JP6939434B2 - 端子台組付装置 - Google Patents

Description

本発明は端子台組付装置に関する。

自動車等の駆動モータは、ロータを回転させるためのステータコアを備えている。ステータコアは、三相交流電流を発生させるコイルを有し、かかるコイルの端部には、端子が組付けられている。

ステータコアと、ステータコアに組付ける端子の形状について、特許文献１には次の提案が記載されている。特許文献１に記載されたモータは、ステータコアの設置面には位置決め穴が設けられ、端末モジュールにおいて設置面に向かい合う対向面には、位置決めピンと、くぼみが設けられる。設置面と対向面とが向かい合わされ、位置決め穴と位置決めピンとがその位置を合わせられて、ステータコアに対し端末モジュールが押し付けられることで、位置決めピンが削られて生じる余剰部材は、位置決めピンの周囲に設けられたくぼみの中に導かれる。

特開２００７−３１２５５９号公報

このような、ステータコアと端子とを組付ける作業を、さらに効率よく行うことが望まれる。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、ステータコアと端子台との位置決めを効率よく行う端子台組付装置を提供するものである。

本発明にかかる端子台組付装置は、
端子台を受け入れるための位置決め穴を有するモータのステータコアと、前記ステータコアの前記位置決め穴に対応する位置決め軸を有する前記端子台と、を組み付ける端子台組付装置であって、
前記端子台を保持する保持部と、
前記保持部を移動させる移動機構と、
前記端子台を前記ステータコアに押し付ける押し付け部材と、を備え、
前記移動機構が前記位置決め軸の先端を前記位置決め穴に遊嵌された遊嵌位置に前記端子台を移動させ、
前記遊嵌位置において前記保持部が前記端子台を解放すると共に、
前記押し付け部材が前記端子台を前記ステータコアに押し付け、前記位置決め軸と前記位置決め穴とを嵌合させることにより、
前記ステータコアと前記端子台とを組み付ける。

このような構成により、ステータコアと端子台とを予め設定された範囲内に位置決めすれば、ステータコアと端子台との位置ずれを修正しながら正確な組付けを行うことが可能となる。

本発明により、ステータコアと端子台との位置決めを効率よく行う端子台組付装置を提供することができる。

実施の形態にかかる端子台組付装置が設置された製造工程を示す上面図である。 端子台組付装置におけるハンド部の構成を説明するための図である。 端子台組付装置が端子台を保持して移動する状態を示す図である。 ハンド部が予め設定された位置に停止した状態を示す図である。 保持部が端子台を解放してステータコアに設置している状態を示す図である。 端子台組付装置が端子台の設置を完了させた状態を示す図である。

＜実施の形態＞
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態にかかる端子台組付装置が設置された製造工程を示す上面図である。

図１は、端子台組付装置１００の上面図とともに、右手系ｘｙｚ座標を示している。図面の鉛直方向はｘｙｚ座標のｚ軸方向を示し、手前側がｚ軸プラス方向である。図面の左右方向はｘｙｚ座標のｘ軸方向を示し、右側がｘ軸プラス方向である。図面の上下方向はｘｙｚ座標のｙ軸方向を示し、上側がｙ軸プラス方向である。図１〜図６に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。図１のｚ軸方向と図２〜図６のｚ軸方向は一致している。

図１に示した製造工程は、端子台組付装置１００と、複数のパレット９００に載置されたステータコア３００と、複数の端子台４００とを有している。かかる製造工程において、端子台組付装置１００は、ステータコア３００と端子台４００とを組み付ける作業を行う。

複数のパレット９００は、図示しないコンベア等の搬送装置により、Ｘ軸プラス方向に、ステージ（Ａ）、ステージ（Ｂ）、ステージ（Ｃ）の順に移動する。パレット９００に載置されているステータコア３００は、三相交流モータに用いられる。ステータコア３００は、ステージ（Ａ）において、内周側に複数のコイルが組み付けられており、外周上面には、端子台４００を組み付ける為の位置決め穴３１０を有している。ステージ（Ａ）に位置するパレット９００は、順次ステージ（Ｂ）に移動する。

ステージ（Ｂ）には、端子台組付装置１００が設置されている。端子台組付装置１００は、ステージ（Ｂ）において、ステータコア３００と端子台４００とを組み付ける。ステータコア３００と端子台４００とを組み付ける工程は、主に、ステータコア３００と端子台４００とを嵌合する第１工程と、ステータコア３００が有するコイルと端子台４００が有する端子とを溶接する第２工程により構成されている。

第１工程において、端子台組付装置１００は、予め用意されている複数の端子台４００のうち一の端子台４００をつかみ、つかんだ端子台４００をステージ（Ｂ）に載置されているステータコア３００に嵌合する。より具体的には、端子台組付装置１００は、ステータコア３００が有する位置決め穴３１０に、端子台４００が有する位置決め軸４１０を挿入して嵌合させる。続いて、第２工程において、端子台組付装置１００は、ステータコア３００のコイルと、端子台４００の端子とを溶接する。ステータコア３００と端子台４００との組み付けが完了すると、ステージ（Ｂ）に位置するパレット９００は、順次ステージ（Ｃ）に移動する。ステージ（Ｃ）に位置するパレット９００に載置されているステータコアユニット５００は、三相交流モータの製造に用いられるため、次の工程に進む。

ステータコア３００と端子台４００とを組み付ける工程を行うために、端子台組付装置１００は、主な構成要素として、本体１１０、移動機構１２０、ハンド部１３０、溶接ツール１４０とを有している。

本体１１０は、移動機構１２０、ハンド部１３０、及び溶接ツール１４０をそれぞれ駆動させるための制御部や電源部等を有している。

移動機構１２０は、ハンド部１３０及び溶接ツール１４０を移動させるための機構である。移動機構１２０は、一般的に製造機械などに用いられるリニアモータ、リニアガイド、位置センサ等により構成される。移動機構１２０は、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸の３方向に対して自由度を有している。ただし、３方向に対して自由度を有していることは必須ではなく、端子台４００をつかみ、つかんだ端子台４００を予め設定された位置に停止させることができれば、機構の自由度は問わない。また、移動機構１２０は、多軸の間接を有するロボットであってもよい。また、移動機構１２０は、複数のリニアガイドを有しており、作業者が駆動する機構であってもよい。

次に、図２を参照しながらハンド部１３０について説明する。図２は、端子台組付装置におけるハンド部の構成を説明するための図である。ハンド部１３０は、端子台４００をつかみ、予め設定された位置において、つかんだ端子台４００を解放し、解放した端子台４００をステータコア３００に嵌合させるものである。ハンド部１３０は主な構成要素として、保持部１３１、押し付け部材１３２、バネ１３３、及びガイド軸１３４を有している。

保持部１３１は、端子台４００をつかみ、つかんだ端子台４００を保持する。保持部１３１は、一対の保持部材により構成されており、かかる一対の保持部材がｘ軸方向に対向し、且つ、ｘ軸方向に対照的に移動する。すなわち、保持部１３１が有する一対の保持部材が互いに近づく方向に移動することにより、端子台４００をつかむことができる。また、保持部１３１が有する一対の保持部材が互いに離れる方向に移動することにより、保持する端子台４００を解放することができる。

押し付け部材１３２は、保持部１３１が解放した端子台４００をｚ軸マイナス方向に押し付けるための部材である。押し付け部材１３２は、端子台４００の上面と接する接触面１３５を有している。接触面１３５は、端子台４００の上面が接触した状態において、ｘ軸及びｙ軸方向に移動可能な構造となっている。具体的には、例えば、端子台４００の上面に接触する接触面１３５は、平滑面である。また、接触面１３５は、平滑面の他、複数の点または面において端子台４００の上面と接触する構造であってもよい。

押し付け部材１３２は、ガイド軸１３４によりｚ軸方向に動作するように規制される。また、押し付け部材１３２は、バネ１３３により、ｚ軸マイナス方法に付勢されている。保持部１３１が端子台４００を保持する状態において、押し付け部材１３２は、端子台４００と接触面１３５において接触し、かつ、バネ１３３によりｚ軸マイナス方向に付勢された状態となる。押し付け部材１３２は、保持部１３１が端子台４００を解放すると同時に、バネ１３３によりｚ軸マイナス方向に端子台４００を押し付ける。

バネ１３３は、押し付け部材１３２をｚ軸マイナス方向に付勢する弾性部材である。弾性部材は、例えば、圧縮コイルばね、板バネ、トグルバネ等である。バネ１３３は、保持部１３１が端子台４００を保持する状態において、歪みを生じ、エネルギーが蓄えられた状態になっている。そして、保持部１３１が端子台４００を解放すると同時に、バネ１３３に蓄えられたエネルギーが解放され、弾性体の復元力により、端子台４００をｚ軸マイナス方向に押し付ける。

ガイド軸１３４は、押し付け部材１３２の動きを規制するための部材である。ガイド軸１３４は、例えば金属製又は樹脂製の軸であり、ｚ軸と平行に設けられている。

図１に戻り、端子台組付装置１００の詳細について説明を続ける。

溶接ツール１４０は、ステータコア３００が有するコイルと端子台４００が有する端子とを溶接するものであり、例えば溶接トーチ、先端ノズル等を含む。溶接ツール１４０は、ハンド部１３０と連結しており、連結されたハンド部１３０と共に移動機構１２０により移動される。このような構成により、端子台組付装置１００は、第１工程を行った後、移動機構１２０を大きく移動させることなく、第２工程としてステータコア３００が有するコイルと端子台４００が有する端子とを溶接ツール１４０により溶接することができる。

次に、図３〜図６を参照しながら、端子台組付装置１００の第１工程について詳細を説明する。

まず、図３を参照しながら、端子台組付装置１００が端子台４００を保持して移動する状態を説明する。図３は、端子台組付装置が端子台を保持して移動する状態を示す図である。尚、図３〜図６において、ステータコア３００は、説明の都合上、位置決め穴３１０の断面部分のみを示している。

図３において、ハンド部１３０が有する保持部１３１は、端子台４００を保持している。保持部１３１が端子台４００を保持している状態において、押し付け部材１３２の接触面１３５は、端子台４００の上面と接触し、且つ、バネ１３３はひずんだ状態になっている。ハンド部１３０は、このように端子台４００を保持した状態で、移動機構１２０により、予め設定された目標の位置に向かって移動する。

ここで、上述した、予め設定された目標の位置について理解するため、ステータコア３００が有する位置決め穴３１０と端子台４００が有する位置決め軸４１０との関係について説明する。

ステータコア３００は、位置決め穴３１０を２個有している。位置決め穴３１０は、ステータコア３００の上面から鉛直下向きすなわちｚ軸マイナス方向に設けられた穴である。位置決め穴３１０は直径ＤＨである。尚、当然ながら、位置決め穴３１０の底部の形状は任意であり、対応する位置決め軸４１０が嵌合するのに充分な深さを有している。

端子台４００は、位置決め軸４１０を２個有している。位置決め軸４１０は、端子台の下面から鉛直下向きすなわちｚ軸マイナス方向に立設された直線部４１１と、先端に向かうにつれて細くなる先細り形状を呈するテーパ部４１２と、を有している。直線部４１１は、直径ＤＳ１である。テーパ部４１２の先端は、直径ＤＳ２である。尚、当然ながら、位置決め軸４１０の長さは、位置決め穴３１０の深さより短い。

端子台４００は、ステータコア３００に対して、がたつきのないように嵌合される。つまり、ステータコア３００が有する位置決め穴３１０の直径ＤＨは、端子台４００が有する位置決め軸４１０の直線部４１１の直径ＤＳ１に対して、がたつきの無い程度に大きい。例えば、直径ＤＨは、直径ＤＳ１よりも数パーセント程度大きい。

また、位置決め穴３１０と位置決め軸４１０とがそれぞれ２個あるため、互いの穴間ピッチ又は軸間ピッチは、製造ばらつきにより全く同じになることは稀である。そのため、位置決め軸４１０のうちいずれか一方は、両者のピッチ方向（ｘ軸方向）のばらつきを吸収する程度のダイヤピン形状であってもよい。あるいは、位置決め穴３１０のうちいずれか一方は、両者のピッチ方向のばらつきを吸収する程度の長穴形状であってもよい。尚、本明細書においては、理解を簡単にする都合上、位置決め穴３１０及び位置決め軸４１０はそれぞれ同じ形状であり、ピッチ方向のばらつきについては無視している。

以上に説明した位置決め穴３１０と端子台４００が有する位置決め軸４１０との関係を踏まえて、ハンド部１３０が移動して向かう目標の位置について説明する。端子台４００を保持したハンド部１３０が移動するに際し、ハンド部１３０は、端子台４００が有する位置決め軸４１０を、ステータコア３００が有する位置決め穴３１０に挿入可能な位置に移動する必要がある。挿入可能な位置において、位置決め軸４１０の先端である直径ＤＳ２の部分は、少なくとも位置決め穴３１０の直径ＤＨの範囲内に位置する必要がある。つまり、ハンド部１３０が移動して向かう目標の位置は、ｘｙ平面においては、位置決め軸４１０の先端が位置決め穴３１０の範囲内にある位置である。移動機構１２０は、かかる目標の位置に向かってハンド部１３０を移動させる。

次に、図４を参照しながら、ハンド部１３０が予め設定された位置に停止した状態を説明する。図４は、ハンド部が予め設定された位置に停止した状態を示す図である。図４に示すように、ハンド部１３０が停止した位置は、ｘｙ平面においては、位置決め軸４１０の先端が位置決め穴３１０の範囲内にある位置である。具体的には、ハンド部１３０が停止した位置において、端子台４００が有する位置決め軸４１０は、ステータコア３００が有する位置決め穴３１０よりもｘ軸マイナス方向にずれている。

また、ハンド部１３０が停止した位置は、ｚ軸方向としては、位置決め軸４１０の先端がステータコア３００の上面よりも下側に位置している。つまり、移動機構１２０は、位置決め軸４１０の先端が位置決め穴３１０に遊嵌された位置に端子台を移動している。具体的には、位置決め軸４１０の直線部４１１は位置決め穴３１０に嵌合しておらず、位置決め軸４１０のテーパ部４１２が位置決め穴３１０に遊嵌している。

移動機構１２０が移動する目標の位置をこのように設定することにより、端子台組付装置１００は、各部品の製造ばらつきや製造設備の動作ばらつき等の予測されるばらつきによって生じる位置ずれを許容する。また、本実施の形態において、かかる目標の位置を、ｚ軸方向として、位置決め軸４１０の先端がステータコア３００の上面よりも仮面に位置するよう設定している。これにより、例えば、位置決め軸４１０の先端がステータコア３００の上面に衝突するなどした場合には、保持部１３１を解放し、端子台４００を押し付ける前の段階、あるいは、第２工程の前に、何らかの不具合が生じていることを検出することができる。

次に、図５を参照しながら、保持部１３１が端子台４００を解放した状態について説明する。図５は、保持部が端子台を解放してステータコアに設置している状態を示す図である。ハンド部１３０は、予め設定された位置に停止したまま、保持部１３１を開く。保持部１３１が開くことにより、端子台４００は保持部１３１から解放される。端子台４００は自重と、押し付け部材１３２から受ける押し付け力により、ｚ軸マイナス方向に移動を始める。

また、図４において、位置決め軸４１０は、ステータコア３００が有する位置決め穴３１０よりもｘ軸マイナス方向にずれていた。端子台４００は、ｚ軸マイナス方向に移動する際に、テーパ部４１２にガイドされる。これにより、端子台４００は、ｘ軸プラス方向に移動しながらｚ軸マイナス方向に移動する。この際、押し付け部材１３２と端子台４００との動きを観察すると、押し付け部材１３２の接触面１３５と接触している端子台４００は、ｘ軸プラス方向に滑りながら移動している。

このように、端子台４００がｘｙ平面上において押し付け部材１３２に対して滑りながら相対的に移動することにより、かかる目標の位置において生じていた位置ずれを修正することができる。

次に、図６を参照しながら、端子台４００がステータコア３００に嵌合した状態を説明する。図６は、端子台組付装置が端子台の設置を完了させた状態を示す図である。図６に示すように、端子台組付装置１００が有するハンド部１３０は、目標の位置に停止した状態のまま、保持部１３１を開くことにより端子台４００を解放し、解放した端子台４００をステータコア３００に押し付ける。そして、端子台４００は、接触面１３５を滑りながらｚ軸マイナス方向に移動する。これにより、位置決め穴３１０に位置決め軸４１０が嵌合する。位置決め穴３１０に位置決め軸４１０が嵌合すると、第１工程は、終了する。そして、端子台組付装置１００は、引き続き第２工程に移行する。

以上に説明した構成により、端子台組付装置１００は、ばらつきを許容しつつ、一定の動作により、端子台４００をステータコアに嵌合することができる。つまり、このような構成により、ステータコア３００と端子台４００とを予め設定された範囲内に位置決めすれば、ステータコア３００と端子台４００との位置ずれを修正しながら正確な組付けを行うことが可能となる。したがって、本実施の形態により、ステータコアと端子台との位置決めを効率よく行う端子台組付装置を提供することができる。

尚、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１００ 端子台組付装置
１１０ 本体
１２０ 移動機構
１３０ ハンド部
１３１ 保持部
１３２ 押し付け部材
１３３ バネ
１３４ ガイド軸
１３５ 接触面
１４０ 溶接ツール
３００ ステータコア
３１０ 位置決め穴
４００ 端子台
４１０ 位置決め軸
４１１ 直線部
４１２ テーパ部
５００ ステータコアユニット
９００ パレット

Claims (1)

1. 端子台を受け入れるための位置決め穴を有するモータのステータコアと、前記ステータコアの前記位置決め穴に対応する位置決め軸を有する前記端子台と、を組み付ける端子台組付装置であって、
   水平方向に対向し、且つ、水平方向に対照的に移動して前記端子台を保持する保持部と、
   前記保持部を移動させる移動機構と、
   前記端子台が水平方向に移動可能な状態で前記端子台の上面に接触する接触面を有し、上下方向に動作するように規制されている押し付け部材と、
   前記押し付け部材を下方向に付勢する弾性部材と、
   を備え、
   前記移動機構が前記位置決め軸の先端を前記位置決め穴に遊嵌された遊嵌位置に前記端子台を移動させ、
   前記遊嵌位置において前記保持部が前記端子台を解放し、
   前記弾性部材の復元力により前記押し付け部材の前記接触面が前記端子台に接触したまま前記端子台を前記ステータコアに押し付け、前記位置決め軸と前記位置決め穴とを嵌合させることにより、
   前記ステータコアと前記端子台とを組み付ける、端子台組付装置。

Images