JP2022150279A - 固定子の組立装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図ることが可能な組立装置および製造方法を提供する。【解決手段】実施形態によれば、組立装置は、支持テーブル１４と、支持テーブルに設けられ、複数の分割鉄心を環状に並べた環状鉄心が載置される載置台７０と、支持テーブルに設けられ環状鉄心の外周面および内周面を径方向に押圧する押圧機構４０と、押圧機構４０に押圧された環状鉄心の外径を測定する検出器ＳＥ１、ＳＥ２と、載置台に載置された環状鉄心に筒状の容器を圧入する圧入機構と、を備えている。【選択図】図４

Description

この発明の実施形態は、固定子の組立装置および製造方法に関する。

回転電機の固定子として、集中巻き分割鉄心型の固定子が知られている。この固定子は、それぞれ巻線が巻装された複数の分割鉄心を環状に並べて構成された環状鉄心と、環状鉄心の外周に嵌合された筒状の容器と、を備えている。
上記固定子の組立てにおいて、容器は、焼嵌め、あるいは、製品側に楔など施して圧入することにいより、環状鉄心の外周に装着される。

特開２０２０－１７８４３０号公報

焼嵌めの場合、加熱／冷却ユニットが必要となり、組立装置が肥大化する。圧入の場合は、分割鉄心の環状整列工程と圧入工程とを別々の機構、別々の場所で行うため、組立装置全体が肥大化する。また、回転電機の保持トルク性能を確保する場合、設計値通りの圧入力把握が必要となるが、焼嵌めや、強引な圧入では、圧入力の把握が困難となる。
本発明の実施形態の課題は、小型化を図ることが可能な固定子の組立装置および製造方法を提供することにある。

実施形態によれば、組立装置は、支持テーブルと、前記支持テーブルに設けられ、複数の分割鉄心を環状に並べた環状鉄心が載置される載置台と、前記支持テーブルに設けられ前記環状鉄心の外周面および内周面を径方向に押圧する押圧機構と、前記押圧機構により押圧された前記環状鉄心の外径を測定する検出器と、前記載置台に載置された前記環状鉄心に筒状の容器を圧入する圧入機構と、を備えている。

図１は、回転電機の固定子の一例を示す分解斜視図。 図２は、前記固定子の分割鉄心部を示す斜視図。 図３は、前記分割鉄心部の分解斜視図。 図４は、実施形態に係る組立装置を示す斜視図。 図５は、前記組立装置の外側プッシャおよび内側プッシャを示す斜視図。 図６は、前記組立装置の横断面を含む前記組立装置の斜視図。 図７は、前記組立装置の断面図。 図８は、前記組立装置の平面図。 図９は、前記組立装置の側面図。 図１０は、圧入機構を含む前記組立装置の斜視図。 図１１は、組立工程を示すフローチャート。

以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、以下の実施形態に記載した内容により発明が限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各部分のサイズ、形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。

初めに、本実施形態に係る組立装置により組立てられる固定子の一例について説明する。図１は、固定子の一例を示す分解斜視図である。
図１に示すように、固定子１は、環状鉄心１０と、複数本のコイル１７と、電極端子１５と、環状鉄心１０の外周に嵌合される円筒状の容器２０と、を備えている。環状鉄心１０は、複数、例えば、２４個の分割鉄心部１０Ａを環状に並べて構成されている。すなわち、隣り合う分割鉄心部１０Ａを互いに連結することにより、環状鉄心１０を構成している。各々の分割鉄心部１０Ａは、磁性を有する電磁鋼板を積層して構成された分割鉄心１１と分割鉄心１１に装着された絶縁性を有する巻線ホルダ（第１巻線ホルダ１２および第２巻線ホルダ１３）とで構成されている。

コイル１７は、分割鉄心部１０Ａに対して、集中巻きの構成で巻き付けられている。すなわち、１本のコイル１７が、１つの分割鉄心部１０Ａに巻き付けられている。
電極端子１５は、外部の電源からコイル１７に入力される電流の入力端子である。電極端子１５は、Ｕ相の８本のコイル１７に接続されるＵ相電極端子１５Ｕと、Ｖ相の８本のコイル１７に接続されるＶ相電極端子１５Ｖと、Ｗ相の８本のコイル１７に接続されるＷ相電極端子１５Ｗと、を含んでいる。

容器２０は、環状鉄心１０の外周面に嵌合され、環状鉄心１０を径方向外側から支持する。環状鉄心１０が容器２０内に挿通され、環状鉄心１０の外周面が容器２０の内周面２０ａに嵌合する。容器２０は、それぞれ外周部から突出した複数（例えば、４つ）の固定部２０ｂを有し、これらの固定部２０ｂは周方向にほぼ等しい間隔を置いて設けられている。各々の固定部２０ｂは、例えば、ボルト等を用いて図示しない保持部材に固定される。

分割鉄心部１０Ａの構成について説明する。図２は、コイル１７が装着された１つの分割鉄心部を示す斜視図、図３は、分割鉄心部の鉄心および巻線ホルダを分解して示す分解斜視図である。
図示のように、分割鉄心部１０Ａは、分割鉄心１１と、分割鉄心１１に装着された巻線ホルダと、を有し、巻線ホルダにコイル１７が巻き付けられ保持されている。巻線ホルダは、分割鉄心１１の軸方向の一方側に装着された絶縁性を有する第１巻線ホルダ１２と分割鉄心１１の軸方向の他方側に装着された絶縁性を有する第２巻線ホルダ１３とで構成されている。第1巻線ホルダ１２は、コイル１７が巻き付けられる装着部１２Ｂとバスバーリングあるいは接続配線をガイドするガイド部１２Ｃとを一体に有している。同様に、第２巻線ホルダ１３は、コイル１７が巻き付けられる装着部１３Ｂとバスバーリングあるいは接続配線をガイドするガイド部１３Ｃとを一体に有している。コイル１７は、第１、第２巻線ホルダ１２、１３を介して分割鉄心１１のティースに巻き付けられている。

図３に示すように、分割鉄心１１は、磁性を有する複数枚の電磁鋼板１１Ｓを軸方向に積層した積層体で構成されている。軸方向Ｚに隣合う電磁鋼板１１Ｓは、外周面が溶接されて、互いに連結されている。分割鉄心１１は、円弧状に形成されたヨーク１１Ｐとヨーク１１Ｐの内周から径方向内側に延出したほぼ長方形状のティース１１Ｑと、を有し、ヨーク１１Ｐおよびティース１１Ｑは、分割鉄心１１の軸方向に延びている。ヨーク１１Ｐは、円弧状の外周縁（外周面）と円弧状の内周縁（内周面）とそれぞれ径方向に延び互いに周方向に対向した一対の側縁（側面）とを有している。ティース１１Ｑは、ヨーク１１Ｐの周方向の幅よりも狭い幅を置いて互いに対向する一対の側縁（側面）と、側縁の一端同士を結ぶ先端縁（先端面）と、を有している。一例において、ティース１１Ｑは、それぞれ先端部から周方向に突出し軸方向に延びる一対の凸部１１Ｒを一体に有している。

分割鉄心１１は、軸方向Ｚの一端に位置する平坦な一端面１１ａと軸方向Ｚの他端に位置する平坦な他端面１１ｂとを有している。ヨーク１１Ｐは、外周面１１ｃと、一側面１１ｊおよび他側面１１ｋと、内周面１１ｍと、を有している。一側面１１ｊに軸方向Ｚに延びた凸部１１ｇが形成され、他側面１１ｋに軸方向Ｚに延びた凹部１１ｈが形成されている。複数の分割鉄心１１を周方向に並べて配置した際、ヨーク１１Ｐの凸部１１ｇが隣接するヨーク１１Ｐの凹部１１ｈに嵌合し、隣合う分割鉄心１１同士を連結することができる。

第１巻線ホルダ１２は、分割鉄心１１の一端面１１ａの側から分割鉄心１１に装着され、ヨーク部１１Ｐおよびティース１１Ｑに重ねて配置される。第２巻線ホルダ１３は、分割鉄心１１の他端面１１ｂの側から分割鉄心１１に装着され、ヨーク部１１Ｐおよびティース１１Ｑに重ねて配置される。

上述した２４個の分割鉄心部１０Ａを環状に並べて配置し、分割鉄心１１の凸部１１ｇを隣接する他の分割鉄心１１の凹部１１ｈに嵌合し、隣合う分割鉄心１１を互いに連結することにより、図１に示した環状の環状鉄心１０が構成される。

次に、実施形態に係る組立装置について説明する。
図４は、実施形態に係る組立装置を示す斜視図である。図示のように、組立装置は、ベース１００と、ベース１００の上に設けられた支持テーブル１４と、支持テーブル１４に設けられ、複数の分割鉄心を環状に並べた環状鉄心が載置される載置台７０と、支持テーブル１４に設けられ環状鉄心の外周面および内周面を径方向に押圧する押圧機構４０と、ベース１００に設けられ、環状鉄心の外径を測定する検出器ＳＥ１、ＳＥ２と、載置台７０に載置された環状鉄心に筒状の容器２０を圧入する後述の圧入機構８１と、各機構の動作を制御する図示しないコントローラと、を備えている。

本実施形態において、支持テーブル１４は、ベース１００に対して中心軸線Ｃの回りで回転自在に支持されている。支持テーブル１４の中央部に環状の載置台７０が設けられ、中心軸線Ｃと同軸的に位置している。載置台７０は、支持テーブル１４の上面に対して、所定高さ位置に位置する環状の設置面７１と、設置面７１の外周部に立設された多数本の支持ピン７２と、を有している。多数本の支持ピン７２は、中心軸線Ｃを中心とする周方向に間隔を置いて並んでいる。後述する環状鉄心１０は、各分割鉄心部１０Ａが支持ピン７２に載った状態で載置台７０に載置される。

押圧機構４０は、支持テーブル１４に立設され中心軸線Ｃと同芯状に位置する枢軸ＣＳと、載置台７０の径方向の外側で支持テーブル１４上に設けられた複数の外側プッシャ３０と、載置台７０の内周側に設けられた複数の内側プッシャ５０と、枢軸ＣＳに沿って移動可能に支持され複数の外側プッシャ３０および複数の内側プッシャ５０を環状鉄心１０に向けて押圧する後述の押圧カム部材６０と、を有している。

一例では、押圧機構４０は、分割鉄心部１０Ａと同数の２４個の外側プッシャ３０を有している。２４個の外側プッシャ３０は、周方向に等間隔を置いて配置され、また、各外側プッシャ３０は、中心軸線Ｃに対して放射方向（径方向）に移動可能に支持テーブル１４上に設けられている。
押圧機構４０は、分割鉄心部１０Ａと同数の２４個の内側プッシャ５０を有している。２４個の内側プッシャ５０は、周方向に等間隔を置いて配置され、また、各内側プッシャ５０は、中心軸線Ｃに対して放射方向（径方向）に移動可能に載置台７０の上に設けられている。

支持テーブル１４の外側でベース１００上に２本の支持ポストＰ１、Ｐ２が立設されている。支持ポストＰ１、Ｐ２は、中心軸線Ｃの回りで周方向に１８０度離間して配置されている。本実施形態においては、検出器ＳＥ１および検出器ＳＥ２の少なくとも２つの検出器が設けられる。
検出器ＳＥ１は、支持ポストＰ１に支持されている。支持ポストＰ１に第１ステージＳＴ１が設けられている。第１ステージＳＴ１は、中心軸線Ｃと平行な軸方向Ｚに昇降自在に支持ポストＰ１に支持されている。第1ステージＳＴ１上に第２ステージＳＴ２が設けられている。第２ステージＳＴ２は、中心軸線Ｃに対して放射方向に移動可能に第１ステージＳＴ１に支持されている。検出器ＳＥ１は、第２ステージＳＴ２に固定された本体１６ａと本体１６ａから中心軸線Ｃに向かって放射方向に延出した接触子１６ｂと、を有している。図示しない油圧シリンダ等の駆動機構により第２ステージＳＴ２を駆動することにより、検出器ＳＥ１は、接触子１６ｂの延出端が環状鉄心１０の外周面に当接する測定位置と外側プッシャ３０の外側に退避する退避位置との間を放射方向に移動可能である。また、図示しない油圧シリンダ等の駆動機構により第１ステージＳＴ１を駆動することにより、検出器ＳＥ１は、軸方向Ｚに昇降可能である。
検出器ＳＥ２は、本体１６ａと本体１６ａから中心軸線Ｃに向かって放射方向に延出した接触子１６ｂと、を有している。本体１６ａは、第２ステージＳＴ２および第１ステージＳＴ１を介して支持ポストＰ２に支持されている。これにより、検出器ＳＥ２は、接触子１６ｂの延出端が環状鉄心１０の外周面に当接する測定位置と外側プッシャ３０の外側に退避する退避位置との間を放射方向に移動可能であるとともに、軸方向Ｚに昇降可能に支持されている。

押圧機構４０について詳しく説明する。
図５は、押圧機構４０の外側プッシャおよび内側プッシャを示す斜視図、図６は、組立装置の横断面を含む組立装置の斜視図、図７は、組立装置の断面図である。
図５に示すように、各外側プッシャ３０は、支持テーブル１４上に放射方向に移動可能に設置されたスライダ３２と、スライダ３２に固定された板状の外押圧ブロック３４とを有している。スライダ３２は、図示しない油圧シリンダ等の駆動機構により放射方向に往復移動可能である。外押圧ブロック３４は、軸方向Ｚに立設され、放射方向に延在している。外押圧ブロック３４は、軸方向Ｚに延在し環状鉄心１０の外周面に当接可能な外押圧部３５を有している。外押圧ブロック３４は、載置台７０を貫通して枢軸ＣＳの近傍まで延出した延出アーム３６を有している。延出アーム３６の延出端に第１受け面Ｓ１が形成されている。第1受け面Ｓ１は、径方向の外側に向いているとともに軸方向Ｚに対し径方向内側から外側に向かって傾斜している。

内側プッシャ５０は、内押圧ブロック５２を有している。内押圧ブロックは、載置台７０の内周部に取り付けられた環状のガイド台７４の上に支持されている。一例では、内押圧ブロック５２はほぼ直方体形状に形成されている。ガイド台７４上に軸方向Ｚに立設され、放射方向に配置されてている。ガイド台７４にそれぞれ放射方向に延びる２４本のガイド溝７４ａが形成されている。これらのガイド溝７４ａは、周方向に等間隔を置いて並んでいる。内押圧ブロック５２の下端部は、ガイド溝７４ａに係合している。これにより、内押圧ブロック５２は、ガイド溝７４ａに沿って放射方向に移動可能に支持されている。
内押圧ブロック５２は、それぞれ外周側の外側面から径方向の外側に突出した２つの内押圧部５５を一体に有している。内押圧部５５は、軸方向Ｚに互いに離間して位置している。２つの内押圧部５５の間で外側面上に複数、例えば、２つの付勢部材（例えば、コイルばね）５６が設けられている。

内押圧ブロック５２の内周側の内側面は、軸方向Ｚに対して傾斜した第２受け面Ｓ２を含んでいる。第２受け面Ｓ２は、径方向の内側を向いているとともに、上端から下端に向かって径方向の内側に傾斜している。
ガイド台７４に複数本の支持ポスト７６が立設され軸方向Ｚに延びている。支持ポスト７６は、周方向に間隔を置いて設けられ、それぞれ隣接する２つの内押圧ブロック５２の間に位置している。

図６および図７に示すように、円盤状のカバー板７８が複数の内押圧ブロック５２に重ねて配置されている。カバー板７８は、支持ポスト７６にねじ止めされ、中心軸線Ｃと同軸的に支持されている。カバー板７８の内面（下面）の外周部にそれぞれ放射方向に延びる２４本のガイド溝７８ａが形成されている。これらのガイド溝７８ａは、周方向に等間隔を置いて並んでいる。内押圧ブロック５２の上端部は、ガイド溝７８ａに係合している。これにより、内押圧ブロック５２は、ガイド溝７８ａに沿って放射方向に移動可能に支持されている。

各内押圧ブロック５２の外側面に対向して押え板８０が設けられている。押え板８０は、軸方向Ｚに延在する矩形板状に形成され、その上端部がカバー板７８の外周面に固定され、下端部がガイド台７４の外周面に固定されている。押え板８０は、軸方向Ｚに離間して位置する２つの開口を有している。内押圧ブロック５２の２つの内押圧部５５は、それぞれ押え板８０の開口を通して押え板８０の外周側に突出している。前述した付勢部材５６は、内押圧ブロック５２と押え板８０との間に位置し、内押圧ブロック５２を径方向の内側に付勢する。

枢軸ＣＳは、下端部に一体に形成されたフランジ部８２を有し、このフランジ部を支持テーブル１４にねじ止めすることにより、中心軸線Ｃと同芯状に立設されている。枢軸ＣＳは、カバー板７８の開口を通り、カバー板７８の上方に延出している。カバー板７８から突出した枢軸ＣＳの延出部にねじが切られ、ナット状の操作ノブ８４がねじ込まれている。本実施形態においては、操作ノブ８４はカバー板７８の上方の枢軸ＣＳにねじ込む構成としているが、これには限らず、支持テーブル１４（および／またはベース１００）の下方に延設した枢軸ＣＳに操作ノブ８４をねじ込むように構成してもよい。また、操作ノブ８４を設ける代わりに、カバー板７８の上方（または支持テーブル１４の下方）に延設された枢軸ＣＳを回転させるサーボモータ等を設ける構成としてもよい。
前述した外押圧ブロック３４の延出アーム３６は、載置台７０を貫通して放射方向に延在している。延出アーム３６の延出端部は軸方向Ｚに延伸し、この延出端部に第1受け面Ｓ１が形成されている。第１受け面Ｓ１は、径方向の外側に向いているとともに軸方向Ｚに対し軸方向Ｚの上端から下端に向かって径方向外側に傾斜している。

押圧機構４０の押圧カム部材６０は、枢軸ＣＳに軸方向Ｚに移動可能に支持され、支持テーブル１４とカバー板７８との間に配置されている。本実施形態において、押圧カム部材６０は、各外側プッシャ３０（の各外押圧ブロック３４）および各内側プッシャ５０（の各内押圧ブロック５２）よりも径方向の内側に設けられている。押圧カム部材６０は、切頭円錐形状の第１カム６０ａと、円盤状の本体および本体から延出した筒状部を有する第２カム６０ｂと、を組み合わせて構成されている。
第１カム６０ａは、枢軸ＣＳが挿通された中心孔と、カバー板７８の内面に対向した上面と、第２カム面Ｃ２を構成するテーパ面とを有している。第２カム面Ｃ２は、上端から下端に向かって先細となる中心軸線Ｃと同軸のテーパ面であり、すなわち、上端から下端に向かって径方向の内側に傾斜した傾斜面であり、２４個の内押圧ブロック５２の第２受け面Ｓ２に隣接対向している。

第２カム６０ｂの本体６１は、枢軸ＣＳが挿通された中心孔を有し、第１カム６０ａの凹所に嵌合され、第１カム６０ａにボルトで連結されている。第２カム６０ｂの円筒部６２は本体６１から外押圧ブロック３４の延出アーム３６の近傍まで延出し、枢軸ＣＳと同軸的に位置している。円筒部６２の延出端の内面に、テーパ面からなる第１カム面Ｃ１が形成されている。第１カム面Ｃ１は、下端から上端に向かって先細となる中心軸線Ｃと同軸のテーパ面であり、すなわち、下端から上端に向かって径方向の内側に傾斜した傾斜面であり、２４個の外押圧ブロック３４の第１受け面Ｓ１の径方向の外側に位置し、第１受け面Ｓ１に隣接対向している。
なお、押圧カム部材６０は、別体のカムを組み合わせたものに限らず、一体に成形されていてもよい。

押圧カム部材６０の上面は、ワッシャ等を介して操作ノブ８４に当接している。押圧カム部材６０と枢軸ＣＳのフランジ８２との間で、枢軸ＣＳの外周に付勢部材６６が配置されている。一例では、付勢部材６６はコイルばねであり、一端が押圧カム部材６０に当接し、他端がフランジ８２に当接している。付勢部材６６は、押圧カム部材６０をカバー板７８に向けて付勢する。

上記のように構成された押圧機構４０においては、図７に矢印を付して示すように、操作ノブ８４を回して押圧カム部材６０の上面を操作ノブ８４で押圧すると、押圧カム部材６０は、図示の初期位置（上面がカバー板７８の内面に接触した位置）から支持テーブル１４に向かって下降される。これに伴い、押圧カム部材６０の第２カム面Ｃ２が２４個の内押圧ブロック５２の第２受け面Ｓ２に当接し、２４個の内押圧ブロック５２を径方向の外側に向けて押圧する。これにより内押圧ブロック５２の一対の内押圧部５５が載置台７０に載置された環状鉄心１０の内周面に当接し内周面を径方向の外側に押圧する。
同時に、押圧カム部材６０の第１カム面Ｃ１が２４個の外押圧ブロック３４の第１受け面Ｓ１に当接し、２４個の外押圧ブロック３４を径方向の内側に向けて押圧する。これにより外押圧ブロック３４の外押圧部３５が環状鉄心１０の外周面に当接し外周面を径方向内側に押圧する。
以上の動作により、押圧機構４は、環状鉄心１０の内周面および外周面を同時に径方向に押圧し、環状鉄心の分割鉄心部を互いに強固に連結する、すなわち、環状鉄心を本組することができる。
このとき、環状鉄心１０は、押圧カム部材６０の第１カム面Ｃ１および第２カム面Ｃ２の加工精度により予め定まる真円度以下の真円度となるように配置される。

押圧を解除する場合は、操作ノブ８４を緩めて押圧カム部材６０の押圧を解除する。すると、押圧カム部材６０は付勢部材６６に付勢されて上昇し初期位置に戻る。これに伴い、押圧カム部材６０の第２カム面Ｃ２は内押圧ブロック５２の第２受け面Ｓ２に沿って上昇し、内押圧ブロック５２の押圧を解除する。同時に、押圧カム部材６０の第１カム面Ｃ１は外押圧ブロック３４の第１受け面Ｓ１に沿って上昇し、外押圧ブロック３４の押圧を解除する。
押圧が解除された内押圧ブロック５２は、付勢部材５６により径方向の内側に付勢され、環状鉄心の内周面から離間する位置に移動される。押圧が解除された外押圧ブロック３４は、図示しない駆動機構によりスライダ３２を径方向へスライドさせることにより、環状鉄心の外周面から離間する位置へ移動される。

次に、組立装置の圧入機構について説明する。
図９は、圧入機構を概略的に示す組立装置の側面図、図１０は、圧入機構を概略的に示す組立装置の斜視図である。
図示のように、組立装置は、圧入機構８１を備えている。圧入機構８１は、ベース１００あるいはベース１００の近傍に立設された支柱８３と、支柱８３に回動可能かつ、昇降可能に支持された調整アーム８５と、調整アーム８５に支持された加圧装置（加圧部）８６と、加圧装置８６の加圧力（圧入力）を検出する圧力センサ８７と、加圧装置８６に連結されたホルダ８８と、を有している。ホルダ８８は、容器２０の一端に当接した状態で容器２０を把持する。

次に、上記のように構成された組立装置を用いて固定子を組立てる製造方法について説明する。
図１１は、組立工程の一例を示すフローチャートである。図１１および他の図面を参照しながら製造方法の一例を説明する。
図１１に示すように、始めに、複数の分割鉄心部１０Ａを環状に並べて配置し、円筒形状の環状鉄心１０を仮組する（Ｓ１）。続いて、仮組した環状鉄心１０を組立装置にセットする（Ｓ２）。この場合、図７に示すように、環状鉄心１０を構成する各分割鉄心部１０Ａが載置台７０の支持ピン７２上に載置されるように、かつ、環状鉄心１０が中心軸線Ｃとほぼ同軸的に位置するように、セットする。セットした状態において、環状鉄心１０の上端面は、各外押圧ブロック３４の外押圧部３５よりも軸方向Ｚの上方に離間している。これにより、環状鉄心１０の外周面の上端部は、外押圧部３５と対向することなく径方向の外側に露出している。
本実施形態では、図８に示すように、環状鉄心１０の外周面において隣合う分割鉄心部１０Ａ間の境界部が外押圧ブロック３４の外押圧部３５に対向するように、また、環状鉄心１０の内周面において各分割鉄心部１０Ａの周方向のほぼ中央部が内押圧ブロック５２の内押圧部５５と対向するように、環状鉄心１０をセットしている。

環状鉄心１０をセットした後、図７に示すように、操作ノブ８４を締め込んで押圧カム部材６０を下降させ、押圧カム部材６０により２４個の内押圧ブロック５２を環状鉄心１０の内周面に向けて押圧し、同時に、２４個の外押圧ブロック３４を環状鉄心１０の外周面に向けて押圧する。図８に示すように、２４個の外押圧ブロック２３の外押圧部により環状鉄心１０の外周面を押圧し、同時に、２４個の内押圧ブロック５２の内押圧部５５により環状鉄心１０の内周面を押圧することにより、２４個の分割鉄心部１０Ａを所定位置に位置決めし互いに強固に連結させることにより環状鉄心１０を本組する（Ｓ３）。
本実施形態においては、押圧カム部材６０を下降させるための操作ノブ８４をカバー板７８よりも上方（図７における上側）の枢軸ＣＳにねじ込む構成としているが、上述のとおり、操作ノブ８４は支持テーブル１４（および／またはベース１００）の下側に延設した枢軸ＣＳに設けられてもよい。また、操作ノブ８４を設ける代わりに、カバー板７８の上方（または支持テーブル１４の下方）に延設された枢軸ＣＳを回転させるサーボモータ等を設ける構成としてもよい。

続いて、図９に示すように、環状鉄心１０を押圧した状態で、検出器ＳＥ１、ＳＥ２の接触子１６ｂを環状鉄心１０の外周面に当接する測定位置に移動させ、検出器ＳＥ１、ＳＥ２により環状鉄心１０の外径を測定する（Ｓ４）。外径の測定は、複数個所、例えば、１２箇所について行う。１箇所、測定する毎に、支持テーブル１４を所定角度だけ回転させ、次の測定位置について外径を測定する。支持テーブル１４を回転する際は、検出器ＳＥ１、ＳＥ２の接触子１６ｂを退避位置に後退させ、環状鉄心１０の外周面から離間させる。測定値は、コントローラに格納される。

コントローラは、測定結果に基づいて環状鉄心１０の外径推定値を算出する。コントローラは、予め用意した、内径の異なる複数の容器２０の中から、算出した外径推定値に対応する内径の容器２０を選択する（Ｓ５）。
分割鉄心は金型の変動等により外形寸法がばらつくため、環状鉄心１０の外径にもある程度のばらつきαが発生する。そこで、測定した環状鉄心１０の外径推定値を基に、予め設定した締め代の範囲βに見合う内径を有する容器２０を選択する。
容器２０の内径の加工精度が±ｂ程度であると考えられる場合、この容器２０の内径加工精度であるｂ程度それぞれ内径が異なる複数個の容器２０を用意する。
このときの環状鉄心１０の外形精度がaであるとすると、用意する容器の選択数Ｘは、例えば以下の導出式で求まる値を切り上げた数とすることができる。
α÷｛β-２（ａ+ｂ）｝

続いて、図９に示すように、選択した容器２０を圧入機構８１のホルダ８８に取り付け保持した後、調整アーム８５を昇降、回動させて、容器２０の中心軸線が組立装置の中心軸線Ｃと一致する位置に容器２０および加圧装置８６を位置調整する。
次に、図９および図１０に示すように、環状鉄心１０の押圧を維持した状態で、かつ、検出器ＳＥ１、ＳＥ２の接触子１６ｂを退避位置に後退させた状態で、加圧装置８６により容器２０およびホルダ８８を環状鉄心１０に向けて押圧し、容器２０を環状鉄心１０の上端部外周に圧入する（Ｓ６）。このとき、環状鉄心１０は外押圧ブロック２３と内押圧ブロック５２による押圧が維持され、ステップＳ３での環状鉄心１０の位置決め時の配置、およびステップＳ４で検出器ＳＥ１、ＳＥ２による測定時の外径が維持される。

続いて、押圧機構４０による環状鉄心１０の押圧を解除し、すなわち、外押圧ブロック３４を環状鉄心１０の外周面から離間する位置に後退させ、内押圧ブロック５２を環状鉄心１０の内周面から離間する位置に後退させた後、加圧装置８６により容器２０を環状鉄心１０の所定位置まで更に圧入する（Ｓ７）。このようにして、環状鉄心１０はステップＳ３での環状鉄心１０の押圧による位置決め時の配置、およびステップＳ４での検出器ＳＥ１、ＳＥ２の測定時の外径のまま容器２０が圧入される。

上述した圧入工程の間、圧入機構８１は、圧力センサ８７により加圧装置８６の加圧力（圧入力）を測定し、測定値をコントローラに格納する。コントローラは、加圧力の測定値に基づいて、環状鉄心１０と容器２０との嵌め合い度（環状鉄心１０を保持する容器２０の保持トルクに相当）を算出する。コントローラは、算出した保持トルクと所望の設計値とを比較し、保持トルクが設計値の範囲内にあるか判定する（Ｓ８）。
以上の工程により固定子の組立てが完了する。組立てられた固定子１は、支持テーブル１４から取り出され、次工程に移送される。

以上のように構成された本実施形態に係る組立装置および製造方法によれば、環状鉄心を支持テーブル１４上に載置した状態で、環状鉄心の押圧、外径測定、容器の圧入を行うことができ、各工程ごとに、環状鉄心を他の場所に移送する必要が無い。これにより、本実施形態によれば、小型化を図ることが可能な固定子の組立装置および製造方法を提供することができる。
本実施形態によれば、押圧状態の環状鉄心の外径を測定し、測定した外径に適した内径を有する容器を選択し、この容器を押圧状態の環状鉄心の外周に圧入する構成とすることにより、圧入時の適正な圧入力を測定することができ、環状鉄心に対する容器の保持トルクを正確に把握することが可能となる。これにより、必要な保持トルク性能を確保した固定子を得ることができる。
また、本実施形態によれば、環状鉄心を予め決めた真円度以下の真円度となるように確実に配置して容器の圧入を行なうことができる。

なお、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態や変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
例えば、組立装置において、外側プッシャおよび内側プッシャの設置数は、分割鉄心部の数と同数に限らず、必要に応じて、増減可能である。押圧機構の押圧カム部材は、操作ノブに限らず、他の駆動手段により昇降される構成としてもよい。
支持テーブルは、回転テーブルに限らず、支持テーブルを固定とし、検出器を周方向に移動可能に設ける構成としてもよい。この場合、支持テーブルを省略してもよい。検出器は、２つに限らず、３つ以上としてもよい。

１…固定子、１０…環状鉄心、１０Ａ…分割鉄心部、１１…分割鉄心、
１２…第１巻線ホルダ、１３…第２巻線ホルダ、１４…支持テーブル、
１７…コイル、２０…容器、３０…外側プッシャ、３４…外押圧ブロック、
４０…押圧機構、５０…内側プッシャ、５２…内押圧ブロック、６０…押圧カム部材、
ＣＳ…枢軸、Ｃ１…第１カム面、Ｃ２…第２カム面、Ｓ１…第１受け面、
Ｓ２…第２受け面、ＳＥ１、ＳＥ２…検出器、８０…圧入機構、８６…加圧装置、
８７…圧力センサ、８８…ホルダ、１００…ベース

Claims (13)

1. 支持テーブルと、
   前記支持テーブルに設けられ、複数の分割鉄心を環状に並べた環状鉄心が載置される載置台と、
   前記支持テーブルに設けられ前記環状鉄心の外周面および内周面を径方向に押圧する押圧機構と、
   前記押圧機構により押圧された前記環状鉄心の外径を測定する検出器と、
   前記載置台に載置された前記環状鉄心に筒状の容器を圧入する圧入機構と、
   を備える組立装置。
2. 前記押圧機構は、前記支持テーブル上にそれぞれ前記支持テーブルの中心軸線に対して放射方向に移動可能に設けられ前記環状鉄心の外周面に当接する外押圧部を有する複数の外側プッシャと、前記支持テーブル上にそれぞれ前記放射方向に移動可能に設けられ前記環状鉄心の内周面に当接する内押圧部を有する複数の内側プッシャと、前記中心軸線に沿って移動可能に設けられ、前記複数の内側プッシャを前記内周面に向けて押圧する第１カム面とを有する押圧カム部材と、前記複数の外側プッシャを前記外周面に向けて押圧する第２カム面とを有する押圧カム部材と、を備えている請求項１に記載の組立装置。
3. 前記外側プッシャは、前記支持テーブルに前記放射方向に移動可能に設置されたスライダと、前記スライダに取り付けられ前記外押圧部を有した外押圧ブロックと、前記外押圧ブロックから前記載置台を貫通して前記中心軸線の側に延出し前記第１カム面に当接可能な第１受け面を有する延出アームと、を備えている請求項２に記載の組立装置。
4. 前記複数の分割鉄心と同数の前記外側プッシャを備え、
   前記複数の外側プッシャは、前記中心軸線を中心とする周方向に等間隔を置いて配置されている請求項３に記載の組立装置。
5. 前記複数の内側プッシャは、前記内押圧部と前記第２カム面とを有し前記放射方向に移動可能に支持された内押圧ブロックを備えている請求項３に記載の組立装置。
6. 前記複数の分割鉄心と同数の前記内側プッシャを備え、
   前記複数の内側プッシャは、前記中心軸線を中心とする周方向に等間隔を置いて配置されている請求項５に記載の組立装置。
7. 前記押圧カム部材の前記第１カム面は、前記中心軸線と同軸で径方向の内側を向いたテーパ面で形成され、前記第２カム面は、前記中心軸線と同軸で径方向の外側を向いたテーパ面で形成されている請求項２に記載の組立装置。
8. 前記押圧機構は、前記押圧カム部材を前記支持テーブルの側に向けて押圧する押圧部材を有している請求項２に記載の組立装置。
9. 前記押圧カム部材は、前記複数の外側プッシャおよび前記複数の内側プッシャよりも内周側に設けられる請求項２に記載の組立装置。
10. 前記検出器は、前記環状鉄心の外周面に当接する測定位置と前記外周面から離間する退避位置との間を移動可能に支持された接触子を有し、
    前記検出器は、前記支持テーブルの中心軸線周りの周方向に等間隔を置いて少なくとも２つ配置されている請求項１に記載の組立装置。
11. 前記圧入機構は、前記容器を把持するホルダと、前記ホルダおよび前記容器を前記環状鉄心に向けて押圧する加圧装置と、前記加圧装置および前記ホルダを支持しているとともに前記容器と前記環状鉄心とを芯合わせする調整アームと、前記加圧装置の加圧力を検知する圧力センサと、を備えている請求項１に記載の組立装置。
12. 固定子の製造方法であって、
    複数の分割鉄心を環状に並べて環状鉄心を仮組し、
    前記環状鉄心を所定位置に載置した状態で、前記環状鉄心の外周面の複数箇所を径方向の内側に押圧し、同時に、前記環状鉄心の内周面の複数箇所を径方向の外側に押圧し、
    前記押圧された状態の前記環状鉄心の外径を測定し、
    前記測定された外径に対応する内径を有する容器を選択し、
    前記選択した容器を前記押圧された状態の前記環状鉄心の一端部の外周に圧入する、
    固定子の製造方法。
13. 前記押圧は、前記環状鉄心の外周面において、隣合う前記分割鉄心の間の境界部を押圧し、前記環状鉄心の内周面において、各分割鉄心の周方向の中央部を押圧する請求項１２に記載の製造方法。

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