されている。副電極保持ブロック４４は保持ブロック本体４５を備えており、更に、この保持ブロック本体４５に対して上下方向にスライド可能に保持されたスライダ４６を備えている。このスライダ４６の前側には副電極ホルダ４８が設けられている。副電極ホルダ４８は長手方向が上下方向に沿った角棒形状に形成されている。

この副電極ホルダ４８におけるスライダ４６よりも下側の部分には凹部５０が形成されている。凹部５０は副電極ホルダ４８の後面にて開口していると共に、副電極ホルダ４８の左右両端面にて矩形に開口している。この凹部５０の後側には厚さ方向が前後方向に沿った板状の保持プレート５２が設けられており、副電極ホルダ４８に締結固定されている。

保持プレート５２は凹部５４が形成されている。凹部５４は凹部５０と対向するように形成されており、保持プレート５２の前面にて開口していると共に、保持プレート５２の左右両端面にて矩形に開口している。この凹部５０と凹部５４とで構成される左右に貫通した断面矩形の孔には副電極５６が貫通配置されている。副電極５６は長手方向が左右方向に沿った角棒形状に形成されており、その先端（右端）側は副電極ホルダ４８及び保持プレート５２から突出して、主電極ホルダ２８の下端から突出した主電極３０の先端側の後ろで前後方向に主電極３０と対向している。

一方、副電極ホルダ４８の長手方向中間部おける後面には矩形の凹部５８が形成されており、ブロック状の嵌挿ブロック６０が嵌挿されている。この凹部５８が形成された部位に対応して副電極ホルダ４８の前面からは締結ボルト６２が副電極ホルダ４８を貫通している。副電極ホルダ４８を貫通した締結ボルト６２は凹部５８の底部から突出して嵌挿ブロック６０に螺合し、嵌挿ブロック６０を副電極ホルダ４８に締結固定している。また、副電極ホルダ４８に締結固定された嵌挿ブロック６０は副電極ホルダ４８の後面よりも更に後方へ突出している。

この副電極ホルダ４８の後面よりも更に後方へ突出した嵌挿ブロック６０に対応してスライダ４６には凹部６４が形成されており、嵌挿ブロック６０は凹部６４に嵌挿されている。凹部６４に嵌挿された嵌挿ブロック６０に対応して、スライダ４６にはクランプレバーが設けられている。クランプレバーはその一部が嵌挿ブロック６０の下面と対向しており、付勢手段の付勢力により嵌挿ブロック６０の下面に圧接し、スライダ４６と共に上下に嵌挿ブロック６０を挟持している。

上記の主電極保持ブロック２４や副電極保持ブロック４４とガイドプレート１４との間には駆動手段としての駆動部７０が設けられている。駆動部７０はガイドプレート１４に固定された駆動部筐体７２を備えている。駆動部筐体７２の内側にはボールねじ機構７４を構成するねじ軸７６が設けられている。ねじ軸７６は長手方向が上下方向に沿っており、その上端側は軸受機構７８によって回転自在に支持されている。一方、ねじ軸７６の下端部にはカップリング８０を介して棒状の軸部材８２がねじ軸７６に対して同軸的且つ一体的に連結されており、この軸部材８２が軸受機構８４によって回転自在に支持されている。

軸部材８２の下端部はカップリング８６を介して軸部材８８の上端部に同軸的且つ一体的に連結されている。軸部材８８はベースプレート１２を貫通してベースプレート１２の下方へ突出していると共に、ベースプレート１２をその厚さ方向に貫通した状態で設けられた軸受機構９０によって回転自在に支持されている。この軸部材８８に対応してベースプレート１２の下側には第２モータとしてのトルク制御用サーボモータ１０２が設けられている。トルク制御用サーボモータ１０２はモータハウジング１０４を備えている。軸部材８８の下端側はモータハウジング１０４の上端からモータハウジング１０４の内側に入り込んでおり、トルク制御用サーボモータ１０２の出力軸へカップリングを介して同軸的且つ一体的に連結されている。

また、ベースプレート１２の下側におけるトルク制御用サーボモータ１０２の側方には第１モータとしての位置制御用サーボモータ１０６が設けられている。位置制御用サーボモータ１０６のモータハウジング１０８の上側には軸方向が上下方向に沿ったプーリ１１０が設けられている。このプーリ１１０は軸方向が上下方向に沿った位置制御用サーボモータ１０６の出力軸に同軸的且つ一体的に連結されている。プーリ１１０に対応してモータハウジング１０４の上側にはプーリ１１２が設けられている。

プーリ１１２は軸部材８８に対して同軸的且つ一体的に連結されている。これらのプーリ１１０とプーリ１１２とには無端ベルト１１４が掛け回されており、位置制御用サーボモータ１０６の駆動力でプーリ１１０が回転すると、プーリ１１０の回転を無端ベルト１１４がプーリ１１０に伝えてプーリ１１０を回転させ、これにより、軸部材８８を回転させることができるようになっている。

ここで、本結線装置１０では、位置制御用サーボモータ１０６の容量はトルク制御用サーボモータ１０２の容量よりも大きく設定されており、位置制御用サーボモータ１０６の駆動力で軸部材８８を高速回転させることができるようになっている。換言すれば、トルク制御用サーボモータ１０２のトルクは位置制御用サーボモータ１０６のトルクよりも低く設定されており、トルク制御用サーボモータ１０２が出力した駆動力で軸部材８８の回転量を微調整できるようになっている。

一方、駆動部筐体７２の内側にはボールねじ機構７４を構成するスライダ１２２が設けられている。スライダ１２２にはねじ軸７６が貫通しており、ねじ軸７６が正転するとスライダ１２２が上昇し、ねじ軸７６が逆転するとスライダ１２２が下降する。図１及び図４に示されるように、スライダ１２２の一部は駆動部筐体７２の前面に形成された開口部から駆動部筐体７２の外側へ突出している。このようにスライダ１２２において駆動部筐体７２の外側へ突出した部分に対応して主電極保持ブロック２４には嵌合部１２４が設けられている。

嵌合部１２４には嵌合凹部１２６が形成されており、スライダ１２２が嵌合凹部１２６の内側に入り込んでいる。スライダ１２２の上端部は嵌合凹部１２６内の上端に当接していると共に、スライダ１２２の下端部は嵌合凹部１２６内の下端に当接しており、スライダ１２２の上下動に連動して嵌合部１２４、ひいては、主電極保持ブロック２４が上下にスライドするようになっている。

また、図１に示されるように、主電極保持ブロック２４及び副電極保持ブロック４４の前側には揺動部材としての揺動レバー１３２が設けられている。図４に示されるように、揺動レバー１３２は軸方向が前後方向に設定されたシャフト１３４に揺動自在に支持されている。シャフト１３４は副電極保持ブロック４４の保持ブロック本体４５に形成された長孔１３６を貫通して駆動部筐体７２に固定されている。この揺動レバー１３２において、揺動レバー１３２の揺動中心であるシャフト１３４から揺動レバー１３２の揺動半径方向に離間した位置には押上ピン１３８が揺動レバー１３２に対して一体的に設けられている。

押上ピン１３８は保持ブロック本体４５に設定された係合部１４０に下側から接しており、図５に示されるように、シャフト１３４周りに押上ピン１３８が上昇すると、押上ピン１３８に係合部１４０が持ち上げられて保持ブロック本体４５が上昇する。また、シャフト１３４周りに押上ピン１３８が下降すると、図６に示されるように、押上ピン１３８に係合部１４０が支持されたままの押上ピン１３８の下降分だけ保持ブロック本体４５が下降する。

ここで、シャフト１３４が貫通する長孔１３６は長手方向が上下方向に沿っているため、押上ピン１３８の上下動に伴い保持ブロック本体４５が上下にスライドするが、図６に示されるように長孔１３６の上端部がシャフト１３４に接すると、保持ブロック本体４５はそれ以上下降することはできない。但し、副電極保持ブロック４４において保持ブロック本体４５とスライダ４６との間には圧縮コイルばね１４２が介在しており、保持ブロック本体４５に対してスライダ４６を下方へ付勢しているので、スライダ４６は保持ブロック本体４５に対して所定ストローク上下動できる。

一方、図４に示されるように、揺動レバー１３２において、揺動レバー１３２の揺動中心であるシャフト１３４から押上ピン１３８の形成位置よりも更に揺動半径方向外側には被押上ピン１４４が形成されている。被押上ピン１４４に対応して上述した嵌合部１２４には長手方向が左右方向に沿った長孔１４６が形成されており、被押上ピン１４４は長孔１４６に入り込んでいる。

図５に示されるように、スライダ１２２と共に嵌合部１２４（すなわち、主電極保持ブロック２４）が上昇すると、長孔１３６の内周部に被押上ピン１４４が押し上げられ、これにより、シャフト１３４周りに被押上ピン１４４が上昇する向きに揺動レバー１３２が揺動し、スライダ１２２と共に嵌合部１２４（すなわち、主電極保持ブロック２４）が下降すると、図６に示されるように、押上ピン１３８に作用する保持ブロック本体４５の重量によってシャフト１３４周りに被押上ピン１４４が下降する向きに揺動レバー１３２が揺動する。

以上の構成の本結線装置１０は、図示しないチャックを備えており、図３に示される回転電機の回転子１６２を構成するシャフト１６４が保持される。チャックに保持された回転子１６２は、シャフト１６４の軸方向が前後方向に沿っており、回転子１６２における整流子１６６の結線爪１６８が上下方向に主電極３０と対向し、整流子１６６におけるブラシとの摺接部分が上下方向に副電極５６と対向するようになっている。

＜本実施の形態の作用、効果＞
次に、本結線装置１０の動作の説明を通して本結線装置１０の作用並びに効果（本発明の一実施の形態に係る結線方法とその作用並びに効果）について説明する。

本結線装置１０では、先ず、図６に示されるように、シャフト１３４が長孔１３６の上端部に接した状態で図７の（Ａ）に示されるように主電極３０が結線爪１６８に当接して副電極５６が回転子１６２におけるブラシとの摺接部分に当接するように主電極ホルダ２８が主電極保持ブロック２４にセットされて副電極ホルダ４８がスライダ４６にセットされる。

回転子１６２における結線爪１６８の結線を行なう際には、先ず、図３に示されるように、図示しないチャックに回転子１６２のシャフト１６４を保持させ、回転子１６２における整流子１６６の結線爪１６８を上下方向に主電極３０と対向させ、結線爪１６８におけるブラシとの摺接部分を上下方向に副電極５６と対向させる。この状態で、位置制御用サーボモータ１０６を正転駆動させると、位置制御用サーボモータ１０６の駆動力がプーリ１１０、無端ベルト１１４、及びプーリ１１２を介して軸部材８８に伝わり、軸部材８８を比較的高速で正転させる。

この軸部材８８が高速正転することで、軸部材８８に対して同軸的且つ一体的に連結されたボールねじ機構７４が高速正転し、これにより、スライダ１２２が下降する。スライダ１２２が下降することで、図７の（Ａ）に示されるように、主電極３０が結線爪１６８に当接すると、位置制御用サーボモータ１０６の正転駆動が停止され、位置制御用サーボモータ１０６よりも低トルクのトルク制御用サーボモータ１０２が正転駆動される。トルク制御用サーボモータ１０２の正転駆動力は軸部材８８を介してボールねじ機構７４に伝わり、ボールねじ機構７４を低速で正転させる。これによりスライダ１２２が更に下降すると、主電極３０が結線爪１６８を押圧し、図７の（Ｂ）に示されるように、結線爪１６８を屈曲させて結線爪１６８によって回転子１６２の巻線１７０を挟持させる。

一方、上記のように位置制御用サーボモータ１０６やトルク制御用サーボモータ１０２の正転駆動力でスライダ１２２が下降し、これに伴い、主電極保持ブロック２４の嵌合部１２４が下降すると、嵌合部１２４の長孔１４６に入り込んでいる被押上ピン１４４が下降し、これにより、揺動レバー１３２が下降するように揺動する。揺動レバー１３２に形成されている押上ピン１３８は副電極保持ブロック４４の保持ブロック本体４５に形成された長孔１３６に入り込んでいるので、揺動レバー１３２が下向きに揺動すると、これに追従するように保持ブロック本体４５が下降する。

このように保持ブロック本体４５が下降することで図７の（Ａ）に示されるように副電極５６が回転子１６２におけるブラシとの摺接部分に当接する。主電極３０が結線爪１６８を押圧し、図７の（Ｂ）に示されるように、結線爪１６８を屈曲させる際にはトルク制御用サーボモータ１０２の正転駆動力でスライダ１２２と共に主電極保持ブロック２４の嵌合部１２４が下降するが、上述したように副電極５６が回転子１６２におけるブラシとの摺接部分に当接した状態では、図６に示されるように、シャフト１３４が長孔１３６の上端部に接しているので、揺動レバー１３２が回動しても押上ピン１３８が係合部１４０から離間するように下降するだけで保持ブロック本体４５はそれ以上下降できない。このため、主電極３０が結線爪１６８を押圧して屈曲させている間に副電極５６が不要に大きな力で回転子１６２におけるブラシとの摺接部分を押圧することがない。

以上のように、主電極３０が結線爪１６８を屈曲させて結線爪１６８によって回転子１６２の巻線１７０を挟持させて、副電極５６が整流子１６６に当接した状態で主電極３０と副電極５６との間が通電され、これにより、結線爪１６８と巻線１７０とが溶接されて結線される。

このように結線爪１６８と巻線１７０との結線が終了すると、位置制御用サーボモータ１０６が逆転駆動され、これにより、スライダ１２２が上昇する。スライダ１２２が上昇すると、嵌合部１２４、すなわち、主電極保持ブロック２４が上昇して図８の（Ａ）に示されるように、主電極３０が結線爪１６８から離間する。さらに、嵌合部１２４が上昇することで長孔１４６の内周部が被押上ピン１４４を押し上げると、揺動レバー１３２がシャフト１３４周りに揺動して、押上ピン１３８が保持ブロック本体４５の係合部１４０を押し上げる。

但し、上記のように、副電極保持ブロック４４のスライダ４６は保持ブロック本体４５に対して上下に相対的にスライド可能であり、主電極３０が結線爪１６８を屈曲させた状態でスライダ４６は保持ブロック本体４５に対して相対的にスライドした状態であったので、図８の（Ａ）に示されるように保持ブロック本体４５が所定ストローク上昇するまでスライダ４６は上昇しない。

次いで、この状態から更に位置制御用サーボモータ１０６の逆転駆動力でスライダ１２２を上昇させて保持ブロック本体４５が一定ストローク上昇した後には、スライダ１２２の上昇に伴う揺動レバー１３２の揺動で、保持ブロック本体４５と共にスライダ４６が上昇し、副電極５６が回転子１６２の整流子１６６から離間する。この状態で、別の結線爪１６８と巻線１７０との結線を行う場合には、回転子１６２のシャフト１６４周りに所定角度チャックを回動させて、別の結線爪１６８と主電極３０とを上下に対向させると共に、結線爪１６８におけるブラシとの摺接部分と副電極５６とを上下に対向させ、この状態から再び、位置制御用サーボモータ１０６やトルク制御用サーボモータ１０２を正転駆動させる。

一方、結線作業が終了して図８の（Ａ）に示される状態から更に位置制御用サーボモータ１０６を逆転駆動させてスライダ１２２を上昇させる。これにより、図８の（Ｂ）に示されるように、主電極３０や副電極５６を十分に回転子１６２から離間させることで、回転子１６２を前方へ向けてチャックから取り外すことができる。ここで、揺動レバー１３２はシャフト１３４を中心に揺動する構成である。

このため、揺動レバー１３２の各部位における上下の移動量は揺動レバー１３２の揺動中心であるシャフト１３４に近いほど小さく、シャフト１３４から遠いほど大きい。したがって、本結線装置１０では、スライダ１２２が上昇することで嵌合部１２４（すなわち、主電極保持ブロック２４）が上昇し、嵌合部１２４が上昇することで被押上ピン１４４が押し上げられて揺動レバー１３２が揺動し、押上ピン１３８が副電極保持ブロック４４の保持ブロック本体４５を押し上げるが、このときの保持ブロック本体４５の上方への移動量は嵌合部１２４の上方への移動量よりも小さい。

このため、十分にスライダ１２２を上昇させると、図８の（Ｂ）に示されるように、主電極３０が副電極５６よりも十分に上方へ離間する。これにより、結線装置１０の前方から副電極５６や副電極５６を保持する副電極ホルダ４８にアプローチでき、例えば、図８の（Ｃ）に示されるような副電極５６の取外作業等の各種作業を容易に行なうことができる。

また、本実施の形態では、主電極３０を結線爪１６８に接近させる場合や結線終了後に主電極３０を結線爪１６８から離間させる場合には容量がトルク制御用サーボモータ１０２よりも大きな位置制御用サーボモータ１０６によってボールねじ機構７４のねじ軸７６を比較的高速で回転させて、主電極保持ブロック２４や副電極保持ブロック４４を移動させるので作業効率がよく、また、主電極３０が結線爪１６８に当接してからは位置制御用サーボモータ１０６の低トルクのトルク制御用サーボモータ１０２によってねじ軸７６の回転量、ひいては、主電極３０の移動量を微調整できるので結線の品質を向上又は安定させることができる。

なお、本実施の形態では、主電極保持ブロック２４と副電極保持ブロック４４との間に揺動レバー１３２を介在させ、揺動レバー１３２によって主電極保持ブロック２４の上下動を副電極保持ブロック４４に伝えて副電極保持ブロック４４を上下動させる構成であったが、例えば、スライダ１２２の上下動で副電極保持ブロック４４を上下動させ、副電極保持ブロック４４の上下動を揺動レバー１３２のような揺動部材を介して主電極保持ブロック２４に伝えて主電極保持ブロック２４を上下動させる構成であってもよい。

また、本実施の形態では、変速手段を揺動部材としての揺動レバー１３２で構成したが、変速手段はトルク制御用サーボモータ１０２や位置制御用サーボモータ１０６の駆動力によって主電極保持ブロック２４と副電極保持ブロック４４とが同じ向きに上下動し、更に、主電極保持ブロック２４及び副電極保持ブロック４４の一方に対する他方の移動ストロークを異ならせることができればよい。したがって、揺動部材に代わり変速手段をギヤ列により構成してボールねじ機構７４と主電極保持ブロック２４や副電極保持ブロック４４との間や主電極保持ブロック２４と副電極保持ブロック４４との間に介在させて主電極保持ブロック２４及び副電極保持ブロック４４の一方に対する他方の移動ストロークを異ならせる構成としてもよい。

１０・・・結線装置、２４・・・主電極保持ブロック（主電極保持手段）、３０・・・主電極、４４・・・副電極保持ブロック（副電極保持手段）、５６・・・副電極、７０・・・駆動部（駆動手段）、１０２・・・トルク制御用サーボモータ（第２モータ）、１０６・・・位置制御用サーボモータ（第１モータ）、１３２・・・揺動レバー（変速手段、揺動部材）、１６２・・・回転子（回転電機）、１６４・・・シャフト、１６６・・・整流子、１６８・・・結線爪、１７０・・・巻線

Claims

回転電機の整流子片に形成された結線爪に対して主電極を保持すると共に、前記回転電機の回転半径方向に沿って前記主電極を前記結線爪に対して接離させる向きである接離方向に移動可能な主電極保持手段と、
前記回転電機の回転軸方向に前記主電極に対して離間して配置された副電極を保持すると共に、前記接離方向へ移動可能な副電極保持手段と、
出力した駆動力により前記主電極保持手段を前記接離方向へ移動させて、前記副電極保持手段を前記主電極保持手段と同じ向きへ移動させると共に、前記主電極保持手段及び前記副電極保持手段のうち何れかの一方の保持手段に伝わった前記駆動力を増速又は減速して前記主電極保持手段及び前記副電極保持手段のうち何れかの他方の保持手段へ伝え、前記主電極保持手段を前記結線爪から所定距離離間した位置まで移動させた状態で、前記主電極及び前記副電極の一方の電極に対して他方の電極を前記接離方向にオフセットさせる変速手段を含めて構成された駆動手段と、
を備える結線装置。
前記接離方向に対して直交する向きを軸方向とする軸周りに揺動可能に支持されると共に、揺動中心から半径方向に離間した位置で前記何れかの一方の保持手段が支持され、前記何れかの一方の保持手段が支持された位置よりも前記揺動中心から離間した位置で前記何れかの他方の保持手段が支持され、揺動することによる前記何れかの他方の保持手段における前記接離移動方向の移動距離を前記何れかの一方の保持手段における前記接離移動方向の移動距離よりも長くする揺動部材を含めて前記変速手段を構成した請求項１に記載の結線装置。
出力した駆動力により前記主電極が前記結線爪に接触する位置まで前記主電極保持手段及び前記副電極保持手段の双方を前記接離方向の同じ向きへ移動させる位置制御用の第１モータと、
前記主電極が前記結線爪に接触する位置から前記結線爪と巻線とを溶接する溶接位置までの間で前記主電極保持手段を移動させる前記第１モータよりも低トルクの第２モータと、
を含めて前記駆動手段を構成した請求項１又は請求項２に記載の結線装置。
前記主電極保持手段に対する前記主電極の着脱方向及び前記副電極保持手段に対する前記副電極の着脱方向の少なくとも何れか一方を、前記回転電機の回転軸方向に沿った前記主電極に対する前記副電極の離間した向き又はその反対方向に設定した請求項１から請求項３の何れか１項に記載の結線装置。
回転電機の整流子片に形成された結線爪に対し、前記回転電機の回転半径方向に沿って主電極を接近させて前記主電極を結線爪に圧接させると共に、前記主電極と同じ向きに副電極を前記主電極とは異なる速度で移動させて前記結線爪に対して導通した部分に前記副電極を当接させた状態で、前記主電極と前記副電極との間を通電させて前記結線爪と巻線とを溶接すると共に、前記結線爪に対する前記主電極の接近方向とは反対方向へ前記主電極が移動して前記結線爪から所定距離離間することにより、前記主電極及び前記副電極の一方に対して他方が前記接近方向にオフセットされる結線方法。