JP2011135734A - 固定子コア製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
複数の分割コア10A〜10Rにより組み立てられた分割コア組立10の外周に、加熱膨張させた焼き嵌めリング19を嵌め、焼き嵌めリング19が冷やされ収縮することにより、固定子コアを製造する固定子コア製造方法に用いる固定子コア製造装置1おいて、分割コア組立10の内周を外側に押圧する内径コレット11と、分割コア組立10の外周を内側に押圧する外周コレット12とにより、分割コア組立10を位置決めする位置決め装置2と、焼き嵌めリング19の取付部20を載置する移動可能な載置台39と、取付部20に形成された位置決め孔21と嵌合するリング取付ピン37と、リング取付ピン37を半径方向にのみ移動可能とするピンガイド部35と、を有する。
【選択図】 図1
Description
図10に示すように、固定子コア50の外周に嵌め込まれた、焼き嵌めリング19は、中空円筒形状であり円筒部26とフランジ部24が形成されている。フランジ部24は、円筒部26の端部に形成されている。フランジ部24の円周状に取付部20が3か所に形成されている。取付部20には、位置決め孔21が形成されている。位置決め孔21の直径Hは、Φ9±0.1mmである。焼き嵌めリング19の内周には、18個の分割コア10A〜10Rが集合することにより形成される分割コア組立10が嵌め込まれている。
図12に示すように、固定子コア製造装置100は、焼き嵌めリング19の位置決め孔21の直径HΦ9±0.1mmに、直径PΦ7mmのリング取付ピン110を取り付け、図11に示す状態で、焼き嵌めリング19をバンドヒータ22により加熱膨張させる。図示しないが、加熱した状態において、焼き嵌めリング19を、分割コア組立10に嵌合させ、図10に示す、固定子コア50の状態にする。
焼き嵌めリング19は、加熱されると膨張するが、加熱は不均等であるため焼き嵌めリング19の拡張方向にムラが発生する。図11のDD断面図である図8に示すように、拡張方向にムラがあると、焼き嵌めリング19を分割コア組立10に嵌めこんだときに、円周方向に焼き嵌めリング19と分割コア組立10との間の位相ズレが発生する。円周方向の位相ズレが発生すると、最終製品であるモータに対して影響はない。しかし、固定子コア50の外部に配線するU、V、W端子をカシメ接続する次工程において、円周方向の位相ズレにより、カシメ接続に際しての挿入不良状態を発生させる原因となるため問題となる。
特に、図9及び図12に示すように、固定子コア製造装置100のリング取付ピン110の直径PΦ7mmと焼き嵌めリング19の位置決め孔21の直径HΦ9±0.1mmの間には、Φ2mm、片側1mmのクリアランス120ができる。リング取付ピン110と位置決め孔21にクリアランス120があることにより、焼き嵌めリング19が拡張した時には、円周方向に拡張し円周方向に0.5mmの位相ズレが発生するため問題となる。
一方、リング取付ピン110と位置決め孔21にクリアランス120を設けないと、焼き嵌めリング110が拡張することができず、分割コア組立10の外周に焼き嵌めリング19を取り付けることができないため問題となる。
(1)複数の分割コアにより組み立てられた分割コア組立の外周に、加熱膨張させた焼き嵌めリングを嵌め、該焼き嵌めリングが冷やされ収縮することにより、固定子コアを製造する固定子コア製造方法に用いる固定子コア製造装置において、前記分割コア組立の内周を外側に押圧する内径治具と、前記分割コア組立の外周を内側に押圧する外周治具とにより、前記分割コア組立を位置決めする位置決め手段と、前記焼き嵌めリングの取付部を載置する移動可能な載置台と、前記取付部に形成された位置決め孔と嵌合するリング取付ピンと、前記リング取付ピンを半径方向にのみ移動可能とするガイド部と、を有するリング移動手段と、を有すること、を特徴とするものである。
(2)(1)に記載する固定子コア製造装置において、前記リング取付ピンは、前記リング規制手段の長円形状の嵌合孔に嵌合されていることにより、半径方向にのみ移動可能なこと、を特徴とするものである。
(3)(1)に記載する固定子コア製造装置において、前記ガイド部は、前記取付ピンに対して、複数のガイド棒を挿通させることにより、前記取付ピンを半径方向にのみ移動可能にガイドしていること、を特徴とするものである。
(1)複数の分割コアにより組み立てられた分割コア組立の外周に、加熱膨張させた焼き嵌めリングを嵌め、焼き嵌めリングが冷やされ収縮することにより、固定子コアを製造する固定子コア製造方法に用いる固定子コア製造装置において、分割コア組立の内周を外側に押圧する内径治具と、分割コア組立の外周を内側に押圧する外周治具とにより、分割コア組立を位置決めする位置決め手段と、焼き嵌めリングの取付部を載置する移動可能な載置台と、取付部に形成された位置決め孔と嵌合するリング取付ピンと、リング取付ピンを半径方向にのみ移動可能なガイド手段と、を有するリング移動手段と、を有することにより、焼き嵌めリングは半径方向のみに移動するため、円周方向に焼き嵌めリングと分割コア組立との間の位相ズレが小さくなる。半径方向の移動であれば、焼き嵌めリングが冷やされ収縮したときにも半径方向にのみ移動するため、円周方向の位相ズレが生じず、固定子コアの外部に配線するU、V、W端子をカシメ接続する次工程において、カシメ接続に際しての挿入不良状態を発生させことが少ない。
(2)(1)に記載する固定子コア製造装置において、リング取付ピンは、リング規制手段の長円形状の嵌合孔に嵌合されていることにより、半径方向にのみ移動可能なことにより、嵌合孔には円周方向にクリアランスがないため、焼き嵌めリングが加熱膨張したときにも円周方向に膨張しない。また、収縮した時にも円周方向に収縮しない。
したがって、円周方向の位相ズレが生じないため、焼き嵌めリングを分割コア組立の外周に取り付けることができる。
(3)(1)に記載する固定子コア製造装置において、ガイド部は、取付ピンに対して、複数のガイド棒を挿通させることにより、リング取付ピンを半径方向にのみ移動可能にガイドしていることにより、リング取付ピンと嵌合孔にクリアランスがあってもガイド棒によりガイドされているため、リング取付ピンは平行移動することができる。
(第1実施形態)
<固定子コアの全体構成>
図10に固定子コア50の断面斜視図を示す。
図10に示すように、固定子コア50の外周に嵌め込まれた、焼き嵌めリング19は、中空円筒形状であり円筒部26とフランジ部24が形成されている。円筒部26の内周の直径は、常温時は、Φ200mmである。円筒部26の内周の直径は、バンドヒータ22により350℃に加熱されると熱膨張し、Φ200.8mmになる。フランジ部24は、円筒部26の端部に形成されている。フランジ部24の円周状に取付部20が3か所に形成されている。取付部20には、位置決め孔21が形成されている。位置決め孔21の直径Hは、Φ9±0.1mmである。焼き嵌めリング19の内周には、18個の分割コア10A〜10Rが集合することにより形成される分割コア組立10が嵌め込まれている。
図1には、固定子コア製造装置1(1)の断面図を示す。図2には、固定子コア製造装置1(2)の断面図を示す。図3に、図1に示す固定子コア製造装置1のうち破線X部の拡大図を示す。図4に、図3のBB断面図を示す。図5に、図1のリング規制装置3のAA断面図を示す。
図1に示すように、固定子コア製造装置1は、リング規制装置3及び位置決め装置2を有する。
図1に示すように、リング規制装置3は、本体部30とリング位置決め部31を有する。
本体部30は、図示しない上下動手段を有する。また、本体部30は、図示しないが、円形状の孔が開いている。そのため、図2に示すように、本体部30が下降すると、位置決め装置2の一部が本体部30の孔を挿通する。
図1に示すように、リング位置決め部31は、本体部30の下端に固設されている。リング位置決め部31のうち、本体部30に接続している部分が、本体接続部32である。図5に示すように、本体接続部32は、中空円筒形状をなす。また、本体接続部32には、焼き嵌めリング19の取付部20に対応する位置に3つの、リング保持部33が形成されている。リング保持部33は、焼き嵌めリング19を保持する。
本体接続部32のうち、本体部30と接続する部分と反対の外周端部には、シリンダ40を有する。シリンダ40は、ロッド38を有する。ロッド38は、水平方向、かつ、本体接続部32に対して半径方向に摺動可能に取り付けられている。また、ロッド38の先端部には、焼き嵌めリング19を載置するための載置台39が取り付けられている。
なお、シリンダ40は、本実施例においては、エアシリンダを用いているが、水平方向で、かつ、半径方向に摺動可能に動作させる機構であればよい。
嵌合部372には、ボールプランジャ34が、ばねにより外側に付勢するように取り付けられている。
分割コア組立10が位置決め装置2内の所定の位置に登載されている。分割コア組立10は、分割コアと樹脂モールドを備えるものである。
図1の状態では、分割コア組立10の内周面には、内周コレット11が当接している。内周コレット11は、スライドガイド17により、分割コア組立10と当接または離間する方向に摺動可能に保持されている。また、図1の状態では、分割コア組立10の外周面には、外周コレット12の内周面が当接している。外周コレット12のテーパ面12aは、スライドガイド16のテーパ面16aに沿って摺動可能に保持されている。
内周コレット11の内周面には、下側に行くほど内径が小さくなる方向にテーパ面11aが形成されている。内周コレット11のテーパ面11aには、ロッド13のテーパ面である拡径部13aが当接している。拡径部13aのテーパ面の向きは、テーパ面11aとは逆向きである。ロッド13は、装置本体18により、上下動可能に保持され、図示しない上下動手段により、上下動される。
ロッド13の外周には、上押え部材14が固設されている。上押え部材14の下方の先端14aは、分割コア組立10の上面に当接している。先端14aは、分割コア組立10に対して、一周の円弧状に当接している。
装置本体18には、下押え部材15が固設されている。下押え部材15の上方の先端15aは、分割コア組立10の下面に当接している。先端15aは、分割コア組立10に対して、一周の円弧状に当接している。
次に、固定子コア製造方法は、第1工程〜第4工程による。第1工程は、焼き嵌めリング19をリング規制装置3により、図1の位置までセットする工程である。第2工程は、位置決め装置2により、分割コア組立10を図1の状態にセットする工程である。第3工程は、外周コレット12をスライドガイド16と共に、図2の位置まで、下降手段により下降させる工程である。第4工程は、リング規制装置3を、図2の位置まで下降手段により下降させ、分割コア10に焼き嵌めリング19を嵌合させる工程である。
各工程を以下で詳細に説明する。
第1工程は、別の場所にある焼き嵌めリング19をリング規制装置3により、図1の位置までセットする工程である。
焼き嵌めリング19の取付部20の位置決め孔21に、リング取付ピン37の取付ピン先端部371から挿入する。取付ピン先端部371の先端は先細り形状となっているため、位置決め孔21の淵部にテーパ面がぶつかりガイドされるため容易に位置決めし挿入することができる。
リング取付ピン37を、挿入規制部373にぶつかるまで挿入させ、嵌合部372と位置決め孔21を嵌合させる。嵌合部372の直径EはΦ9〜8.9mmである。図3に示す、位置決め孔21の直径は、図10に示す直径Hと同じ、Φ9±0.1mmである。したがって、嵌合部372を位置決め孔21に嵌合させた時に、クリアランスがほとんどない状態にある。
リング取付ピン37を位置決め孔21に嵌合させ後に、載置台39はロッド38が縮められた状態にある。ロッド38を伸ばすと、載置台39は、焼き嵌めリング19の取付部20の下に配置される。それにより、図1に示すように、載置台39は、焼き嵌めリング19の取付部20を下から支える状態になる。載置台39は、下から支える状態としていることにより、焼き嵌めリング19が拡張するときに拡張の妨げとなることがない。
バンドヒータ22により、焼き嵌めリング19を350℃に加熱したとき、焼き嵌めリング19は、バンドヒータ22に加熱の不均等があるため、拡張方向にムラが発生する。拡張方向にムラが発生すると、図9に示すように、焼き嵌めリング19が円周方向にズレようとする。しかし、本実施例においては、焼き嵌めリング19の位置決め孔21とリング取付ピン37がクリアランスがほとんどない状態で嵌合されている。そのため、リング取付ピン37が円周方向に動かず、焼き嵌めリング19が円周方向に動く幅が少ない。すなわち、図4に示すように、リング取付ピン37の上部375の直径Eと、ピンガイド部35の円筒孔351の壁面351bの間の間隔Gは、ほとんどクリアランスがない状態である。そのため、リング取付ピン37は、円周方向にほとんど動くことができない。
一方、リング取付ピン37は、ガイド円孔373内にガイド棒36が挿通されているため、ガイド棒36がガイドする半径方向に移動ができる。そのため、焼き嵌めリング19が加熱されると半径方向には拡張する。
また、円周方向のズレが最大0.048mmとすることによって、次行程の位置決め孔21を基準にU、V、W端子のカシメ接続をするときに、位置決め不良で挿入不良状態となることがほとんどなくなるため、不良品を減らし、生産効率を上げることができる。
第2工程は、位置決め装置2により、分割コア組立10を図1の状態にセットする工程である。
図1の前段階では、ロッド13、上押え部材14は上方に位置している。また、内周コレット11は、内周側に移動している。また、外周コレット12は、図1に示す位置にある。その状態で、下押え部材15の先端15aに、分割コア組立10の下面を先端15aに当接させて登載する。
次に、ロッド13が下降される。それにより、拡径部13aがテーパ面11aに当接し、内周コレット11を外周方向に移動させる。18個の内周コレット11A〜11Rは、同時に拡径するので、18個の分割コア10A〜10Rを一様な力で外側に向けて押圧する。分割コア10A〜10Rに外側に向かって過度の力が加わったときには、外周コレット12A〜12Rがスライドガイド16のテーパ面16aに沿って下降する。そのため、分割コア10A〜10Rは、内周コレット11A〜11Rを基準として、位置決めされる。
これにより、ロッド13が所定の高さで停止したときに、18個の分割コア10A〜10Rは、18対の内周コレット11A〜11Rにより、所定の位置に位置決めされる。
次に、18個の内周コレット11A〜11Rと、18個の外周コレット12A〜12Rにより、18個の分割コア10A〜10Rが位置決めされると同時に、上押え部材14の先端14aが、分割コア組立10の上面に当接して、下押え部材15と共に、位置決めされた分割コア組立10を挟んで保持する。この状態を図1に示している。
第3工程は、外周コレット12をスライドガイド16と共に、図2の位置まで、下降手段により下降させる工程である。
次に、内径コレット11、上押え部材14は、そのままにした状態で、外周コレット12をスライドガイド16と共に、図2に示す位置まで、下降手段により下降させる。外周コレット12を分割コア組立10の外周から離間させても、上押え部材14と下押え部材15とが、18個の分割コア10A〜10Rは、内周コレット11A〜11Rに、内周が当接された位置で保持される。
第4工程は、リング規制装置3を、図2の位置まで下降手段により下降させ、分割コア10に焼き嵌めリング19を嵌合させる工程である。
第1工程における、外周に巻かれたバンドヒータ22により、焼き嵌めリン部19を膨張させた状態で、位置決め装置2を下降手段により、図1の状態から図2の状態にまで下降させる。
焼き嵌めリング19を図2に示す位置に装着した後、バンドヒータ22への通電を遮断して、焼き嵌めリング19を冷却する。これにより、焼き嵌めリング19が収縮して、焼き嵌めリング19の内周面が、分割コア10A〜10Rの外周面と当接して、固定子コア50が完成する。
複数の分割コア10A〜10Rにより組み立てられた分割コア組立10の外周に、加熱膨張させた焼き嵌めリング19を嵌め、焼き嵌めリング19が冷やされ収縮することにより、固定子コアを製造する固定子コア製造方法に用いる固定子コア製造装置1おいて、分割コア組立10の内周を外側に押圧する内径コレット11と、分割コア組立10の外周を内側に押圧する外周コレット12とにより、分割コア組立10を位置決めする位置決め装置2と、焼き嵌めリング19の取付部20を載置する移動可能な載置台39と、取付部20に形成された位置決め孔21と嵌合するリング取付ピン37と、リング取付ピン37を半径方向にのみ移動可能とするピンガイド部35と、を有することにより、焼き嵌めリング19は半径方向のみに移動するため、円周方向の位相ズレが生じない。半径方向の移動であれば、焼き嵌めリング19が冷やされ収縮したときにも半径方向にのみ移動するため、円周方向の位相ズレが生じないため、焼き嵌めリング19を分割コア組立10の外周に取り付けることができる。
リング取付ピン37は、リング規制装置3の長円形状の嵌合孔351に嵌合されていること、リング取付ピン37の上部375の直径Eと、長円形状の嵌合孔351の平行する壁面から壁面への間隔さGがほとんど同じであることにより、嵌合孔351には半径方向以外のクリアランスがほとんどない。そのため、焼き嵌めリング19が加熱膨張したときにも半径方向以外にほとんど膨張することがない。また、収縮した時にも半径方向以外にほとんど収縮することがない。したがって、円周方向の位相ズレが生じないため、焼き嵌めリング19を分割コア組立10の外周に取り付けることができる。
例えば、本実施例では、上押え部材14が分割コア組立10に対して、一周の円弧状に当接しているが、ピンポイントで各分割コア10A〜10Rに当接させてもよい。
また、本実施例では、内周コレット11の拡径により、分割コア組立10は外側に押圧されるとき、外周コレット12がスライド16のテーパ面16aに沿って下降するが、径方向にスライドする機構を設けて、径方向に沿って外側に移動させてもいい。
また、本実施例では、モールドされた分割コア組立10を用いて焼き嵌めしているが、モールドされていない状態の分割コアを、そのまま焼き嵌めリング19に装着して、その後、モールドしても良い。
引張りばね60は、バネ61の弾性力により、リング取付ピン37を半径方向に引っ張ることができる。リング取付ピン37を半径方向に引っ張ることができることにより、焼き嵌めリング19が拡張した時に焼き嵌めリング19を半径方向に引っ張ることができる。
2 位置決め装置(請求項中の「位置決め手段」。)
3 リング規制装置(請求項中の「リング規制手段」。)
10 分割コア組立
10A〜10R 分割コア
11 内周コレット(請求項中の「内周治具」。)
12 外周コレット(請求項中の「外周治具」。)
19 焼き嵌めリング
20 取付部
21 位置決め孔
33 載置台
35 ピンガイド部(請求項中の「ガイド部」。)
351 嵌合孔
37 リング取付ピン
Claims (3)
- 複数の分割コアにより組み立てられた分割コア組立の外周に、加熱膨張させた焼き嵌めリングを嵌め、該焼き嵌めリングが冷やされ収縮することにより、固定子コアを製造する固定子コア製造方法に用いる固定子コア製造装置において、
前記分割コア組立の内周を外側に押圧する内径治具と、前記分割コア組立の外周を内側に押圧する外周治具とにより、前記分割コア組立を位置決めする位置決め手段と、
前記焼き嵌めリングの取付部を載置する移動可能な載置台と、前記取付部に形成された位置決め孔と嵌合するリング取付ピンと、前記リング取付ピンを半径方向にのみ移動可能とするガイド部と、を有するリング移動手段と、を有すること、
を特徴とする固定子コア製造装置。 - 請求項1に記載する固定子コア製造装置において、
前記リング取付ピンは、前記リング規制手段の長円形状の嵌合孔に嵌合されていることにより、半径方向にのみ移動可能なこと、
を特徴とする固定子コア製造装置。 - 請求項1に記載する固定子コア製造装置において、
前記ガイド部は、前記取付ピンに対して、複数のガイド棒を挿通させることにより、前記取付ピンを半径方向にのみ移動可能にガイドしていること、
を特徴とする固定子コア製造装置。
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