JP2021175337A - ステータ製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、本実施形態のステータ製造装置を説明する前に、本実施形態のステータ製造装置により製造されるステータ1とその製造方法について説明する。
図1および図2に示すように、ステータ1は、円環状のステータコア2の有する複数のスロット3の内側に、複数のインシュレータ4および複数のセグメントコイル5が挿入され、その複数のセグメントコイル5の端部6同士が溶接されたものである。なお、図2では、説明のため、ステータコア2の全周に設けられる複数のスロット3のうちの一部のみを示すと共に、その複数のスロット3に挿入される2枚のインシュレータ4と1本のセグメントコイル5のみを示している。
まず、図3のステップS10でステータコア2を用意する。図2に示すように、ステータコア2は、環状のバックコア2aから径方向内側に延びる複数のティース2bと、その複数のティース2b同士の間に形成される複数のスロット3を有している。ステータコア2は、磁性体から形成される複数の積層鋼板が軸方向に積層されて構成されたものである。
なお、当接治具73の数は2個に限るものでなく、例えばステータコア2の体格などに応じて適宜設定することが可能である。また、ローラー78の数も4個に限るものでなく、例えばステータコア2の体格などに応じて適宜設定することが可能である。
図15では、ステータコア2の調芯が行われる前のステータコア2の輪郭と当接治具73の有するローラー78の輪郭を破線で示し、調芯が行われた後のステータコア2の輪郭と当接治具73の有するローラー78の輪郭を実線で示している。また、ステータコア2の調芯が行われる前のステータコア2の軸芯Ax2を符号Ax2_preを付した一点鎖線で示し、調芯が行われた後のステータコア2の軸芯Ax2を符号Ax2_afterを付した一点鎖線で示している。その調芯が行われた後のステータコア2の軸芯Ax2_afterと基準軸Ax1とは一致している。
次に、ステップS180で、上述したステップS120と同様に、調芯部70の有する駆動部81の駆動により、2個の当接治具73を基準軸Ax1から遠ざかる方向に移動する。これにより、2個の当接治具73がステータコア2から遠ざかり、当接治具73の有するローラー78からステータコア2が解放される。
(1)ステータ製造装置10が備える調芯部70は、ステータコア2のうち作業部60側の部位の中心位置C2と基準軸Ax1とを一致させることの可能な構成である。
これによれば、作業前にステータコア2の軸方向の面2cに対してステータコア2の軸芯Ax2が垂直から傾いた状態となっていても、調芯部70により、作業時にステータコア2の作業部60側の部位の中心位置C2を基準軸Ax1に一致させることが可能である。そのため、作業部60は、基準軸Ax1からステータコア2の径方向に離れた位置において、複数のセグメントコイル5等に対する作業を精度良く行うことができる。
これによれば、固定機構50と調芯部70により、ステータコア2の軸方向の面2cに対してステータコア2の軸芯Ax2を垂直に矯正することで、ステータコア2の軸芯Ax2と基準軸Ax1とを一致させることができる。
これによれば、調芯部70の具体的な構成が例示される。
これによれば、回転機構部46によりステータコア2をその軸周りに回転しつつ、作業部60は、基準軸Ax1からステータコア2の径方向に離れた位置で、ステータコア2の全周に配置される複数のセグメントコイル5等に対する作業を行うことができる。
これによれば、回転機構部46がステータコア2を軸周りに回転する際、ローラー78は自身の軸周りに回転しつつステータコア2の径方向外側の外壁に当接し続ける。そのため、ローラー78の摩耗を防ぐと共に、ステータコア2の軸芯Ax2と基準軸Ax1とが一致した状態を維持することができる。
これによれば、回転機構部46がステータコア2を軸周りに回転する際、ステータ1の径方向外側の外壁に突起2dなどが設けられている場合でも、その突起2dに複数の当接治具73の有するローラー78が乗り上げてしまうことが防がれる。したがって、複数の当接治具73の有するローラー78は、ステータコア2の径方向外側の外壁に当接し続ける。そのため、作業部60による作業が行われる際に、ステータコア2の軸芯Ax2と基準軸Ax1とが一致した状態を維持することができる。
第2実施形態について説明する。第2実施形態は、第1実施形態に対してステータ製造装置10の構成の一部を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
なお、第2実施形態のステータ製造装置10は、ステータコア2のうち作業部60側の部位の中心位置C2が基準軸Ax1に一致していれば、作業を精度良く行える工程に適用される。
第3実施形態について説明する。第3実施形態は、第1実施形態等に対してステータ製造装置10が備える調芯部70の構成を変更したものであり、その他については第1実施形態等と同様であるため、第1実施形態等と異なる部分についてのみ説明する。
その際、第3実施形態では、第1プレート111に設けた回転駆動ギア160の駆動により、第2プレート112をステータコア2と同期するように回転させる。これにより、第2プレート112に設けられた複数の当接治具120およびカムリング130も、基準軸Ax1を中心としてステータコア2と同期するように回転する。そのため、ステータコア2の外壁に突起2dなどが設けられている場合でも、その突起2dに複数の当接治具120が乗り上げてしまうことが防がれる。したがって、複数の当接治具120がステータコア2の径方向外側の外壁に当接し続けるので、ステータコア2の軸芯Ax2と基準軸Ax1との一致が維持される。
(1)第3実施形態のステータ製造装置10が備える調芯部70は、ベースプレート110、複数の当接治具120、カムリング130、複数のカム溝140、および複数のカムフォロア150を有している。ベースプレート110は、フレーム30に直接または間接的に固定されるものである。複数の当接治具120は、基準軸Ax1に近づきおよび離れるようにベースプレート110に設けられる。そして、複数の当接治具120は、ステータコア2のうち作業部60側の部位の径方向外側の外壁に当接するようにステータコア2の周囲に配置される。カムリング130は、ベースプレート110に対し基準軸Ax1を中心として回転可能に設けられる。複数のカム溝140は、カムリング130の周方向の一方から他方に向かい基準軸Ax1に次第に近づくようにカムリング130に設けられる。複数のカムフォロア150は、複数の当接治具120それぞれに設けられ、カム溝140に沿って移動可能である。
これによれば、カムリング130が基準軸Ax1を中心として回転すると、当接治具120に設けられたカムフォロア150がカム溝140に沿って移動する。これにより、複数の当接治具120は同時に基準軸Ax1側に近づくように移動する。そのため、複数のローラー121と基準軸Ax1との距離D1〜D4が同一距離を保ったまま、その距離D1〜D4が次第に小さくなることで、ステータコア2の軸芯Ax2と基準軸Ax1とが一致する。したがって、第3実施形態の調芯部70の構成によれば、カムリング130を所定のトルクで回転することで、ステータコア2の体格に関わりなく、その軸芯Ax2と基準軸Ax1とを一致させることが可能である。すなわち、第3実施形態では、第1実施形態で説明したストッパの位置調整を行うことなく、外径の大きさの異なる種々のステータコア2の調芯を行うことができる。
これによれば、支持部40の有する回転機構部46によりステータコア2を軸周りに回転する際、ステータの径方向外側の外壁に突起2dなどが設けられている場合でも、その突起2dに当接治具120の有するローラー121が乗り上げてしまうことが防がれる。したがって、複数の当接治具120の有するローラー121は、ステータコア2の径方向外側の外壁に当接し続ける。そのため、作業部60による作業が行われる際に、ステータコア2の軸芯Ax2と基準軸Ax1とが一致した状態を維持することができる。
これによれば、回転機構部46がステータコア2を軸周りに回転する際、ローラー121は自身の軸周りに回転しつつステータコア2の径方向外側の外壁に当接し続ける。そのため、ローラー121の摩耗を防ぐと共に、ステータコア2の軸芯Ax2と基準軸Ax1とが一致した状態を維持することができる。
(1)上記各実施形態では、ステータ製造装置10により製造されるステータ1は、ステータコア2のスロット3にインシュレータ4およびセグメントコイル5が挿入されるものについて説明したが、これに限らない。例えば、ステータ1は、インシュレータ4を廃止し、ステータコア2のスロット3にセグメントコイル5が直接挿入されるものであってもよい。
また、第3実施形態では、ステータ製造装置10が作業を行うステータコア2の径方向外側の外壁に突起2dが設けられていない場合には、調芯部70が備える第1プレート111と第2プレート112を一体に構成してもよい。その場合、当接治具120は、ベースプレート110に設けられるか、または、サイドフレーム32に直接設けられる。
また、第3実施形態のステータ製造装置10が備える調芯部70は、複数の当接治具120を基準軸Ax1に近づけることでステータコア2の調芯を行う構成としたが、これに限らない。調芯部70は、複数の当接治具120を第1実施形態で示したような仮想平面VSに近づけることでステータコア2の調芯を行う構成としてもよい。
3 スロット
4 インシュレータ
5 セグメントコイル
10 ステータ製造装置
20 ワーク受け
30 フレーム
40 支持部
60 作業部
70 調芯部
Claims (10)
- ステータコア(2)の有する複数のスロット(3)に複数のセグメントコイル(5)を挿入して構成されるステータ(1)を製造するステータ製造装置であって、
装置の骨格を構成するフレーム(30)と、
前記ステータコアが載置されるワーク受け(20)または前記ステータコアを支持する支持部(40)と、
前記フレームに固定され、前記ステータコアの前記スロットに挿入される複数のインシュレータ(4)または複数の前記セグメントコイルに対して挿入、成形、溶接または検査を行う作業部(60)と、
前記フレームに固定され、前記作業部が複数の前記インシュレータまたは複数の前記セグメントコイルの挿入、成形、溶接または検査を行うための前記ステータコアの軸芯(Ax2)の位置として設定される基準軸(Ax1)に対し、前記ステータコアのうち前記作業部側の部位の中心位置(C2)を一致させるように構成された調芯部(70)と、を備えるステータ製造装置。 - 前記ステータコアのうち前記作業部とは反対側の部位の中心位置(C1)が前記基準軸に一致するように、前記ステータコアのうち前記作業部とは反対側の部位を固定する固定機構(50)をさらに備え、
前記調芯部は、前記ステータコアのうち前記作業部側の部位を径方向から押圧し、前記ステータコアの軸方向の面(2c)に対する軸芯の傾きを矯正するものである、請求項1に記載のステータ製造装置。 - 前記ワーク受けまたは前記ステータコアと前記支持部との間に配置され、前記ワーク受けまたは前記ステータコアを前記基準軸に対して交差する面方向に移動可能な状態で支持するコンプライアンスユニット(90)をさらに備える、請求項1に記載のステータ製造装置。
- 前記支持部は、前記ステータコアをその軸周りに回転することの可能な回転機構部(46)を有する、請求項1ないし3のいずれか1つに記載のステータ製造装置。
- 前記調芯部は、
前記ステータコアのうち前記作業部側の部位の径方向外側の外壁に当接するように前記ステータコアの周囲に配置される複数の当接治具(73)と、
複数の前記当接治具を、前記基準軸を含む仮想平面(VS)または前記基準軸に向けて付勢する複数の付勢部材(74)と、
前記当接治具が前記基準軸に近づいた状態で、前記当接治具と前記基準軸との距離が前記ステータコアの半径(D)と同じになるように前記当接治具の移動範囲を規制するストッパ(75)と、を有する、請求項1ないし4のいずれか1つに記載のステータ製造装置。 - 複数の前記当接治具は、自身の軸周りに回転可能に構成されたローラー(78)を有しており、
前記ローラーが前記ステータコアの外壁に当接するように構成されている、請求項5に記載のステータ製造装置。 - 前記調芯部は、
前記フレームに固定されるベースプレート(71)と、
前記ベースプレートに設けられるガイド穴(76)と、
前記ガイド穴の内縁に沿って回転する回転部材(72)と、をさらに有し、
前記回転部材の回転中心と前記基準軸とは一致しており、
複数の前記当接治具は、前記回転部材と共に前記ステータコアの周方向に移動するように構成されている、請求項5または6に記載のステータ製造装置。 - 前記調芯部は、
前記フレームに直接または間接的に固定されるベースプレート(110)と、
前記基準軸に近づきおよび離れるように前記ベースプレートに設けられ、前記ステータコアのうち前記作業部側の部位の径方向外側の外壁に当接するように前記ステータコアの周囲に配置される複数の当接治具(120)と、
前記ベースプレートに対し前記基準軸を中心として回転可能に設けられるカムリング(130)と、
前記カムリングの周方向の一方から他方に向かい前記基準軸に次第に近づくように前記カムリングに設けられた複数のカム溝(140)と、
複数の前記当接治具それぞれに設けられ、前記カム溝に沿って移動する複数のカムフォロア(150)と、を有する、請求項1ないし4のいずれか1つに記載のステータ製造装置。 - 前記ベースプレートは、前記フレームに固定される第1プレート(111)、および、前記第1プレートに対し前記基準軸を中心として回転可能に設けられる第2プレート(112)を有しており、
前記当接治具は、前記基準軸に近づきおよび離れるように前記第2プレートに設けられ、
前記カムリングは、前記第2プレートに対し前記基準軸を中心として回転可能に設けられる、請求項8に記載のステータ製造装置。 - 複数の前記当接治具は、自身の軸周りに回転可能に構成されたローラー(121)を有しており、
前記ローラーが前記ステータコアの外壁に当接するように構成されている、請求項8または9に記載のステータ製造装置。
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