JP2021097492A - 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】加圧溶接後に不良の生じたステータコアを迅速かつ容易に検出することのできるステータ製造ラインおよびステータ製造方法を提供する。【解決手段】複数の電磁鋼板が積層されたステータブロック２３Ａを複数積み重ねてステータスタックとする積載装置１７０と、前記ステータスタックを搬送する搬送装置１８０と、前記ステータスタックを加圧溶接することでステータコアとする加圧溶接装置２１０と、前記ステータコアの高さ測定を行う測定装置２２０と、前記測定装置の結果に基づいて前記ステータコアを振り分ける振り分け装置と、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。

従来から、ステータ製造ラインにおいて、複数枚のラミネーション（電磁鋼板）を積層してなるステータブロックを数ブロックずつ積み重ねることでステータスタックとし、当該ステータスタックを加圧溶接することによってステータコアを製造する技術が用いられている（例えば、特許文献１）。

特開２０１５-０８２８４８号公報

ステータコアの製造過程においては、加圧溶接後のステータコアの高さ寸法が、加圧溶接前のステータスタックの高さ寸法と異なってしまうことがある。そのため、加圧溶接後に不良の生じたステータコアを迅速かつ容易に検出す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、複数の電磁鋼板が積層されたステータブロックを複数積み重ねてステータスタックとする積載装置と、前記ステータスタックを搬送する搬送装置と、前記ステータスタックを加圧溶接することでステータコアとする加圧溶接装置と、前記ステータコアの高さ測定を行う測定装置と、前記測定装置の測定結果に基づいて前記ステータコアを振り分ける振り分け装置と、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てステータを製造するステータ製造方法であって、複数の電磁鋼板が積層されたステータブロックを複数積み重ねてステータスタックとする積載工程と、前記ステータスタックを搬送する搬送工程と、前記ステータスタックに対して溶接を行うことでステータコアを製造する溶接工程と、溶接後の前記ステータコアの高さを測定する寸法測定工程と、前記寸法測定工程の測定結果に基づいて前記ステータコアを振り分ける振り分け搬送工程と、を備える。

本発明の一つの態様によれば、不良の生じたステータコアを容易に検出することの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１００を示す図である。 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、２つのステータブロック２３Ａを示す図である。 図５は、一実施形態のステータ製造ライン１００の一部を示す図である。 図６は、一実施形態の転積装置１７０における積み上げ部１７３の構成を示す図である。 図７は、一実施形態の転積装置１７０における積み上げ部１７３の動作を説明するための図である。 図８は、一実施形態のステータ製造ライン１００における第２移載装置１９０の構成を示す図である。 図９は、一実施形態のステータ製造ライン１００における高さ測定装置２２０の構成を示す図である。 図１０は、一実施形態のステータ製造ライン１００における振り分け装置２４０の構成を示す図である。

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、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）２３Ｂを有している。ステータラミネーション２３Ｂは、磁性を有する薄い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（図３）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に形成されたボルト貫通孔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２３Ａ１，２３Ｂ２により構成されている。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５は、一実施形態のステータ製造ライン１００の一部を示す図である。
図１および図５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、第１搬送装置１２０と、切り離し装置１３０と、反転装置１４０と、第１移載装置１５０と、重量測定装置１６０と、転積装置（積載装置）１７０と、第２搬送装置（搬送装置）１８０と、第２移載装置（移載装置）１９０と、加圧溶接装置２１０と、排出装置２３０と、高さ測定装置（測定装置）２２０と、振り分け装置２４０と、を備える。

（プレス加工機）
図１に示すように、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。

（第１搬送装置）
第１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。第１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。第１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、第１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）
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排出された２つ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。

（反転装置）
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、切り離し装置１３０によって分離されたステータブロック２３Ａの表裏面を１つずつ反転させる機能を有する。

（第１移載装置）
第１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。

（重量測定装置）
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（＋Ｙ側）に配置されている。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。

（転積装置）
転積装置１７０は、図１に示すように、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、第１排出コンベア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を所定数積み重ねてステータスタック１０８とする機能を有する。

第１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。

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。

図６は、一実施形態の転積装置１７０における積み上げ部１７３の構成を示す図である。図７は、一実施形態の転積装置１７０における積み上げ部１７３の動作を説明するための図である。
積み上げ部１７３は、図６に示すように、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。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１７３ａが形成されている。センターガイド１７３Ｂは、図７に示すように、テーブル１７３Ａの上記貫通孔１７３ａ（図６）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内に進入する。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の径方向の位置を規制できる。

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（図４）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のうち径方向で対向する２つのボルト締結部２３ｂを、外側からそれぞれ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。

（第２搬送装置）
第２搬送装置１８０は、図５に示すように、搬送レール機構１８１と、搬送支持台１８２と、を備える。搬送支持台１８２は、積み上げ部１７３を下方から支持するもので、搬送レール機構１８１のガイドレール１８３に沿って一方向（＋Ｙ軸方向）へ往復移動する構成となっている。第２搬送装置１８０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、ステータスタック１０８を積み上げ部１７３とともに第２移載装置１９０へと搬送する。

（第２移載装置）
図８は、一実施形態のステータ製造ライン１００における第２移載装置１９０の構成を示す図である。
第２移載装置１９０は、図５に示すように、第２搬送装置１８０の他端側に配置されている。第２移載装置１９０は、移載部１９１と搬送部１９２とレール部１９３とを備える。第２搬送装置１８０は、ステータスタック１０８を搬送する。

移載部１９１は、図８に示すように、ステータスタック１０８を把持するエアチャック部１９１Ａと、エアチャック部１９１Ａの開閉動作を行うエアシリンダー１９１Ｂと、エアチャック部１９１Ａを上下に移動させる単軸ロボットからなる昇降部１９１Ｃと、を少なくとも備えている。

エアチャック部１９１Ａは、４つの把持部１９１ａを有した平行開閉型のエアチャック機構である。４つの把持部１９１ａは互いに連動し、エアシリンダー１９１Ｂの動きに伴って開閉する。エアチャック部１９１Ａの開閉動作により、センターガイド１７３Ｂとともにステータスタック１０８を把持することができる。このような移載部１９１は、搬送部１９２に接続され、レール部１９３に沿って移動可能である。

本実施形態では、ステータスタック１０８の移載中にステータブロック２３Ａ（図３）どうしが径方向へずれるのを防ぐため、各ステータブロック２３Ａの内径孔２３Ａａ（図３）内にセンターガイド１７３Ｂを挿入させた状態のまま、当該ステータスタック１０８をその径方向外側から把持する。すなわち、第２移載装置１９０は、センターガイド１７３Ｂを用いて移載を行う。

搬送部１９２およびレール部１９３は互いに平行に位置し、一方向（＋Ｙ方向）へ延びる。
上述した移載部１９１は、単軸ロボットからなる搬送部１９２に連結されており、搬送部１９２の動作によってレール部１９３の一端側から他端側へ往復移動する構成となっている。

第２移載装置１９０は、図１に示すように、第２搬送装置１８０と加圧溶接装置２１０との間でステータスタック１０８を移載する機能を有する。さらに、第２移載装置１９０は、加圧溶接装置２１０と高さ測定装置２２０との間でステータコア２３を移載する機能を有する。

（加圧溶接装置）
加圧溶接装置２１０は、図１および図５に示すように、加圧部２１２と、複数のレーザー照射部２１１と、を有している。加圧溶接装置２１０は、ステータスタック１０８を加圧溶接することでステータコアとする。すなわち、加圧溶接装置２１０は、第２移載装置１９０を通じて搬入されたステータスタック１０８を、加圧部２１２にて加圧しながら複数のレーザー照射部２１１により複数のステータブロック２３Ａを互いに接合し、ステータコア２３（図３）を製造するための装置である。

加圧溶接装置２１０は、第２移載装置１９０の近傍に配置されており、レール部１９３の長さ方向中央付近における幅方向一方側（＋Ｘ側）で当該レール部１９３と隣り合うように位置している。この加圧溶接装置２１０には、第２移載装置１９０のレール部１９３に沿って移動するエアチャック部１９１Ａを介してステータスタック１０８が供給される。

本実施形態の加圧溶接装置２１０は、溶接前のステータスタック１０８を上記加圧部２１２により所定の圧力で加圧したときの高さを測定する機能を有し、高さＯＫのステータスタック１０８に対してのみ溶接を実施するものである。

（排出装置）
排出装置２３０は、排出台２３１と、排出台２３１に接続された排出レール部２３２とを有する。排出装置２３０は、図１および図５に示すように、第２移載装置１９０の近傍に配置されており、レール部１９３の他端側における幅方向一方側（＋Ｘ側）で当該レール部１９３と隣り合うように位置している。排出装置２３０は、加圧溶接装置２１０において高さＮＧとなった未溶接のステータスタック１０８を排出する装置である。

（高さ測定装置）
図９は、一実施形態のステータ製造ライン１００における高さ測定装置２２０の構成を示す図である。
高さ測定装置２２０は、図１に示すように、加圧溶接後のステータコア２３の高さを測定する装置である。具体的に、高さ測定装置２２０は、搬送方向における加圧溶接装置２１０よりも下流側であって、第２移載装置１９０のレール部１９３の後端側に配置され、当該レール部１９３の幅方向一方側（＋Ｘ側）において加圧溶接装置２１０と隣り合うように位置している。

高さ測定装置２２０は、図９に示すように、第２移載装置１９０を通じてステータコア２３が搬入される搬入部２２２と、ステータコア２３の高さ測定を行う測定ユニット２２１と、測定ユニット２２１を昇降させる昇降部２２３と、を少なくとも備えている。

搬入部２２２は、搬入されたステータコア２３を支持する支持台２２２Ａと、支持台２２２Ａを案内する一対のガイドレール２２２Ｂと、支持台２２２Ａを一対のガイドレール２２２Ｂに沿って往復移動させるエアシリンダー２２２Ｃと、を備えている。搬入部２２２は、第２移載装置１９０を通じて支持台２２２Ａ上に搬入されたステータコア２３を、エアシリンダー２２２Ｃの動作により搬入位置から測定位置へと移動させる。

ここで、搬入位置とは、支持台２２２Ａが上下方向（Ｚ方向）で測定ユニット２２１とは重ならない位置である。測定位置とは、支持台２２２Ａが上下方向で測定ユニット２２１と重なる位置、すなわち後述するセンター挿入部２２４の真下となる位置である。

測定ユニット２２１は、図９に示すように、センター挿入部（挿入部）２２４と、センサー支持部２２５と、複数の高さ測定部２２６と、を少なくとも備えている。センター挿入部２２４は、一方向に長さを有しステータコア２３の内径孔２３ｄ内に挿入される円筒部２２４Ａと、円筒部２２４Ａの下端側に位置するとともに周方向に等間隔に配置された複数の内周側測定部２２４Ｂと、を有している。内周側測定部２２４Ｂは、接触式変位センサーであり、ステータコア２３の内周面２３ｅに接触して内径および倒れ具合を測定するものである。センター挿入部２２４は、その上端側がセンサー支持部２２５に接続されている。

なお、本実施形態における測定ユニット２２１はステータコア２３の高さ測定がメイン機能であって、内周側測定部２２４Ｂによる内径および倒れ測定は必須ではなく、オプションとして選択される機能であってもよい。

このようなセンター挿入部２２４は、その長さ方向上端側が、昇降部２２３によって上下移動可能なセンサー支持部２２５の下面に接続されている。

高さ測定部２２６は、センター挿入部２２４の一端側に位置する。複数の高さ測定部２２６は、上記センサー支持部２２５の周縁に配置されている。高さ測定部２２６は、接触式変位センサーであり、センサー支持部２２５の下面側に露出したセンサ部（不図示）がステータコア２３の上面２３ｆに接触することでステータコア２３の高さを測定するものである。

本実施形態の複数の高さ測定部２２６は、ステータコア２３の上面２３ｆのうち、周方向に等間隔で形成された複数の溶接部２３Ｃ近傍の各領域に対向するようにそれぞれ配置されている。

（振り分け装置）
図１０は、一実施形態のステータ製造ライン１００における振り分け装置２４０の構成を示す図である。
振り分け装置２４０は、高さ測定装置２２０の測定結果に基づいてステータコア２３を良品と不良品とに振り分ける装置である。振り分け装置２４０は、図１０に示すように、振り分け搬送機構２４１と、良品のステータコア２３を搬送する搬送コンベア（搬送部）２４２と、不良品のステータコア２３を排出する第２排出コンベア（排出部）２４３と、押し出し機構２４４と、を備えている。振り分け搬送機構２４１の搬送方向と、搬送コンベア２４２および第２排出コンベア２４３との搬送方向とは互いに直交している。

振り分け搬送機構２４１は、図１０に示すように、高さ測定装置２２０の測定結果に基づいて良品のステータコア２３と不良品のステータコア２３をそれぞれ所定の位置へ搬送する。具体的には、良品のステータコア２３を搬送コンベア２４２に対向する位置へ搬送するとともに、不良品のステータコア２３を第２排出コンベア２４３に対向する位置へ搬送する。振り分け搬送機構２４１は、ステータコア２３を支持する支持台２４１Ａと、支持台２４１Ａをガイドレール２４１ｂに沿って移動させる移動部２４１Ｂと、を備える。

押し出し機構２４４は、一対の押し出し部２４４Ａ，２４４Ｂを有している。一対の押し出し部２４４Ａ，２４４Ｂは、上記ガイドレール２４１ｂに沿って並んで配置されている。一方の押し出し部２４４Ａは、搬送コンベア２４２に対向する位置に配置され、振り分け搬送機構２４１によって搬送された良品のステータコア２３を搬送コンベア２４２側へ押し出す機能を有する。また、他方の押し出し部２４４Ｂは、第２排出コンベア２４３に対向する位置に配置され、振り分け搬送機構２４１によって搬送された不良品のステータコア２３を第２排出コンベア２４３へ向かって押し出す機能を有する。

搬送コンベア２４２および第２排出コンベア２４３の搬入側端部には、それぞれローラコンベア２４５が配置されている。振り分け装置２４０とは搬送方向が直交する搬送コンベア２４２および第２排出コンベア２４３へ各ステータコア２３を案内する構成となっている。

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１０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、第１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）
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。

（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。
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。バリは、後の巻き線工程においてステータコア内に部品を挿入する際に邪魔になる恐れがあるため、これを鑑みて、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１に示した第１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。

（５．重量測定工程）
次に、重量測定装置１６０により個々のステータブロック２３Ａの重量を測定する。
各ステータブロック２３Ａの重量を測定し、その測定結果をブロックの種類ごとに既定の重量と比較することによって、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．積載工程）
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１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、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。

図５に示すテーブル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段積載した後、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を第１排出コンベア１７５（図１）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．搬送工程）
次に、第２移載装置１９０により、作製したステータスタック１０８をセンターガイド１７３Ｂとともに持ち上げて搬送方向（＋Ｙ方向）へ搬送し、加圧溶接装置２１０へ移載する。このとき、第２移載装置１９０は、センターガイド１７３Ｂとともにステータスタック１０８を搬送するが、加圧溶接装置２１０にはステータスタック１０８のみを移載させる。センターガイド１７３Ｂは、第２移載装置１９０により、ステータスタック１０８から取り除かれた後、第２搬送装置１８０へと戻される。

（８．溶接工程（第１の高さ寸法測定工程））
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。
図１に示す加圧溶接装置２１０により、加圧部２１２によりステータスタック１０８を加圧した状態で、当該ステータスタック１０８に対して各レーザー照射部２１１からレーザーを照射して複数のステータブロック２３Ａどうしを接合する。このようにしてステータコア２３を製造する。

ここでは、加圧部２１２により所定の加圧を行った状態でステータスタック１０８の高さを測定し、既定範囲内の高さを有するステータスタック１０８に対してのみレーザー溶接を実施する。また、既定範囲外と判断された高さステータスタック１０８を、第２移載装置１９０により排出装置２３０へと移動させて排出する。

図４に示したように、ステータブロック２３Ａの外周面側には複数の溶接部２３Ｃが周方向に等間隔で形成されており、ステータスタック１０８を構成する各ステータブロック２３Ａの溶接部２３Ｃどうしが上下に直線状に並んでいる。本実施形態では、各ステータブロック２３Ａごとに形成された複数の溶接部２３Ｃにレーザーを照射することで、ステータブロック２３Ａどうしを溶接する。

（９．第２の高さ寸法測定工程）
次に、作製したステータコア２３を第２移載装置１９０により高さ測定装置２２０へと移動させ、溶接後のステータコア２３の高さを測定する。
まず、第２移載装置１９０により支持台２２２Ａ上に移載されたステータコア２３を、エアシリンダー２２２Ｃの動作により＋Ｘ方向へと移動させ、測定ユニット２２１の真下に配置する。

次に、昇降部２３３により測定ユニット２２１を降下させ、センター挿入部２２４を支持台２２２Ａ上のステータコア２３の内径孔２３ｄ内へ挿入し、下降させながら内周側測定部２２４Ｂによりステータコア２３の内径および倒れ具合を測定する。また、測定ユニット２２１を下降させることで、複数の高さ測定部２２６をステータコア２３の上面２３ｆに接触させ、ステータコア２３の高さを測定する。

本実施形態では、ステータコア２３の上面２３ｆのうち、各溶接部２３Ｃの近傍の領域に複数の高さ測定部２２６がそれぞれ接触し、各接触位置の高さを測定する。複数の高さ測定部２２６における測定値の平均をステータコア２３の高さ寸法の測定結果とする。溶接後のステータコア２３の高さ寸法が既定の範囲内であれば良品と判断し、既定の範囲外であれば不良品と判断する。

ステータコア２３の高さ測定が終了すると、昇降部２３３により測定ユニット２２１を上昇させた後で、支持台２２２Ａを第２移載装置１９０側へ移動させ、ステータコア２３を搬出位置（搬入位置）へと搬送する。

その後、図５に示す第２移載装置１９０によって、高さ測定装置２２０から振り分け装置２４０へとステータコア２３を移載する。ここでは、良品、不良品に関わらず、高さ測定が終了したステータコア２３を振り分け装置２４０へ移載する。

（１０．振り分け搬送工程）
次に、振り分け装置２４０は、高さ測定装置２２０による測定結果に基づいて、搬送機構２４１により各ステータコア２３を所定の位置まで搬送する。具体的には、良品と判断したステータコア２３の場合は、当該ステータコア２３を搬送コンベア２４２に対向する位置まで搬送した後、押し出し機構２４４を搬送方向（＋Ｘ方向）と交差する方向（＋Ｙ方向）へ動かしてステータコア２３を搬送コンベア２４２へと押し出すことによって、次の工程へと搬送する。

一方、不良品と判断したステータコア２３の場合は、第２排出コンベア２４３に対向する位置まで搬送した後、押し出し機構２４４によりステータコア２３を第２排出コンベア２４３へと押し出すことによって、不良なステータコア２３を排出する。
このようにして、良品のステータコア２３と、不良品のステータコア２３とを個別に振り分けて、良品のステータコア２３のみを残す。

上述したステータ製造ライン１００では、加圧溶接装置２１０においてステータスタック１０８を加圧溶接することでステータコア２３を製造する際、加圧溶接処理の前後でステータスタック１０８あるいはステータコア２３の高さ測定を行っている。

加圧溶接後のステータコア２３においては、溶接前後で高さ寸法が変化してしまうことがある。すなわち、溶接前の高さ測定でＯＫと判断されたステータスタック１０８であっても、溶接後に高さが変化したステータコア２３は不良品となってしまう。そのため本実施形態では、加圧溶接後のステータコア２３の高さを個別に測定し、各々の結果に基づいてステータコア２３を良品と不良品とに振り分けることによって、加圧溶接後に高さが変化して不良が生じたステータコア２３を排除することができる。

また、本実施形態のステータ製造ライン１００では、高さ測定装置２２０においてステータコア２３の高さを測定する際、測定ユニット２２１のセンター挿入部２２４をステータコア２３の内径孔２３ｄ内に挿入させた状態で高さ測定を行っている。センター挿入部２２４がガイドとなって、ステータコア２３に対する測定ユニット２２１の径方向の位置ずれが抑制されることから、センター挿入部２２４の長さ方向一端側に配置された複数の高さ測定部２２６をステータコア２３の上面２３ｆにすべて対向させることができる。また、ステータコア２３の上面２３ｆのうち溶接領域近傍は、他の領域に比べて高さ寸法が安定していることから、複数ある溶接領域近傍に各高さ測定部２２６をそれぞれ接触させて測定を行うことによって、より正確なステータコア２３の高さ寸法を測定することが可能である。

また、本実施形態のステータ製造ライン１００では、高さ測定装置２２０の測定結果に基づいて個々のステータコア２３を品質に応じて振り分けており、このように溶接後に生じた不良品を排出することによって、良品のステータコア２３のみを用いてステータ２０を製造することができる。これにより、ステータ製造ライン１００を用いて製造するステータ２０の品質を高めることが可能となり、歩留まりが向上する。

このように、溶接後のステータコア２３の高さ寸法を測定し、溶接前のステータスタック１０８の高さ寸法と比較することで不良品を容易に検出することができるため、工数を増やすことなくステータコア２３の仕上がり具合を確かめることができる。

また、加圧溶接装置２１０内において、溶接前のステータスタック１０８の高さを測定して既定外の高さのステータスタック１０８を溶接することなく排出することで、無駄な溶接処理がなくなり、製造コストを削減することができる。

また、本実施形態のステータ製造ライン１００では、第２搬送装置１８０においてステータスタック１０８を搬送する際、ステータスタック１０８を構成する複数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を挿入させた状態のまま搬送する。これにより、搬送途中で、積載された複数のステータブロック２３Ａどうしが径方向へ位置ずれするのを抑制できる。

また、第２移載装置１９０によって、第２搬送装置１８０から加圧溶接装置２１０へステータスタック１０８を移載させる際も、センターガイド１７３Ｂごと移載させることにより、溶接前のステータスタック１０８の型崩れを抑制できる。なお、溶接処理前にはステータスタック１０８内からセンターガイド１７３Ｂを取り出しておくことが好ましい。

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、製造するステータ２０の歩留まりの向上を図ることができる。

また、本実施形態のステータ製造ライン１００では、第２移載装置１９０により、第２搬送装置１８０、加圧溶接装置２１０および高さ測定装置２２０の間でステータスタック１０８あるいはステータコア２３を機械的に移載する仕組みとなっており、ステータスタック１０８を位置ずれさせることなく安定して移載作業を行うことができるとともに移載作業を迅速に行うことができる。

また、移載作業の自動化だけでなく、ステータスタック１０８およびステータコア２３の高さ測定についても自動化したことにより、作業者が高さ測定を行う場合に比べて測定誤差もなく、測定時間を短縮することができるという効果が得られる。

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。

２０…ステータ、２３…ステータコア、２３ｄ…ステータコア２３の内径孔、２３Ａａ…ステータブロック２３Ａの内径孔、２３ｆ…ステータコア２３の上面、２３Ａ…ステータブロック、２３Ａ１…第１ステータブロック、２３Ａ２…第２ステータブロック、２３Ｂ…ステータラミネーション（電磁鋼板）、２３Ｃ…溶接部、１００…ステータ製造ライン、１０８…ステータスタック、１７０…転積装置（積載装置）、１７３Ｂ…センターガイド、１７５…第１排出コンベア、１８０…第２搬送装置（搬送装置）、１９０…第２移載装置（移載装置）、１９２…搬送部、２１０…加圧溶接装置、２２０…高さ測定装置（測定装置）、２２４…センター挿入部（挿入部）、２２６…高さ測定部、２４０…振り分け装置、２４２…搬送コンベア（搬送部）、２４３…第２排出コンベア（排出部）

Claims (9)

1. 複数の電磁鋼板が積層されたステータブロックを複数積み重ねてステータスタックとする積載装置と、
   前記ステータスタックを搬送する搬送装置と、
   前記ステータスタックを加圧溶接することでステータコアとする加圧溶接装置と、
   前記ステータコアの高さ測定を行う測定装置と、
   前記測定装置の測定結果に基づいて前記ステータコアを振り分ける振り分け装置と、を備える、ステータ製造ライン。
2. 前記測定装置は、前記ステータコアの内径孔に挿入され一方向に長さを有する挿入部と、
   前記挿入部の一端側に位置し前記ステータスタックの高さを測定する高さ測定部と、を有する、
   請求項１に記載のステータ製造ライン。
3. 前記高さ測定部は、接触式変位センサーであり、前記ステータコアの上面のうち溶接部の近傍に対向する、
   請求項１または２に記載のステータ製造ライン。
4. 前記振り分け装置は、
   良品の前記ステータコアを搬送する搬送部と、
   不良品の前記ステータコアを排出する排出部と、を有する、
   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. 前記搬送装置、前記加圧溶接装置および前記測定装置との間で前記ステータスタックもしくは前記ステータコアを移載する移載装置を備え、
   前記移載装置は、少なくとも前記ステータスタックの内径孔に挿入されるセンターガイドを用いる、
   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. 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てステータを製造するステータ製造方法であって、
   複数の電磁鋼板が積層されたステータブロックを複数積み重ねてステータスタックとする積載工程と、
   前記ステータスタックを搬送する搬送工程と、
   前記ステータスタックに対して溶接を行うことでステータコアを製造する溶接工程と、
   溶接後の前記ステータコアの高さを測定する寸法測定工程と、
   前記寸法測定工程の測定結果に基づいて前記ステータコアを振り分ける振り分け搬送工程と、を備える、ステータ製造方法。
7. 前記寸法測定工程では、前記ステータコアの上面のうち溶接部の近傍を測定する、
   請求項６に記載のステータ製造方法。
8. 前記振り分け搬送工程では、溶接前の前記ステータスタックの高さと、溶接後の前記ステータコアの高さとを比較し、不良品と判断した前記ステータコアを良品と判断した前記ステータコアとは別の搬送ルートで排出する、
   請求項６または７に記載のステータ製造方法。
9. 前記搬送工程、前記溶接工程および前記寸法測定工程の間で前記ステータスタックもしくは前記ステータコアを移載する移載工程を有し、
   前記移載工程では、少なくとも前記ステータスタックの内径孔内にセンターガイドを挿入した状態で移載を行う、
   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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