コイル端子のカシメ装置及びカシメ方法
【課題】コイル端子の通電カシメを自動化させたコイル端子のカシメ装置及びカシメ方法を提供すること。
【解決手段】ワークＷをその中心軸が鉛直方向を向くように作業テーブル１０上に設置し、その中心軸を中心にワークＷを回転させる回転手段１２および、ワークを中心軸方向に昇降させる昇降手段２５とを備えたワーク支持機構と、作業テーブル１０の上方にあって、ワークＷから上方に起立したリード線１００先端の芯線１０１を把持する把持手段２１，２２および、ワークＷのチャックの中心軸方向に昇降させる昇降手段２５とを備えたチャック機構と、セットした端子１１０に芯線１０１が挿入された状態で通電カシメする一対のカシメ電極４１，４２を備えたカシメ機構とを有するコイル端子カシメ装置１。
【解決手段】ワークＷをその中心軸が鉛直方向を向くように作業テーブル１０上に設置し、その中心軸を中心にワークＷを回転させる回転手段１２および、ワークを中心軸方向に昇降させる昇降手段２５とを備えたワーク支持機構と、作業テーブル１０の上方にあって、ワークＷから上方に起立したリード線１００先端の芯線１０１を把持する把持手段２１，２２および、ワークＷのチャックの中心軸方向に昇降させる昇降手段２５とを備えたチャック機構と、セットした端子１１０に芯線１０１が挿入された状態で通電カシメする一対のカシメ電極４１，４２を備えたカシメ機構とを有するコイル端子カシメ装置１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを構成するステータに巻装されたコイルの動力線及び中性線の端部に金属製の端子を嵌め合わせて通電カシメするコイル端子のカシメ装置及びカシメ方法に関し、特にリード線先端の芯線を束ね、芯線を金属製の端子に挿入し、芯線を端子とともに通電カシメする工程を自動化するコイル端子のカシメ装置及びカシメ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの製造では、コアの各スロットにコイルが挿入され複数相のコイルが巻装され、コイルエンドが所定の大きさに成形される。その後のカシメ工程では、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルそしてＷ相コイルの一端部が、それぞれリード線先端の芯線に端子が嵌め合わされ、通電カシメが行われて動力線となる。そして次に、中性線カシメ工程では、各相コイルの他端部が端子により一体的にカシメられて中性線とされる。すなわち、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルの他端部は、それぞれリード線先端の芯線が金属製の端子によって一体に束ねられ、通電カシメによって中性線が得られる。
【特許文献１】特開平７−１２３６５５号公報
【特許文献２】特願平７−０１５３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来のカシメ装置は、カシメ電極が上下に配置され、上下方向に端子を押し潰して通電カシメを行うものが一般的である。そのため、その電極部分にワークを持ってくための機構が複雑になったり、装置が大型化する問題があった。すなわち、モータの製造ラインでは、コイルが巻かれた後のワークは、コンベア上に横向きに載せられて送られてくる。従って、カシメ装置では、例えばそのままの姿勢で作業台に載せた横向きのワークを、姿勢を変えてリード線先端をカシメ電極の位置へと移動させる必要があり、そのための機構が複雑かつ大掛かりになってしまう。
更に、カシメ工程の前に、リード線先端には芯線に端子を嵌め込む必要がある。しかし従来は、この端子のはめ込みを作業員が手作業で行っていたため、生産効率の面から自動化が望まれている。
【０００４】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、コイル端子の通電カシメを自動化させたコイル端子のカシメ装置及びカシメ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るコイル端子カシメ装置は、コイルが巻装されたワークについて、そのリード線先端から出た芯線に端子を取り付け、一対の電極で荷重をかけて加圧しながら通電加熱し、その端子に芯線をカシメるものであり、前記ワークをその中心軸が鉛直方向を向くように作業テーブル上に設置し、その中心軸を中心にワークを回転させる回転手段および、ワークを中心軸方向に昇降させる昇降手段とを備えたワーク支持機構と、前記作業テーブルの上方にあって、前記ワークから上方に起立した前記リード線先端の芯線を把持する把持手段および、前記ワークのチャックの中心軸方向に昇降させる昇降手段とを備えたチャック機構と、前記端子をセットし、その端子に前記芯線が挿入された状態で通電カシメする一対のカシメ電極を備えたカシメ機構とを有するものであることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係るコイル端子カシメ装置は、前記チャック機構の把持手段が、一対のチャック爪が向かい合って配置され、そのチャック爪は、向かい合った先端がＶ字状の開先が形成され、厚さ方向には櫛歯状に形成され、互いの櫛歯が噛み合って開先の収束部に前記芯線を束ねるようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係るコイル端子カシメ装置は、一方のチャック爪が固定され、他方のチャック爪がアクチュエータによって動作し、互いの櫛歯が噛み合うようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係るコイル端子カシメ装置は、前記ワーク支持機構の作業テーブルと前記チャック機構の把持手段とが、同期した上昇と、把持手段のみの下降による掴み替えによって、前記端子に対して前記芯線を段階的に挿入するようにしたものであることが好ましい。
【０００７】
本発明に係るコイル端子カシメ方法は、コイルが巻装されたワークについて、そのリード線先端から出た芯線に端子を取り付け、一対の電極で荷重をかけて加圧しながら通電加熱し、その端子に芯線をカシメる方法であり、ワークをその中心軸が鉛直方向を向くように作業テーブル上に設置し、ワークから上方に起立したリード線先端の芯線を把持手段によって把持し、その把持手段の上方に設置されたカシメ電極に端子をセットし、ワークを載せた作業テーブルと芯線を把持した状態の把持手段とを上昇させた端子内への芯線の挿入と、把持手段のみの下降による掴み替えとを繰り返して端子に対して芯線を段階的に挿入し、その後、芯線が挿入された端子を一対のカシメ電極で通電カシメするようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るコイル端子カシメ方法は、前記作業テーブルをワークの中心軸を中心に回転させ、そのワークの円周方向に配置された複数のリード線について、端子に対する芯線の挿入と、芯線が挿入された端子の通電カシメとをリード線毎に順番に行うようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
よって、本発明によれば、把持手段によって芯線を把持したまま端子に挿入し、しかも掴み替えによって芯線を折り曲げてしまうことなく端子内に深く挿入する作業を自動で行うことができ、その芯線が挿入された端子の通電カシメと合わせてコイル端子の通電カシメを自動化させて生産効率を上げることができる。
また、本発明によれば、ワークをその中心軸が鉛直方向を向くように作業テーブル上に設置してコイル端子の通電カシメを行うため、ライン上を搬送されるワークの姿勢そのままで作業が行えるようになり、従来のようにワークの向きを変えて端子を電極へと運ぶような大掛かりな機構は不要になり、その点で装置を複雑化させることなくコンパクトなものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明に係るコイル端子のカシメ装置及びカシメ方法について、その一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本実施形態おけるコイル端子カシメ装置を示した側面図である。このコイル端子カシメ装置１には、モータ製造ラインの一部を構成するものであり、ステータにＵ相、Ｖ相及びＷ相のコイルを巻装したコイル巻き工程を経たモータ部品（以下、「ワーク」という）Ｗが搬送されてくる。そして、このコイル端子カシメ装置１は、中心軸を鉛直方向に合わせた姿勢で搬送されるワークＷをその姿勢のまま作業テーブル１０に設置するワーク支持機構と、ワークＷから飛び出したリード線先端の芯線を把持するチャック機構と、芯線に取り付けた端子を通電カシメするカシメ機構とが設けられている。
【００１１】
作業テーブル１０は、上方にワークＷを位置決めするための支持ピン１１が突設されており、ワークＷは、その支持ピン１１が差し込まれて一定の関係で作業テーブル１０上に置かれるようになっている。作業テーブル１０に対してＵ相、Ｖ相及びＷ相コイルのリード先端が所定の位置に配置され、後述する端子の嵌め合わせや通電カシメを行う作業位置に確実に案内できるようにするためである。
作業テーブル１０は回転軸を持ち、連結された下方の位置決めモータ１２によって回転方向の位置決めが行われるようになっている。従って、位置決めモータ１２の回転制御によって、作業テーブル１０上のワークＷは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相コイルの各リード線１００先端の位置決めが行われるようになっている。
【００１２】
また、コイル端子カシメ装置１は、この作業テーブル１０が昇降リフト１３と一体に形成され、ワークＷを上下方向へ移動させることが可能な構成になっている。昇降リフト１３は、垂直に起立したコラム１４に対してＬＭガイド１５を介して昇降可能に設けられ、不図示の昇降用モータと、その昇降用モータの駆動を昇降リフト１３に伝達する昇降機構が設けられている。すなわち、コラム１４内にはサーボモータによって回転するボールネジが設けられ、そのボールネジの回転に従って昇降するボールナットが昇降リフト１３に連結されている。
【００１３】
コイル端子カシメ装置１は、作業テーブル１０の上方にリード線１００先端を把持するためのチャック機構が設けられている。コイルのリード線１００先端は、被覆が除かれて複数本の芯線１０１がむき出しになっている。チャック機構は、このリード線１００先端の芯線１０１を束ねるためのチャック爪２１，２２が設けられている。ここで図２及び図３は、チャック爪２１，２２が設けられた部分を拡大して示した図であり、図２は側面を、図３は平面を示している。一対のチャック爪２１，２２は、向かい合って配置され、一方のチャック爪２１が固定側で、他方のチャック爪２２が可動側になっている。
【００１４】
チャック爪２１，２２は、その平面形状を見た場合には、図３に示すように向かい合った先端がＶ字の開先形状になっており、その中心線上に位置する円弧状の収束部２１ａ，２２ａにリード線１００の芯線１０１が集められるようになっている。また、チャック爪２１，２２は、側面側から見た場合には、図２に示すように櫛歯形状で形成されており、互いが噛み合って重ね合わせられるように構成されている。従って、チャック爪２１，２２は、互いが重なり合った場合には収束部２１ａ，２２ａが一つの円になり、そこにリード線１００の芯線１０１が束ねられるようになっている。
【００１５】
コイル端子カシメ装置１には、図１に示すようにベース３上にコラム２３が立設され、そこには昇降リフト２５がＬＭガイド２６によって上下方向への移動が可能な構成になっている。そして、前述した一対のチャック爪２１，２２は、この昇降リフト２５上に設けられている。コラム２３内には不図示の昇降機構が構成されており、サーボモータと、それによって回転するボールネジが設けられ、そのボールネジの回転に従って昇降するボールナットを備えたブラケットが昇降リフト２５に連結されている。一対のチャック爪２１，２２は、Ｚ軸方向（鉛直方向）への移動が可能になっている。
【００１６】
ここで、図４は、昇降リフト２５上方の駆動部を示した平面図であり、図５は、その駆動部をチャック２１，２２の反対側から示した図４のＡ矢視図である。固定側のチャック爪２１は、固定プレート３１に取り付けられており、その固定プレート３１は、同じ高さでチャック爪２２の側に回り込むようにして延びている。そして、チャック爪２１を保持した固定プレート３１はＹ軸テーブル３２に取り付けられ、その同じＹ軸テーブル３２には、チャック爪２２がスライダ３３を介して取り付けられている。スライダ３３は、Ｙ軸テーブル３２上にあって、チャック爪２１，２２の向き合うＸ軸方向（図面横方向）にスライド可能に取り付けられている。また、Ｙ軸テーブル３２上には、Ｘ軸方向に伸縮可能なチャック用シリンダ３４が取り付けられ、スライダ３３がこのチャック用シリンダ３４に連結されている。
【００１７】
一方、Ｙ軸テーブル３２は、Ｘ軸テーブル３６の上にＬＭガイドを介して構成され、そのＸ軸テーブル３６が昇降リフト２５の上にＬＭガイドを介して構成されている。そして、そのＹ軸テーブル３２とＸ軸テーブル３６は、それぞれＹ軸方向に伸縮可能に配置されたＹ軸シリンダ３５や、Ｘ軸方向に伸縮可能に配置されたＸ軸シリンダ３７が連結されている。更に、そのＸ軸テーブル３２と平行に移動するスライダ３８が設けられ、その上にＸ軸シリンダ３７がＬＭガイドを介して設置されている。そして、そのスライダ３８には、昇降リフト２５に固定されたＸ軸シリンダ３９が連結されている。
【００１８】
従って、チャック爪２１，２２は、一つのチャック用シリンダ３４の駆動によって芯線１０１の把持及びその解除が可能な構成になっている。そして、そのチャック爪２１，２２及びチャック用シリンダ３４が設けられたＹ軸テーブル３２は、Ｙ軸シリンダ３５によってＹ軸方向に移動可能で、更には、Ｘ軸テーブル３６を介してＸ軸シリンダ３７，３９によってＸ軸方向にそれぞれ移動可能になっている。Ｘ軸方向の移動は、Ｘ軸シリンダ３７によって直接的に、或いはスライダ３８及びＸ軸シリンダ３７を介してＸ軸シリンダ３９によって間接的に移動可能になっている。こうしてチャック爪２１，２２は、図１に示すチャック位置と、ＸＹ軸平面上を移動して退避位置との操作が可能になっている。
【００１９】
次に、チャック爪２１，２２の上方には、図１に示すように、リード線１００に嵌め合わせた端子１１０を通電カシメするカシメ機構が設けられている。カシメ機構には、一対のカシメ電極４１，４２が設けられ、そこに端子１１０をセットできるようになっている。カシメ電極４１，４２のうち、一方のカシメ電極４１が固定側であり、他方のカシメ電極４２が可動側あって、端子１１０は固定側のカシメ電極４１に設けられたツメにセットされる。カシメ電極４１に対する端子１１０のセットは、コイル端子カシメ装置１に隣接して設けられた、不図示の端子セット部で行われるようになっている。従って、このカシメ機構にはカシメ電極４１，４２を端子セット部へと送るための送り手段が設けられている。
【００２０】
カシメ機構には、カシメ方向（図面横方向）に伸びた大きな支持フレーム４３が設けられ、その先端部にカシメ電極４１が取り付けられている。一方、カシメ電極４２は、その支持フレーム４３に対しＬＭガイドを介してスライド可能に取り付けられている。支持フレーム４３にはカシメ用シリンダ４４が取り付けられ、それが可動側のカシメ電極４２に連結されている。そして、この支持フレーム４３にはサーボコントローラや油圧ポンプ４８などからなるサーボ機構が設けられている。カシメ用シリンダ４４にはスケールが備え付けられ、サーボコントローラからはそのスケールの計測信号に基づいてサーボ弁に制御信号が送られ、油圧ポンプ４８からの作動油の流量制御などによってカシメ用シリンダ４４のストローク調整やカシメ荷重の調整が可能になっている。
【００２１】
また、カシメ機構を備えた支持フレーム４３は、ベース３に対してＸ軸およびＹ軸方向に移動可能な構成になっている。ここで、図６は、コイル端子カシメ装置１を示した図１のＢ矢視図である。
ベース３上にはＬＭガイドを介してＹ軸テーブル４４が設けられ、そのＹ軸テーブル４４上にＬＭガイドを介してＸ軸テーブル４５が設けられている。そして、ベース３にはステップモータ４６が設けられ、Ｙ軸テーブル４４にはステップモータ４７が設けられ、それぞれ連結された不図示のボールネジによってＹ軸テーブル４４やＸ軸テーブル４５がそれぞれの方向に移動するよう構成されている。
【００２２】
次に、本実施形態のコイル端子カシメ装置１を使用したコイル端子カシメ方法について説明する。先ず、固定側のカシメ電極４２に端子１１０がセットされる。それには支持フレーム４３がステップモータ４６，４７の駆動によってＸＹ平面上を移動し、不図示の端子セット部へとカシメ電極４１，４２が移される。そして、取り付け位置に置かれた固定側のカシメ電極４１に対し、ロボットアームなどによって把持された端子１１０がセットされる。端子１１０がカシメ電極４１にセットされると、再び支持フレーム４３が図１に示す作業位置に戻される。
【００２３】
一方、このコイル端子カシメ装置１には、図１において図面を貫く方向にワークＷが搬送され、作業テーブル１０の上に設置される。すなわち、ワークＷは、パレットに載せられてコンベアによって搬送され、コイル端子カシメ装置１の位置で停止し、作業テーブル１０の上昇によって受け取られる。その際、ワークＷは、その支持ピン１１が差し込まれて、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相コイルのリード線１００先端が所定の決められた位置にセットされる。各相のコイルのリード線１００は上方に起立しており、その先端分部は、被覆が取り除かれて芯線１０１がむき出の状態になっている。このコイル端子カシメ装置１では、その芯線１０１に対する端子１１０の取り付けと、そうした芯線１０１と端子１１との通電カシメが行われる。
【００２４】
Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のコイル端子は、図３に示すように円周方向に並んでおり、位置決めモータ１２の駆動によって作業テーブル１０が回転し、所定のリード線１００の芯線１０１部分がカシメ位置まで送られる。そのカシメ位置には固定側のチャック爪２１が配置され、芯線１０１がチャック爪２１の開先部分に入り込む。その後、チャック爪２１に対して可動側のチャック爪２２が近づき、更には櫛歯になったチャック爪２１，２２が噛み合って一体になる。このとき可動側のチャック爪２２は、チャック用シリンダ３４の伸長動作によってスライダ３３がスライドして移動する。
【００２５】
これにより、リード線１００の先端から出ている複数本の芯線１０１は、チャック爪２１，２２の開先部分が狭められるに従って集められ、最終的には一つに重なった開先の収束部２１ａ，２２ａにまとめられる。芯線１０１は、例えばリード線１００の被覆部分から１５ｍｍほどの長さがあり、そこを５ｍｍ程度の厚さのチャック爪２１，２２が掴む。最初は、３〜５ｍｍ程度がチャック爪２１，２２から出るようにした位置で掴み、そうした状態で上方に配置された端子１１０内に芯線１０１の先端が挿入される。端子１１０内に芯線１０１を一気に挿入しようとすれば、挿入時の抵抗によって芯線１０１が折れ曲がってしまう。そのため、本実施形態では、芯線１０１が折れ曲がらない適切な長さでの挿入を繰り返して徐々に入れていくようにしている。
【００２６】
芯線１０１を端子１１０へ挿入する場合には、不動の端子１１０へ向かって芯線１０１が上昇して下から送り込まれる。従って、コイル端子カシメ装置１では、作業テーブル１０の上昇によってワークＷを上昇させる他、芯線１０１を把持したチャック爪２１，２２も同期して上昇する。すなわち、昇降リフト１３，２５が同時に同じ速度で上昇し、チャック爪２１，２２が芯線１０１を把持した状態を維持したままワークＷが上昇する。そして、チャック爪２１，２２から上方に飛び出た芯線１０１の先端部分が、カシメ電極４１に取り付けられた端子１１０に挿入される。
【００２７】
その後も芯線１０１は一気に挿入されることはなく、複数回に分けて少しずつ端子１１０内に入れられていく。その場合、チャック爪２１，２２は、１回の挿入分だけ下がった位置で芯線１０１の掴み直しを行い、そしてワークＷの上昇に伴って芯線１０１を掴んだまま上昇する。チャック爪２１，２２の掴み直しは、チャック用シリンダ３４が収縮してスライダ３３がスライドしてチャック爪２２がチャック爪２１から離れ、その噛み合いが外れる。そして、昇降リフト２５だけが所定量だけ下降し、チャック爪２１，２２が次の挿入量に応じた位置まで芯線１０１に沿って下がる。
【００２８】
その後は、再びチャック用シリンダ３４の伸長動作によってスライダ３３がスライドし、チャック爪２１，２２が噛み合って芯線１０１を把持する。そして、昇降リフト１３，２６が同時に同じ速度で上昇し、チャック爪２１，２２が芯線１０１を把持した状態を維持してワークＷが上昇する。従って、芯線１０１は、その分だけ更に端子１１０内に深く挿入される。こうしたチャック爪２１，２２の掴み直しと、ワークＷの上昇が繰り返されて芯線１０１が端子１１０内に一定量挿入される。そして、芯線１０１に対する端子１１０の取り付けが完了し、次に通電カシメが行われる。
【００２９】
芯線１０１が挿入された端子１１０は、カシメ機構のカシメ電極４１，４２に挟み込まれ、カシメ電極４１，４２間の通電によって電流が流される。この通電によって端子１１０が発熱し、挿入された中の芯線１０１が加熱して表面のエナメル層が溶けて端子１１０から流れ出る。そのため、絶縁状態で束ねられていた複数の芯線１０１は銅線がむき出しになって導通状態になる。そして、加熱によるエナメル層の除去とともに、カシメ電極４１，４２間には所定の荷重が加えられ、端子１１０が芯線１０１とともに押し潰される。
【００３０】
このときカシメ用シリンダ４４は油圧ポンプ４８から作動油が供給されて伸縮するが、サーボ機構によってそのストロークやカシメ圧力の調節が行われる。カシメ用シリンダ４４のストロークはスケールによって読み取られており、その計測信号がサーボコントローラに送られる。そのため、サーボコントローラでは、その計測信号に基づいてサーボ弁を制御し、油圧ポンプ４８からの作動油の流量制御などによってカシメ用シリンダ４４のストロークや、カシメ電極４１，４２間に掛かるカシメ圧力をリアルタイムに調節する。これによって、通電発熱によるエナメル層の除去とカシメが適切に行われ、１本１本の芯線１０１が端子１１０と電気的に接続される。
【００３１】
こうした通電カシメは、コイルの動力線に関し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれのリード線１００について、このコイル端子カシメ装置１によって行われる。そこで、例えばＵ相コイルのリード線１００について、前述したように、端子１１０の取り付けと通電カシメが行われた後は、作業テーブル１０が下降し、所定量だけ回転する。それによって次のＶ相コイルに関し、そのリード線１００の芯線１０１部分がカシメ位置まで送られ、チャック爪２１の開先部分に入り込む。一方、支持フレーム４３がＸＹ平面上を移動し、固定側のカシメ電極４１に対し新たな端子１１０がセットされる。
【００３２】
その後、前述したように、リード線１００の芯線１０１がチャック爪２１，２２によって把持され、そのままワークＷが上昇して端子１１０に芯線１０１が挿入される。そして、チャック爪２１，２２による掴み直しを繰り返しながら徐々に芯線１０１が端子１１０に深く挿入される。挿入完了後は、芯線１０１を入れた端子１１０がカシメ電極４１，４２に挟み込まれて通電カシメが行われ、Ｖ相コイルの動力線に関し、その芯線１０１が端子１１０と電気的に接続される。更に、同じ動作が次のＷ相コイルに関しも繰り返され、その芯線１０１に端子１００が取り付けられて通電カシメが行われる。
【００３３】
モータ製造ラインでは、そのライン上に設置されたコイル端子カシメ装置１によって、前述したようなＵ相、Ｖ相、Ｗ相の動力線についてコイル端子の通電カシメが行われる。そして、このモータ製造ラインでは、動力線の通電カシメ工程の次工程として、同じワークの中性点について通電カシメを行う通電カシメ工程がある。そして、その中線点の通電カシメ工程でも、図１乃至図５に示すコイル端子カシメ装置１と同様に構成されたコイル端子カシメ装置が設置されている。
【００３４】
従って、動力線について通電カシメを完了したワークＷは、再びパレットに載せられ、コンベアによって次のコイル端子カシメ装置へと送られ、そこで同じように作業テーブルによって受け取られる。そして、中線点のコイル端子カシメ装置では、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相コイルのリード線が束ねられ、これが端子に挿入されて通電カシメが行われる。すなわち、各相のコイルの芯線がまとめてチャックにより把持され、そのままワークＷが上昇して端子に芯線が挿入される。芯線の挿入はチャックによる掴み直しが繰り返され、芯線は端子内に徐々に深く挿入される。挿入後は、芯線を入れた端子がカシメ電極に挟み込まれ、通電とカシメ荷重が制御されて、各相のコイルの芯線が一つになって端子と電気的に接続される。
【００３５】
よって、本実施形態のコイル端子のカシメ装置及びカシメ方法によれば、チャック２１，２２によって芯線１０１を把持したまま端子１１０に挿入し、しかも掴み替えによって芯線１０１を折り曲げてしまうことなく端子１１０内に深く挿入する作業を自動で行うことができるようになった。そのため、その芯線１０１が挿入された端子１１０の通電カシメと合わせてコイル端子の通電カシメを自動化させて生産効率を上げることができるようになった。
また、本実施形態によれば、ワークＷをその中心軸が鉛直方向を向くように作業テーブル１０上に設置して端子１１０の通電カシメを行うため、コンベアの送りによって搬送されるワークＷの姿勢そのままで作業が行えようになり、従来のようにワークＷの向きを変えて端子をカシメ電極４１，４２へと運ぶような大掛かりな機構は不要になり、その点で装置を複雑化させることなくコンパクトなものとすることができる。
【００３６】
本実施形態では、チャック爪２１，２２が開先を形成し、櫛歯によって噛み合わせるようにしたものであるため、芯線１０１をその収束部２１ａ，２２ａにまとまりよく束ねることができる。そして、把持手段を一対のチャック爪２１，２２で構成したため、一方にのみチャック用シリンダ３４を連結して動作させるだけで、芯線１０１の把持と解除を操作することができ、簡素な構成とすることができた。
また、作業テーブル１０を回転させるだけで、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の動力線についてコイル端子の通電カシメを連続して行うことができるようになった。
【００３７】
以上、本発明に係るコイル端子のカシメ装置及びカシメ方法について一実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
前期実施形態では、開先を形成した櫛歯状の一対のチャック爪２１，２２で把持手段を構成したが、例えば、チャック爪を３つ或いはそれ以上を突き合わせるようにしたものであって、突き合わせた際に、その形状を複数のチャック爪で端子の形状に合わせた円筒形状にするようなものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】一実施形態おけるコイル端子カシメ装置を示した側面図である。
【図２】一対のチャック爪によって構成された把持手段を示した側面図である。
【図３】一対のチャック爪によって構成された把持手段を示した平面図である。
【図４】チャック機構を構成する昇降リフト上方の駆動部を示した平面図である。
【図５】チャック機構を構成する昇降リフト上方の駆動部を把持手段の反対側から示した図４のＡ矢視図である。
【図６】コイル端子カシメ装置を示した図１のＢ矢視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ コイル端子カシメ装置
３ ベース
１０ 作業テーブル
１２ 位置決めモータ
１３ 昇降リフト
２１，２２ チャック爪
２１ａ，２２ａ 収束部
２５ 昇降リフト
３３ スライダ
３４ チャック用シリンダ
４１，４２ カシメ電極
１００ リード線
１０１ 芯線
１１０ 端子
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを構成するステータに巻装されたコイルの動力線及び中性線の端部に金属製の端子を嵌め合わせて通電カシメするコイル端子のカシメ装置及びカシメ方法に関し、特にリード線先端の芯線を束ね、芯線を金属製の端子に挿入し、芯線を端子とともに通電カシメする工程を自動化するコイル端子のカシメ装置及びカシメ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの製造では、コアの各スロットにコイルが挿入され複数相のコイルが巻装され、コイルエンドが所定の大きさに成形される。その後のカシメ工程では、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルそしてＷ相コイルの一端部が、それぞれリード線先端の芯線に端子が嵌め合わされ、通電カシメが行われて動力線となる。そして次に、中性線カシメ工程では、各相コイルの他端部が端子により一体的にカシメられて中性線とされる。すなわち、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルの他端部は、それぞれリード線先端の芯線が金属製の端子によって一体に束ねられ、通電カシメによって中性線が得られる。
【特許文献１】特開平７−１２３６５５号公報
【特許文献２】特願平７−０１５３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来のカシメ装置は、カシメ電極が上下に配置され、上下方向に端子を押し潰して通電カシメを行うものが一般的である。そのため、その電極部分にワークを持ってくための機構が複雑になったり、装置が大型化する問題があった。すなわち、モータの製造ラインでは、コイルが巻かれた後のワークは、コンベア上に横向きに載せられて送られてくる。従って、カシメ装置では、例えばそのままの姿勢で作業台に載せた横向きのワークを、姿勢を変えてリード線先端をカシメ電極の位置へと移動させる必要があり、そのための機構が複雑かつ大掛かりになってしまう。
更に、カシメ工程の前に、リード線先端には芯線に端子を嵌め込む必要がある。しかし従来は、この端子のはめ込みを作業員が手作業で行っていたため、生産効率の面から自動化が望まれている。
【０００４】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、コイル端子の通電カシメを自動化させたコイル端子のカシメ装置及びカシメ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るコイル端子カシメ装置は、コイルが巻装されたワークについて、そのリード線先端から出た芯線に端子を取り付け、一対の電極で荷重をかけて加圧しながら通電加熱し、その端子に芯線をカシメるものであり、前記ワークをその中心軸が鉛直方向を向くように作業テーブル上に設置し、その中心軸を中心にワークを回転させる回転手段および、ワークを中心軸方向に昇降させる昇降手段とを備えたワーク支持機構と、前記作業テーブルの上方にあって、前記ワークから上方に起立した前記リード線先端の芯線を把持する把持手段および、前記ワークのチャックの中心軸方向に昇降させる昇降手段とを備えたチャック機構と、前記端子をセットし、その端子に前記芯線が挿入された状態で通電カシメする一対のカシメ電極を備えたカシメ機構とを有するものであることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係るコイル端子カシメ装置は、前記チャック機構の把持手段が、一対のチャック爪が向かい合って配置され、そのチャック爪は、向かい合った先端がＶ字状の開先が形成され、厚さ方向には櫛歯状に形成され、互いの櫛歯が噛み合って開先の収束部に前記芯線を束ねるようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係るコイル端子カシメ装置は、一方のチャック爪が固定され、他方のチャック爪がアクチュエータによって動作し、互いの櫛歯が噛み合うようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係るコイル端子カシメ装置は、前記ワーク支持機構の作業テーブルと前記チャック機構の把持手段とが、同期した上昇と、把持手段のみの下降による掴み替えによって、前記端子に対して前記芯線を段階的に挿入するようにしたものであることが好ましい。
【０００７】
本発明に係るコイル端子カシメ方法は、コイルが巻装されたワークについて、そのリード線先端から出た芯線に端子を取り付け、一対の電極で荷重をかけて加圧しながら通電加熱し、その端子に芯線をカシメる方法であり、ワークをその中心軸が鉛直方向を向くように作業テーブル上に設置し、ワークから上方に起立したリード線先端の芯線を把持手段によって把持し、その把持手段の上方に設置されたカシメ電極に端子をセットし、ワークを載せた作業テーブルと芯線を把持した状態の把持手段とを上昇させた端子内への芯線の挿入と、把持手段のみの下降による掴み替えとを繰り返して端子に対して芯線を段階的に挿入し、その後、芯線が挿入された端子を一対のカシメ電極で通電カシメするようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るコイル端子カシメ方法は、前記作業テーブルをワークの中心軸を中心に回転させ、そのワークの円周方向に配置された複数のリード線について、端子に対する芯線の挿入と、芯線が挿入された端子の通電カシメとをリード線毎に順番に行うようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
よって、本発明によれば、把持手段によって芯線を把持したまま端子に挿入し、しかも掴み替えによって芯線を折り曲げてしまうことなく端子内に深く挿入する作業を自動で行うことができ、その芯線が挿入された端子の通電カシメと合わせてコイル端子の通電カシメを自動化させて生産効率を上げることができる。
また、本発明によれば、ワークをその中心軸が鉛直方向を向くように作業テーブル上に設置してコイル端子の通電カシメを行うため、ライン上を搬送されるワークの姿勢そのままで作業が行えるようになり、従来のようにワークの向きを変えて端子を電極へと運ぶような大掛かりな機構は不要になり、その点で装置を複雑化させることなくコンパクトなものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明に係るコイル端子のカシメ装置及びカシメ方法について、その一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本実施形態おけるコイル端子カシメ装置を示した側面図である。このコイル端子カシメ装置１には、モータ製造ラインの一部を構成するものであり、ステータにＵ相、Ｖ相及びＷ相のコイルを巻装したコイル巻き工程を経たモータ部品（以下、「ワーク」という）Ｗが搬送されてくる。そして、このコイル端子カシメ装置１は、中心軸を鉛直方向に合わせた姿勢で搬送されるワークＷをその姿勢のまま作業テーブル１０に設置するワーク支持機構と、ワークＷから飛び出したリード線先端の芯線を把持するチャック機構と、芯線に取り付けた端子を通電カシメするカシメ機構とが設けられている。
【００１１】
作業テーブル１０は、上方にワークＷを位置決めするための支持ピン１１が突設されており、ワークＷは、その支持ピン１１が差し込まれて一定の関係で作業テーブル１０上に置かれるようになっている。作業テーブル１０に対してＵ相、Ｖ相及びＷ相コイルのリード先端が所定の位置に配置され、後述する端子の嵌め合わせや通電カシメを行う作業位置に確実に案内できるようにするためである。
作業テーブル１０は回転軸を持ち、連結された下方の位置決めモータ１２によって回転方向の位置決めが行われるようになっている。従って、位置決めモータ１２の回転制御によって、作業テーブル１０上のワークＷは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相コイルの各リード線１００先端の位置決めが行われるようになっている。
【００１２】
また、コイル端子カシメ装置１は、この作業テーブル１０が昇降リフト１３と一体に形成され、ワークＷを上下方向へ移動させることが可能な構成になっている。昇降リフト１３は、垂直に起立したコラム１４に対してＬＭガイド１５を介して昇降可能に設けられ、不図示の昇降用モータと、その昇降用モータの駆動を昇降リフト１３に伝達する昇降機構が設けられている。すなわち、コラム１４内にはサーボモータによって回転するボールネジが設けられ、そのボールネジの回転に従って昇降するボールナットが昇降リフト１３に連結されている。
【００１３】
コイル端子カシメ装置１は、作業テーブル１０の上方にリード線１００先端を把持するためのチャック機構が設けられている。コイルのリード線１００先端は、被覆が除かれて複数本の芯線１０１がむき出しになっている。チャック機構は、このリード線１００先端の芯線１０１を束ねるためのチャック爪２１，２２が設けられている。ここで図２及び図３は、チャック爪２１，２２が設けられた部分を拡大して示した図であり、図２は側面を、図３は平面を示している。一対のチャック爪２１，２２は、向かい合って配置され、一方のチャック爪２１が固定側で、他方のチャック爪２２が可動側になっている。
【００１４】
チャック爪２１，２２は、その平面形状を見た場合には、図３に示すように向かい合った先端がＶ字の開先形状になっており、その中心線上に位置する円弧状の収束部２１ａ，２２ａにリード線１００の芯線１０１が集められるようになっている。また、チャック爪２１，２２は、側面側から見た場合には、図２に示すように櫛歯形状で形成されており、互いが噛み合って重ね合わせられるように構成されている。従って、チャック爪２１，２２は、互いが重なり合った場合には収束部２１ａ，２２ａが一つの円になり、そこにリード線１００の芯線１０１が束ねられるようになっている。
【００１５】
コイル端子カシメ装置１には、図１に示すようにベース３上にコラム２３が立設され、そこには昇降リフト２５がＬＭガイド２６によって上下方向への移動が可能な構成になっている。そして、前述した一対のチャック爪２１，２２は、この昇降リフト２５上に設けられている。コラム２３内には不図示の昇降機構が構成されており、サーボモータと、それによって回転するボールネジが設けられ、そのボールネジの回転に従って昇降するボールナットを備えたブラケットが昇降リフト２５に連結されている。一対のチャック爪２１，２２は、Ｚ軸方向（鉛直方向）への移動が可能になっている。
【００１６】
ここで、図４は、昇降リフト２５上方の駆動部を示した平面図であり、図５は、その駆動部をチャック２１，２２の反対側から示した図４のＡ矢視図である。固定側のチャック爪２１は、固定プレート３１に取り付けられており、その固定プレート３１は、同じ高さでチャック爪２２の側に回り込むようにして延びている。そして、チャック爪２１を保持した固定プレート３１はＹ軸テーブル３２に取り付けられ、その同じＹ軸テーブル３２には、チャック爪２２がスライダ３３を介して取り付けられている。スライダ３３は、Ｙ軸テーブル３２上にあって、チャック爪２１，２２の向き合うＸ軸方向（図面横方向）にスライド可能に取り付けられている。また、Ｙ軸テーブル３２上には、Ｘ軸方向に伸縮可能なチャック用シリンダ３４が取り付けられ、スライダ３３がこのチャック用シリンダ３４に連結されている。
【００１７】
一方、Ｙ軸テーブル３２は、Ｘ軸テーブル３６の上にＬＭガイドを介して構成され、そのＸ軸テーブル３６が昇降リフト２５の上にＬＭガイドを介して構成されている。そして、そのＹ軸テーブル３２とＸ軸テーブル３６は、それぞれＹ軸方向に伸縮可能に配置されたＹ軸シリンダ３５や、Ｘ軸方向に伸縮可能に配置されたＸ軸シリンダ３７が連結されている。更に、そのＸ軸テーブル３２と平行に移動するスライダ３８が設けられ、その上にＸ軸シリンダ３７がＬＭガイドを介して設置されている。そして、そのスライダ３８には、昇降リフト２５に固定されたＸ軸シリンダ３９が連結されている。
【００１８】
従って、チャック爪２１，２２は、一つのチャック用シリンダ３４の駆動によって芯線１０１の把持及びその解除が可能な構成になっている。そして、そのチャック爪２１，２２及びチャック用シリンダ３４が設けられたＹ軸テーブル３２は、Ｙ軸シリンダ３５によってＹ軸方向に移動可能で、更には、Ｘ軸テーブル３６を介してＸ軸シリンダ３７，３９によってＸ軸方向にそれぞれ移動可能になっている。Ｘ軸方向の移動は、Ｘ軸シリンダ３７によって直接的に、或いはスライダ３８及びＸ軸シリンダ３７を介してＸ軸シリンダ３９によって間接的に移動可能になっている。こうしてチャック爪２１，２２は、図１に示すチャック位置と、ＸＹ軸平面上を移動して退避位置との操作が可能になっている。
【００１９】
次に、チャック爪２１，２２の上方には、図１に示すように、リード線１００に嵌め合わせた端子１１０を通電カシメするカシメ機構が設けられている。カシメ機構には、一対のカシメ電極４１，４２が設けられ、そこに端子１１０をセットできるようになっている。カシメ電極４１，４２のうち、一方のカシメ電極４１が固定側であり、他方のカシメ電極４２が可動側あって、端子１１０は固定側のカシメ電極４１に設けられたツメにセットされる。カシメ電極４１に対する端子１１０のセットは、コイル端子カシメ装置１に隣接して設けられた、不図示の端子セット部で行われるようになっている。従って、このカシメ機構にはカシメ電極４１，４２を端子セット部へと送るための送り手段が設けられている。
【００２０】
カシメ機構には、カシメ方向（図面横方向）に伸びた大きな支持フレーム４３が設けられ、その先端部にカシメ電極４１が取り付けられている。一方、カシメ電極４２は、その支持フレーム４３に対しＬＭガイドを介してスライド可能に取り付けられている。支持フレーム４３にはカシメ用シリンダ４４が取り付けられ、それが可動側のカシメ電極４２に連結されている。そして、この支持フレーム４３にはサーボコントローラや油圧ポンプ４８などからなるサーボ機構が設けられている。カシメ用シリンダ４４にはスケールが備え付けられ、サーボコントローラからはそのスケールの計測信号に基づいてサーボ弁に制御信号が送られ、油圧ポンプ４８からの作動油の流量制御などによってカシメ用シリンダ４４のストローク調整やカシメ荷重の調整が可能になっている。
【００２１】
また、カシメ機構を備えた支持フレーム４３は、ベース３に対してＸ軸およびＹ軸方向に移動可能な構成になっている。ここで、図６は、コイル端子カシメ装置１を示した図１のＢ矢視図である。
ベース３上にはＬＭガイドを介してＹ軸テーブル４４が設けられ、そのＹ軸テーブル４４上にＬＭガイドを介してＸ軸テーブル４５が設けられている。そして、ベース３にはステップモータ４６が設けられ、Ｙ軸テーブル４４にはステップモータ４７が設けられ、それぞれ連結された不図示のボールネジによってＹ軸テーブル４４やＸ軸テーブル４５がそれぞれの方向に移動するよう構成されている。
【００２２】
次に、本実施形態のコイル端子カシメ装置１を使用したコイル端子カシメ方法について説明する。先ず、固定側のカシメ電極４２に端子１１０がセットされる。それには支持フレーム４３がステップモータ４６，４７の駆動によってＸＹ平面上を移動し、不図示の端子セット部へとカシメ電極４１，４２が移される。そして、取り付け位置に置かれた固定側のカシメ電極４１に対し、ロボットアームなどによって把持された端子１１０がセットされる。端子１１０がカシメ電極４１にセットされると、再び支持フレーム４３が図１に示す作業位置に戻される。
【００２３】
一方、このコイル端子カシメ装置１には、図１において図面を貫く方向にワークＷが搬送され、作業テーブル１０の上に設置される。すなわち、ワークＷは、パレットに載せられてコンベアによって搬送され、コイル端子カシメ装置１の位置で停止し、作業テーブル１０の上昇によって受け取られる。その際、ワークＷは、その支持ピン１１が差し込まれて、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相コイルのリード線１００先端が所定の決められた位置にセットされる。各相のコイルのリード線１００は上方に起立しており、その先端分部は、被覆が取り除かれて芯線１０１がむき出の状態になっている。このコイル端子カシメ装置１では、その芯線１０１に対する端子１１０の取り付けと、そうした芯線１０１と端子１１との通電カシメが行われる。
【００２４】
Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のコイル端子は、図３に示すように円周方向に並んでおり、位置決めモータ１２の駆動によって作業テーブル１０が回転し、所定のリード線１００の芯線１０１部分がカシメ位置まで送られる。そのカシメ位置には固定側のチャック爪２１が配置され、芯線１０１がチャック爪２１の開先部分に入り込む。その後、チャック爪２１に対して可動側のチャック爪２２が近づき、更には櫛歯になったチャック爪２１，２２が噛み合って一体になる。このとき可動側のチャック爪２２は、チャック用シリンダ３４の伸長動作によってスライダ３３がスライドして移動する。
【００２５】
これにより、リード線１００の先端から出ている複数本の芯線１０１は、チャック爪２１，２２の開先部分が狭められるに従って集められ、最終的には一つに重なった開先の収束部２１ａ，２２ａにまとめられる。芯線１０１は、例えばリード線１００の被覆部分から１５ｍｍほどの長さがあり、そこを５ｍｍ程度の厚さのチャック爪２１，２２が掴む。最初は、３〜５ｍｍ程度がチャック爪２１，２２から出るようにした位置で掴み、そうした状態で上方に配置された端子１１０内に芯線１０１の先端が挿入される。端子１１０内に芯線１０１を一気に挿入しようとすれば、挿入時の抵抗によって芯線１０１が折れ曲がってしまう。そのため、本実施形態では、芯線１０１が折れ曲がらない適切な長さでの挿入を繰り返して徐々に入れていくようにしている。
【００２６】
芯線１０１を端子１１０へ挿入する場合には、不動の端子１１０へ向かって芯線１０１が上昇して下から送り込まれる。従って、コイル端子カシメ装置１では、作業テーブル１０の上昇によってワークＷを上昇させる他、芯線１０１を把持したチャック爪２１，２２も同期して上昇する。すなわち、昇降リフト１３，２５が同時に同じ速度で上昇し、チャック爪２１，２２が芯線１０１を把持した状態を維持したままワークＷが上昇する。そして、チャック爪２１，２２から上方に飛び出た芯線１０１の先端部分が、カシメ電極４１に取り付けられた端子１１０に挿入される。
【００２７】
その後も芯線１０１は一気に挿入されることはなく、複数回に分けて少しずつ端子１１０内に入れられていく。その場合、チャック爪２１，２２は、１回の挿入分だけ下がった位置で芯線１０１の掴み直しを行い、そしてワークＷの上昇に伴って芯線１０１を掴んだまま上昇する。チャック爪２１，２２の掴み直しは、チャック用シリンダ３４が収縮してスライダ３３がスライドしてチャック爪２２がチャック爪２１から離れ、その噛み合いが外れる。そして、昇降リフト２５だけが所定量だけ下降し、チャック爪２１，２２が次の挿入量に応じた位置まで芯線１０１に沿って下がる。
【００２８】
その後は、再びチャック用シリンダ３４の伸長動作によってスライダ３３がスライドし、チャック爪２１，２２が噛み合って芯線１０１を把持する。そして、昇降リフト１３，２６が同時に同じ速度で上昇し、チャック爪２１，２２が芯線１０１を把持した状態を維持してワークＷが上昇する。従って、芯線１０１は、その分だけ更に端子１１０内に深く挿入される。こうしたチャック爪２１，２２の掴み直しと、ワークＷの上昇が繰り返されて芯線１０１が端子１１０内に一定量挿入される。そして、芯線１０１に対する端子１１０の取り付けが完了し、次に通電カシメが行われる。
【００２９】
芯線１０１が挿入された端子１１０は、カシメ機構のカシメ電極４１，４２に挟み込まれ、カシメ電極４１，４２間の通電によって電流が流される。この通電によって端子１１０が発熱し、挿入された中の芯線１０１が加熱して表面のエナメル層が溶けて端子１１０から流れ出る。そのため、絶縁状態で束ねられていた複数の芯線１０１は銅線がむき出しになって導通状態になる。そして、加熱によるエナメル層の除去とともに、カシメ電極４１，４２間には所定の荷重が加えられ、端子１１０が芯線１０１とともに押し潰される。
【００３０】
このときカシメ用シリンダ４４は油圧ポンプ４８から作動油が供給されて伸縮するが、サーボ機構によってそのストロークやカシメ圧力の調節が行われる。カシメ用シリンダ４４のストロークはスケールによって読み取られており、その計測信号がサーボコントローラに送られる。そのため、サーボコントローラでは、その計測信号に基づいてサーボ弁を制御し、油圧ポンプ４８からの作動油の流量制御などによってカシメ用シリンダ４４のストロークや、カシメ電極４１，４２間に掛かるカシメ圧力をリアルタイムに調節する。これによって、通電発熱によるエナメル層の除去とカシメが適切に行われ、１本１本の芯線１０１が端子１１０と電気的に接続される。
【００３１】
こうした通電カシメは、コイルの動力線に関し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれのリード線１００について、このコイル端子カシメ装置１によって行われる。そこで、例えばＵ相コイルのリード線１００について、前述したように、端子１１０の取り付けと通電カシメが行われた後は、作業テーブル１０が下降し、所定量だけ回転する。それによって次のＶ相コイルに関し、そのリード線１００の芯線１０１部分がカシメ位置まで送られ、チャック爪２１の開先部分に入り込む。一方、支持フレーム４３がＸＹ平面上を移動し、固定側のカシメ電極４１に対し新たな端子１１０がセットされる。
【００３２】
その後、前述したように、リード線１００の芯線１０１がチャック爪２１，２２によって把持され、そのままワークＷが上昇して端子１１０に芯線１０１が挿入される。そして、チャック爪２１，２２による掴み直しを繰り返しながら徐々に芯線１０１が端子１１０に深く挿入される。挿入完了後は、芯線１０１を入れた端子１１０がカシメ電極４１，４２に挟み込まれて通電カシメが行われ、Ｖ相コイルの動力線に関し、その芯線１０１が端子１１０と電気的に接続される。更に、同じ動作が次のＷ相コイルに関しも繰り返され、その芯線１０１に端子１００が取り付けられて通電カシメが行われる。
【００３３】
モータ製造ラインでは、そのライン上に設置されたコイル端子カシメ装置１によって、前述したようなＵ相、Ｖ相、Ｗ相の動力線についてコイル端子の通電カシメが行われる。そして、このモータ製造ラインでは、動力線の通電カシメ工程の次工程として、同じワークの中性点について通電カシメを行う通電カシメ工程がある。そして、その中線点の通電カシメ工程でも、図１乃至図５に示すコイル端子カシメ装置１と同様に構成されたコイル端子カシメ装置が設置されている。
【００３４】
従って、動力線について通電カシメを完了したワークＷは、再びパレットに載せられ、コンベアによって次のコイル端子カシメ装置へと送られ、そこで同じように作業テーブルによって受け取られる。そして、中線点のコイル端子カシメ装置では、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相コイルのリード線が束ねられ、これが端子に挿入されて通電カシメが行われる。すなわち、各相のコイルの芯線がまとめてチャックにより把持され、そのままワークＷが上昇して端子に芯線が挿入される。芯線の挿入はチャックによる掴み直しが繰り返され、芯線は端子内に徐々に深く挿入される。挿入後は、芯線を入れた端子がカシメ電極に挟み込まれ、通電とカシメ荷重が制御されて、各相のコイルの芯線が一つになって端子と電気的に接続される。
【００３５】
よって、本実施形態のコイル端子のカシメ装置及びカシメ方法によれば、チャック２１，２２によって芯線１０１を把持したまま端子１１０に挿入し、しかも掴み替えによって芯線１０１を折り曲げてしまうことなく端子１１０内に深く挿入する作業を自動で行うことができるようになった。そのため、その芯線１０１が挿入された端子１１０の通電カシメと合わせてコイル端子の通電カシメを自動化させて生産効率を上げることができるようになった。
また、本実施形態によれば、ワークＷをその中心軸が鉛直方向を向くように作業テーブル１０上に設置して端子１１０の通電カシメを行うため、コンベアの送りによって搬送されるワークＷの姿勢そのままで作業が行えようになり、従来のようにワークＷの向きを変えて端子をカシメ電極４１，４２へと運ぶような大掛かりな機構は不要になり、その点で装置を複雑化させることなくコンパクトなものとすることができる。
【００３６】
本実施形態では、チャック爪２１，２２が開先を形成し、櫛歯によって噛み合わせるようにしたものであるため、芯線１０１をその収束部２１ａ，２２ａにまとまりよく束ねることができる。そして、把持手段を一対のチャック爪２１，２２で構成したため、一方にのみチャック用シリンダ３４を連結して動作させるだけで、芯線１０１の把持と解除を操作することができ、簡素な構成とすることができた。
また、作業テーブル１０を回転させるだけで、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の動力線についてコイル端子の通電カシメを連続して行うことができるようになった。
【００３７】
以上、本発明に係るコイル端子のカシメ装置及びカシメ方法について一実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
前期実施形態では、開先を形成した櫛歯状の一対のチャック爪２１，２２で把持手段を構成したが、例えば、チャック爪を３つ或いはそれ以上を突き合わせるようにしたものであって、突き合わせた際に、その形状を複数のチャック爪で端子の形状に合わせた円筒形状にするようなものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】一実施形態おけるコイル端子カシメ装置を示した側面図である。
【図２】一対のチャック爪によって構成された把持手段を示した側面図である。
【図３】一対のチャック爪によって構成された把持手段を示した平面図である。
【図４】チャック機構を構成する昇降リフト上方の駆動部を示した平面図である。
【図５】チャック機構を構成する昇降リフト上方の駆動部を把持手段の反対側から示した図４のＡ矢視図である。
【図６】コイル端子カシメ装置を示した図１のＢ矢視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ コイル端子カシメ装置
３ ベース
１０ 作業テーブル
１２ 位置決めモータ
１３ 昇降リフト
２１，２２ チャック爪
２１ａ，２２ａ 収束部
２５ 昇降リフト
３３ スライダ
３４ チャック用シリンダ
４１，４２ カシメ電極
１００ リード線
１０１ 芯線
１１０ 端子
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻装されたワークについて、そのリード線先端から出た芯線に端子を取り付け、一対の電極で荷重をかけて加圧しながら通電加熱し、その端子に芯線をカシメるコイル端子カシメ装置であり、
前記ワークをその中心軸が鉛直方向を向くように作業テーブル上に設置し、その中心軸を中心にワークを回転させる回転手段および、ワークを中心軸方向に昇降させる昇降手段とを備えたワーク支持機構と、
前記作業テーブルの上方にあって、前記ワークから上方に起立した前記リード線先端の芯線を把持する把持手段および、前記ワークのチャックの中心軸方向に昇降させる昇降手段とを備えたチャック機構と、
前記端子をセットし、その端子に前記芯線が挿入された状態で通電カシメする一対のカシメ電極を備えたカシメ機構とを有するものであることを特徴とするコイル端子カシメ装置。
【請求項２】
請求項１に記載するコイル端子カシメ装置において、
前記チャック機構の把持手段は、一対のチャック爪が向かい合って配置され、そのチャック爪は、向かい合った先端がＶ字状の開先が形成され、厚さ方向には櫛歯状に形成され、互いの櫛歯が噛み合って開先の収束部に前記芯線を束ねるようにしたものであることを特徴とするコイル端子カシメ装置。
【請求項３】
請求項２に記載するコイル端子カシメ装置において、
一方のチャック爪が固定され、他方のチャック爪がアクチュエータによって動作し、互いの櫛歯が噛み合うようにしたものであることを特徴とするコイル端子カシメ装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載するコイル端子カシメ装置において、
前記ワーク支持機構の作業テーブルと前記チャック機構の把持手段とが、同期した上昇と、把持手段のみの下降による掴み替えによって、前記端子に対して前記芯線を段階的に挿入するようにしたものであることを特徴とするコイル端子カシメ装置。
【請求項５】
コイルが巻装されたワークについて、そのリード線先端から出た芯線に端子を取り付け、一対の電極で荷重をかけて加圧しながら通電加熱し、その端子に芯線をカシメるコイル端子カシメ方法であり、
ワークをその中心軸が鉛直方向を向くように作業テーブル上に設置し、
ワークから上方に起立したリード線先端の芯線を把持手段によって把持し、
その把持手段の上方に設置されたカシメ電極に端子をセットし、
ワークを載せた作業テーブルと芯線を把持した状態の把持手段とを上昇させた端子内への芯線の挿入と、把持手段のみの下降による掴み替えとを繰り返して端子に対して芯線を段階的に挿入し、
その後、芯線が挿入された端子を一対のカシメ電極で通電カシメするようにしたことを特徴とするコイル端子カシメ方法。
【請求項６】
請求項５に記載するコイル端子カシメ方法において、
前記作業テーブルをワークの中心軸を中心に回転させ、そのワークの円周方向に配置された複数のリード線について、端子に対する芯線の挿入と、芯線が挿入された端子の通電カシメとをリード線毎に順番に行うようにしたことを特徴とするコイル端子カシメ方法。
【請求項１】
コイルが巻装されたワークについて、そのリード線先端から出た芯線に端子を取り付け、一対の電極で荷重をかけて加圧しながら通電加熱し、その端子に芯線をカシメるコイル端子カシメ装置であり、
前記ワークをその中心軸が鉛直方向を向くように作業テーブル上に設置し、その中心軸を中心にワークを回転させる回転手段および、ワークを中心軸方向に昇降させる昇降手段とを備えたワーク支持機構と、
前記作業テーブルの上方にあって、前記ワークから上方に起立した前記リード線先端の芯線を把持する把持手段および、前記ワークのチャックの中心軸方向に昇降させる昇降手段とを備えたチャック機構と、
前記端子をセットし、その端子に前記芯線が挿入された状態で通電カシメする一対のカシメ電極を備えたカシメ機構とを有するものであることを特徴とするコイル端子カシメ装置。
【請求項２】
請求項１に記載するコイル端子カシメ装置において、
前記チャック機構の把持手段は、一対のチャック爪が向かい合って配置され、そのチャック爪は、向かい合った先端がＶ字状の開先が形成され、厚さ方向には櫛歯状に形成され、互いの櫛歯が噛み合って開先の収束部に前記芯線を束ねるようにしたものであることを特徴とするコイル端子カシメ装置。
【請求項３】
請求項２に記載するコイル端子カシメ装置において、
一方のチャック爪が固定され、他方のチャック爪がアクチュエータによって動作し、互いの櫛歯が噛み合うようにしたものであることを特徴とするコイル端子カシメ装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載するコイル端子カシメ装置において、
前記ワーク支持機構の作業テーブルと前記チャック機構の把持手段とが、同期した上昇と、把持手段のみの下降による掴み替えによって、前記端子に対して前記芯線を段階的に挿入するようにしたものであることを特徴とするコイル端子カシメ装置。
【請求項５】
コイルが巻装されたワークについて、そのリード線先端から出た芯線に端子を取り付け、一対の電極で荷重をかけて加圧しながら通電加熱し、その端子に芯線をカシメるコイル端子カシメ方法であり、
ワークをその中心軸が鉛直方向を向くように作業テーブル上に設置し、
ワークから上方に起立したリード線先端の芯線を把持手段によって把持し、
その把持手段の上方に設置されたカシメ電極に端子をセットし、
ワークを載せた作業テーブルと芯線を把持した状態の把持手段とを上昇させた端子内への芯線の挿入と、把持手段のみの下降による掴み替えとを繰り返して端子に対して芯線を段階的に挿入し、
その後、芯線が挿入された端子を一対のカシメ電極で通電カシメするようにしたことを特徴とするコイル端子カシメ方法。
【請求項６】
請求項５に記載するコイル端子カシメ方法において、
前記作業テーブルをワークの中心軸を中心に回転させ、そのワークの円周方向に配置された複数のリード線について、端子に対する芯線の挿入と、芯線が挿入された端子の通電カシメとをリード線毎に順番に行うようにしたことを特徴とするコイル端子カシメ方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−２６０７３１（Ｐ２００７−２６０７３１Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９００６９（Ｐ２００６−９００６９）
【出願日】平成１８年３月２９日（２００６．３．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（５９２０８２７７８）豊通エンジニアリング株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２９日（２００６．３．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（５９２０８２７７８）豊通エンジニアリング株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
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