JP3903589B2

JP3903589B2 - 回転電機のコア積み装置

Info

Publication number: JP3903589B2
Application number: JP11685098A
Authority: JP
Inventors: 昌也本橋; 芳夫春日; 和夫木村; 弘一木許; 徹哉西津; 芳秋森田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2018-04-27
Also published as: JPH11308822A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばインダクションモータやＡＣジェネレータ等に使用される大型の回転電機の製造装置において、回転子コアまたは固定子コアのコア積み装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は回転子コア板の一例を示す平面図であり、材質は鉄であることが多い。また、大型回転電機の場合、回転子コア板１１の形状はリング状で外径が例えば５００ｍｍ以上、内径が例えば２００ｍｍ〜６００ｍｍ程度、厚さが０．５ｍｍ程度の鉄板であり、この回転子コア板１１を高さが例えば５００ｍｍ〜１５００ｍｍ程度になるように積載する。即ち、１０００〜３０００枚くらい積載しなければならない。１２はスロットであり、回転子コア板１１の外周から内側に複数設けた切込みである。
従来、このような回転子コアまたは固定子コアのコア積み装置として、ロボット等によって自動的にコア板を積む装置はあったが、厳密な位置合せもせずに単に下から上に積み重ねていくものであったため、正確に積むことができるものではなかった。
このため、コア板の不揃いが発生して修正作業が必要になったり、コア板の落下やフレームへの挿入ミスなどが発生することもあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回転電機のコア積み装置は、上記のように、自動で能率よく正確にコアを積むことができるものではなかった。
【０００４】
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するためになされたもので、自動的に効率よくコアを積むことができ、さらに回転軸が一致するように、また、各スロットの位置をも一致するように、正確に位置決めして積むことができる回転電機のコア積み装置を得ることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の構成に係る回転電機のコア積み装置は、リング状の回転子コア板及びダクトコア板を複数枚積載する回転電機のコア積み装置において、回転子コア板及びダクトコア板の内周側に切欠いたキー溝を備えると共に、回転子コア板及びダクトコア板の積載方向に伸び、回転子コア板及びダクトコア板の中空部に挿入され、回転子コア板及びダクトコア板の挿入側端部に設けたテーパ部と回転子コア板及びダクトコア板のキー溝と嵌合するガイドキーを有するガイド軸、このガイド軸の外周側で積載される回転子コア板及びダクトコア板を保持する保持台、並びに保持台を昇降させる昇降機構を備え、回転子コア板及びダクトコア板を積載するにつれて保持台を昇降させてガイド軸に対する回転子コア板及びダクトコア板を積載する軸方向の位置を保つように構成したものである。
【０００６】
また、本発明の第２の構成に係る回転電機のコア積み装置は、リング状の内周側に複数のスロットを有する固定子コア板及びダクトコア板を複数枚積載する回転電機のコア積み装置において、固定子コア板及びダクトコア板の積載方向に伸び、固定子コア板及びダクトコア板の中空部に挿入され、固定子コア板及びダクトコア板の挿入側端部に設けたテーパ部と固定子コア板及びダクトコア板のスロットの少なくとも１つと嵌合するガイドキーを有するガイド軸、このガイド軸の外周側で積載される固定子コア板及びダクトコア板を保持する保持台、並びに保持台を昇降させる昇降機構を備え、固定子コア板及びダクトコア板を積載するにつれて保持台を昇降させてガイド軸に対する固定子コア板及びダクトコア板を積載する軸方向の位置を保つように構成したものである。
【０００７】
また、本発明の第３の構成に係る回転電機のコア積み装置は、第１または第２の構成において、積載するコア板の回転方向及び回転軸の位置を予め仮位置決めする位置決め部を備え、この仮位置決めされたコア板をガイド軸に挿入するように構成したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による回転電機のコア積み装置を示す構成図である。図において、１はロボット、２はロボット１のロボットアームで、本実施の形態では１つのロボットアーム２を備えており、２ａ，２ｂ，２ｃはそれぞれ異なる作業位置にロボットアーム２を配置した様子を示している。３は回転子コア板１１を格納しているコアストッカ、４はコア位置決め部、５はコア積み部、１１は、リング状で外周から内側に複数のスロットが切込んで配設されている回転子コア板である。
【０００９】
以下、本実施の形態によるコア積み装置の動作について説明する。コアストッカ３には積載すべき回転子コア板１１が置かれており、ロボット１はロボットアーム２を作業位置２ａに配置させ、回転子コア板１１を１枚掴む。そして、ロボットアーム２を作業位置２ｂに移動させる。
【００１０】
図２，図３は、回転子コア板１１を実際に積載する前に、その１枚の回転方向および回転軸の位置を予め仮位置決めするコア位置決め部４の構成を詳細に示すものであり、図２は斜視図、図３は平面図である。
図において、４１はローラ４２を矢印Ａ方向に回転させるモータ、４３，４４は第１，第２位置決め具、４５は位置決め具４３、４４用のモータ、４６は第１，第２位置決め具４３，４４に設けられたコア保持爪、４７は第２位置決め具４４に設けられた位置決め用爪である。本実施の形態では、２つの第１位置決め具４３と１つの第２位置決め具４４を有し、回転子コア板１１の回転軸に対してほぼ１２０度の角度の３方向から回転子コア板１１の仮位置決めを行なっている。
【００１１】
ロボット１のロボットアーム２が作業位置２ｂに移動して回転子コア板１１を位置決め部の上に放す。第１位置決め具４３に設けられたコア保持爪４６と、第２位置決め具４４に設けられたコア保持爪４６，位置決め用爪４７とは、モータ４５によって中心軸の方に位置しているので、コア保持爪４６と位置決め用爪４７は回転子コア板１１の中空部に入る状態となり、回転子コア板１１の内周面に引っ掛かるような状態になる。図２の点線のように回転子コア板１１が位置すると、モータ４１によるローラ４２の回転によって回転子コア板１１は回転する。
コア保持爪４６と位置決め用爪４７の先端にもローラ等により回転可能に構成しているので、回転子コア板１１は滑らかに回転する。
【００１２】
コア保持爪４６はモータ４５によって同期をとり、次第にＢ方向に移動する。３方向からコア保持爪４６で回転子コア板１１の内周側が位置決めされるので、回転子コア板１１の径方向の仮位置決めが行なわれ、回転軸が位置決めされる。
【００１３】
図４は回転子コア板１１を示す平面図で、外周側に複数のスロット１２が設けられている。さらに本実施の形態における回転子コア板１１には、内周側に切欠いた凹状のキー溝１３が設けられており、これを用いて回転方向の位置決めを行なっている。
図２，図３における第２位置決め具４４の位置決め用爪４７は、例えばバネなどによって所定の力でＣ方向に引っ張られている。そして、キー溝１３の位置に位置決め用爪４７が来た時、Ｃ方向の引っ張り力によって、キー溝１３に入り込み、回転子コア板１１の回転は停止する。これにより、回転子コア板１１の回転方向の仮位置決めが行われる。
【００１４】
次に、ロボット１はロボットアーム２を作業位置２ｂに配置させ、仮位置決めした回転子コア板１１を１枚掴む。そして、ロボットアーム２を作業位置２ｃに移動させる。
【００１５】
図５はコア積み部５の構成を詳細に示す斜視図であり、構成が解りやすいように一部切欠いて示している。
図において、５１は積載される回転子コア板１１を保持する保持台で、例えば下降式コア受け台、５２は積載方向に伸びるガイド軸で、５３は主ガイド軸、５４は内周保持板、５５はガイドキーである。また、５６はボールねじ、５７はモータ、５８は昇降用ガイド軸である。
図５に示すように、中心が積載する回転子コア板１１の中心軸と一致させた主ガイド軸５３に、３方向に内周保持板５４を設けている。ガイド軸５２が回転子コア板１１の中空部に挿入された状態で回転子コア板１１を積載し、３つの内周保持板５４で構成される外円は、積載される回転子コア板１１の内周と同じである。そして、回転子コア板１１の挿入側の端部において、内周保持板５４で構成される外円の半径をある程度小さくし、下方に向かうにつれて徐々に大きくして回転子コア板１１の内周と同じになるまでテーパ状に構成している。また、１つの内周保持板５４の先端には、回転子コア板１１のキー溝１３と嵌合するガイドキー５５が積載方向に沿って設けられている。回転子コア板１１はガイド軸５２の外周側に積載されていくので、下降式コア受け台５１はガイド軸５２の外周側で回転子コア板１１を保持する。
【００１６】
ロボット１のロボットアーム２が作業位置２ｃに移動して回転子コア板１１をコア積み部の上に放す。仮位置決めされた回転子コア板１１はテーパ部からほぼ正確にガイド軸５２の外円にはまり込み、さらに、回転子コア板１１のキー溝１３の位置もほぼ正確であるため、キー溝１３とガイドキー５５とは嵌合し、複数の回転子コア板１１を積載すると、所定の精度で整列された状態に積まれていく。
【００１７】
このガイド軸５２のコア板挿入側端部を図６に拡大して示す。テーパ部の傾斜角度θは、例えば４５度以下とし、テーパ部に続く垂直部において、テーパ部の端からの距離ｘが所定である位置を回転子コア板の積載位置１１ｃとしている。このときの距離ｘは、ガイド軸５２の上部で回転子コア板１１がテーパ部をすぎてスムーズに落下できる程度のものであり、本実施の形態では、例えばテーパ部から５〜１０ｍｍ程度にしている。
【００１８】
このようにガイド軸５２のコア板挿入側端部をテーパ状に傾斜を持たせると、ガイド軸５２の上方に放された回転子コア板１１ａがガイド軸５２に挿入されやすくなる。さらに、放された回転子コア板１１ａの回転軸の位置が回転子コア板１１ｂのように横にずれていても、そのずれが距離ｙの範囲以内ならテーパ部で修正される。そして、回転子コア板１１ｂは回転軸が位置合せされて垂直部に挿入され、所定の積載位置である垂直部挿入側端から距離ｘの位置で回転子コア板１１ｃのように積載される。
ガイド軸５２に設けたテーパ部は、上記のように積載する回転子コア板１１の回転軸の横ずれを修正する働きをするのであるが、その角度θを４５度以上にすると、ガイド軸５２と回転子コア板１１との摩擦が大きくなり、垂直部へスムーズに落下しにくくなるので、４５度程度以下にするのが望ましい。また、この角度θをあまり小さくすると、距離ｙが短くなって回転軸の横ずれの修正範囲が狭くなったり、テーパ部の長さを長くしなければならず、実用的ではない。
【００１９】
次に、ガイド軸５２に対する回転子コア板１１を積載する軸方向の位置、以下回転子コア板１１の積載位置と記すが、この回転子コア板１１の積載位置を垂直部から所定の位置、即ち距離ｘの位置に保つ機構について説明する。図７は本実施の形態に係る下降式コア受け台５１を積載方向に昇降させる昇降機構を説明するための断面構成図である。
複数の回転子コア板１１を積載しながら、モータ５７でボールねじ５６（図５参照）を回転させ、回転子コア板１１が積載されるにつれて、下降式コア受け台５１を昇降用ガイド軸５８に沿って徐々に下降させる。これによって、回転子コア板１１の積載する位置を、常にガイド軸５２のテーパ部から垂直部へ距離ｘだけ下がった位置として保っている。この距離ｘが長すぎると回転子コア板１１が落下するまでに時間がかかり効率が悪くなるとともに、落下中にガイド軸５２の外円と引っ掛かったりして積載誤差を生じる可能性もあるので、短かい距離で常に同じ位置になるようにした。このため、安定して積載され、コア積み時における回転子コア板１１の内周とガイド軸５２の外円との引っ掛かりを防止できる。
【００２０】
なお、図示していないが、コア積みの途中で図８に示すダクトコアを挿入し、最後に端板を積み、プレスしてネジ締めを行なえば、ロータコアが完成する。
【００２１】
以上の様に構成すれば、コア積み装置の自動化が可能となり、作業時間の短縮及び重量物運搬作業が廃止できると共に、手作業時の治工具費用の削減もでき、効率よくコア板を積むことができる。また、ガイド軸５２に設けたテーパ部の作用によって、積載した回転子コア板１１で回転軸が一致し、さらに回転子コア板１１に正確にキー溝１３を備えることによりガイド軸５２のガイドキー５５との嵌合によって各スロットの位置をも一致するように、正確に位置決めして積むことができる。
【００２２】
また、本実施の形態ではコア位置決め部４を設けた構成としたが、予め整列されたコア板が供給されて仮位置決めする必要がない場合には、必ずしもコア位置決め部４を備える必要はなく、コアストッカ３から直接コア積み部５で積載する構成としてもよい。
【００２３】
このコア積み装置は、図４に示したような回転子コア板のみではなく、図８に示すようなダクトコア板を積載する場合にも適用できる。ダクトコア板１４もリング状で複数のダクトピースが配設されており、その外周側に複数のスロット１５を有する。このダクトコア板１４の中空部にキー溝１６を備え、ガイド軸５２のガイドキー５５と嵌合させて積載してもよい。
【００２４】
また、本実施の形態では１つのロボットアームとコア位置決め部とコア積み部を備えたコア積み装置としたが、適宜、コア板を搬送するロボットの数を増やせば、もっと効率のよい装置となる。
【００２５】
実施の形態２．
さらに、このコア積み装置は、図４に示したような回転子コア板のみではなく、図９に示すような固定子コア板を積載する場合にも適用できる。固定子コア板１７もリング状であり、その内周側に複数のスロット１８を有する。この固定子コア板１７のスロット１８の少なくともいずれか１つをキー溝とし、コア積み部５のガイドキー５５と嵌合させて積載してもよい。
【００２６】
本実施の形態の場合には、固定子コア板１７に別にキー溝を設けずに、スロット１８の凹部を利用して回転方向の位置決めを行なうことができる。
【００２７】
また、実施の形態１，２では、コア位置決め部５のガイド軸５２はコア板の中空部へ挿入されて積載していくものを示したが、コア板の外周を位置決めするガイド軸を、コア板を包囲するように設けてもよい。ガイド軸５２に設けられるガイドキー５５は、コア板の積載位置の外周から内側に突出するように構成する。コア板が回転子コア板やダクトコア板の場合にはキー溝としてとしてスロットの１つを設定できる。コア板が固定子コア板の場合には、外周の一部にキー溝となる切欠きを設け、これを基準に積載するようにしてもよい。
【００２８】
また、実施の形態１，２では、コア位置決め部５における下降式コア受け台５１をボールねじによって昇降させることにより、ガイド軸５２に対するコア板を積載する軸方向の位置を常に同じ位置としたが、逆にガイド軸５２を上昇させてコア積み位置との相対位置を保つようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の第１の構成によれば、リング状の回転子コア板及びダクトコア板を複数枚積載する回転電機のコア積み装置において、回転子コア板及びダクトコア板の内周側に切欠いたキー溝を備えると共に、回転子コア板及びダクトコア板の積載方向に伸び、回転子コア板及びダクトコア板の中空部に挿入され、回転子コア板及びダクトコア板の挿入側端部に設けたテーパ部と回転子コア板及びダクトコア板のキー溝と嵌合するガイドキーを有するガイド軸、このガイド軸の外周側で積載される回転子コア板及びダクトコア板を保持する保持台、並びに保持台を昇降させる昇降機構を備え、回転子コア板及びダクトコア板を積載するにつれて保持台を昇降させてガイド軸に対する回転子コア板及びダクトコア板を積載する軸方向の位置を保つように構成したので、自動的に回転子コア板及びダクトコア板を積載して組立作業時間の短縮が可能になり、さらに精度よく回転子コア板及びダクトコア板を積載できる回転電機のコア積み装置を得ることができる。
【００３０】
また、本発明の第２の構成によれば、リング状の内周側に複数のスロットを有する固定子コア板及びダクトコア板を複数枚積載する回転電機のコア積み装置において、固定子コア板及びダクトコア板の積載方向に伸び、固定子コア板及びダクトコア板の中空部に挿入され、固定子コア板及びダクトコア板の挿入側端部に設けたテーパ部と固定子コア板及びダクトコア板のスロットの少なくとも１つと嵌合するガイドキーを有するガイド軸、このガイド軸の外周側で積載される固定子コア板及びダクトコア板を保持する保持台、並びに保持台を昇降させる昇降機構を備え、固定子コア板及びダクトコア板を積載するにつれて保持台を昇降させてガイド軸に対する固定子コア板及びダクトコア板を積載する軸方向の位置を保つように構成したので、固定子コア板及びダクトコア板の形状を変更することなく、自動的に積載して組立作業時間の短縮が可能となり、さらに精度よく固定子コア板及びダクトコア板を積載できる回転電機のコア積み装置を得ることができる。
【００３１】
また、本発明の第３の構成によれば、第１または第２の構成において、積載するコア板の回転方向及び回転軸の位置を予め仮位置決めする位置決め部を備え、この仮位置決めされたコア板をガイド軸に挿入するように構成したので、第１、第２の構成による効果に加え、更に精度よくコア板を積載でき、効率のよい回転電機のコア積み装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による回転電機のコア積み装置を示す構成図である。
【図２】実施の形態１に係わるコア位置決め部を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１に係わるコア位置決め部を示す平面図である。
【図４】実施の形態１に係わる回転子コア板を示す平面図である。
【図５】実施の形態１に係わるコア積み部を示す斜視図である。
【図６】実施の形態１に係わるコア積み部を拡大して示す説明図である。
【図７】実施の形態１に係わるコア積み部を示す断面構成図である。
【図８】実施の形態１に係わるダクトコア板を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係わる固定子コア板を示す平面図である。
【図１０】従来の回転子コア板を示す平面図である。
【符号の説明】
１ロボット、２、２ａ，２ｂ，２ｃロボットアーム、３コアストッカ、４コア位置決め部、５コア積み部、１１回転子コア板、１２スロット、１３キー溝、１４ダクトコア板、１５スロット、１６キー溝、１７固定子コア板、１８スロット、４２ローラ、４３第１位置決め具、４４第２位置決め部、４６コア保持爪、４７位置決め用爪、５１下降式コア受け台、５２ガイド軸、５３主ガイド軸、５４内周保持板、５５ガイドキー、５６ボールねじ、５８昇降用ガイド軸。

Claims

リング状の回転子コア板及びダクトコア板を複数枚積載する回転電機のコア積み装置において、上記回転子コア板及びダクトコア板の内周側に切欠いたキー溝を備えると共に、上記回転子コア板及びダクトコア板の積載方向に伸び、上記回転子コア板及びダクトコア板の中空部に挿入され、上記回転子コア板及びダクトコア板の挿入側端部に設けたテーパ部と上記回転子コア板及びダクトコア板のキー溝と嵌合するガイドキーを有するガイド軸、このガイド軸の外周側で上記積載される回転子コア板及びダクトコア板を保持する保持台、並びに上記保持台を昇降させる昇降機構を備え、上記回転子コア板及びダクトコア板を積載するにつれて上記保持台を昇降させて上記ガイド軸に対する上記回転子コア板及びダクトコア板を積載する軸方向の位置を保つように構成した回転電機のコア積み装置。
リング状の内周側に複数のスロットを有する固定子コア板及びダクトコア板を複数枚積載する回転電機のコア積み装置において、上記固定子コア板及びダクトコア板の積載方向に伸び、上記固定子コア板及びダクトコア板の中空部に挿入され、上記固定子コア板及びダクトコア板の挿入側端部に設けたテーパ部と上記固定子コア板及びダクトコア板のスロットの少なくとも１つと嵌合するガイドキーを有するガイド軸、このガイド軸の外周側で上記積載される固定子コア板及びダクトコア板を保持する保持台、並びに上記保持台を昇降させる昇降機構を備え、上記固定子コア板及びダクトコア板を積載するにつれて上記保持台を昇降させて上記ガイド軸に対する上記固定子コア板及びダクトコア板を積載する軸方向の位置を保つように構成した回転電機のコア積み装置。
積載する上記コア板の回転方向及び回転軸の位置を予め仮位置決めする位置決め部を備え、この仮位置決めされた上記コア板を上記ガイド軸に挿入するように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の回転電機のコア積み装置。