CN104348311A - 高效电机用螺旋形定子芯的制造装置和制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的螺旋形定子芯的制造装置的特征在于，包括：冲裁部，将对从电工钢供给部供给的电工钢进行冲裁而分离为两组原材料；蓄电池部，由进行旋转和上下运动的第1储料器、设置在所述第1储料器的两侧的第1伺服电机和第2伺服电机构成，用于将从所述冲裁部供给的两组原材料储藏在所述第l储料器中；绕线部，用于以螺旋形定子芯的形状缠绕从所述蓄电池部供给的所述两组原材料；旋转台，设置在所述绕线部的一侧并设置有多个输送夹具；加压部，设置在所述旋转台的一侧并设置有加压下部夹具；检查部，设置在所述旋转台的另一侧并设置有检查夹具；以及清漆涂布部，设置在所述旋转台的又另一侧，用于对所述螺旋形定子芯的表面涂布清漆。

Description

高效电机用螺旋形定子芯的制造装置和制造方法

技术领域

本发明涉及定子电机用芯的制造装置。更具体地讲，本发明涉及利用适合于高效电机的材质的电工钢而能够将定子芯制作为螺旋形状的高效电机用螺旋形定子芯的制造装置。

背景技术

一般而言，电机由定子和转子构成，在使用于滚筒洗衣机等的电机中，旋转的转子位于外侧，定子位于转子的内侧。在这种形态定子的情况下，具有如下形状：缠绕线圈的芯的齿部分(参照图3的附图标记110)沿着芯的外周面而形成为向外的放射状。将这种形状的芯称为外向型定子芯(outertype stator core)。相反，将芯的齿部分朝向芯的圆的中心侧的形状的芯称为内向型定子芯(inner type stator core)。

另一方面，在制造以往的定子芯的一般的方法中，对将电工钢六等分的圆弧形状的芯进行冲裁，层压多张该被冲裁的芯而形成六个分割芯层压体，之后焊接该六个分割芯层压体而制成一个芯。但是，这种方法存在如下问题：由于以曲线弧形状对电工钢进行冲裁，因此从电工钢冲裁而剩下的部分非常多，需要很多材料费。如果能够以直线形式对电工钢进行冲裁，则能够大大减少废弃的电工钢的量。

为了改善这种问题，在韩国专利第10-0911880号(以下，称为“现有专利文献1”)中公开有如下的螺旋形芯的制造装置：以直线形式对电工钢进行冲裁，高效地配置各工序而使产量提高并减少制造费用。另外，在韩国专利第10-0902628号(以下，称为“现有专利文献2”)中公开有如下装置：将进行了冲裁的电工钢缠绕成螺旋形状，通过两阶段进行加压而制造定子芯。

适用于现有专利文献1和2的装置中的电工钢是压延性优秀的冷轧钢(以下，“A型电工钢”)。但是，最近为了提高电机的效率而进行了各种尝试，作为这种尝试中的一个，对于定子芯的材质使用虽然压延性不比A型电工钢优秀但厚度薄约1/2左右形状的电工钢(以下“B型电工钢”)。在利用这种B型电工钢而制作定子芯时，在分割和以层压形制作时，与现有的制造方法差别不大，但是在以螺旋形状制造时，由于电工钢的物理特性不同，因此很难在现有的螺旋形芯的制造装置中应用。

发明内容

对此，本发明人为了解决上述问题，提供如下的螺旋形芯的制造装置：利用B型电工钢而适合制作螺旋形定子芯，生产效率高。

本发明提供能够利用B型电工钢而制造螺旋形定子芯的螺旋形定子芯的制造装置。

本发明提供能够减少制造工序数并减少制造费用的螺旋形定子芯的制造装置。

通过以下说明的本发明能够容易实现本发明的上述目的和其它内在的目的。

本发明的螺旋形定子芯的制造装置特征在于，包括：

冲裁部，将对从电工钢供给部供给的电工钢进行冲裁而分离为两组原材料；

蓄电池部，由进行旋转和上下运动的第1储料器、设置在所述第1储料器的两侧的第1伺服电机和第2伺服电机构成，用于将从所述冲裁部供给的两组原材料储藏在所述第1储料器中；

绕线部，用于以螺旋形定子芯的形状缠绕从所述蓄电池部供给的所述两组原材料；

旋转台，设置在所述绕线部的一侧并设置有多个输送夹具；

加压部，设置在所述旋转台的一侧并设置有加压下部夹具；

检查部，设置在所述旋转台的另一侧并设置有检查夹具；以及

清漆涂布部，设置在所述旋转台的又另一侧，用于对所述螺旋形定子芯的表面涂布清漆。

在本发明中，在所述加压下部夹具上可以形成有用于支撑所述螺旋形定子芯的内侧面的内径支撑部。

在本发明中，在所述加压下部夹具上可以形成有用于支撑所述螺旋形定子芯的外径的外径支撑部。

在本发明中，在所述加压下部夹具上形成有与所述螺旋形定子芯的下部位置及与所述螺旋形定子芯形状相类似形状的芯下部支撑部。

在本发明中，在所述清漆涂布部上可以设置有芯夹钳，该芯夹钳以使所述定子芯能够向垂直方向旋转的方式夹紧所述定子芯。

发明效果

本发明具有提供如下的螺旋形定子芯的制造装置的发明效果：能够利用B型电工钢而制作螺旋形定子芯，能够减少制造工序数，能够减少制造费用。

附图说明

图1是示出本发明的螺旋形定子芯的制造装置的整体布局的平面图。

图2是示出在本发明的螺旋形定子芯的制造装置中电工钢被冲裁而供给为原材料的概念图。

图3是示出在本发明的螺旋形定子芯的制造装置中制作的螺旋形定子芯的平面图。

图4是示出本发明的螺旋形定子芯的制造装置的绕线部、旋转台、加压部以及检查部的布局的平面图。

图5是示出适用于本发明的螺旋形定子芯的加压部中的加压下部夹具的平面图。

图6是示出在本发明的螺旋形定子芯的加压下部夹具中嵌入有定子芯的形状的平面图。

标号说明

1：电工钢供给部               2：冲裁部

3：蓄电池部                   4：绕线部

5：旋转台                     6：加压部

7：检查部                     8：清漆涂布部

11：多重托架                  12：矫平机

13：焊接装置                  21：冲压

22：分离器                    31：第1储料器

32：第2储料器                 33：第1伺服电机

34：第2伺服电机               41：绕线机

42：缠绕夹具                  50：输送夹具

60：加压下部夹具              61：内径支撑部

62：外径支撑部                70：检查夹具

63：芯下部支撑部              81：芯夹钳

82：良品输送带                83：不良品输送带

100：定子芯                   101：内径部

102：外径部                   103：原材料

105：销孔                     110：齿

115：插槽                     200：电工钢

以下，参照附图详细说明本发明。

具体实施方式

图1是示出本发明的螺旋形定子芯100的制造装置的整体布局的平面图。

如图1所示，本发明的螺旋形定子芯的制造装置大致由电工钢供给部1、冲裁部2、蓄电池部3和位于旋转台5的一侧的绕线部4、加压部6、检查部7、清漆涂布部8构成。

电工钢供给部1是将具有预定宽度的电工钢连续地供给到冲裁部2的装置。该电工钢供给部1大致由多重托架11、矫平机12以及焊接装置13构成。本发明的螺旋形定子芯的制造装置是对B型电工钢进行加工的装置，以下，在没有特别说明时“电工钢”意味着“B型电工钢”。

多重托架11是依次供给具有预定的宽度和长度的电工钢的装置。为此，如图1所示，供给多个电工钢的支架以两组依次供给。所供给的电工钢通过矫平机12而被拉伸成水平。一般，电工钢以卷状保管和供给，因此从支架供给的电工钢处于稍微弯曲的状态。因此，为了将这种弯曲拉平而设置矫平机。经过矫平机的各个电工钢通过焊接装置13而构成一个连接的电工钢，供给到之后的冲裁部2。另一方面，B型电工钢与A型电工钢相比，表面光滑，厚度薄，在一侧施加拉伸力时有可能产生变形，因此在卷的中心部设置旋转驱动单元(未图示)，优选使该旋转驱动单元与矫平机12以驱动速度一致的方式连动工作。

冲裁部2是一种冲压装置，是对电工钢进行冲裁(blanking)而加工为能够以螺旋形芯的原材料使用的装置。在图2中，示出在本发明中对电工钢200进行冲裁而以原材料103供给的情况。

参照图2，如左图所示，在电工钢200上以两个重叠的方式冲裁有螺旋形芯的原材料103，如右图所示，能够供给两组原材料103。如果以这种方式冲裁，与以往的分割层压形芯相比，能够大幅减少在冲裁工序中剩余的电工钢的量。另外，能够将两组原材料103同时制作为螺旋形芯，因此能够增加产量。

再次参照图1，经过了冲压21的电工钢经过分离器22而分离成两组原材料103，从而供给到下一个工序的蓄电池部3。

另一方面，当将原材料103卷绕成圆形而切断时完成螺旋形芯的形状。如上所述的原材料的缠绕和切断作业在绕线部4中实现。但是，由于经过冲裁部2而供给的原材料103的速度比缠绕在绕线部4上而过渡到下一个工序的速度快，因此需要在该两个工序中起到缓冲作用的工序。执行这种工序的就是蓄电池部3。

蓄电池部3由设置在中心部的圆形的第1储料器31、第2储料器32以及在第1和第2储料器31、32的两侧调节原材料的供给量的第1伺服电机33、第2伺服电机34构成。第1储料器31设置为一边旋转一边将原材料103卷绕而储藏并进行上下运动，原材料103通过第1伺服电机33的运行而缠绕在第1储料器31，并且第1储料器31上升。此时，当第2伺服电机34运行时，原材料103供给到绕线部4，并且第2储料器32下降。因此，第1和第2储料器31、32上升到适当的高度并将很多量的原材料103卷绕而储藏，通过第2伺服电机34的运行而向绕线部4供给原材料。以往的螺旋形定子芯的制造装置适用一个储料器，但是在适用一个储料器时，储料器的高度变高，在运行时通过振动或摇晃等而变得不稳定，作业者想要进行维修保养时很难靠近。为了解决这种问题，在本发明中，适用高度比以往的储料器低的两个储料器。为了使两组原材料的供给和两个储料器的运行顺利地进行，优选在第1储料器31与第2储料器32之间适用额外的伺服电机。

绕线部4是如下装置：将从蓄电池部3供给的原材料103在水平上卷绕预定的高度，制作成螺旋形定子芯100的形状。绕线部4位于旋转台5的一侧，在旋转台5的另一侧放置有加压部6，在另外的一侧放置有检查部7，在不同的另一侧放置有清漆涂布部8。参照以下图4再次详细说明它们的各自的详细结构。

图3是示出在本发明的螺旋形定子芯的制造装置中制作的螺旋形定子芯100的平面图。

参照图3，本发明的螺旋形定子芯10具有将直线的原材料103以圆形卷绕在绕线部4而在垂直方向上层压的形状。在圆形的螺旋形定子芯10上以放射状形成有多个齿110。在齿110的内侧方向上形成有销孔105，将销孔105的内侧方向末端部分称为内径部101。将相邻的两个齿之间的空间称为插槽115，将插槽115的内侧端部分称为外径部102。这些各部分与加压部6的加压下部夹具60的形状和接触部分有关，参照图5和图6对此进行详细说明。

图4是示出本发明的螺旋形定子芯的制造装置的绕线部4、旋转台5、加压部6以及检查部7的布局的平面图。

如图4所示，以旋转台5为中心在其一侧设置有绕线部4。在旋转台5的另一侧设置有加压部6。在旋转台5的与之前不同的另一侧设置有检查部7。在旋转台5的与之前不同的另一侧设置有清漆涂布部8。

绕线部4是如下装置：将从蓄电池部3供给的原材料103卷绕到预定的高度，制作螺旋形定子芯100的形状。绕线部4设置在蓄电池部3的一侧。在绕线部4上设置有作为旋转单元的绕线机41，该绕线机41使原材料103依次流入而卷绕成圆形形状。缠绕夹具42通过该绕线机41的运行而旋转，在缠绕夹具42内部呈现圆形的螺旋形定子芯的形状。缠绕完成的螺旋形定子芯被输送到设置于绕线部4的一侧的旋转台5上的输送夹具50上。缠绕完成的螺旋形定子芯的输送通过绕线部4和设置于旋转台5上部的传送机(未图示)而实现。

旋转台5构成为，以90度为一节距，能够每次旋转一节距。为了向设置于旋转台5的各一侧的绕线部4、加压部6、检查部7以及清漆涂布部8的输送，在旋转台5的上部设置有4对输送夹具50。在绕线部4中通过相邻的输送夹具50输送的一对螺旋形定子芯100通过旋转台5向顺时间方向的90度旋转而位于加压部6的一侧。

通过加压部6和设置于旋转台5的上部的传送机(未图示)，螺旋形定子芯100输送到加压部6的加压下部夹具60的上部而被加压，在完成加压时再次被输送到输送夹具50。关于加压下部夹具60的详细结构，将在之后进行说明。此处，以能够单独分离的方式设计输送夹具50，从而也可以不通过传送机输送加压完成的定子芯100，而以定子芯100嵌入到输送夹具50中的状态输送。由此，能够防止在输送夹具50内分离出定子芯100而进行输送时产生的定子芯100的外观损伤等。

如果旋转台5再次向顺时间方向旋转90度，则安装有螺旋形定子芯100的输送夹具50位于检查部7的一侧。该定子芯100通过检查部7和设置于旋转台5上部的传送机(未图示)的运行而输送到检查部上的检查夹具70。当然，如之前说明，也可以在定子芯100嵌入到输送夹具50的状态下一起输送。关于放置在检查夹具70的螺旋形定子芯100，可以使用肉眼或检查工具检查有无异常，也可以使用单独的检查夹具，使检查夹具位于定子芯100上部，检查定子芯100是否很好地位于检查夹具内。在检查结果判定为不良的定子芯不在清漆涂布部8中进行清漆涂布而排出到不良品输送带83。

在检查夹具70中完成检查的芯100再次被输送到输送夹具50，通过再次向顺时间方向旋转90度而输送到清漆涂布部8的一侧。同样，定子芯100通过旋转台5和设置在清漆涂布部8上部的传送机(未图示)的运行而从输送夹具50输送到清漆涂布部8的芯夹钳81。芯夹钳81在使定子芯100在垂直方向上立起的状态下夹紧定子芯100，在使定子芯100的一部分浸入到清漆液的状态下旋转并将清漆液均匀地涂布在定子芯100表面。当完成清漆涂布时，区分良品和不良品而通过良品输送带82和不良品输送带83出货。

图5是适用于本发明的螺旋形定子芯的加压部6中的加压下部夹具60的平面图，图6是示出定子芯嵌入到本发明的螺旋形定子芯的加压下部夹具中的形状的平面图。

如图5和图6所示，在本发明的加压下部夹具60中，在其内部，定子芯100嵌入到向从附图中出来的方向突出而形成的内径支撑部61与外径支撑部62之间，芯下部支撑部63具有与定子芯100的形状对应的形状并支撑定子芯100的下部。

具体地讲，为了支撑定子芯100的内径部101，内径支撑部61突出形成，为了支撑定子芯100的外径部102，形成有外径支撑部62。定子芯100放置于芯下部支撑部63的上部。芯下部支撑部63具有与齿110的形状相似的形状。即，芯下部支撑部63以突出的形状形成在加压下部夹具60上，当定子芯100放置在芯下部支撑部63的上方时，定子芯100嵌入到内径支撑部61与外径支撑部62之间，使得定子芯100的散乱部分被全体地整齐排列。在这样整齐排列的状态下，与定子芯100的形状对应的上部夹具(未图示)下降，对芯100进行加压而完成定子芯100的形状。

关于如上所述的螺旋形定子芯的制造装置，以下说明制作定子芯的过程。

首先，对从电工钢供给部1供给的电工钢进行冲裁而分离成两组。通过冲裁将如此以直线供给的电工钢分离为两组，使它们经过累加器部3，之后在绕线部4上缠绕成圆形的定子芯的形状。

将这样缠绕的定子芯输送到旋转台5上的输送夹具50。输送完成的旋转台仅旋转一节距，并且输送夹具50位于加压部6的一侧。在该状态下对处于输送夹具50中的定子芯进行加压。

之后，在旋转台进一步旋转一节距的状态下位于上述输送夹具50的定子芯位于检查部7而执行检查。

接着，在旋转台5进一步旋转一节距而定子芯向清漆涂布部8移动的状态下，在定子芯上涂布清漆。涂布有清漆的定子芯通过良品输送带82而出货。

在检查部7中判定为不良的定子芯省略清漆涂布并排出到不良品输送带83。

以上说明的本发明的详细说明只不过是为了容易理解本发明而举出的例子，而不是为了确定本发明的范围。本发明的范围通过权利要求而被定义，该范围内的简单的变形或变更都属于本发明的范围。

Claims (6)

1.一种螺旋形定子芯的制造装置，其特征在于，包括：

冲裁部，将对从电工钢供给部供给的电工钢进行冲裁而分离为两组原材料；

蓄电池部，由进行旋转和上下运动的第1储料器、设置在所述第1储料器的两侧的第1伺服电机和第2伺服电机构成，用于将从所述冲裁部供给的两组原材料储藏在所述第1储料器中；

绕线部，用于以螺旋形定子芯的形状缠绕从所述蓄电池部供给的所述两组原材料；

旋转台，设置在所述绕线部的一侧并设置有多个输送夹具；

加压部，设置在所述旋转台的一侧并设置有加压下部夹具；

检查部，设置在所述旋转台的另一侧并设置有检查夹具；以及

清漆涂布部，设置在所述旋转台的又另一侧，用于对所述螺旋形定子芯的表面涂布清漆。

2.如权利要求1所述的根据权利要求1所述的螺旋形定子芯的制造装置，其特征在于，

在所述加压下部夹具上形成有用于支撑所述螺旋形定子芯的内侧面的内径支撑部。

3.根据权利要求1所述的螺旋形定子芯的制造装置，其特征在于，

在所述加压下部夹具上形成有用于支撑所述螺旋形定子芯的外径的外径支撑部。

4.根据权利要求1所述的螺旋形定子芯的制造装置，其特征在于，

在所述加压下部夹具上形成有与所述螺旋形定子芯的下部位置及与所述螺旋形定子芯形状相类似形状的芯下部支撑部。

5.根据权利要求1所述的螺旋形定子芯的制造装置，其特征在于，

在所述清漆涂布部上设置有芯夹钳，该芯夹钳以使所述定子芯能够向垂直方向旋转的方式夹紧所述定子芯。

6.一种螺旋形定子芯的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

将以直线冲裁的电工钢分离成两组而缠绕成圆形的定子芯的形状；

将所缠绕的所述定子芯输送到旋转台上的输送夹具；

在所述旋转台旋转一节距的状态下，对位于所述输送夹具上的所述定子芯进行加压；

在所述旋转台进一步旋转了一节距的状态下，对位于所述输送夹具上的定子芯进行检查；以及

在所述旋转台进一步旋转了一节距的状态下，对所述定子芯涂布清漆。