JP2013017275A - モータのステータコアの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自動化に適したステータコアの製造方法を提供する。
【解決手段】ティースを打ち抜いて積層し、積層されたティースを複数組用意し（Ｓ１）、桟によって連結された複数のティースを環状に配置してリング状ティースを用意し（Ｓ２）、複数組の積層されたティースとリング状ティースとを連結して、複数組の積層されたティースを桟によって連結し（Ｓ３）、桟によって連結された複数組の積層されたティースそれぞれに巻線を行い（Ｓ４）、桟の中間位置を中心方向に引っ張って複数組の積層されたティースを中心方向に寄せ（Ｓ５）、桟を打ち抜いて除去する（Ｓ６）。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータのステータコアの製造方法に関する。

ステータコアは、ステータ内側に延びる複数のティースにコイルを巻線することで製造される。

特許文献１は、ステータコアの製造方法においてコイルの巻線を効率的に行う技術を開示している。当該技術では、開いた状態のステータ（連結された複数のティースを積層したもの）を用意し、この状態で巻線が行われる。巻線後、ステータを折り曲げて環状にし、端部同士を溶接することによって、ステータコアが製造される。

ステータを開いた状態ではティース間の距離が広がり、巻線ノズルを移動させる十分なスペースを確保することができるので、巻線速度及び整列性が向上し、コイルの巻線を効率的に行うことができる。

特開平１１−２２０８４２号公報

特許文献１に開示される製造方法によれば、コイルの巻線を効率的に行うことが可能である。

しかしながら、この製造方法によれば、巻線の終わったステータを折り曲げて環状にする必要があり、製造工程全てを自動化するのが難しかった。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、自動化に適したモータのステータコアの製造方法を提供することを目的とする。

本発明のある態様によれば、モータのステータコアの製造方法であって、ティースを打ち抜いて積層し、積層されたティースを複数組用意するティース積層工程と、桟によって連結された複数のティースを環状に配置してリング状ティースを用意するリング状ティース形成工程と、前記複数組の積層されたティースと前記リング状ティースとを連結して、前記複数組の積層されたティースを前記桟によって連結する連結工程と、前記桟によって連結された前記複数組の積層されたティースそれぞれに巻線を行う巻線工程と、前記桟の中間位置を中心方向に引っ張って前記複数組の積層されたティースを中心方向に寄せる縮径工程と、前記桟を打ち抜いて除去する中心部除去工程と、を備えたことを特徴とするモータのステータコアの製造方法が提供される。

上記態様によれば、特許文献１のような巻線後のステータを環状に折り曲げる作業は不要であり、自動化に適したモータのステータコアの製造方法が提供される。

モータのステータコアの製造方法の手順を示したフローチャートである。 ティース積層工程を説明するための図である。 ティース積層工程を説明するための図である。 ティース積層工程を説明するための図である。 ティースの細部構造を説明するための図である。 ティースの細部構造を説明するための図である。 リング状ティース形成工程を説明するための図である。 積層ティース連結工程を説明するための図である。 複数組の積層されたティースが桟によって連結された状態を示す図である。 巻線工程を説明するための図である。 縮径工程を説明するための図である。 桟を中心方向に引っ張るための機構及びその動作を示した図である。 中央部除去工程を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態に係るモータのステータコアの製造方法について説明する。

図１は、モータのステータコアの製造方法の手順を示したフローチャートである。ステータコアは、ティース積層工程（Ｓ１）、リング状ティース形成工程（Ｓ２）、積層ティース連結工程（Ｓ３）、巻線工程（Ｓ４）、縮径工程（Ｓ５）、中央部除去工程（Ｓ６）を経て製造される。各工程の詳細は次の通りである。

＜Ｓ１：ティース積層工程＞
図２は、ティース積層工程を説明するための図である。

本工程では、打ち抜き部５においてベルト状の金属材料から桟２を有するティース１を打ち抜き、ティース１をリール３に巻き取っていく。桟２は、各ティース１の中心側端部から両側に延び、隣り合うティース１を連結するストリップ状の部分である。

なお、本実施形態では、一本のベルト状の金属材料から桟２で連結されたティース１が二組できるので、以下に説明する各工程は二箇所で行われる。

リール３に巻き取られたティース１は、積層部４において桟２から分離され、積層される。

積層部４は、図３に示すように、回転可能な上ダイス４１と、上ダイス４１のスロット４２内を上下方向に移動可能な上パンチ４３と、上ダイス４１に対向して配置される下ダイス（不図示）と、下ダイスのスロット内を上下方向に移動可能な下パンチ４４と、を有する。スロット４２、下ダイスのスロット（不図示）、上パンチ４３及び下パンチ４４はいずれもティース１と略同じ断面形状を有する。

積層部４においては、図４に示すように、まず、ティース１を上パンチ４３と下パンチ４４とで挟持し（図中（ａ））、この状態で上パンチ４３及び下パンチ４４を上ダイス４１内に移動させる（図中（ｂ））。これにより、桟２とティース１との間の接合部が切断されてティース１が桟２から分離され、分離されたティース１は上ダイス４１のスロット４２内に残される。

次に、下パンチ４４を上ダイス４１から退出させ、桟２の付いたティース１を再び上パンチ４３と下パンチ４４との間に送り、上パンチ４３と下パンチ４４とで挟持する（図中（ｃ））。この状態で上パンチ４３及び下パンチ４４を再び上ダイス４１内に移動させると、ティース１が桟２から分離され、分離されたティース１は既にスロット４２内に残っているティース１に重ねられる（図中（ｄ））。この作業を所定回数繰り返すことで、スロット４２内に所定枚数のティース１が積層される（図中（ｅ））。

ティース１が同一スロット４２内に所定枚数積層されたら、上ダイス４１を回転させ、隣接するスロット４２にも所定枚数のティース１を積層する。この作業は、全てのスロット４２に対して行われ、複数組の積層されたティース１が用意される。

図５Ａは、ティース１の細部構造を示している。図５Ｂは、図５Ａにおいてティース１を破線に沿って破断した場合の破断面である。

ティース１の上面には二つの突起１１が設けられており、ティース１の下面にはこれらに対応する二つの凹み１２が設けられている。突起１１及び凹み１２はいずれも円柱形状であるが、突起１１の径のほうが凹み１２の径よりも若干大きい。

ティース１が上下に重ねられ、上パンチ４３と下パンチ４４とで挟持されると、一方のティース１の二つの突起１１が他方のティース１の二つの凹み１２に嵌合し、重ねられたティース１がかしめ結合（ダボかしめ）される。

なお、ティース１の側面には、後述する縮径工程（Ｓ５）において、隣接する積層されたティースを結合させるための凸部１３及び凹部１４が設けられているが、これについては後述する。

＜Ｓ２：リンク状ティース形成工程＞
図６は、リング状ティース形成工程を説明するための図である。

本工程では、リール３を一回転させて、桟２で連結されたティース１をリール３に巻き付け、環状のリング状ティース１０を用意する。

＜Ｓ３：積層ティース連結工程＞
図７は、積層ティース連結工程を説明するための図である。

本工程では、複数組の積層されたティース１がリング状ティース１０の上に順次載置され、上パンチ４３と下パンチ４４とによって挟持されることによってかしめ結合（ダボかしめ）される（図中（ａ））。

複数組の積層されたティース１の全てがリング状ティース１０に結合されたら、上ダイス４１及び上パンチ４３を上昇させる（図中（ｂ））。この結果、図８に示すように、複数組の積層されたティース１を桟２で周方向に連結したものが得られる。

＜Ｓ４：巻線工程＞
図９は、巻線工程を説明するための図である。巻線ノズル２０は、線材を繰り出しつつ、三次元方向に移動することができる。巻線ノズル２０は、複数組の積層されたティース１それぞれに対して巻線を行う。

＜Ｓ５：縮径工程＞
図１０は、縮径工程を説明するための図である。

本工程では、桟２の中間位置を中心方向に引っ張ることで、積層されたティース１が中心方向に寄せられる。図５Ａに示したとおり、ティース１の一方の側面には凸部１３が、他方の側面には凹部１４が形成されており、積層されたティース１が中心方向に寄せられると、隣り合うティース１の凸部１３と凹部１４とが嵌合し、隣り合う積層されたティース１が位置決めされるとともに、結合される。

図１１は、複数組の積層されたティース１を接続する桟２の中間位置を中心方向に引っ張るための機構３０及びその動作を示している。

本機構３０は、スライダ３１と、スライダ３１に連結され、かつ、支点Ｘを中心に揺動可能なＬ字リンク３２と、Ｌ字リンク３２に連結され、図示しないアクチュエータによって上下方向に移動可能な昇降部３３とで構成される（図中（ｃ））。本機構３０は、このような構成のスライダ３１及びＬ字リンク３２を、桟２に対応する位置にそれぞれ有している。

各スライダ３１から延びるピン３４を桟２の中間位置にそれぞれ係止し（図中（ａ））、この状態から昇降部３３を下降させると、各スライダ３１及びピン３４が中心方向に移動し、桟２の中間位置が中心方向に引っ張られ、中間位置を中心としてＶ字形状に屈曲する。この結果、複数組の積層されたティース１がそれぞれ中心方向に寄せられ、隣接する積層されたティース１が凸部１３と凹部１４によって結合される（図中（ｂ））。

＜Ｓ６：中央部除去工程＞
図１２は、中央部除去工程を説明するための図である。

本工程では、縮径工程によって中心に集められた桟２を打ち抜き加工によって除去する。これによって、中心にロータを配置する空間が形成され、ステータコアが完成する。

続いて、上記製造方法によってステータコアを製造することによる利点について説明する。

上記製造方法によれば、ティース１とティース１との距離が十分ある状態で巻線が行われるので、巻線ノズル２０の移動自由度が高くなり、整列性に優れた巻線を高速で行うことができる。

特許文献１のような巻線後のステータを環状に折り曲げる作業は不要であり、より自動化がし易いステータコアの製造方法が提供される（請求項１に対応する効果）。

また、ティース積層工程Ｓ１において、打ち抜かれたティース１は上ダイス４１の中に積層されるので、打ち抜かれたティース１を移送する機構が不要になり、より自動化がし易くなる（請求項２に対応する効果）。

また、積層されたティース１同士が、ティース１の側面に形成された凸部１３及び凹部１４が嵌合することによって結合されるので、積層されたティース１が精度よく環状に整列されるとともに、積層されたティース１同士を結合させるための溶接が不要になり、工数を低減することができる（請求項３に対応する効果）。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例を示したものであり、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記載置工程では、リング状ティース１０の上に積層されたティース１を載置しているが、ディース１を下側ダイスに積層されるようにし、そのようにして積層されたディース１の上にリング状ティース１０を結合するようにしてもよい。

１ ティース
２ 桟
１０ リング状ティース
１３ 凸部
１４ 凹部

Claims (3)

1. モータのステータコアの製造方法であって、
   ティースを打ち抜いて積層し、積層されたティースを複数組用意するティース積層工程と、
   桟によって連結された複数のティースを環状に配置してリング状ティースを用意するリング状ティース形成工程と、
   前記複数組の積層されたティースと前記リング状ティースとを連結して、前記複数組の積層されたティースを前記桟によって連結する連結工程と、
   前記桟によって連結された前記複数組の積層されたティースそれぞれに巻線を行う巻線工程と、
   前記桟の中間位置を中心方向に引っ張って前記複数組の積層されたティースを中心方向に寄せる縮径工程と、
   前記桟を打ち抜いて除去する中心部除去工程と、
   を備えたことを特徴とするモータのステータコアの製造方法。
2. 請求項１に記載のモータのステータコアの製造方法であって、
   前記積層工程では、前記ティースの打ち抜きに用いるダイスの中に前記ティースを積層する、
   ことを特徴とするモータのステータコアの製造方法。
3. 請求項１又は２に記載のモータのステータコアの製造方法であって、
   前記ティースは一方の側面に凸部を有するとともに他方の側面に凹部を有し、
   前記縮径工程によって前記複数組の積層されたティースが中心方向に寄せられると、前記凸部と前記凹部とが嵌合し、隣り合う積層されたティースが結合される、
   ことを特徴とするモータのステータコアの製造方法。