JP2021097491A - ステータ製造ラインおよびステータ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】工数を増やすことなく簡単に積層鋼板の枚数を正確に確認できる手段を提供する。【解決手段】本発明のステータ製造ラインは、複数の電磁鋼板を積層してステータブロック２３Ａとするブロック製造装置１１０と、ステータブロックを搬送する搬送装置１２０と、ステータブロックの重量を測定し電磁鋼板の枚数を確認する重量測定装置１６０と、重量測定装置の測定結果に基づいて電磁鋼板の枚数が正常なステータブロックを所定数ずつ転積させてステータスタックとする転積装置１７０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ステータ製造ラインおよびステータ製造方法に関する。

一般に、モータのステータに用いられるステータコアは、プレス加工によって鋼板から所定形状に型抜きされたラミネーション（電磁鋼板）を複数枚積層して構成されている。
このようなステータを製造する場合には、まず、複数枚のラミネーションを積層してなるステータブロックを複数形成し、これら各ステータブロックを転積させることでステータコアを製造する技術が用いられている。すなわち、ステータブロックの転積作業では、ラミネーションの厚みのばらつきを考慮して、プレス金型から搬出されたステータブロックを、１ブロックごとに、周方向へ所定の角度ずつ回転させた状態で積み重ねを行っている。このように、積載するステータブロックの周方向における位置を各々異ならせることによってステータスタックとし、溶接後のステータコアの厚みを均一化することが可能である（例えば、特許文献１）。

特開２０１５-０８２８４８号公報

従来では、ステータスタックの高さを測定することで電磁鋼板の枚数を確認していた。しかしながら、積層鋼板のかしめ具合等によってステータブロックの高さにばらつきが生じてしまい、積層鋼板の枚数を正確に確認することができないことがある。
そこで、工数を増やすことなく簡単に積層鋼板の枚数を正確に確認できる手段が望まれている。

本発明のステータ製造ラインの一つの態様は、複数の電磁鋼板を積層してステータブロックとするブロック製造装置と、前記ステータブロックを搬送する搬送装置と、前記ステータブロックの重量を測定し前記電磁鋼板の枚数を確認する重量測定装置と、前記重量測定装置の測定結果に基づいて前記電磁鋼板の枚数が正常な前記ステータブロックを所定数ずつ転積させてステータスタックとする転積装置と、を備える。

本発明のステータ製造方法の一つの態様は、上述のステータ製造ラインを用いたステータ製造方法であって、複数の電気鋼板を加圧してステータブロックを形成するステータブロック製造工程と、前記ステータブロックの重量を測定し前記電磁鋼板の積層枚数を確認する重量測定工程と、前記重量測定装置の測定結果に基づいて前記電磁鋼板の枚数が正常な前記ステータブロックを所定数ずつ転積してステータスタックとする転積工程と、を有する。

本発明の一つの態様によれば、ステータブロックの転積作業の効率を高めることができるとともに歩留まりの向上を図ることができる、ステータ製造ラインおよびステータ製造方法が提供される。

図１は、一実施形態のステータ製造ラインを示す図である。 図２は、一般的なモータの構成を示す断面図である。 図３は、一実施形態におけるステータコアの構成を示す斜視図である。 図４は、ステータコアを構成する複数のステータブロックのうちの２ブロックを示す図である。 図５Ａは、一実施形態のステータ製造ラインにおける切り離し装置の構成を示す図である。 図５Ｂは、一実施形態のステータ製造ラインにおける切り離し装置の動作を説明するための図である。 図５Ｃは、一実施形態のステータ製造ラインにおける切り離し装置の動作を説明するための図である。 図６は、一実施形態のステータ製造ラインにおける反転装置の構成を示す図である。 図７は、一実施形態のステータ製造ラインにおける反転装置の構成および動作を示す図である。 図８は、一実施形態のステータ製造ラインにおける移載装置および重量測定装置の周辺の構成を示す図である。 図９は、一実施形態におけるステータ製造ラインにおける重量測定装置の構成を示す図である。 図１０は、一実施形態におけるステータ製造ラインにおける転積装置の周辺を示す図である。 図１１Ａは、ステータブロックの切欠きを示す図である。 図１１Ｂは、ステータブロックの切欠きを拡大して示す図である。

図面には、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。Ｘ方向は、Ｚ方向と直交する方向とする。Ｙ方向は、Ｘ方向とＺ方向との両方と直交する方向とする。

＜ステータ製造ライン＞
図１は、本実施形態のステータ製造ライン１００を示す図である。
以下の説明において、上下方向に平行な方向をＺ方向とし、第１搬送装置１２０によるステータブロック２３Ａの搬送方向に平行な方向をＸ方向とし、第２搬送装置１８０によるステータスタック１０８の搬送方向をＹ方向とする。

図１に示すステータ製造ライン１００は、モータ製造ラインの一部である。モータ製造ラインは、ステータ製造ライン１００だけでなくロータ製造ラインも備えており、モータ製造ラインのうちそれぞれの製造ラインでステータ２０（図２）およびロータ１０（図２）を作製し、これらを組み合わせることによってモータ１（図２）を製造できる。

＜モータ＞
図２は、一般的なモータ１の構成を示す断面図である。図３は、一実施形態におけるステータコア２３の構成を示す斜視図である。図４は、ステータコア２３を構成する複数のステータブロック２３Ａのうちの２ブロックを示す図である。

まず、本実施形態のステータ製造ライン１００で製造されるステータ２０を備えたモータ１の構成について述べる。
モータ１は、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）等、モータを動力源とする車両に搭載され、その動力源として使用される。モータ１は、図２に示すように、ロータ１０と、ロータ１０を囲むステータ２０と、ハウジング３０と、を備える。

（ロータ）
ロータ１０は、一方向に延びる中心軸Ｊ１を中心として回転する。ロータ１０は、中心軸Ｊ１に沿って延びるシャフト２１と、ロータコア１２と、ロータマグネットとを有する。

ロータコア１２は、軸方向に積み重ねられた複数のロータブロックにより構成されている。各ロータブロックは、軸方向に積層された複数のロータラミネーション（電磁鋼板）を有している。ロータラミネーションは、磁性を有する薄板の鋼板を所定形状に打ち抜くことによって形成される。

（ステータ２０）
図２に示したように、ステータ２０は、ロータ１０の径方向外側に配置され、ロータ１０と径方向に対向する。ステータ２０は、ステータコア２３と、複数のインシュレータと、インシュレータに装着された巻き線２４と、を有する。ステータ２０は、ロータ１０を環状に囲み、ハウジング３０の内側に固定される。

ステータコア２３は、図２および図３に示すように、外周面２３ａから径方向外側に突出する複数のボルト締結部２３ｂを有している。本実施形態では、４つのボルト締結部２３ｂがステータコア２３の周方向に等間隔で配置されている。ステータコア２３は、ボルト締結部２３ｂに形成された貫通孔２３ｃに挿入されるボルト９２を介してハウジング３０に固定されている。

ステータコア２３は、図３および図４に示すように、軸方向に積み重ねられた複数のステータブロック２３Ａにより構成されている。各ステータブロック２３Ａは、軸方向に積層された複数のステータラミネーション２３Ｂ（電磁鋼板）を有している。ステータラミネーション２３Ｂは、磁性を有する薄板の鋼板を所定形状に打ち抜くことによって形成される。

ステータコア２３は、２種類のステータブロック２３Ａ１，２３Ａ２により構成されている。第２のステータブロック２３Ａ２は、第１のステータブロックＡ１上に積載されている。ステータブロック２３Ａ１，２３Ａ２は、ステータラミネーション２３Ｂの積層数が異なる。第１のステータブロック２３Ａ１は、例えば、３５枚のステータラミネーション２３Ｂを積層して構成したブロックである。一方、第２のステータブロック２３Ａ２は、第１のステータブロック２３Ａ１よりも少ない数（３５枚未満）のステータラミネーション２３Ｂで構成されている。

モータ１の機種ごとにステータコア２３を構成するステータラミネーション２３Ｂの積層数は異なるが、本例では例えば、第１のステータブロック２３Ａ１を１４ブロック、第２のステータブロック２３Ａ２を２ブロック、全部で１６ブロック積み重ねて図３に示すようなステータコア２３としている。

＜ステータ製造ライン１００＞
次に、ステータ製造ライン１００の概略構成および動作について説明する。
図１に示すように、ステータ製造ライン１００は、プレス加工機（ステータブロック製造装置）１１０と、搬送装置１２０と、切り離し装置１３０と、反転装置１４０と、移載装置１５０と、重量測定装置１６０と、転積装置１７０と、を備える。

（プレス加工機）
プレス加工機１１０は、複数の電磁鋼板を積層してステータブロックとする。すなわち、プレス加工機１１０は、磁性を有する薄板の鋼板から所定形状のステータラミネーション２３Ｂをプレス金型を用いて打ち抜いた後、プレス金型内で所定数のステータラミネーション２３Ｂを積み重ねてカシメることによりブロックにしている。

本実施形態のプレス加工機１１０では、例えば、第１のステータブロック２３Ａ１および第２のステータブロック２３Ａ２をそれぞれ２ブロックずつ製造し、種類ごとに２ブロックずつ積み重ねた状態で搬出する。具体的には、まず、第１のステータブロック２３Ａ１を７組、全１４ブロック製造し、その後、第２のステータブロック２３Ａ２を１組、全２ブロック製造する。本実施形態のプレス加工機１１０では、この製造順を１クールとする。

（搬送装置）
搬送装置１２０は、搬送方向上流側の一端がプレス加工機１１０に接続される。搬送装置１２０は搬送方向下流側の他端が反転装置１４０に接続された搬送コンベア１２１を備える。搬送装置１２０は、搬送コンベア１２１により、プレス加工機１１０において製造されたステータブロック２３Ａを種類ごとにそれぞれ２ブロックずつ搬送する。

搬送コンベア１２１は、ステータブロック２３Ａの直径よりも小さい幅を有する。搬送コンベア１２１は、ステータブロック２３Ａの一部を外側にはみ出させた状態で、ステータブロック２３Ａを搬送する。すなわち搬送コンベア１２１の幅方向中央位置にステータブロック２３Ａの中心が一致した状態で、ステータブロック２３Ａの搬送方向に交差する両側の端部がそれぞれ搬送コンベア１２１からはみ出るようになっている。

なお、本実施形態では、搬送装置１２０として搬送コンベア１２１を備えているが、ローラコンベア、ローダー、ハンドロボットでもよいし、これらを組み合わせた構成であってもよい。

（切り離し装置）
図５Ａは、一実施形態のステータ製造ライン１００における切り離し装置１３０の構成を示す図である。
切り離し装置１３０は、プレス加工機１１０から上下に積み重なって搬出された複数のステータブロック２３Ａをそれぞれ１ブロックずつに分ける機能を有する。切り離し装置１３０は、図５Ａに示すように、搬送コンベア１２１上に配置されたストッパー１３１および電磁チャック部（第１の保持部）１３２と、搬送コンベア１２１の外側に配置された接触検出部１３３と、を備える。切り離し装置１３０は、ステータブロック２３Ａの搬送経路上に位置する。すなわち、切り離し装置１３０は、図１に示す搬送コンベア１２１の長手方向中央付近であって、プレス加工機１１０と後述する反転装置１４０との間に位置する。

ストッパー１３１は、プレス加工機１１０から上下に積み重なって搬出された複数のステータブロック２３Ａに接触する。ストッパー１３１は、搬送コンベア１２１によって搬送されてきたステータブロック２３Ａが接触可能な接触面１３１ａを有する。ストッパー１３１は、断面Ｌ字形状をなす鋼板より構成される。接触面１３１ａは、搬送方向上流側（プレス加工機１１０側）を向く面である。接触面１３１ａは、搬送コンベア１２１の搬送面１２１ａに対して上下方向に垂直であるとともに搬送方向に対しても垂直をなす面である。ストッパー１３１は、少なくとも上下方向に移動可能である。

接触検出部１３３は、レーザー光の光軸Ｏが搬送方向に交差するとともに、その光軸Ｏ上にストッパー１３１の接触面１３１ａが位置するように設置される。接触検出部１３３は、ストッパー１３１の接触面１３１ａに沿って照射したレーザー光の反射によって、ストッパー１３１にステータブロック２３Ａが接触したことを検出する。

電磁チャック部１３２は、エアシリンダーと、当該エアシリンダーに取り付けられた複数の電磁石１３２Ｂとを備える。複数の電磁石１３２Ｂは、上段側のステータブロック２３Ａの上面２３ｄに対向する。電磁チャック部１３２は、接触検出部１３３の検出結果に基づいて、２段重ねのステータブロック２３Ａのうち上段側のステータブロック２３Ａのみを吸着し、下段側のステータブロック２３Ａから分離する機能を有する。

（反転装置）
図６および図７は、一実施形態のステータ製造ラインにおける反転装置１４０の構成および動作を示す図である。
反転装置１４０は、搬送コンベア１２１の下流側端部に位置し、プレス加工機１１０（図１）によって製造されたステータブロック２３Ａの表裏面を反転させる機能を有する。反転装置１４０は、図６および図７に示すように昇降部１４１と反転部１４２とを備える。

昇降部１４１は、図６に示すように、搬送コンベア１２１の裏面側下方に設置されたエアシリンダ１４１Ａと、搬送コンベア１２１の幅方向両側に位置する一対の昇降支持部１４１Ｂとを備える。昇降部１４１は、搬送装置１２０からステータブロック２３Ａを持ち上げる。一対の昇降支持部１４１Ｂは、エアシリンダ１４１Ａに接続されており、搬送コンベア１２１の搬送面１２１ａ側においてエアシリンダ１４１Ａの動きに応じて上下移動する。昇降支持部１４１Ｂは、ステータブロック２３Ａの裏面２３Ａｂを支持する第１面１４１Ｂｂと、ステータブロック２３Ａの外周面２３ａを支持する第２面１４１Ｂｃとを有する。このため、ステータブロック２３Ａを径方向両側から挟み込みながら支持する構成のため、径方向への位置ずれを防止しつつ水平な状態でステータブロック２３Ａを上昇させることが可能である。

反転部１４２は、図７に示すように、搬送コンベア１２１の上方に位置し、搬送方向に交差するとともに搬送コンベア１２１の幅方向に延びる回転軸部１４２Ａと、回転軸部１４２Ａに交差した状態で接続された支持軸部１４２Ｂと、支持軸部１４２Ｂの両端に配置された一対のエアチャック部（第２の把持部）１４２Ｃと、回転軸部１４２Ａに接続され当該回転軸部１４２Ａを回転軸Ｊ２の回りに回転させるロータリーシリンダと、を備える。

反転部１４２は、回転軸部１４２Ａの回転に伴って、支持軸部１４２Ｂを介して回転軸部１４２Ａに接続された一対のエアチャック部１４２Ｃを、交互に搬送コンベア１２１に対向させることができる。反転部１４２は、昇降部１４１によって持ち上げられたステータブロック２３Ａの表裏面を反転させることができる。

本実施形態のエアチャック部１４２Ｃは、３つの爪部１４３を有した平行開閉型のエアチャック機構であってステータブロック２３Ａを内径側から保持する。各エアチャック部１４２Ｃの開閉動作は、互いに連動していてもよいし、個別に駆動できるものであってもよい。なお、エアチャック部１４２Ｃの構成は上述したものに限られず、ステータブロック２３Ａを径方向外側から保持する構成であってもよい。

支持軸部１４２Ｂの両端に接続された一対のエアチャック部１４２Ｃは、一方のエアチャック部１４２Ｃの爪部１４３の位置と、他方のエアチャック部１４２Ｃの爪部１４３の位置とが、支持軸部１４２Ｂの回転軸Ｊ３の軸回りにずれている。反転部１４２を上方から見たとき、上位のエアチャック部１４２Ｃにおいて突起を上方に向けた各爪部１４３の間から、下位のエアチャック部１４２Ｃの爪部１４３の裏面側が確認できる構成となっている。

（移載装置）
図８は、一実施形態のステータ製造ライン１００における移載装置１５０および重量測定装置１６０の周辺の構成を示す図である。
図８に示すように、移載装置１５０は、反転装置１４０から重量測定装置１６０へステータブロック２３Ａを移載させる機能を有する。移載装置１５０は、反転装置１４０よりも上方に位置し、スライド部１５１と、スライド部１５１に接続された第３の保持部１５２と、を備える。

スライド部１５１は、ガイドレール１５１Ａと、ガイドレール１５１Ａに沿って移動する移動部１５１Ｂとを有する。ガイドレール１５１Ａは、反転装置１４０から重量測定装置１６０にかけて延びる。ガイドレール１５１Ａは、搬送コンベア１２１に交差する方向に延びる。移動部１５１Ｂの前方下端側に第３の保持部１５２が接続されている。
第３の保持部１５２は、例えば、上述したエアチャック部１４２Ｃと同様の構成をなす。第３の保持部１５２は、例えば、３つの爪部１５３を有した平行開閉型のエアチャック装置である。

第３の保持部１５２は、スライド部１５１に対して各爪部１５３の突起を下方に向けた状態で取り付けられている。このため、反転装置１４０の真上に位置するとき、第３の保持部１５２側の爪部１５３の突起が、反転装置１４０における上位側のエアチャック部１４２Ｃの爪部１４３の突起と対向する。

本実施形態では、第３の保持部１５２の爪部１５３の位置と、反転装置１４０の上位側のエアチャック部１４２Ｃの爪部１４３の位置とが、上下に延びる軸Ｊ３、Ｊ４の軸回りにそれぞれずれている。これにより、反転装置１４０のエアチャック部１４２Ｃがチャックしているステータブロック２３Ａのチャック位置と、第３の保持部１５２によるステータブロック２３Ａのチャック位置とが異なり、互いの爪部１４３、１５３が干渉するのを阻止した構成となっている。

（重量測定装置）
図９は、一実施形態におけるステータ製造ライン１００における重量測定装置１６０の構成を示す図である。
図８および図９に示すように、重量測定装置１６０は、各ステータブロック２３Ａの重量を種類ごとに測定し、各ステータブロック２３Ａを構成しているステータラミネーション２３Ｂの枚数を確認する。

重量測定装置１６０は、反転装置１４０の近傍であって搬送コンベア１２１の幅方向一方側に配置されている。重量測定装置１６０は、ステータブロック２３Ａを載置させる載置台１６１と、載置台１６１に接続されたエアシリンダー１６２と、載置台１６１の下方に位置するロードセル１６３と、を備える。載置台１６１上にステータブロック２３Ａが載置されると、エアシリンダー１６２により載置台１６１が降下し、ロードセル１６３によってステータブロック２３Ａの重量を測定できる。

（転積装置）
図１０は、一実施形態におけるステータ製造ライン１００における転積装置１７０の周辺を示す図である。図１１Ａは、ステータブロック２３Ａの切欠き２３Ａｄを示す図である。図１１Ｂは、図１１Ａに示す切欠き２３Ａｄの拡大図である。

図１０に示すように、転積装置１７０は、多関節ロボットアーム（ロボットアーム）１７１と、切欠き検出部１７２と、積み上げ部１７３と、仮置き台１７４と、排出コンベア（排出部）１７５と、を備える。

転積装置１７０は、ステータラミネーション（電磁鋼板）２３Ｂの枚数が正しいと確認できたステータブロック２３Ａと、枚数に異常のあったステータブロック２３Ａとを振り分けるとともに、枚数ＯＫのステータブロック２３Ａを所定数積み重ねる機能を有する。すなわち、転積装置１７０は、重量測定装置１６０の測定結果に基づいて電磁鋼板２３Ｂの枚数が正常なステータブロック２３Ａを所定数ずつ転積させてステータスタック１０８とする。

排出コンベア１７５は、一端側が多関節ロボットアーム１７１の可動域内に位置するように設置され、重量測定装置１６０において既定重量外でＮＧとなったステータブロック２３Ａを排出する。すなわち、排出コンベア（排出部）１７５は、ステータラミネーション（電磁鋼板）２３Ｂの枚数に異常があった第２のステータブロック２３Ａ２を排出する。

仮置き台１７４は、重量測定装置１６０において重量ＮＧと判断されたステータブロック２３Ａの後から搬送されてくる他のステータブロック２３Ａを一時的に退避させておく台である。本例では、例えば、重量測定装置１６０において重量がＮＧと判断され排出された第１のステータブロック２３Ａ１の後から搬送されてくる第２のステータブロック２３Ａ２を一時的に退避させておくよう機能する。本例の仮置き台１７４では、例えば、第３Ａ２のステータブロック２３Ａ２を２つまで仮置しておくことが可能である。

多関節ロボットアーム１７１は、複数のアーム部材１７１ａが複数の関節１７１ｂを介して連結されたアーム部１７１Ａと、アーム部１７１Ａの先端に接続された第２の保持部１７１Ｂを備える。多関節ロボットアーム１７１は、第２の保持部１７１Ｂによって重量測定後のステータブロック２３Ａを保持し、ステータブロック２３Ａを所定の場所へ移載させる機能を有する。
アーム部１７１Ａは、上下方向に延びる回転軸Ｊ４の軸回りに回転可能であるとともに、多軸制御による屈伸動作の自由度が高い多関節構成とされている。

切欠き検出部１７２は、ステータブロック２３Ａを照らすバックライト１７２Ａと、ステータブロック２３Ａを撮像するカメラ１７２Ｂと、を備える。切欠き検出部１７２は、上下に離間して配置されたバックライト１７２Ａとカメラ１７２Ｂとの間に、多関節ロボットアーム１７１により搬入したステータブロック２３Ａをカメラ１７２Ｂにて撮像する。これにより、切欠き検出部１７２は、ステータブロック２３Ａの外周に形成された切欠き２３Ａｄを検出する。切欠き検出部１７２は、図１１Ａ，図１１Ｂに示すステータブロック２３Ａの切欠き２３Ａｄの位置を確認できる。

積み上げ部１７３は、平面視矩形状のテーブル１７３Ａと、テーブル１７３Ａの下方に配置された円柱形状のセンターガイド１７３Ｂと、テーブル１７３Ａの幅方向両外側に配置された一対の軸回りガイド１７３Ｃと、を備える。テーブル１７３Ａには、第１のステータブロック２３Ａ１および第２のステータブロック２３Ａ２が所定の順で転積される。一対の軸回りガイド１７３Ｃは、上下に移動可能なセンターガイド１７３Ｂに接続されており、センターガイド１７３Ｂに同期して上下に移動する。

ステータブロック２３Ａが載置されるテーブル１７３Ａの中央には、センターガイド１７３Ｂを挿通させるための円形の貫通孔が形成されている。センターガイド１７３Ｂは、テーブル１７３Ａの上記貫通孔を通じてテーブル１７３Ａ上に載置されたステータブロック２３Ａの内径孔２３Ａａ（図１１Ａ）に挿入される。センターガイド１７３Ｂは、テーブル１７３Ａ上に積載されたステータブロック２３Ａの数に応じて段階的に上昇し、最終的にテーブル１７３Ａ上に載置された全てのステータブロック２３Ａの内径孔２３Ａａ内に進入するよう構成されている。これにより、各ステータブロック２３Ａの径方向の位置ずれを抑制できる。

一対の軸回りガイド１７３Ｃは、テーブル１７３Ａ上に複数積載されたステータブロック２３Ａの軸回りの位置を揃える機能を有する。本実施形態のステータブロック２３Ａは、径方向外側に突出するボルト締結部２３ｂを４つ有しており、一対の軸回りガイド１７３Ｃは、周方向に等間隔で位置する上記複数のボルト締結部２３ｂのうちの２つを把持する構成とされている。これにより、上下で隣り合うステータブロック２３Ａのボルト締結部２３ｂの位置を揃えることができる。

このようにして、本実施形態のステータ製造ライン１００は構成されている。

＜ステータ製造方法＞
次に、上述した本実施形態のステータ製造ライン１００を用いてステータコア２３を製造する方法について述べる。以下の説明において、図１〜図１１Ｂを適宜参照する。

（１．ステータブロック製造工程）
初めに、図１に示したステータ製造ライン１００のプレス加工機１１０において、金型により、平板鋼板から所定形状のステータラミネーション２３Ｂを多数型抜きし、複数枚ずつ積層したステータラミネーション２３Ｂどうしをカシメることで、一度に２つのステータブロック２３Ａを作製する。

このとき、３５枚ずつ積層したステータラミネーション２３Ｂにより第１のステータブロック２３Ａ１を作製し、一度に２ブロックずつ、全１４ブロックを連続して作製する。

続けて、第１のステータブロック２３Ａ１よりも少ない数（３５枚未満）のステータラミネーション２３Ｂにより第２のステータブロック２３Ａ２を、一度のカシメ加工により２ブロック作製する。このようにして、１つのステータコアを製造するのに必要なステータブロック２３Ａを全１６ブロックずつ作製する。

プレス加工機１１０において作製されたステータブロック２３Ａを、搬送装置１２０の搬送コンベア１２１により、種類ごとに２ブロックずつ上下に積み重ねられた状態で搬出する。

（２．切り離し工程）
図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃは、切り離し装置１３０の動作を説明するための図である。
次に、搬送コンベア１２１上に配置された切り離し装置１３０により、上下に積み重ねられた２ブロックのステータブロック２３Ａを１ブロックずつ切り離す。
具体的には、まず、図５Ａに示すように、搬送コンベア１２１上にストッパー１３１を下ろし、搬送コンベア１２１によって搬送される一対のステータブロック２３Ａがストッパー１３１に接触したことを接触検出部１３３において検出すると、電磁チャック部１３２が上位のステータブロック２３Ａを電磁的に吸着して持ち上げる（図５Ｂ）。その間に、ストッパー１３１を退避させ、搬送コンベア１２１により下位のステータブロック２３Ａを先に搬送し、その後方、すなわち搬送コンベア１２１上の下位側のステータブロック２３Ａとは異なる位置に上位側のステータブロック２３Ａを載置する（図５Ｃ）。このようにして、上下に積み重ねられた２ブロックのステータブロック２３Ａを１ブロックずつ切り離す。

（３．ステータブロック反転工程）
次に、反転装置１４０により各ステータブロック２３Ａの表裏を反転させる。
まず、図６に示すように、搬送コンベア１２１により１ブロックずつ搬送されてきたステータブロック２３Ａが昇降支持部１４１Ｂの位置に達すると、エアシリンダ１４１Ａを動作させて昇降支持部１４１Ｂを上昇させ、搬送コンベア１２１上のステータブロック２３Ａを昇降支持部１４１Ｂでリフトアップする。

その後、昇降部１４１によって持ち上げたステータブロック２３Ａの内径孔２３Ａａ内に、その上方側から、反転部１４２における一方のエアチャック部１４２Ｃを挿入し、３つの爪部１４３を開くことでステータブロック２３Ａをその内径孔２３Ａａ側から保持する。

次に、反転部１４２のロータシリンダにより回転軸部１４２Ａを水平方向に延びる回転軸Ｊ２の軸回りに回転させることで、ステータブロック２３Ａを保持した一方側のエアチャック部１４２Ｃを上側に移動させる。このようにして、ステータブロック２３Ａの表裏面を反転させ、搬送コンベア１２１に接触していた裏面２３Ａｂを上側に向ける。回転軸部１４２Ａの回転により、ステータブロック２３Ａを保持していない他方のエアチャック部１４２Ｃは搬送コンベア１２１側へ移動する。

プレス加工機１１０において型抜きされたステータブロック２３Ａには、打ち抜き方向下側の裏面２３Ａｂ側にバリが生じる。本実施例では、後の巻き線工程を鑑みて、ステータコア製作工程の段階でステータブロック２３Ａのプレス抜き方向下側となる裏面２３Ａｂを上向きにしておく。

（４．ステータブロック移載工程）
次に、図８に示した移載装置１５０により、反転装置１４０において反転させたステータブロック２３Ａを、反転装置１４０からピックアップして重量測定装置１６０へ移載する。

具体的に、反転装置１４０のエアチャック部１４２Ｃによって保持されているステータブロック２３Ａのうち、エアチャック部１４２Ｃが保持する部位とは異なる部位を、移載装置１５０の第３の保持部１５２により保持する。ステータブロック２３Ａを保持した第３の保持部１５２をスライド部１５１に沿って移動させ、重量測定装置１６０の載置台１６１上に載置させる。

（５．重量測定工程）
次に、重量測定装置１６０によりステータブロック２３Ａの重量を測定する。
図８および図９に示すように、載置台１６１上にステータブロック２３Ａを載置した後、エアシリンダー１６２により載置台１６１を降下させて、ロードセル１６３によってステータブロック２３Ａの重量を測定する。測定結果をブロックの種類ごとに既定の重量と比較し、第１のステータブロック２３Ａ１、第２のステータブロック２３Ａ２をそれぞれ構成するステータラミネーション２３Ｂの枚数を確認する。

第１のステータブロック２３Ａ１の場合、その測定結果が、ステータラミネーション２３Ｂの枚数が３５枚の重量に相当するかどうかを確認し、第１のステータブロック２３Ａ１としてラミネーションの構成枚数が正しいかどうかを判断する。

また、第２のステータブロック２３Ａ２の場合、その測定結果が、ステータラミネーション２３Ｂの枚数が３５枚以下の既定枚数の重量に相当するうかどうかを確認し、第２のステータブロック２３Ａ２としてラミネーションの構成枚数が正しいかどうかを判断する。

本例では、まず、続けて搬送されてくる１４個の第１のステータブロック２３Ａ１の重量を測定した後、２個の第２のステータブロック２３Ａ２の重量を測定する。

（６．転積工程）
次に、重量を測定することでステータラミネーション２３Ｂの枚数が正しいことが確認できたステータブロック２３Ａを、図９に示す多関節ロボットアーム１７１により、切欠き検出部１７２へと移動させる。

切欠き検出部１７２においてステータブロック２３Ａの外周側に形成された切欠き２３Ａｄの位置を確認した後、積み上げ部１７３のテーブル１７３Ａ上に移載させる。本例では、切欠き２３Ａｄの位置に基づいて、多関節ロボットアーム１７１は、第２の保持部１７１Ｂにて保持する各ステータブロック２３Ａを、９０度ずつ回転させて積み上げを行う。

テーブル１７３Ａ上にステータブロック２３Ａを載置した後、テーブル１７３Ａの中央に形成された貫通孔１７３ａからセンターガイド１７３Ｂを上昇させ、テーブル１７３Ａ上のステータブロック２３Ａの内径孔２３Ａａ内に進入させる。このとき、センターガイド１７３Ｂの先端位置がステータブロック２３Ａの上面よりも突出しないようにすることで、次のステータブロック２３Ａの積み重ねを行いやすい。

本例では、テーブル１７３Ａ上にステータブロック２３Ａを積み重ねる度に、センターガイド１７３Ｂを１段ずつ上昇させる。これにより、積み重ねるステータブロック２３Ａの径方向への位置ずれをなくし、下段側のステータブロック２３Ａとの位置を揃えながら上下方向（＋Ｚ方向）に積み重ねることができる。

このようにして、第１のステータブロック２３Ａ１を１４段転載した後、第２のステータブロック２３Ａ２を２段転載し、全１６段のステータブロック２３Ａを積み上げてステータスタック１０８とする。

一方で、多関節ロボットアーム１７１は、重量測定装置１６０において枚数ＮＧと判断されたステータブロック２３Ａを排出コンベア１７５により排出させる。
本例では、重量測定装置１６０において重量ＮＧと判断された第１のステータブロック２３Ａを排除した場合、その後から搬送されてくる第１のステータブロック２３Ａを順次積み重ねていく。積み重ね段数は、排出した第１のステータブロック２３Ａ１の数だけ少ない段数となる。

このとき、積み重ねた第１のステータブロック２３Ａ１の数が１４段に満たないため、続けて搬送されてきた第２のステータブロック２３Ａ２を仮置き台１７４へ一時的に退避させておく。

本実施形態のプレス加工機１１０では、第１のステータブロック２３Ａ１を１４個連続して作製するとともに、第２のステータブロック２３Ａ２を２個連続して作製していることから、１つでも第１のステータブロック２３Ａ１に異常が見つかって排出してしまうと、ステータスタック１０８を作製するために必要な第１のステータブロック２３Ａ１の数が足りなくなってしまう。

排出した第１のステータブロック２３Ａ１が１つの場合、枚数ＯＫの第１のステータブロック２３Ａ１を１３段積み上げた後、その後に続く２個の第２のステータブロック２３Ａ２を仮置き台１７４へと移動させておき、次のクールから、足りない数だけ第１のステータブロック２３Ａ１を補填する。

枚数ＯＫの第１のステータブロック２３Ａ１を１４段積み重ねた後、仮置き台１７４上に退避させておいた高さ調整用の第２のステータブロック２３Ａ２をその上にさらに２段積み重ねることで、全１６段のステータブロック２３Ａを積み上げる。このようにして、所定の高さを満たすステータスタック１０８を作製する。

（７．溶接工程）
次に、作製したステータスタック１０８に対して溶接工程を実施する。
不図示の溶接装置を用いて、前工程において積み重ねた全１６段のステータブロック２３Ａどうしを接合し、ステータコアを作製する。

上述したステータ製造ライン１００では、ステータブロック２３Ａの重量を測定することでステータラミネーション２３Ｂの枚数を確認する機能を備えている。これにより、ステータブロック２３Ａの高さを測定することによってステータラミネーション２３Ｂの枚数を確認していた従来の方法に比べて、各ステータブロック２３Ａを構成するステータラミネーション２３Ｂの枚数を簡単かつ精度よく確認することができる。すなわち、プレス加工機１１０におけるカシメ具合によって変化するブロック高さを測定するよりも、ブロック重量を測定する方がステータラミネーション２３Ｂの枚数を正確に把握することができる。
また、例えば、高さ測定を作業者が行う場合には、測定誤差が生じたり測定時間がかかってしまうことが懸念されるが、測定を自動化することで測定精度が高まるとともに省人化が可能となり、ステータコアの製造にかかるコスト削減や製造時間の短縮が図れる。

さらに、ステータ製造ライン１００では、ステータラミネーション２３Ｂの枚数に異常のあるステータブロック２３Ａを排出コンベア１７５により排出することができる。ステータコアを製造するには、第１のステータブロック２３Ａ１を１４段積み重ねた後、第２のステータブロック２３Ａ２を２段積み重ねる必要があるが、例えば、枚数異常のある第１のステータブロック２３Ａ１を取り除いたことで、第１のステータブロック２３Ａ１の積載数が１４段に満たないうちに第２のステータブロック２３Ａ２が搬送されてきた場合、第２のステータブロック２３Ａ２を仮置き台１７４の方へ一時的に退避させておくことができる。これにより、第１のステータブロック２３Ａ１および第２のステータブロック２３Ａ２を所定の順番で積載させることができる。また、第２のステータブロック２３Ａ２を第１のステータブロック２３Ａ１よりも上段側に載置することで、ステータスタックを構成する積層鋼板の枚数の調整が容易である。

また、ステータ製造ライン１００では、プレス加工機１１０においてステータブロック２３Ａを２ブロックずつ作製しており、上下に２ブロック積み重なった状態で搬送する構成となっている。そのため、搬送経路上に切り離し装置１３０を設置し、重量測定前に２つのステータブロック２３Ａを１ブロックずつ分離して搬送することによって、個々のステータブロック２３Ａの重量を正確に測定することができるとともに、後に続く転積作業が行いやすい。

また、ステータブロック２３Ａの下面側には打ち抜き加工時に生成されたバリが存在する。バリが存在する下面側を下に向けた状態でそのステータブロック２３Ａを重量測定装置１６０の載置台１６１上に載置させると、水平姿勢を維持できず、ステータブロック２３Ａが僅かに傾くおそれがある。この場合、次の工程で多関節ロボットアーム１７１によりステータブロック２３Ａを積載させる際に不具合が生じるおそれがある。ステータブロック２３Ａの転積工程をスムーズに行うためには、少なくとも転積工程の前に、バリが存在する下面を上側に向けるようにステータブロック２３Ａの表裏面を反転させておくことが好ましい。

さらに、ステータとして完成させる際に、後の巻き線工程でステータコア内に部品を挿入するが、その際にバリに引っかかることがなくなり部品の挿入を行いやすいという効果も得られる。

また、ステータ製造ライン１００では、ステータブロック２３Ａをテーブル１７３Ａ上に所定数積み重ねてステータスタック１０８とする際、転積装置１７０のテーブル１７３Ａ上にステータブロック２３Ａが１つずつ積載するごとに、このステータブロック２３Ａの内径孔２３Ａａ内にセンターガイド１７３Ｂを進入させることで、径方向の位置決めを行っている。つまり、テーブル１７３Ａ上に載置される個々のステータブロック２３Ａの厚さに相当する分だけセンターガイド１７３Ｂを上昇させることで、積み重ねられたステータブロック２３Ａどうしの径方向の位置を揃えることができる。これにより、ステータブロック２３Ａの数が多くても精度良く積載させることができるため、軸方向に傾きのないステータスタック１０８とすることができる。

このようにして、本実施形態のステータ製造ライン１００によれば、ステータブロック２３Ａの転積作業の効率を高めることができるとともに製造するステータコアの歩留まりの向上を図ることができる。

以上に、本発明の実施形態を説明したが、実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

１００…ステータ製造ライン、２０…ステータ、２３Ａ…ステータブロック、２３Ａ１…第１のステータブロック、２３Ａ２…第２のステータブロック、２３Ａａ…内径孔、２３Ａｂ…裏面、２３Ａｄ…切欠き、２３Ｂ…電磁鋼板、１１０…プレス加工機（ステータブロック製造装置）、１２０…搬送装置、１３０…切り離し装置、１３１…ストッパー、１３２…電磁チャック部（第１の保持部）、１３３…接触検出部、１４０…反転装置、１４１…昇降部、１４２…反転部、１６０…重量測定装置、１７０…転積装置、１７１…多関節ロボットアーム（ロボットアーム）１７２…切欠き検出部、１７３Ａ…テーブル、１７３Ｂ…センターガイド、１７４…仮置き台、１７５…排出コンベア（排出部）、１０８…ステータスタック

Claims (9)

1. 複数の電磁鋼板を積層してステータブロックとするステータブロック製造装置と、
   前記ステータブロックを搬送する搬送装置と、
   前記ステータブロックの重量を測定し前記電磁鋼板の枚数を確認する重量測定装置と、
   前記重量測定装置の測定結果に基づいて前記電磁鋼板の枚数が正常な前記ステータブロックを所定数ずつ転積させてステータスタックとする転積装置と、を備える、
   ステータ製造ライン。
2. 前記ステータスタックは、積載された複数の第１の前記ステータブロックと、複数の前記第１のステータブロック上に積載された複数の第２の前記ステータブロックとからなり、前記第２のステータブロックは、前記第１のステータブロックよりも少ない数の前記電磁鋼板からなり、
   前記電磁鋼板の枚数に異常があった前記第２のステータブロックを排出する排出部と、
   排出された前記第２のステータブロックの後から搬送されてくる前記第２のステータブロックを仮置きする仮置き台と、
   を備える、
   請求項１に記載のステータ製造ライン。
3. 前記ブロック製造装置から上下に積み重なって搬出された複数の前記ステータブロックを１ブロックずつに分ける切り離し装置を備え、
   前記切り離し装置は、前記ステータブロックの搬送経路上に位置し、
   前記ブロック製造装置から上下に積み重なって搬出された複数の前記ステータブロックに接触するストッパーと、
   前記ストッパーに複数の前記ステータブロックが接触したことを検出する接触検出部と、
   前記接触検出部の検出結果に基づいて上段側の前記ステータブロックのみを保持する第１の保持部と、を有する、
   請求項１または２に記載のステータ製造ライン。
4. 前記ステータブロック製造装置において製造された前記ステータブロックの表裏面を反転させる反転装置を備え、
   前記反転装置は、
   前記搬送装置から前記ステータブロックを持ち上げる昇降部と、
   前記昇降部によって持ち上げられた前記ステータブロックの表裏面を反転させる反転部と、を備える、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のステータ製造ライン。
5. 前記転積装置は、前記ステータブロックの外周側に形成された切欠きの位置に基づいて、複数の前記ステータブロックの各々を周方向一方へ順次所定の角度ずつ回転させて積み重ねることで前記ステータスタックを形成するもので、
   前記ステータブロックを保持する第２の保持部を有するロボットアームと、
   前記ステータブロックの外周に形成された切欠きを検出する切欠き検出部と、
   前記第１のステータブロックおよび前記第２のステータブロックが所定の順で転積されるテーブルと、
   前記テーブル上に転積された複数の前記ステータブロックの内径孔に挿入されるセンターガイドと、を有し、
   前記センターガイドは、前記テーブル上に前記ステータブロックが１つずつ積載されるごとに上昇する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のステータ製造ライン。
6. 前記請求項１から５のいずれか１項に記載のステータ製造ラインを用いたステータ製造方法であって、
   複数の電磁鋼板を加圧してステータブロックを形成するステータブロック製造工程と、
   前記ステータブロックの重量を測定し前記電磁鋼板の積層枚数を確認する重量測定工程と、
   前記重量測定装置の測定結果に基づいて前記電磁鋼板の枚数が正常な前記ステータブロックを所定数ずつ転積してステータスタックとする転積工程と、を有する、
   ステータ製造方法。
7. 前記ステータブロック製造工程では、所定数の前記電磁鋼板を積層した第１のステータブロックと、前記第１のステータブロックよりも少ない数の前記電磁鋼板を積層した第２のステータブロックと、をそれぞれ所定の数ずつ製造し、
   前記転積工程では、
   前記電磁鋼板の枚数に異常があった前記第２のステータブロックを排出し、
   排出された前記第２のステータブロックより後から搬送された前記第２のステータブロックを仮置き台に一時的に退避させ、
   前記電磁鋼板の枚数が正常な前記第１のステータブロックを所定数積載した後、前記仮置き台上の前記第２のステータブロックを所定数積載する、
   請求項６に記載のステータ製造方法。
8. 前記ブロック製造装置から上下に積み重なって搬出された複数の前記ステータブロックを１ブロックずつに分ける切り離し工程を有する、
   請求項６または７に記載のステータ製造方法。
9. 前記転積工程の前に、
   前記ステータブロックの表裏面を反転させる反転工程と、を有する、
   請求項６から８のいずれか１項に記載のステータ製造方法。

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