JPH03118747A

JPH03118747A - 電機子と固定子のワイヤを溶着する方法と装置

Info

Publication number: JPH03118747A
Application number: JP2256776A
Authority: JP
Inventors: Alessandro Rossi; ロッシー・アレサンドロ
Original assignee: Axis SpA
Current assignee: Axis SpA
Priority date: 1989-09-25
Filing date: 1990-09-25
Publication date: 1991-05-21
Also published as: ATE181523T1; DE69033184T2; EP0419849B1; DE69033184D1; DE69008980D1; EP0584841B1; ATE105755T1; EP0584841A2; EP0584841A3; DE419849T1; EP0419849A1; US5063279A; DE69008980T2; ES2056322T3

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野）この発明は、溶着（フュージング）機械、特に、電気モ
ータの電機子ワイヤを整流子バーのフック部材（“舌片
”）またはスロットに溶着する、及びワイヤを固定子フ
ックに溶着する機械に関するものである。

（従来の技術）溶着機械は、一般に広く知られているが、溶着操作１正
確に制御するシステムは、未だ開発されていない、これ
までに提案されている制御方法は、電流をワークピース
に通電する間のタイミングを基に制御する。しかしなが
ら、このような単純なタイミング機構では、品質管理の
ためのフィードバック制御が行なわれていない、また、
光ファイバで溶着点の温度をモニターすることも行なわ
れている。温度をモニターしても電極の圧力や電極の移
動は、示されず、電機子ワイヤが電極により正しく変形
され、溶着されたか否かを決定できない。

米国特許第４，３７１，７７２号には、スプリング・ア
ッセンブリシステムを有する溶着機械が開示されている
。この特許においては、軸が下降して電極を整流子フッ
クに当接させ、該フックを変形し、溶着機械のスプリン
グを圧縮、付勢する。そして、該軸が停止すれば、電流
が流される。電極による付加的圧力で、前記フックは、
さらに変形され、前記ワイヤは、密着接合される。前記
付加的圧力のマグニチュードは、前記スプリングの圧縮
、スプリングの付勢力およびスプリングの物理特性によ
り定まる。

前記開示技術においては、スプリングの圧縮度合は、電
極が遭遇する対抗力におけるわずかな変化でも変えられ
る０例えば、フックの形状や位置、フックに係合するワ
イヤの本数、フック素材やサイズなどの条件の変化によ
つて、スプリングの圧縮度合が変化する。このような変
化が生じ、それに対処できないときは、前記電極とフッ
クとの最大面接触の状態においての電極への通電が困難
となり、さらに、後続の溶着繰作の成否も前記ファクタ
ーで左右されるから、正確で適正な制御が行なえなくな
る。このように、溶着条件が変化すれば、理想的な電極
位置や電極による押圧力を調節するための手数のかかる
調節繰作が必要となる。

溶着、密着接合が完全に行なわれるには、フックに作用
する最終的な圧力が成否の鍵を握る。

電極の位置が変化し、フックの変形の状態に変化がある
と、接合部分の加熱レートと最大温度が変えられる。加
熱レートと最大温度は、ワイヤの絶縁波Ｗ１層の取り除
き、電極の損耗、密着接合の最終的品質に影響を与える
。

（発明が解決しようとする課題）要するに、溶着機械においては、電極の押圧力を一定で
、ワークピースの物理特性に適合し、しかもスプリング
の圧縮特性に関係のないようにすることが肝要である。

また、溶着機械においては、溶着条件を速やかに、簡単
に調節できることが望ましく、これらが、この発明の解
決課題である。

（課題を解決するための手段）この発明の目的は、ワークピースへの電極の押圧力を適
正に制御できる溶着機械を提供することにある。

この発明の目的は、さらに、ワークピースの物理特性に
適合調節された電極の押圧力が得られる溶着機械を提供
することにある。

さらに、この発明の目的は、電極の押圧力または電極の
移動状態を継続的にモニターする溶着機械を提供するこ
とにある。

さらにまた、この発明の目的は、所定のファンクション
に応じて電極の押圧力または電極の移動位置を調節でき
る溶着機械を提供することにある。

これらの前記発明の目的は、スクリュウ機構の回転運動
を直線運動に変換し、電極軸にそって電極を正確に垂直
移動させるネジ付きスリーブを有する溶着機械によって
達成できる。このようなネジ付きスリーブとスクリュウ
機構により、整流子フックまたはスロットに当接する電
極の正確な移動、位置付けが可能となる。

前記発明による溶着機械には、電極の圧力を測定するロ
ードセル、電極の位置移動を正確に決定するエンコーダ
が設けられている。マイクロプロセッサをベースにした
制御システムがロードセルとエンコーダそれぞれから電
極の圧力と位置のデータを受け、モータに指令を出して
適正な制御を行なう。

マイクロプロセッサは、前記装置が処理できるフックま
たはスロットの変化それぞれに対しての時間Ｘ（ｔ）の
ファンクションまたは力のファンクションＸ’（ｐ）と
しての変位をもつ区別された所定の電極移動ファンクシ
ョンを記憶、蓄積する。電極の位置移動は、継続的にモ
ニターされ、測定されて、前記移動変位ファンクション
により調節される。前記の電極が所定の移動位置範囲に
あるとき、前記装置は、電極に通電し、前記電極が第２
の所定の移動変位範囲にあるとき＼溶着を完了する。こ
の工程は、小径のワイヤの溶着に特に適している。

また、マイクロプロセッサは、前記装置が処理できるフ
・シフまたはスロットの変化それぞれに対しての変位Ｐ
（ｘ）のファンクションまたは時間のファンクションＰ
　（ｔ）としての変位をもつ区別された所定の電極移動
ファンクションを記憶、蓄積する。ワークピースに作用
する電極による力は、ロードセルのようなフォーストラ
ンスデユーサにより継続的に測定され、フォースファン
クション番こより調節される。マイクロプロセッサ制御
回路は、モータに作用して電極移動のファンクションと
して電極の押圧力を制御する。

（実施例）第１図から第４図は、電機子のリードワイヤ１０を整流
子バー１２へ溶接する工程を示す、電磁絶縁被覆層１４
で覆われたリードワイヤ１０は、整流子バー１２のフッ
ク１６の脇の下に通される。

高抵抗タングステン電極１８が第１図Ａ位置でフック１
６と接触する。電極１８は、フック１６を加圧し、フッ
ク１６を整流子バー１２方向へ押し、溶接点を形成する
。このような加圧変形の間、ワイヤ１０（または数本の
ワイヤ）がフック１６により包まれる。

電極を介しての低電、流密度を達成するために、電極１
８のチップ部分が前記フックの表面に最大接触したとき
（第２図Ｂの状態）、電流が流される。整流子バー１２
［そして、低抵抗電極１０６（第５図）へ］流れる電流
は、ワイヤ１０を介してフック１６にそい流れ、これら
部分を加熱する。

このような加熱作用により、フック１６と接触している
絶縁層１４を気化させる。電流がフック部分１６を流れ
ている間、電極１８は、フック１６を加圧変形させてい
る。この電極の加圧変形作用により、フック１６の自由
前端は、第３図Ｃ位置に示すように、整流子バー１２に
当接する。前記フック１６の前端を経て電流が整流子バ
ー１２がら低抵抗電極１０６へ流れる。この間でも絶縁
層の気化は、継続する。ワイヤ１０それ自体は、まだ、
それほど変形されず、直径２０に変化はない（第３図）
。

電極１８の加圧変形作用が進行するにつれ、フック１６
は、−段と偏平に圧潰され（第４図）、フック１６の面
２２（整流子バー１２と対面する面）が整流子バー１２
の面に接面し、両者は、前記加圧変形と電流の流れによ
って、ぴったり密着する。そして、フック１６とワイヤ
１０は、さらに圧潰され、ワイヤ１０は、第４図に示す
ように押し潰されて、垂直方向の直径が縮径２４される
。

このように、フック１６の面２２と整流子バー１２とが
完全に密着することによって、電機子の高速回転による
遠心力の作用を受けても両者は、密接状態を保ち、遠心
力に対し充分な抵抗力を持つ、これによって、ワイヤの
機械的抵抗作用が保証され、ワイヤは、前記フック面領
域に完全に接触し、正しい電気抵抗の状態での接続が保
たれる。

フック面と接触する部分のワイヤの電気絶縁層１４は、
完全に剥離され、正しい電気抵抗の状態での接続が行な
われる。

第５図を参照すると、電機子２６は、不動のワーク面２
８に確実に装着されている。コンベンショナルな角度位
置決めユニット（図示せず）により、整流子フックは、
電極軸３０に整合されている。不良の電機子は、コンベ
ンショナルな拒否ユニット３１によって、ワーク面２８
から除去される。

電極１８は、電極軸３０にそって配置され、フック１６
の直上に位置する。電極１８は、支持ブロック３１に釈
放自由に保持されていてる。この支持ブロック３２は、
水供給源から供給されてくる水が流れる水導管３４を有
する。この水の通水によって、前記電極を所定の割合い
と間隔で冷却する。支持ブロック３２は、ネジ３８によ
り第１の中空部材３６に連結されている。

シリンダー状の部材４０が中空部材３６の底部側に着座
し、ロードセル４２のようなフォーストランスデユーサ
が前記シリンダ一部材４０に着座している。ビン４４が
中空部材３６に固定され、該ビンの一端は、シリンダ部
材４０の凹部４６に係合している。ビン４４により、シ
リンダ部材４０（そして、ロードセル４２）は、中空部
材３６内部で回転しないように回転止めされている。

中空部材３６は、フランジ５０とネジ５２とを介して第
２の中空部材４８と連結している０図示のように、中空
部材３６は、第２の中空部材４８の底部延長部とセンタ
ーが一致し、これの周側面を摺動する。中空部材４８の
底部延長部は、ロードセル４２の突出部５４と接触して
いる。

この発明においては、中空部材３６に作用する力（電極
１８に対する圧力作用による）でロードセル４２を圧縮
する。中空部材３６は、中空部材４８に対し相対移動し
、中空部材３６．４８両者の間に介在する間隙５６によ
り、両者の相対移動（垂直方向）を可能にする。ローラ
ー５７が中空部材３６に取付けてあり、支持ブロック５
８にそって回転する。該ローラー５７により、電極軸３
０にそっての電極の位置正金が維持される。

支持ブロック５８は、中空部材４８を囲むが、接触はし
ない、支持ブロック５８は、不動のフレーム案内６６に
そって垂直方向に摺動移動する移動部材６４に固定され
ている。

電機子支持面とに対し、電極の保持位置を調節するため
、支持ブロック５８と関連する調節スクリュウ６８が移
動部材６４に設けられ、調節スクリュウ６８は、移動部
材の上部に設けられた取付基部７０から垂下し、該基部
内で回転する。調節スクリュウ６８は、ネジ７６で主フ
レーム７４に固定された螺糸形成ブロック７２に螺合す
る。

前記移動部材６４は、適当な駆動手段により、垂直方向
に摺動し、電極の保持位置を種々の整流子サイズに合う
ように調節する。

禾ジ付きボールスリーブ７８がリッド８０とネジ８２と
により中空部材４８に固定されている。

ポールスクリュウ８４がネジスリーブ７８に係合し、回
転して中空部材４８を電極軸３０にそって垂直方向に移
動する。中空部材４８は、底部キャビティ８６を有し、
この底部キャビティによってポールスクリュウ８４の突
出部を受ける。該キャビティの側面は、ポールスクリュ
ウ８４に接触せず、これによってポールスクリュウ８４
は、中空部材４８に対し相対回転する。中空部材４８は
、垂直方向に移動するのみである。スタッド８８が中空
部材４８から突出し、支持ブロック５８と接触し、中空
部材４８（そして、中空部材３６）の回転止めとして作
用する。連結部材９０のフランジがネジ９２を介して支
持ブロック５８と連結し、これれを支持し、他方、駆動
部材９４と連結する。

駆動部材９４には、低慣性直流モータ、減速歯車、タコ
メータ、エンコーダが設けられている。ポールスクリュ
ウ肩部９６は、連結部材９０のベアリング９８に支承さ
れている。

マス電極１０６は、アーム１０８に一体的に連結し、こ
のアーム１０８は、移動部材６４に枢支されている。マ
ス電極１０６の位置は、種々の整流子サイズに合うよう
に移動部材６４の位置を調節することによって調節され
る。電機子と関連の検知装置とがマス電極１０６を動か
し、該電極を、溶着すべき整流子バーに接触させる。

電力供給ケーブル１１０がブロック３２とアーム１０８
に接続され、ｔｉ１８に定電流が供給され、やがてイン
チグレートされる。電気エネルギーは、所定の電極移動
または電極フォースで供給される。

モータ出力駆動軸１０２の回転で、ポールスクリュウ８
４が回転する。そして、スリーブ１００との係合によっ
て、中空部材４８、中空部材３６、電ｆ！１８が電極軸
３０にそって垂直方向に移動する。ポールスクリュウ８
４は、モータの回転運動を電極軸３０にそう電極１８の
直線運動に変える。

電ｆ！１８がフック１６による対向力に遭遇すると、ロ
ードセル４２は、中空部材４８に対し圧縮される０間隙
５６の介在で中空部材３６は、中空部材４８にそって移
動し、これによりロードセル４２は、それなりに変形す
る。レスト位置または電極１８が移動してもフック１６
に当接しない位置にあるとき、中空部材４８は、スクリ
ュウヘッド１１２により支持される。

他の実施例においては、ロードセル４２は、ワーク面２
８の整流子支持ブロックの下側に配置されている。中空
部材３６．４８は、相互に緊密に連結されている。ロー
ドセル４２は、電極１８がフック側に下降したとき、フ
ック１６により作用する力に応じて変形される。

第６図を参照すると、第５図の駆動部材９４を構成する
モータ　１１４、タコメータ　１１Ｇ、エンコーダ１１
８、そしてロードセル４２を適当なマイクロプロセッサ
・ベースの制御回路１２０に接続することによって、溶
着工程の間、程々の計測、測定が可能となる。これらの
計測、測定には、電極の移動（フックの変形）と電極の
圧力とが含まれる。

移動は、エンコーダ１１８を用いて、モータ駆動軸１０
２の回転数から得られる。ロードセル４２により、電極
に対する圧力または抵抗の力が測定できる。

この発明のマイクロプロセッサと制御回路は、溶着すべ
き各種のフックに対し予め定められた顕著な移動ファン
クションｘ（ｔ）、Ｘ（ｐ）およびカファンクションＰ
　（ｘ）　、Ｐ　（ｔ）を蓄積（ストア）する。マイク
ロプロセッサ１２０は、モータ　１１４の磁界条件を変
えてモータのトルクを調節する。ロードセル４２から得
られた信号（電極の圧力）がマイクロプロセッサを指令
し、モータトルクを変えてカファンクションＰ（ｘ）、
Ｐ（１）を満足させる。エンコーダ信号がマイクロプロ
セッサ１２０に移動信号を与え、この信号でマイクロプ
ロセッサは、移動ファンクションＸ（ｔ）とＸ（ｐ）に
応じて電極１８を上げ下げする。フィードバックループ
コントロールは、モータ　１１４へのマイクロプロセッ
サ１２０による変化効果を、ロードセル４２とエンコー
ダ１１８からのフィードバックとして、マイクロプロセ
ッサへバックさせる。このフィードバックループコント
ロールは、電極１８に作用する力を絶えずモディファイ
し、適正な移動またはカファンクションに固執させる。

この発明の装置は、他の測定、ファンクシボンを可能と
する０例えば、電極１８へ供給された電力は、電極の移
動または電極の力の所定の範囲ならびに測定された値に
対し選択的可変である。

第７．８図を参照すると、溶着サイクル全体にわたり、
電極１８の移動を正確に制御する手段が測定フィードバ
ックルーズにより行なわれる。

測定されたフィードバックループは、二つのバリエーシ
ョンをもつ：即ち、電極１８は、時間のファンクション
として（第７図）または電極の力のファンクションとし
て（第８図）移動できる。

第７図のフローチャートに記載されたプロセスは、本数
の少ないワイヤを含む溶着または最終的なワイヤの変形
が極めて小さい許容誤差しが認めないような作業に使用
される。測定フィードバックコントロールループは、電
極の移動をモニターし、電極の過剰な移動によるワイヤ
１ｏの過剰な変形を防ぐ、ワイヤを過剰に変形させると
、ワイヤの切断を招く、前記コントロールループは、ま
た、電極の過少な移動を防いで、ワイヤの溶着不良、電
気的不良接続を防ぐ。

モータ出力駆動軸１０２は、ポールスクリュウ８４を回
転させ、これにより中空部材３６と電極１８とをｔｉ軸
３０にそって垂直方向に移動させ、所定の速度でフック
１６に接近させる。この移動距離又は、エンコーダ１１
８とマイクロプロセッサ１２０で絶えずモニタ・−され
る（ステップＡ）、電ｆｉ１８が所定の距離Ｘ−−電極
１８とフック１６との最大表面接触のポイントに相当−
一、電極の力の測定が確認される（ステップＢ）、フッ
クに作用する力Ｐが所定の範囲内でなければ、処理工程
は、中断され、電機子は、リジェクトされる。

ステップＢは、品質管理工程であって、所定の圧力に耐
えないフック付きの電機子をリジェクトする０例えば、
品質の悪い材料で作られたフックをもつ電機子またはワ
イヤと接続していないフックををもつ電機子は、圧力に
耐えられず、リジェクトされる。

フック１６への力が所定範囲内のものであれば、電流Ｅ
が電極１８を経てフック１６へ通電される。電極１８は
、溶着されるフックのタイプに対する移動ファンクショ
ンＸ（ｔ）に応じて移動する（ステップＣ）、電極１８
の移動は、最終的な移動よりもわずかに小さい所定の移
動値に電極が達するまで、継続的にモニターされる（ス
テップＤ）、電極１８が適正に移動すれば、ロードセル
４２が再び電極の圧力を測定しくステップＥ）、フック
が所定の圧力を支えるが否がを測定する。

電極の圧力が所定の範囲を逸脱していれば、マイクロプ
ロセッサ１２０が工程サイクルを中断し、電機子２６を
リジェクトする。電極の圧力が適正であれば、エンコー
ダ１１８とマイクロプロセッサ１２０とは、電極１８の
移動が最終所定値に達したか否かを決定する（ステップ
Ｆ）、電極１８の最終移動は、電極が移動してフック１
６を押圧し、ワイヤ１０をフック１６の内側で充分に変
形させるポイントに相当する。電極１８の移動が不十分
であれば、フィードバックループが電極の充分な長動を
待つ、電極が過剰に移動すれば、電機子２６は、リジェ
クトされる。電極１８がステップＦにより適正に移動さ
れれば、工程サイクルは、旦中断され、電機子は、つぎ
のフックの操作待ちとなり、そして、工程サイクルが再
開されて、ステップＡとなる。

第８図は、測定フィードバックルーズの他の変形例を示
す、電極１８は、電極に対する力のファンクションとし
て変位される。工程のステップＡ、Ｂ及びＤ−Ｆは、第
７図に示した対応のステップと同様である（即ち、電極
１８は、時間のファンクションとして変位される）、シ
かしながら、ステップＣの間、電極１８は、電極の力の
ファンクションとして変位される。マイクロプロセッサ
１２０は、ロードセル４２から力のデータを受け、モー
タ１４に作用して溶着されるフックに対する所定のファ
ンクションＸ（ｐ）により電極の変位を調節する。電極
の変位は、電極１８が最終変位よりもわずかに小さな所
定の変位値に達するまで、継続的にモニターされ、その
後、第７図に関して述べたように工程が継続される。

第９．１０図を参照すると、力のフィードバックループ
により、ワークサイクル全体にわたり電極圧力を調節す
る手段を与える。力のフィードバックループは、二つの
バリエーションを含む：電極変位のファンクションとし
て力が電極１８へ加えられるかく第９図）、または、時
間のファンクションとして与えられる（第１０図）。

第９図のフローチャートに記載したプロセスが大径のワ
イヤの溶着プロセスを制御する。フックによる最終的な
ワイヤの変形に対する許容誤差は、大径のワイヤにおけ
る方が径の細いワイヤよりも大きい、しかしながら、最
終的な圧力値は、所定の範囲内にあるべきもので、これ
により満足する密着が得られる。これは、電極の力のフ
ィードバックコントロールループとロードセル４２によ
って達成される。

モータ出力駆動軸１０２がポールスクリュウ８４を回転
させて、中空部材３６と電極１８とを電極軸３０にそっ
て変位させ、所定の速度でフック１６に接近する。電極
の力Ｐは、ロードセル４２とマイクロプロセッサ１２０
により継続してモニターされる（ステップＡ）、電極１
８が所定の力Ｐ１を加えるとき、電極の変位Ｘは、エン
コーダ１１８とマイクロプロセッサ１２０とにより決定
される（ステップＢ）、変位Ｘが所定の値から外れてい
れば、プロセスは、中断され、電機子２６は、リジェク
トされる。ステップＢは、品質管理工程であって、電極
１８が充分に変位して正しくフック１６に当接し、通電
する（即ち、電ｇ！１８とフック１６とが最大の面接触
をする）、電極１８とフック１６とが最大の面接触をす
る結果、電極１８の電流密度は、低下し、電極の過剰な
損耗が防げる。

電極の変位が所定の範囲内であれば、電流Ｅが電極１８
を介してフック１６に流れる。溶着されるフックに対す
るカファンクションＰ（ｘ）による変位のファンクショ
ンとして圧力が電極１８に作用する（ステップＣ）、異
なるカファンクションが電極により変形されるフックの
各タイプに応じてマイクロプロセッサ回路１２０に蓄積
される。電極１８へ作用する力は、口・−ドセル４２に
より絶えずモニターされ、マイクロプロセッサ１２０に
より調節されて、変位のファンクションとして所望の圧
力に維持される。この力は、最終の所定の値Ｐ２に達す
るまでモニターされる（ステップＤ）、３１！正な力が
作用するとき、エンコーダ１１８とマイクロプロセッサ
１２０は、再び電極の変位を決定しくステップＥ）、適
正な電極の移動により生ずるフックへのカファンクショ
ン、そしてフックの変形が正しいものかを決定する。電
極の移動が適正であれば、溶着工程は、−時中断され、
電機子は、次のフックに対する操作のためにインデック
スされ、そしてサイクルが再開される（ステップＡ）、
電極の変位が所定の範囲を逸脱していれば、工程は、付
加ステップ（ステップＦ）を継続する。電極の変位が最
大変位を越していれば、工程は、再びステップＣの段階
で再開される。電極の変位が最小変位以下であれば、マ
イクロプロセッサ１２０が工程を中断させ、電機子２６
は、リジェクトされる。

第１０図は、フォースフィードバックルーズの変形例を
示す、力は、時間のファンクションとして電極１８に作
用する。工程のステップＡ、ＢならびにＤ−Ｆは、第９
図に示した対応のステップと同じである（即ち、力は、
変位のファンクションとして電極１８に作用する）、シ
かしながら、ステップＣの間、時間のファンクションと
して力が電極１８へ作用する。マイクロプロセッサ１２
０は、ロードセル４２から力のデータを受け、モータ１
４に作用して溶着されるフックに対する所定のファンク
ションＰ（ｔ）により電極の力を調節する。電極の力は
、該力が所定の値Ｐ２に達するまで、継続的にモニター
され、その後、第９図に関して述べたように工程が継続
される。

この発明については、フック部材１６と電機子ワイヤ１
０とを整流子バー１２に溶着させる工程について記載さ
れているが、電機子ワイヤを整流子スロットへ溶着させ
る場合にも、この発明を適用できる。同じフィードバッ
クループ変位コントロールまたはフィードバックループ
フォースコントロールが溶着繰作を制御する。

第１１図から第１３図を参照すると、複数本のワイヤ１
０が適当なリード端末処理設備をもつスロット１２２に
重ね合わされて挿入される。絶縁体１２４で整流子セグ
メンＩ・が個々に分断されている。スロッＩ・は、整流
子の“畝”　　１２６に形成されている。整流子のラン
ニング面は、符号１２８で示されている。

電極１８は、整流子の畝１２６に接触し、ワイヤ１０を
囲むスロットを加圧、変形させる０通電時、電極の移動
（変位）が正確になされることが最重要なことである。

第１２図に示すように、最適な移動位置×１は、電極１
８と整流子の畝１２６とが最大面接触する部分と一致す
る。電極１８を介して通電される電流により、発熱し、
これがまずスロット１２２を囲む金属を加熱し、これで
、該スロット　１２２の側面に接触する絶縁層１４（前
記スロットは、ワイヤをぴったり囲む構造になっている
）を気化させる。ついで電極１８は、スロットを底部方
向へ押圧し、ワイヤエ０とスロット　１２２を塑性変形
させる。

前記の塑性変形によってワイヤ１ｏを囲む加熱された金
属部分領域を増加させ、これで、絶縁層１４の一層の気
化を促進する。第１３図は、スロット溶融工程の最終段
階を示すもので、スロット１２２の金属部分は、変形さ
れたワイヤ１０を緊密に囲む、最終的なスロット変形Ｘ
２（第１３図）は、所定の許容誤差範囲内にあり、適正
な接続と、すべてのワイヤが適正に位置されていること
を保証する。

フックの変形について述べたように、電極１８は、移動
のファンクションとして所定のフォースファンクション
により、整流子の畝１２６に力を作用させる。ロードセ
ル４２とマイクロプロセッサ１２０とは、クローズトル
ープシステムを構成して、フォースファンクションによ
り、作用する力を絶えずモニターし、調節する。所定の
ファンクションにより力を作用させることで、太いワイ
ヤもスロット　１２２の側面の金属により緊締に囲まれ
、両者の接続は、機械的にも電気的にも適正な特性をも
つ接続となる。マイクロプロセッサ１２０は、各スロッ
ト接続バリエーション（即ち、スロットの形状、位置、
ワイヤのサイズ、ワイヤと整流子の素材、ワイヤ絶縁層
のタイプなど）に対する明白な区別されるフォースファ
ンクションを記憶、蓄積する。

第１４図から第１７図においては、この発明の方法と装
置とを用いて、固定子リードワイヤ１３０を電気モータ
固定子１３２へ溶着する例が示されている。固定子フッ
クは、整流子フックにおけると同様に溶着されている。

固定子フックは、整流子フック１６を溶着するのに用い
られたと同じ力と移動フィードバックループを用いて溶
着されている。

第１４図は、長さ方向軸１３４をもつ固定子１３２を示
し、該固定子は、極１４０．１４２まわりをコイル１３
６．１３８が包囲する。開口１４４が積層部１４６近く
に形成され、該積層部１４６の一方の端面に対するター
ミナルボード　１４８が前記開口を介して取付ちれる。

各突出部材１５０が端子１５２に摩擦係合し、該端子に
固定子のリード線１３０が接続して、固定子への外部配
線がなされる。

巻線の問、リード線１３０は、図示しない補助グリッパ
にアンカーされる。第１５図に示す端末処理の操作の間
、リード線１３０は、端子１５２のフツク　１５４と端
子本体の間に介挿される。フック１５４は、わずかに変
形されて、リード線１３０を適正な位置に保持し、固定
子１３２は、溶着マシンへ送られる。フック１５４は、
端子本体の中央部を切り起し、曲げ加工して形成される
。

第１６図は、溶着マシンにおける溶着電ｆｉ１８とマス
電極１０６との間に配置された固定子１３２を示す、電
極１８と電極１０６は、水平軸１５６にそって正合され
る。端子のフック　１５４が、電極１８．１０Ｂの間に
あり、軸１５６にそうように配置されるべく、固定子が
位置決めされる。前記画電極は、軸１５６にそって移動
し、フック　１５４に当接し、フックとリード線１３０
とを溶着する。

各電極１８．１０６は、独立した制御機構によ軸１５６
にそって駆動するもので、該制御機構は、フォーストラ
ンスデユーサと移動センサとを備えている。当業者には
、電機子フック溶着の装置と方法が固定子フックの溶着
にも適用できることが容易に理解される０例えば、固定
子フック　１５４は、所定のフォースファンクションま
たは移動ファンクションにより、フィードバックフォー
スまたは移動コントロールループを用いて（例えば、第
７〜１０図に示すように）、溶着できる。また、電流を
電極１８へ選択的に与えて電極移動または力の所定の値
にすることもできる。第１７図は、フック　１５４とリ
ードａ１３０が合体した最終の溶着接続状態を示す。

固定子に多数の端子とリード線が存在する場合、一つ以
上のフックを同時に溶着することが必要なることもある
。このような同時溶着操作は、共通の駆動機構に接続さ
れ、共通の移動センサと力センサをもつ複数の溶着電極
側々で行なうことができる０個々の電極により、複数の
フックを同時に溶着する。

前記実施例は、この発明を限定するものではなく、種々
の変形が、この発明に含まれる。

（発明の効果）この発明によれば、電機子、整流子、固定子などにおけ
るワイヤの取付が完全に行なえ、きわめて優秀なワイヤ
の電気的接続が行なえるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は、電極を用いて、整流子フックと電
機子ワイヤとを整流子バーに溶着、接合する工程を示す
説明図、第５図は、この発明による溶着機械の断面図、第６図は
、第５図の溶着機械に使用されるフィードバックループ
制御システムのダイアグラム、第７図は、溶着電極を時
間のファンクションとして所定の態様で移動させる測定
フィードバックループのフローチャート、第８図は、溶着電極を電極の力のファンクションとして
所定の態様で移動させる測定フィードバックループのフ
ローチャート、第９図は、移動のファンクションとしての所定の力によ
り電機子のワイヤを溶着するフォースフィードバックル
ープのフローチャート、第１０図は、時間のファンクシ
ョンとしての所定の力により電機子のワイヤを溶着する
フォースフィードバックルーズのフローチャート、第１
１図は、ｆｉ流子スロッ）・と電機子ワイヤの一部の斜
視図、第１２図は、溶着に先立つ整流子スロットと電機子ワイ
ヤの一部の斜視図、第１３図は、溶着操作の間における整流子スロットと電
機子ワイヤの断面図、第１４図は、電気モータの固定子の斜視図、第１５図は
、端子ボードと端子とが備えられた第１４図の固定子の
一部断面平面図、第１６図は、溶着に先立ち、溶着機械
に位置された固定子の第１５図１６−１６線矢視方向断
面図、第１７図は、溶着完了後の固定子の断面説明図である。１０・・・・・・電機子のリードワイヤ１２・・・・・
・整流子バー１４・・・・・・電磁絶縁被覆層１６・・・・・・フック１８・・・・・・電極２６・・・・・・電機子２８・・・・・・ワーク面

Claims

【特許請求の範囲】

（１）溶着部材；前記溶着部材をワークピースに対し移
動させて当接させ、前記ワークピースを押圧する手段；
前記押圧力をモニターする手段；及び前記モニター手段
に応答して、前記移動手段を制御し、前記押圧力を所定
のフォースファンクションに一致するように制御する手
段とを備えているワークピースを構成する二つの電気的
導電部材を互いに溶着、接合する装置。
（２）前記所定のフォースファンクションが力を経過時
間に関係させたものである請求項１項の装置。
（３）前記所定のフォースファンクションが前記溶着部
材と前記ワークピースとの相対運動に関する力に関与の
ファンクションである請求項１項の装置。
（４）前記溶着部材が所定の力を前記ワークピースに与
えたとき、モニターする前記手段に応答して前記溶着部
材と前記ワークピースを介して電気を流す手段を備えた
請求項１項の装置。
（５）前記溶着部材の電気抵抗が前記ワークピースの電
気抵抗よりも大きく、これによつて電流が前記溶着部材
を加熱し、熱が前記溶着部材から前記ワークピースへ伝
わる請求項４項の装置。
（６）前記電極の力が所定のフォースファンクションに
一致することができなければ、前記制御手段に応答して
前記ワークピースをリジェクトする手段を備えている請
求項１項の装置。
（７）溶着部材；前記溶着部材をワークピースに対し移
動させて当接させ、前記ワークピースを変形する手段；
前記溶着部材と前記ワークピースの相対的運動をモニタ
ーする手段；及び前記モニター手段に応答して、前記移
動手段を制御し、前記押圧力を所定のフォースファンク
ションに一致するように制御する手段とを備えているワ
ークピースを構成する二つの電気的導電部材を互いに溶
着、接合する装置。
（８）前記所定の移動ファンクションが経過時間に対す
る移動に関係するファンクションである請求項７項の装
置。
（９）前記所定の移動ファンクションが力に対する移動
に関係し、前記溶着部材が前記ワークピースに当接する
力をモニターする手段を備え、前記制御手段が前記モニ
ターする手段に付加的に応答する請求項７項の装置。
（１０）前記溶着部材と前記ワークピースとが所定の運
動量になったとき、前記溶着部材と前記ワークピースと
を介して電流を流す、前記モニター手段に応答する付加
的手段を備えている請求項７項の装置。
（１１）前記溶着部材の電気抵抗が前記ワークピースの
電気抵抗よりも大きく、これによって電流が前記溶着部
材を加熱し、熱が前記溶着部材から前記ワークピースへ
伝わる請求項７項の装置。
（１２）前記電極の力が所定のフォースファンクション
に一致することができなければ、前記制御手段に応答し
て前記ワークピースをリジェクトする手段を備えている
請求項７項の装置。
（１３）溶着部材；前記溶着部材をワークピースに対し
移動させて当接させ、前記ワークピースを変形する手段
；前記溶着部材の前記ワークピースに対する移動をモニ
ターする第１の手段；前記溶着部材による前記ワークピ
ースへの力をモニターする第２の手段；および前記第１
と第２のモニター手段に応答して、移動があれば、それ
をファンクションとして、前記移動手段を制御し、前記
押圧力をワークピースに作用させるワークピースを構成
する二つの電気的導電部材を互いに溶着、接合する装置
。
（１４）前記溶着部材が前記ワークピースに対し所定の
移動に達したとき、前記第１の手段に応答して、前記溶
着部材と前記ワークピースを介して電流を流す手段を備
えている請求項１３項の装置。
（１５）前記溶着部材の電気抵抗が前記ワークピースの
電気抵抗よりも大きく、これによって電流が前記溶着部
材を加熱し、熱が前記溶着部材から前記ワークピースへ
伝わる請求項１４項の装置。
（１６）前記溶着部材が前記ワークピースに対し所定の
力を作用させたとき、前記第２の手段に応答して、前記
溶着部材と前記ワークピースを介して電流を流す手段を
備えている請求項１３項の装置。
（１７）前記溶着部材の電気抵抗が前記ワークピースの
電気抵抗よりも大きく、これによって電流が前記溶着部
材を加熱し、熱が前記溶着部材から前記ワークピースへ
伝わる請求項１６項の装置。
（１８）前記溶着部材により前記ワークピースに作用し
た力と、前記ワークピースに対する前記溶着部材の相対
関係が所定の量以上に所定の相対関係を逸脱したとき、
前記第１、第１２の手段に応答して前記ワークピースを
リジェクトする請求項１３項の装置。
（１９）フレームと該フレームに装備されて前記フレー
ムに対し移動する溶着部材とを備え、前記溶着部材は、
前記フレームに固定され、スクリュウに螺合するネジ部
分をもつ支持部材と；前記スクリュウに係合するネジ部
分と、凹部において前記スクリュウの突出部を受ける保
持部材のネジ部分の一端とをもつ溶着部材を釈放移住に
保持する保持手段と；前記支持部材と保持部材のネジ部
分に係合し、モータの駆動軸と連結して該モータの回転
運動を前記保持手段と前記溶着手段の所定の軸にそう直
線運動に変えるスクリュウと；前記保持手段の回転を阻
止する手段とを備えている溶着機械。
（２０）ワークピースに関連して該ワークピースに作用
する力を検知するロードセルを備えている請求項１９項
の装置。
（２１）前記スクリュウを回転して前記溶着部材を前記
軸にそい直線運動させる回転手段と；前記回転手段によ
る前記スクリュウの角度変位を検知し、それに応答して
信号を発生する手段とを備えている請求項１９項の装置
。
（２２）前記回転手段で角度変位の一つを変更し、前記
スクリュウに作用するトルクを変えるハードウェアー手
段と；前記検知手段から前記信号を受けて処理し、所定
の態様で出力信号を発生して前記検知手段からの信号に
応答して前記ハードウェアー手段を制御するコンピュー
タ手段とを備えている請求項２１項の装置。
（２３）前記ネジ部分と前記凹部とを有し、前記スクリ
ュウに係合する係合手段と；前記軸にそい移動する前記
係合手段に連結し、前記係合手段にそってスライドして
前記溶着部材を保持するスライド部材とを備えている請
求項１９項の装置。
（２４）前記係合部材とスライド部材との間にあつて、
両者と関係するロードセルを備え、該ロードセルが前記
溶着部材に作用する力を検知し、これに応答して出力信
号を発生する請求項２３項の装置。
（２５）前記回転手段で角度変位の一つを変更し、前記
スクリュウに作用するトルクを変えるハードウェアー手
段と；所定の態様で前記ロードセルから前記信号を受け
て処理し、前記検知手段からの信号に応答して前記ハー
ドウェアー手段を制御する信号を発生するコンピュータ
手段とを備えている請求項２４項の装置。
（２６）前記溶着部材を前記ワークピースに対し移動さ
せて前記溶着部材を前記ワークピースに当接して、これ
を押圧し；前記ワークピースに作用の力をモニターし；
前記ワークピースへの力を所定のフォースファンクショ
ンに一致させるため、モニターした力に応じて前記ワー
クピースに対する前記溶着部材の移動を制御するワーク
ピースを構成する二つの電気的導電部材を互いに溶着、
接合する方法。
（２７）前記所定のフォースファンクションが力を経過
時間に関係させたものである請求項２６項の方法。
（２８）前記所定のフォースファンクションが前記溶着
部材と前記ワークピースとの相対運動に関する力に関与
のファンクションである請求項２６項の方法。
（２９）前記溶着部材が所定の力を前記ワークピースに
与えたとき、モニターする前記手段に応答して前記溶着
部材と前記ワークピースを介して電気を流す工程を備え
た請求項２６項の方法。
（３０）前記溶着部材の電気抵抗が前記ワークピースの
電気抵抗よりも大きく、これによって電流が前記溶着部
材を加熱し、熱が前記溶着部材から前記ワークピースへ
伝わる請求項２９項の方法。
（３１）前記電極の力が所定のフォースファンクション
に一致することができなければ、前記制御手段に応答し
て前記ワークピースをリジェクトする工程を備えている
請求項２６項の方法。
（３２）前記溶着部材を前記ワークピースに対し移動さ
せて前記溶着部材を前記ワークピースに当接して、これ
を押圧し；前記ワークピースに作用の力をモニターし；
前記ワークピースへの力を所定のフォースファンクショ
ンに一致させるため、モニターした力に応じて前記ワー
クピースに対する前記溶着部材の移動を制御するワーク
ピースを構成する二つの電気的導電部材を互いに溶着、
接合するため溶着部材を使用する方法。
（３３）前記所定のフォースファンクションが力を経過
時間に関係させたものである請求項３２項の方法。
（３４）前記所定のフォースファンクションが前記溶着
部材と前記ワークピースとの相対運動に関する力に関与
のファンクションである請求項３２項の方法。
（３５）前記溶着部材が所定の力を前記ワークピースに
与えたとき、モニターする前記手段に応答して前記溶着
部材と前記ワークピースを介して電気を流す工程を備え
た請求項３２項の方法。
（３６）前記溶着部材の電気抵抗が前記ワークピースの
電気抵抗よりも大きく、これによつて電流が前記溶着部
材を加熱し、熱が前記溶着部材から前記ワークピースへ
伝わる請求項３５項の方法。
（３７）前記電極の力が所定のフォースファンクション
に一致することができなければ、前記制御手段に応答し
て前記ワークピースをリジェクトする工程を備えている
請求項２６項の方法。
（３８）前記溶着部材を前記ワークピースに対し移動さ
せて前記溶着部材を前記ワークピースに当接して、これ
を押圧し；前記ワークピースに作用の力をモニターし；
前記ワークピースへの力を所定のフォースファンクショ
ンに一致させるため、モニターした力に応じて前記ワー
クピースに対する前記溶着部材の移動を制御するワーク
ピースを構成する二つの電気的導電部材を互いに溶着、
接合するために溶着部材を使用する方法。
（３９）前記溶着部材が前記ワークピースに対し所定の
移動に達したとき、前記溶着部材と前記ワークピースと
に電流を流す工程からなる請求項３８項の方法。
（４０）前記溶着部材の電気抵抗が前記ワークピースの
電気抵抗よりも大きく、これによって電流が前記溶着部
材を加熱し、熱が前記溶着部材から前記ワークピースへ
伝わる請求項３９項の方法。
（４１）前記溶着部材が所定の力を前記ワークピースに
与えたとき、前記溶着部材と前記ワークピースとに電流
を流す工程からなる請求項３９項の方法。
（４２）前記溶着部材の電気抵抗が前記ワークピースの
電気抵抗よりも大きく、これによって電流が前記溶着部
材を加熱し、熱が前記溶着部材から前記ワークピースへ
伝わる請求項４１項の方法。
（４３）前記溶着部材により前記ワークピースに作用し
た力と、前記ワークピースに対する前記溶着部材の相対
移動が所定の量以上に所定の相対関係を逸脱したとき、
前記ワークピースをリジェクトする請求項３８項の装置
。
（４４）溶着部材をリファレンスポイントから第１の間
隔をおいている整流子の所定部分に当接させる工程であ
って、この工程では、前記第１の間隔が前記溶着部材と
整流子との間の最大面接触するポイントに相当するもの
である工程と；前記溶着部材に作用する力が、許容でき
る整流子条件に相当する所定の力範囲内にあるかを決定
する工程と；前記部材を時間のファンクションとして、
所定の移動ファンクションにより、前記整流子の一部を
変形するために、前記溶着部材を移動させるために力を
作用させる工程と；前記溶着部材へ通電し、これを加熱
して、前記整流子の一部と電機子ワイヤとを前記部材に
対し熱的接触させる工程と；前記部材に力を作用させる
間、前記溶着部材の移動を継続的にモニターする工程と
；前記溶着部材が前記リファレンスポイントから所定の
距離移動するまで、前記所定の移動ファンクションを維
持するために前記溶着部材の移動をモニターして得られ
たデータに応答して前記溶着部材の移動を調節する工程
と；前記溶着部材へ作用する力が、許容溶着条件に対応
する所定の力の範囲内であるか否かを決定する工程と；
前記溶着部材の移動が許容溶着条件に対応する所定の距
離の範囲内であるか否かを決定する工程とからなる電気
モータの電機子ワイヤを整流子に溶着する方法。
（４５）溶着部材をして整流子の所定の部分へ所定の力
を作用させる工程であって、前記力は、溶着部材と整流
子とが最大面接触する力に相当する工程と；リファレン
スポイントからの溶着部材の移動が許容できる整流子条
件に相当する所定の範囲内であるか否かを決定する工程
；所定のフォースファンクションにより移動のファンク
ションとして溶着部材に力を作用させ、前記整流子の前
記部分を変形する工程と；前記溶着部材へ力を作用させ
ている間、前記溶着部材へ作用する力を継続的にモニタ
ーする工程と；前記力が許容できる溶着条件に相当する
所定の力に等しくなるまで、前記所定のフォースファン
クションを維持するために前記電極への力をモニターし
ながら得られたデータに応答して前記電極へ作用する力
を調節する工程と；前記リファレンスポイントからの電
極の移動が許容できる条件に相当する所定の範囲内であ
るか否かを決定する工程とからなる電気モータの電機子
ワイヤを整流子に溶着する方法。