JP5991275B2 - 巻線部品の結線方法および結線装置 - Google Patents

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本発明は、例えば車両部品用の巻線の始端部または終端部となるリード線を、巻線部品に設けたターミナルに接続するための結線方法と結線装置に関する。
一般に、車両部品に用いられる電磁コイルやモータコイルといった巻線部品においては、給電のために巻線端部をターミナルにヒュージング等の接合方法を使って接合し、電気回路を形成して電磁力や駆動力を発生する。その回路形成に際して、巻線端部をターミナルに接触させる工程が必要となるが、巻線自体が強固な剛体ではないため、一般的な巻線装置では、テンション付与手段が必須となる。そして、巻線の巻回時に形成された固定点または予め特定部位をチャックして形成した固定点と、巻線を供給するノズルまたは巻線端部を保持するチャック部材との間にテンションを付与することで、巻線自体を剛体として扱っている。これにより、直線的な棒状体として線材の軌跡を制御可能とし、ターミナルに設けた係合部への引掛け、絡げといった動作を含む一連の巻線工程を自動化している。
巻線とターミナルとの接続に関する従来技術としては、特許文献1〜3がある。特許文献1は、ロータのコア周囲を回動するノズルから線材を繰り出すフライヤを設け、線材を案内するサイドフォーマや端子を覆うコミュテータカバーと、それらの駆動機構を設けて、線材の巻回と端子への絡げを行なう装置であり、特許文献2には、ステータコアに巻かれたコイルを、コイルよりも外周側に設けられた端子部材とを接続する接続線を、コイルエンドとなる導体をツールに押し当て、曲げ加工により複数の曲げ部を形成する方法が開示されている。特許文献3は、ワークを保持して回転させる機構を設けることにより、ワイヤをチャックすることなく端子のフックに絡げるようにした端末処理装置である。
特許第3618325号明細書 特開平7−123656号公報 特開2009−27838号公報
一般的な巻線装置は、巻線の固定点と、ターミナルと、ノズルまたはチャック部材の3者を直線的に配置してテンションを付与するために、多くの駆動軸が必要であり、設備費が増大しやすい。さらに巻線の固定点がうまく取れずに、別の保持手段を設けて固定する場合や、モータコイルのように長軸のシャフトを持ち、線材との干渉を考慮する必要がある場合は、新たに固定点を設定することになり、その位置制御用の駆動軸が必要となるために、さらに設備費が高くなるという問題がある。
また、特許文献1の装置は、線材の案内や端子接続のための部材や駆動部が必要であり、特許文献3の装置は、ノズルに加えてワーク自体を駆動するために、装置構成が大掛かりとなりやすい。特許文献2の方法は、複数の曲げ部を形成するために、それぞれ異なるツールを設置する必要があって、曲げ加工の手間が大きく、接続工程の自動化は容易でない。
しかも、取り扱う製品が多種となる場合には、製品形状やサイズに合わせて、よりフレキシブルな固定点の設定や、ノズルまたはチャックの位置制御が要求される。さらに、一般的な巻線装置では、線材が巻回されるボビン(コア)セット→始点絡げ→巻線→終点絡げ→巻線切断→ボビン(コア)取り出しが、一連の巻線工程として自動化され、設備費が高くなる要因となっている。これは、最初のボビンセットと最後の取り出し以外の工程は、巻線品質(整列、伸び、ゆるみ等)の確保とターミナルへの絡げ動作のためにテンションを細かく制御しており、作業者の介在する余地がないためで、装置構成が限定されて初期投資の設備費が高くなりやすい。
そこで、本発明の目的は、巻線が本来持っている剛性に着目し、テンションをかけることなく巻線の形状を保持しながら、ターミナルへの絡げ動作を可能とする方法を提供すること、そして、駆動軸を極力少なくした簡易な構成で、巻線部品の線端をターミナルに接続でき、設備費を低減可能な装置を実現することにある。
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に記載の巻線部品の結線方法は、
巻芯に巻回される巻線と、巻線の巻き始めとなる始端部または巻き終わりとなる終端部と、該始端部または終端部が電気的に接続されるターミナルを備える巻線部品において、該巻線部品から引き出された上記始端部または終端部を上記ターミナルに設けた係合部に引掛けて接続する方法であって、
直線状の上記始端部または終端部の先端側を保持し、保持位置より基端側に当接させた整形用治具に沿って屈曲変形させることにより、上記始端部または終端部に上記係合部に引掛け可能な引掛部を形成する整形工程と、
整形した上記始端部または終端部の先端側を保持し、上記巻線部品からの引出位置を回転中心として、上記ターミナルへ近づく方向に回転させることにより、上記引掛部を上記係合部に掛止する結線工程とを有する。
本発明の請求項2に記載の方法において、上記結線工程は、整形した上記始端部または終端部の先端側を保持し、上記巻線部品からの引出位置を回転中心として、上記ターミナルへ近づく方向に回転させる第1の回転動作により、上記係合部と引掛け可能な位置まで移動し、次いで、上記ターミナルから離れる方向へ回転させる第2の回転動作または上記ターミナルから離れる方向へ水平移動させる直線動作により、上記係合部に掛止する。
本発明の請求項3に記載の方法では、上記結線工程において、上記第1の回転動作の途中で、上記始端部または終端部の上記引掛部を、上記係合部から離れる方向へ水平移動させる第1の直線動作により、上記係合部と干渉しない位置まで移動し、かつ上記第2の回転動作に先立って、上記始端部または終端部の上記引掛部を、上記係合部に近づく方向へ水平移動させる第2の直線動作により、上記係合部に引掛け可能な位置まで移動させる。
上記課題を解決するために、本発明の請求項4に記載の巻線部品の結線装置は、
巻芯に巻回される巻線と、巻線の巻き始めとなる始端部または巻き終わりとなる終端部と、該始端部または終端部が電気的に接続されるターミナルを備える巻線部品において、該巻線部品から引き出された上記始端部または終端部を上記ターミナルに設けた係合部に引掛けて接続する装置であって、
上記巻線部品を上記始端部または終端部と上記ターミナルが上面に位置するように保持する保持手段と、
直線状の上記始端部または終端部に当接可能な整形用治具を備え、該整形用治具に沿って屈曲変形させることにより、上記始端部または終端部に上記係合部に引掛け可能な引掛部を形成する整形手段と、
整形した上記始端部または終端部の先端側を支持するアーム部と、該アーム部に支持される上記始端部または終端部を、上記巻線部品からの引出位置を回転中心として回転させることにより上記始端部または終端部を上記係合部に掛止する回転駆動部と、上記アーム部を上記ターミナルと上記引出位置を結ぶ線に対して直交する方向に進退動作させる直線駆動部を備える結線手段と、からなる。
本発明の請求項5に記載の装置は、上記結線手段の上記直線駆動部が、上記回転駆動部による回転動作時に上記アーム部を進退動作させて、上記係合部との干渉を回避する。
本発明の請求項6に記載の装置において、上記結線手段は、上記直線駆動部が基台上にスライド可能に支持されるスライド部材を備え、該スライド部材上に、上記アーム部を一体に設けた上記回転駆動部を取り付けて構成されている。
本発明の請求項7に記載の装置において、上記整形手段は上記結線手段と一体に設けられ、上記スライド部材に上記整形用治具をスライド方向と平行に取り付けるとともに、上記回転駆動部と独立に駆動され、上記整形用治具が上記始端部または終端部に当接した状態で、上記始端部または終端部の先端側を支持する上記アーム部を、上記整形用治具との当接位置を中心に回転させる第2の回転駆動部を備える。
本発明の結線方法は、巻線が本来持っている剛性を利用し、予め始端部または終端部をターミナルへ引掛け可能な形状に整形してから、その形状を保持しつつ絡げ動作を行なう。このため、まず、直線状の始端部または終端部に整形用治具を当接させ、整形用治具に沿って屈曲変形させて引掛部を形成する。次いで、巻線自体の剛性でこの形状を維持したまま、始端部または終端部の基端を中心としてターミナル方向へ、係合部と交差する位置まで回転動作させた後、逆向きに回転動作させて引掛部を係合部に引掛け、電気的に接続する。この際に、係合部が回転動作を妨げる場合には、直線動作により係合部を迂回してから、回転動作を継続することで引掛部と係合部の絡げ動作を行なうことができる。
本発明の結線方法は、整形用治具を用いる整形手段と、アーム部を回転駆動部または直線駆動部で動作させる結線手段を備える結線装置によって実施することができる。したがって、テンション付与手段や複雑な駆動機構を設ける必要がなく、比較的簡易な構成で、巻線の結線を確実に行ない、設備コストを大きく低減することができる。
本発明の結線方法の概略を説明するための図で、第1実施形態における結線装置の要部概略構成図である。 巻線部品の一例であるオルタネータのロータ構成を示す側面図である。 第1実施形態の結線装置の全体構成図である。 第2実施形態の結線装置の全体構成図である。 第1実施形態における整形工程を示す概略図である。 第1実施形態の整形工程における回転動作を説明するための概略図である。 第1実施形態における結線工程の手順を示す概略図である。 第1実施形態の結線工程における回転動作および直線動作を説明するための概略図である。 第2実施形態における結線工程の手順を示す概略図である。 第3実施形態の結線装置の全体構成図である。 第3実施形態における整形工程の手順を示す概略図である。 第3実施形態における結線工程の手順を示す概略図である。 巻線部品の他の例を示す概略斜視図である。
以下、図1〜3を参照しながら、本発明の第1実施形態について説明する。図3は、本発明を適用した巻線部品の結線装置1であり、その主要部と、各部を用いた結線方法の概略を図1に示している。対象となる巻線部品の具体例として、ここでは自動車用オルタネータのロータ10を用いている。図2に示すロータ10は、一対の同形コア部材を衝合したポールコア(巻芯)11にロータコイル(巻線)12を挟み込み、両コア部材の中心を貫通して設けた軸穴にロータシャフト13を圧入固定して構成される。ロータシャフト13の外周には、ポールコア11の一端面(図の右端面)に近接して、給電用の一対のターミナル21、22が設けられ、ロータシャフト13の先端外周にスリップリング14が装着される。一対のターミナル21、22は、ロータシャフト13外周の対向位置から反対方向に、一直線をなして軸直方向に延び、図1に示すように、それぞれ先端部を水平方向にU字状に屈曲させた係合部23、24を有している。
ロータコイル12の両端部のリード線15、16は、巻線の始端部または終端部であり、それぞれポールコア11の外周縁から一端面(図の右端面)側に引き出され、ロータシャフト13を挟んで反対側に位置する。リード線15、16は、それぞれターミナル21、22の先端方向に対向位置してロータシャフト13の軸と平行に延び、ターミナル21、22に接続可能な十分な長さを有している。ターミナル21、22先端の係合部23、24は、リード線15、16を絡げて電気的に接続するためのもので、その形状は、U字状の他、フック状、V字状、L字状等、巻線の始端部または終端部を引掛けて保持可能な形状であれば、任意に設定することができる。
図1において、第1実施形態の結線装置1は、整形用治具31を備える整形部3(整形手段)と、アーム部42を第1回転駆動部(回転駆動部)43および第1直線駆動部44(直線駆動部)により動作させる結線部(結線手段)4と、ロータ10を位置決め保持するロータ保持部(保持手段)5を有している。整形部3は、整形用治具31を用いて、ロータ10のリード線15、16に、係合部23、24に引掛け可能な形状の引掛部17を形成し(整形工程)、結線部4は、アーム部42の先端に設けた把持部材41で、整形したリード線15(またはリード線16)を把持し、回転動作と直線動作を組み合わせて係合部23(または係合部24)へ掛止する(結線工程)。
図3は、基台T上に結線部4とロータ10およびロータ保持部5を配置した装置全体と、ロータ保持部5のロータ保持構造を示している。図4は、図3を基本構成とする第2実施形態の結線装置1であり、結線部4の詳細は後述する。図5、6に示す整形部3の整形用治具31は着脱式で、図3、4の装置において、ロータ10の上方からロータ保持部5に取り付けて使用する。
図3において、ロータ保持部5は、基台Tにスライド可能に配設した保持台51を有し、該保持台51に設けたシャフト支持部52のシャフト挿通穴53に、ロータシャフト13を挿通保持している。シャフト支持部52は、保持台51中央部に取り付けられる円環状部材で、中央にロータシャフト13径に対応するシャフト挿通穴53を有している。また、図4に示すように、保持台51上に、ポールコア11の爪の間に配置される位置決め用の凸部54を設けることもできる。ロータ10は、この位置決め用の凸部54によって、周方向の位置決めと回転止めが容易になされる。この時、ロータ10は、ターミナル21、22を設けた端面を上面として設置され、その外周縁部から上方にリード線15、16が直線状に延びている。
矩形板状の保持台51は、四隅に設けたねじ部56を基台Tに設けた一対の溝部55に対してスライドさせ、任意の位置でネジ固定することができる。これにより、サイズの異なるロータ10に対しても容易に対応でき、リード線15、16の一方を結線部4の把持部材41と対向させて結線作業を行った後、ロータ10を回転させてリード線15、16の他方と対向する位置とし、結線作業を行なうことができる。あるいは、図4に示すように、保持台51に対して基台Tが十分大きい場合には、溝部55のスライド方向長を十分長くして、保持台51をリード線15またはリード線16と対向する位置へ順にスライドさせることができ、両端部の結線作業を連続的に行うことができる。また、シャフト挿通穴52は、保持台51の中央部に貫設することもできるが、シャフト支持部52を別体とすることで、ロータシャフト13径に応じたシャフト挿通穴53径の変更が容易にできる。
結線部4は、先端側に把持部材41を有するアーム部42を、第1回転駆動部43で軸周りに回転動作可能とするとともに、第1直線駆動部44を用いて、ロータ10に対して進退動作可能とする。第1直線駆動部44は、基台Tに設けたガイドレール45にスライド自在に支持されるスライド部材46を有し、スライド部材46は保持台51のスライド方向と直交する方向に動作する。これにより、図1に示すように、スライド部材46上に固定される第1回転駆動部43を介して、アーム部42を、ロータ10のリード線15、16に対して接近または離間する方向に水平移動可能となる。把持部材41は、一対のチャック爪をチャックシリンダ等で開閉駆動することにより、リード線15、16を把持するもので、第1回転駆動部43と第1直線駆動部44によるアーム部42の回転動作および直線動作の組み合わせによって、把持部材41に把持したリード線15、16を係合部23、24へ係合させることができる。
図4に示す第2実施形態のように、結線部4に、把持部材41を第1直線駆動部44と異なる方向へ水平動作可能とする第2直線駆動部47を設けることもできる。第2直線駆動部47は、第1直線駆動部44のスライド部材46上にガイドレール48を固定し、このガイドレール48にスライド可能に設けたスライド部材49上に、アーム部材42と一体の第1回転駆動部43を固定する。ガイドレール48は、ガイドレール45と直交して配置され、アーム部材42とともにスライド部材49を、第1直線駆動部44の進退方向と直交する方向に動作させる。第2直線駆動部47による動作を組み合わせると、アーム部42の動作の自由度が増し結線工程が容易になる。また、第2実施形態において、基台T上に一対の結線部4を設けて、リード線15、16とそれぞれ対向させた構成とすることもできる。このようにすると、一対の結線部4を連動させてリード線15、16を同時に結線可能であり、第2直線駆動部47によって、各アーム部材42がリード線15、16と対向するように容易に位置調整することができる。
これら実施形態において、第1回転駆動部43および第1、第2直線駆動部44、47、把持部材41のチャックシリンダは、図示しない制御手段によって、それぞれ独立に駆動が制御される。なお、本実施形態では、巻線両端に予め切断された所定長のリード線15、16を有するロータ10を対象としているため、把持部材41を用いてリード線15、16をチャックする構成とするが、対象とする巻線部品によっては、巻線を繰り出すノズルを利用して保持することもできる。この場合は、一連の巻線工程において、巻線に引き続いて結線動作を行うことができる。
図1において、整形部3の整形用治具31は、略矩形の板状で、ロータ10の側方から上半部外周面を覆うように配置され、一対の脚部33を保持台51に設けた取り付け穴に装着することによって保持固定される。整形用治具31の板面の両側端部には、ブロック状の一対の壁部32が立設し、リード線15、16の外側部を当接支持している。図5は、整形用治具31を用いた整形工程の詳細を示しており、図6に示すように、リード線15、16の先端側を把持して円弧動作させることで、一対の壁部32の側面および上面に沿って折り曲げる。これにより、リード線15、16の先端側半部を90度外方へ屈曲変形させ、係合部23、24へ引掛け可能な屈曲形状に整形された引掛部17とする。一対の壁部32の高さは、引掛部17の屈曲位置を決定し、壁部32に当接するリード線15、16の基端側半部(基端から屈曲位置まで)の長さが、基端から係合部23、24の先端までの距離より長く、基端からロータシャフト13までの距離より短くなるように設定される。
整形用治具31は、立設した壁部32の上面中央に、三角形の切欠きからなるガイド溝34を形成することが望ましい。この時、ガイド溝34の位置にリード線15、16を配置し、ガイド溝34に沿って外方へ屈曲させることで、リード線15、16の屈曲位置および屈曲方向が案内され、整形作業が容易になる。本実施形態では、この整形工程における整形用治具31の脱着動作、およびリード線15、16の円弧動作を、作業者が実施することで確実かつ簡易に引掛部17を整形できる。
ロータ10は、リード線15、16が接続されるターミナル21、22に近接してロータシャフト13が位置している。このため従来は、リード線15、16の絡げ動作においてテンションを細かく制御してロータシャフト13との干渉を回避する必要があった。これに対し本発明では、予め引掛部17を整形することで、続く結線工程でのロータシャフト13との干渉を回避し、テンション調整を不要にして、結線動作を簡素化する。次に図7、8により、結線部4を用いた結線工程において、リード線15をターミナル21、22へ接続するための各ステップを、順を追って説明する。ここでは、図3の第1実施形態の装置を用いて、リード線15の結線を行う場合について説明するが、リード線16も同様に行うことができる。
図7の開始状態において、結線部4は、アーム部42先端の把持部材41が、引掛け形状の引掛部17を有するリード線15の先端部に対向位置している。図中の点線は、アーム部42の回転中心を通りアーム部42の軸と平行な線であり、その延長線上に、ロータ10の上面外周縁部から引き出されたリード線15の基端が位置する。ステップ1では、結線部4の第1直線駆動部44で、この状態からアーム部42を前進させ(アプローチ動作)、把持部材41でリード線15の引掛部17より先端側をチャックする(把持動作)。把持部材41を用いずノズルで保持している場合には、この動作は省略できる。また、前述したように結線部4をロータ10の両側に一対設けた構成として、リード線15、16の結線動作を連動させて同時に行うこともできる。
ステップ2では、結線部4の第1回転駆動部43でアーム部42を回転駆動し、先端部を把持部材41で保持したリード線15を、その引出位置である基端(固定点)を中心としてロータシャフト13方向に回転させる。この時、図8(1)のように、把持された先端部とともにその基端側に位置する引掛部17が、整形形状を保って円弧動作し、係合部23へアプローチする(第1の回転動作)。ただし、このまま回転を続けると、水平方向にU字状に屈曲する係合部23に当接して、それ以上下降できなくなる。そこで、本実施形態では、係合部23への干渉手前で、第1直線駆動部44を駆動し、アーム部42を干渉回避可能な位置までわずかに後退させる(第1の直線動作)。そして、ステップ3において、その位置で第1回転駆動部43によるアーム部42の第1の回転動作を再開し、係合部23より下方のロータ10端面側に位置するまで回転させる(図8(2)参照)。
次いで、ステップ4において、第1直線駆動部44を駆動し、アーム部42を再度前進させる。すると図8(3)のように、整形したリード線15の引掛部17がU字状の係合部23と交差し、先端半部が係合部23の下方から上方へ突出した引掛け状態となる(第2の直線動作)。さらに、ステップ5において、第1回転駆動部4をステップ2と逆方向に駆動し、ロータシャフト13から離れる方向に回転させる(第2の回転動作)。この時、把持部材41で把持されたリード線15が外方へ円弧動作しながら、引掛部17を引っ張り、U字状の係合部23に密接させて係合状態とする(掛止動作)。その後、把持部材41を開放して、第1直線駆動部44でアーム部42を後退させ、第1回転駆動部43で原位置まで回転させることで、アーム部42を開始位置へ戻し、結線工程を完了する。
このように、本実施形態では、アーム部42を、第1回転駆動部43による回転動作と第1直線駆動部44による直線動作のみで、リード線15の引掛部17が係合部23に掛止するように駆動する。その際、予め引掛部17が整形されているので、把持部材41がロータシャフト13と干渉することがなく、引掛部17と係合部23との干渉も回避しながら動作するので、テンション調整が不要で、簡易な構成で容易に結線できる。なお、係合部23の材質や形状によっては、係合部23の表面に沿って引掛部17が案内されることにより、交差位置まで下降可能であり、そのような場合は、干渉回避のための第1、第2の直線動作を省略することもできる。
また、図4の第2実施形態のように第2直線駆動部47を設けた場合は、図9に示すように、ステップ5において、把持部材41でリード線15を把持したまま、アーム部42と一体の第1回転駆動部43を、第2直線駆動部47で外方へスライドさせ、ロータシャフト13から離れる方向に水平動作させる(直線動作)。この時、把持部材41がリード線15を外方へ引っ張り、引掛部17がU字状の係合部23に係合する(掛止動作)。その後、把持部材41を開放し、第2直線駆動部47で第1回転駆動部43とともにアーム部42を内方へスライドさせる。さらに、第1直線駆動部44でアーム部42を後退させ、第1回転駆動部43で回転させて原位置へ戻す。このようにしても、構成を大きく変更することなく、少ない駆動軸で確実に結線できる。図9のステップ1〜4は、図8と同様である。
図10は、本発明の第3実施形態であり、整形部3と結線部4を一体に設けて、整形・結線部6としている。本実施形態では、整形工程および結線工程を、自動化した一連の工程として実施可能であり、第1実施形態の脱着可能な整形部3は使用しない。整形・結線部6の基本構成は、第1実施形態の結線部4と同様であり、以下、相違点を中心に説明する。具体的には、整形・結線部6は、整形工程で使用する整形用冶具61と、整形工程で把持部材41を動作させるための第2回転駆動部62を備えている。
図中、整形・結線部6は、第1直線駆動部44を構成するガイドレール45にスライド部材46を支持し、その一端側(ロータ10側)に、整形用冶具61を設けている。整形用冶具61は、スライド部材46に固定される脚部とその上端からロータ10側へ水平方向に突出する棒状部材63からなる。棒状部材63は、先端に近い一部を小径の当て部64としている。スライド部材46の他端側には、第1回転駆動部43が載置され、アーム部42全体を駆動軸周りに回転可能となっている。本実施形態では、把持部材41と第1回転駆動部43の間に、第2回転駆動部62を設け、整形用冶具61と組み合わせて整形動作を行なう整形部として機能させる。第2回転駆動部62は、把持部材41の背面に先端側(ロータ10側)が接続されて一体に回転する回転板47を有し、回転板47の基端側(第1回転駆動部43側)を回転中心として、把持部材41を回転動作させる。
把持部材41は、整形用冶具61の棒状部材63の直上に位置している。棒状部材63の高さは、リード線15、16の引掛部17の整形位置に対応し、その背面に位置する回転板47の基端側と同等高さとなっている。回転板47の一端側に固定される把持部材41の高さは、リード線15、16の先端部高さに対応している。この時、第1直線駆動部44を駆動して、把持部材41でリード線15、16の先端部を把持する位置まで移動させると、棒状部材63の当て部64がリード線15、16に当接する。次いで、第2回転駆動部62を作動させると、回転板47の基端を中心として回転板47および把持部材41が回転し、リード線15、16を、当て部64を中心に回転可能となる。
次に、図10の整形・結線部6を用いたリード線15の整形・結線工程を概略図で説明する。図11は整形工程であり、開始状態は図7の第1実施形態と同様である。結線部4は、アーム部42先端の把持部材41が、ロータ10の上面に突出するリード線15の先端部に対向し、把持部材41下方に平行位置する整形用治具61の棒状部材63が、リード線15の中間部に対向している。ステップ11では、この状態から第1直線駆動部44によりアーム部42を前進させ(アプローチ動作)、把持部材41でリード線15の先端部をチャックする(把持動作)。この位置で、整形用治具61は、棒状部材63に設けた当て部64が、リード線15の中間部に当接し新たな固定点となる。ステップ12において、第2回転駆動部62で把持部材41を外方に回転させると、当接位置を中心として先端側のリード線15が円弧動作し、当て部64に沿って屈曲変形する(整形動作)。これにより、リード線15、16の先端側半部を90度外方へ屈曲させ、係合部23へ引掛け可能な引掛部17を整形する。
図12は、結線工程であり、ステップ13〜15は、図7のステップ2、3に対応する。ステップ13では、第1回転駆動部43でアーム部42を回転駆動し、把持部材41で保持したリード線15をステップ12と逆方向に回転させる。この時、リード線15は、ロータ10からの引出位置(基端)が固定点となり、引掛部17の整形形状を保ったまま、基端を回転中心として、係合部23の近接位置まで円弧動作する(第1の回転動作)。そしてステップ14で、第1直線駆動部44を駆動し、把持部材41を、引掛部17と係合部23との干渉を回避可能な位置まで後退させる(第1の直線動作)。さらにステップ15で、その位置で第1回転駆動部43による第1の回転動作を再開し、係合部23より下方のロータ10端面側に位置するまで回転させる。
ステップ16〜17は、図7のステップ4、5に対応する。ステップ16では、第1直線駆動部44を駆動し、アーム部42を再度前進させて、リード線15の引掛部17をU字状の係合部23と交差させる(第2の直線動作)。さらに、ステップ17において、第1回転駆動部4をステップ13と逆方向、すなわちロータシャフト13から離れる方向に回転させる(第2の回転動作)。この時、把持部材41で把持されたリード線15が外方へ円弧動作して、引掛部17を引っ張り、U字状の係合部23に係合させる(掛止動作)。その後、第1実施形態と同様の工程で、アーム部42を開始位置へ戻す。
本実施形態によれば、一体の整形・結線部6により、ステップ11〜17の整形・結線工程を連続的に行うことができる。また、整形・結線部6は、第1実施形態の結線部4に、整形用治具61と第2回転駆動部62を追加したもので、その構成を大きく変更することがない。よって、比較的簡易な構成で、リード線15、16の自動絡げ動作を行うことができる。
上記実施形態では、オルタネータのロータ10への適用例について説明したが、図13(a)に示す巻線部品7のように、巻芯71に巻回した巻線72の始端部および終端部であり、巻線部品7の端面から軸方向に突出するリード線73を、端面中央部のターミナル74に接続する構成であれば、第1、第2実施形態と同様の装置および方法が適用できる。また、図13(b)に示すように、筒状の巻線部品8の下半部を巻芯81として、中間部外周にターミナル84を設けた構成であってもよい。具体的には、巻芯81に巻回した巻線82の端面近傍から径方向外方に、リード線83が直線状に延びており、リード線83は、その延出端近傍の外周縁部に設けたターミナル84に接続される。ターミナル84は、端面外周縁部から径方向に突出し、その先端がU字状に屈曲して係合部85となっている。
この場合も、直線状のリード線83に、図示しない成形用治具を当接させ、その先端側を屈曲変形させて引掛部86を整形することができる。そしてリード線83の先端を把持し、整形形状を保ったまま、リード線83の延出端(固定点)を回転中心として、ターミナル84方向へ回転動作させることで、ターミナル84に引掛けて係止可能である。この際、第1、第2実施形態のように、回転動作と直線動作を組み合わせて、係合部85との干渉を回避することもできる。また、図13(c)に示すように、ターミナル84が、一対のかぎ爪状であてもよい。この場合は、リード線83の先端を把持して回転動作させる際に、リード線83の基端側が内側を向いて近接するかぎ爪間の隙間を通り、かぎ爪間に保持されるので、回転動作のみでターミナル84との接続が容易にできる。
このように、本発明によれば、巻線部品のリード線を予め引掛け形状に整形してから、固定点を中心に回転動作させることで、ターミナルに接続させることができる。この方法はテンション調整が不要で、簡易な装置構成であり、また、整形と結線を別工程として作業者を介在させることで、装置コストを低減したり、あるいは一体化して一連の工程を自動化し、より効率的な生産性の高い装置としたり、用途に応じて選択することが可能である。
本発明の結線方法および結線装置は、オルタネータのロータに限らず、種々の巻線部品、例えば、スタータモータ用のコイル、イグナイタ内蔵型スティックコイル、インジェクタ、ABSシステム用電磁弁のコイル、油圧コントロールバルブのコイル、その他に適用することができ、結線作業にかかるコストの低減に有効である。
10 ロータ
11 ポールコア(巻芯)
12 ロータコイル(巻線)
15、16 リード線(始端部または終端部)
21、22 ターミナル
23、24 係合部
3 整形部(整形手段)
31 整形用治具
32 壁部
4 結線部(結線手段)
41 把持部材
42 アーム部
43 第1回転駆動部(回転駆動部)
44 第1直線駆動部(直線駆動部)
45 第2回転駆動部
47 第2直線駆動部
5 ロータ保持部(保持手段)

Claims (7)

  1. 巻芯に巻回される巻線と、巻線の巻き始めとなる始端部または巻き終わりとなる終端部と、該始端部または終端部が電気的に接続されるターミナルを備える巻線部品において、該巻線部品から引き出された上記始端部または終端部を上記ターミナルに設けた係合部に引掛けて接続する方法であって、
    直線状の上記始端部または終端部の先端側を保持し、保持位置より基端側に当接させた整形用治具に沿って屈曲変形させることにより、上記始端部または終端部に上記係合部に引掛け可能な引掛部を形成する整形工程と、
    整形した上記始端部または終端部の先端側を保持し、上記巻線部品からの引出位置を回転中心として、上記ターミナルへ近づく方向に回転させることにより、上記引掛部を上記係合部に掛止する結線工程とを有することを特徴とする巻線部品の結線方法。
  2. 上記結線工程は、整形した上記始端部または終端部の先端側を保持し、上記巻線部品からの引出位置を回転中心として、上記ターミナルへ近づく方向に回転させる第1の回転動作により、上記係合部と引掛け可能な位置まで移動し、次いで、上記ターミナルから離れる方向へ回転させる第2の回転動作または上記ターミナルから離れる方向へ水平移動させる直線動作により、上記係合部に掛止する請求項1記載の巻線部品の結線方法。
  3. 上記結線工程において、上記第1の回転動作の途中で、上記始端部または終端部の上記引掛部を、上記係合部から離れる方向へ水平移動させる第1の直線動作により、上記係合部と干渉しない位置まで移動し、かつ上記第2の回転動作に先立って、上記始端部または終端部の上記引掛部を、上記係合部に近づく方向へ水平移動させる第2の直線動作により、上記係合部に引掛け可能な位置まで移動させる請求項2記載の巻線部品の結線方法。
  4. 巻芯に巻回される巻線と、巻線の巻き始めとなる始端部または巻き終わりとなる終端部と、該始端部または終端部が電気的に接続されるターミナルを備える巻線部品において、該巻線部品から引き出された上記始端部または終端部を上記ターミナルに設けた係合部に引掛けて接続する装置であって、
    上記巻線部品を上記始端部または終端部と上記ターミナルが上面に位置するように保持する保持手段と、
    直線状の上記始端部または終端部に当接可能な整形用治具を備え、該整形用治具に沿って屈曲変形させることにより、上記始端部または終端部に上記係合部に引掛け可能な引掛部を形成する整形手段と、
    整形した上記始端部または終端部の先端側を支持するアーム部と、該アーム部に支持される上記始端部または終端部を、上記巻線部品からの引出位置を回転中心として回転させることにより上記始端部または終端部を上記係合部に掛止する回転駆動部と、上記アーム部を上記ターミナルと上記引出位置を結ぶ線に対して直交する方向に進退動作させる直線駆動部を備える結線手段と、からなることを特徴とする巻線部品の結線装置。
  5. 上記結線手段において、上記直線駆動部は、上記回転駆動部による回転動作時に上記アーム部を進退動作させて、上記係合部との干渉を回避する請求項4記載の巻線部品の結線装置。
  6. 上記結線手段は、上記直線駆動部が基台上にスライド可能に支持されるスライド部材を備え、該スライド部材上に、上記アーム部を一体に設けた上記回転駆動部を取り付けて構成されている請求項5記載の巻線部品の結線装置。
  7. 上記整形手段は上記結線手段と一体に設けられ、上記スライド部材に上記整形用治具をスライド方向と平行に取り付けるとともに、上記回転駆動部と独立に駆動され、上記整形用治具が上記始端部または終端部に当接した状態で、上記始端部または終端部の先端側を支持する上記アーム部を、上記整形用治具との当接位置を中心に回転させる第2の回転駆動部を備える請求項6記載の巻線部品の結線装置。
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