JP4234445B2 - 多極電機子の組立方法及び組立装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環状に並ぶ複数の分割ヨークに対してコアの径方向に突出するティースが分割された多極電機子の組立方法及び組立装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の多極電機子として、分割されたティースに巻線を自動的に行う巻線装置が、本出願人により特許文献１として既に出願されている。この場合、各ティースが巻線治具に保持された状態で巻線が行われ、その後に各ティースの外周にヨークが嵌められる。
【０００３】
【特許文献１】
特願２００２−２９１８７４号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の環状に並ぶ複数の分割ヨークに対してティースが分割された多極電機子にあっては、各分割ヨークを隙間なく組立てることが難しく、コアの組立て精度を高められないという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、コアの組立て精度を高められる多極電機子の組立方法及び組立装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、環状に並ぶ複数の分割ヨークに対してコアの径方向に突出するティースが分割され、各分割ヨークと各ティース間の位置決め手段と、各分割ヨークどうしを連結する連結コマとを備え、各ティースに各分割ヨークを結合する多極電機子の組立方法に適用する。
【０００７】
そして、線材が巻回されて環状に並ぶ各ティースを支持するティース支持機構と、分割ヨークを各ティースに組付けるヨーク組付け機構と、組付けられた分割ヨークどうしを引き寄せるヨーク押圧機構と、互いに引き寄せられた分割ヨークに渡って連結コマを組付ける連結コマ組付け機構とを用い、各ティースに各分割ヨークを結合することを特徴とするものとした。
【０００８】
第２の発明は、環状に並ぶ複数の分割ヨークに対してコアの径方向に突出するティースが分割され、各分割ヨークと各ティース間の位置決め手段と、各分割ヨークどうしを連結する連結コマとを備え、各ティースに各分割ヨークを結合する多極電機子の組立装置に適用する。
【０００９】
そして、線材が巻回されて環状に並ぶ各ティースを支持するティース支持機構と、分割ヨークを各ティースに組付けるヨーク組付け機構と、組付けられた分割ヨークどうしを引き寄せるヨーク押圧機構と、互いに引き寄せられた分割ヨークに渡って連結コマを組付ける連結コマ組付け機構とを備え、各ティースに各分割ヨークを結合することを特徴とするものとした。
【００１０】
第３の発明は、第２の発明において、各分割ヨークはその外周面に窪むヨーク係止溝を有し、連結コマは各ヨーク係止溝に渡って嵌合するコの字状に形成され、連結コマ組付け機構は連結コマをコアの径方向に移動して各分割ヨークに組付ける構成としたことを特徴とするものとした。
【００１１】
第４の発明は、第２の発明において、各分割ヨークはその外周面に窪むヨーク係止溝を有し、連結コマは各ヨーク係止溝に渡って嵌合するコの字状に形成され、連結コマ組付け機構は連結コマをコアの軸方向に移動して各分割ヨークに組付ける構成としたことを特徴とするものとした。
【００１２】
第５の発明は、第２から第４のいずれか一つの発明において、ヨーク押圧機構は最初に組付けられた分割ヨークの一端面に当接する反力受けプレートと、その後に組付けられた分割ヨークの他端面に当接する押圧プレートとを備え、反力受けプレートを分割ヨークに干渉しない格納位置へと移動できる構成としたことを特徴とするものとした。
【００１３】
【発明の作用および効果】
第１、第２の発明によると、各分割ヨークが位置決め手段を介してティースに対して所定位置で組付けられ、かつヨーク押圧機構によって各分割ヨークどうしが互いに押しつけられた状態で連結コマを各分割ヨークに組付けることにより、各分割ヨークどうしを隙間なく結合することができる。この結果、コアの組立て精度を高められるとともに、コアの組立てに要する時間を短くして生産性を高められる。
【００１４】
第３の発明によると、連結コマは各分割ヨークにコアの径方向から組付けられ、その両端部がヨーク係止溝に嵌められることにより、連結コマに対して所定位置で組付けられる。この場合、分割ヨークの端面を支える治具等が必要なく、連結コマ組付け機構の構造を簡素化することができる。
【００１５】
第４の発明によると、連結コマは各分割ヨークにコアの軸方向から組付けられ、その両端部がヨーク係止溝に嵌められることにより、連結コマに対して所定位置で組付けられる。
【００１６】
第５の発明によると、反力受けプレートを最初に組付けられる分割ヨークの一端面に当接させ、押圧プレートを分割ヨークの他端面に当接させて押圧することにより、反力受けプレートと押圧プレートの間で各分割ヨークが互いに押しつけられて隙間なく密着する。続いて分割ヨークを各ティースに組付ける動作を行う際に、反力受けプレートを格納位置に移動することにより、反力受けプレートが既に組付けられた分割ヨークに干渉しない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１〜図４において、３はインナロータ式の３相交流モータのステータ（多極電機子）であり、８はこのステータ３を構成するコアである。このコア８は複数のティース（磁極）９が円環状のヨーク環の内側に突出し、各ティース９の間にスロットが内側に向けて開口する。分割組立式のコア８は各ティース９が環状のヨーク環と分割して形成される。そして、このコア８はヨーク環がティース９と同数の分割ヨーク１１に分割して形成される。
【００１９】
各分割ヨーク１１と各ティース９間の位置決め手段として、各分割ヨーク１１にヨーク凹部１１ａが形成される一方、各ティース９に凸部９ａが形成される。各分割ヨーク１１はそのヨーク凹部１１ａがティース９の凸部９ａに嵌められることにより、ティース９に対する位置決めが行われる。
【００２０】
なお、各分割ヨーク１１と各ティース９間の位置決め手段として、各分割ヨーク１１に凸部が形成され、ティース９に凹部が形成される構造としても良い。
【００２１】
各分割ヨーク１１はその外周面に刻まれるヨーク係止溝１１ｂを有する。ヨーク係止溝１１ｂはコア８の軸方向に延びる。
【００２２】
コア８はヨーク係止溝１１ｂに嵌合して分割ヨーク１１どうしを連結する連結コマ１２を備え、各連結コマ１２を介して各分割ヨーク１１が環状に並ぶように結合される。
【００２３】
連結コマ１２は、コの字状に形成され、隣り合う分割ヨーク１１の各ヨーク係止溝１１ｂに渡って嵌合し、各分割ヨーク１１を環状に並ぶように結合する。
【００２４】
本実施の形態では、１個の連結コマ１２によって２個の分割ヨーク１１が連結されるが、これに限らず、１個の連結コマ１２によって３個以上の分割ヨーク１１が連結される構造としても良い。
【００２５】
図１〜図４において、１はこのコア８を自動的に組立てる多極電機子の組立装置であり、この多極電機子の組立装置１によるコア８の組立て工程は、各ティース９に巻線を行う巻線工程の後に行われる。
【００２６】
なお、各ティース９に巻線を自動的に行う巻線装置については、本出願人により特願２００２−２９１８７４号として既に出願されている。
【００２７】
図１〜図４において、ステータ３は線材５が巻回されて環状に並ぶ各ティース９に数本の線材５が巻回された状態が便宜上示されているが、実際にはＵ、Ｖ、Ｗの３相分の巻線を構成する多数本の線材５が各ティース９間に巻回され、この線材５を介して各ティース９が環状に並んだ状態が維持される。
【００２８】
以下、多極電機子の組立装置１の構成について説明する。ここで、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が略水平横方向、Ｙ軸が略水平前後方向、Ｚ軸が略垂直方向に延びるものとして説明する。
【００２９】
多極電機子の組立装置１は、架台１９に対して線材５が巻回されて環状に並ぶ各ティース９を支持しその中心軸回りに回動させるティース支持機構２１と、分割ヨーク１１を各ティース９に組付けるヨーク組付け機構４０と、このヨーク組付け機構４０に分割ヨーク１１を供給するヨーク供給機構２５と、組付けられた分割ヨーク１１どうしを引き寄せるヨーク押圧機構５０と、互いに引き寄せられた分割ヨーク１１に連結コマ１２を組付ける連結コマ組付け機構８０と、この連結コマ組付け機構８０に連結コマ１２を供給する連結コマ供給機構６０とを備え、コア８の組立てを自動的に行う。
【００３０】
ティース支持機構２１は、架台１９に対してＺ軸回りに回転可能に支持されるインデックス台２２と、このインデックス台２２を回転駆動するサーボモータ（図示せず）とを備える。インデックス台２２には線材５が巻回されて環状に並ぶ各ティース９を着座させる環状段部２３が形成される。この環状段部２３は分割ヨーク１１の一部を着座させて、各ティース９に対する分割ヨーク１１のＺ軸方向の位置決めを行うとともに、ティース９に組付けられた分割ヨーク１１を落下しないように支持する。
【００３１】
ヨーク供給機構２５は、Ｙ軸方向に延びるガイドレール２６を備え、このガイドレール２６上を各分割ヨーク１１が並んで供給される。ヨーク供給機構２５は、ガイドレール２６上の所定位置で各分割ヨーク１１を係止するセパレータ２７を備える。
【００３２】
ヨーク供給機構２５は、ガイドレール２６上の分割ヨーク１１を掴むチャック３１と、このチャック３１を図示しないアクチュエータによりＺ軸方向に移動する昇降台３５と、この昇降台３５を架台１９に対してエアシリンダ３９を介してコア８の径方向に移動する前後移動台３８とを備える。
【００３３】
チャック３１は昇降台３５に固定される固定板３４と、アクチュエータ３２を介してＸ軸方向に移動する可動板３３とを備え、固定板３４と可動板３３の間で分割ヨーク１１を掴むようになっている。
【００３４】
ヨーク組付け機構４０は、チャック３１を介して運ばれる分割ヨーク１１を載せる組付けプレート４１と、この組付けプレート４１をコア８の略径方向に移動する組付けアクチュエータ４２と、この組付けアクチュエータ４２をＺ軸方向に移動する昇降アクチュエータ４３とを備え、分割ヨーク１１をティース９に組付けるようになっている。
【００３５】
図３に示すように、組付けプレート４１は分割ヨーク１１の外周面に当接する支え部４４と、分割ヨーク１１の下端面を着座させる受け部４５を有する、断面Ｌ字形に形成される。組付けプレート４１は受け部４５に分割ヨーク１１を載せ、支え部４４によって分割ヨーク１１をティース９に向けて押しつけ、分割ヨーク１１の凹部１０ａをティース９の凸部９ａに嵌合させる。
【００３６】
ヨーク押圧機構５０は、ティース９に組付けられた分割ヨーク１１の一端面に当接する反力受けプレート５１と、この反力受けプレート５１をＺ軸方向に移動可能に支持する昇降ロッド５２と、反力受けプレート５１を昇降させるエアシリンダ５３とを備える。エアシリンダ５３が伸張すると反力受けプレート５１が分割ヨーク１１の一端面に当接する作動位置へと上昇し、エアシリンダ５３が収縮すると反力受けプレート５１が分割ヨーク１１に干渉しない格納位置へと下降する。
【００３７】
ヨーク押圧機構５０は、ティース９に組付けられた分割ヨーク１１の他端面に当接する押圧プレート５５と、この押圧プレート５５を略Ｘ軸方向に移動する押圧アクチュエータ５６とを備える。
【００３８】
図４に示すように、反力受けプレート５１が最初に置かれた分割ヨーク１１の一端面に当接する作動位置にあり、アクチュエータ５６が押圧プレート５５を分割ヨーク１１の他端面に当接させて押圧することにより、反力受けプレート５１と押圧プレート５５の間で隣り合う３つの分割ヨーク１１が互いに引き寄せられて密着する。
【００３９】
連結コマ供給機構６０は、Ｙ軸方向に延びるガイドレール６１を備え、このガイドレール６１上を各連結コマ１２が並んで供給される。連結コマ供給機構６０は、ガイドレール６１上の所定位置で各連結コマ１２を係止するセパレータ６２を備える。
【００４０】
連結コマ供給機構６０は、ガイドレール６１上の連結コマ１２を掴むチャック７１と、このチャック７１をアクチュエータ７６によりＺ軸方向に移動する昇降台７５と、この昇降台７５を架台１９に対してエアシリンダ７７を介してコア８の径方向に移動する前後移動台７８とを備え、連結コマ１２を隣り合う分割ヨーク１１に渡って対峙する所定の組付け位置に運ぶようになっている。
【００４１】
連結コマ組付け機構８０は、チャック７１を介して運ばれる連結コマ１２を載せる組付けプレート８１と、この組付けプレート８１をコア８の略径方向に移動する組付けアクチュエータ８２と、この組付けアクチュエータ８２をＺ軸方向に移動する昇降アクチュエータ８３とを備える。
【００４２】
図４に示すように、組付けプレート８１は断面Ｌ字形に形成され、連結コマ１２の外周面に当接する支え部８４と、連結コマ１２の下端面を着座させる受け部８５とを有する。組付けプレート８１は受け部８５に連結コマ１２を載せ、支え部８４によって連結コマ１２を分割ヨーク１１に向けて押しつけ、連結コマ１２を隣り合う２つの分割ヨーク１１の各ヨーク係止溝１１ｂに渡って嵌合させる。
【００４３】
多極電機子の組立装置１は以上のように構成され、コア８は次の手順で組立てられる。
【００４４】
１．線材５が巻回されて環状に並ぶ各ティース９をインデックス台２２に着座させる。
【００４５】
２．ヨーク供給機構２５によって分割ヨーク１１をヨーク組付け機構４０に供給する。このとき、ヨーク供給機構２５はチャック３１を介してガイドレール２６上の分割ヨーク１１を掴み、昇降台３５を介してチャック３１を上昇させ、前後移動台３８を介してチャック３１を前進させた後、昇降台３５を介してチャック３１を下降させて分割ヨーク１１を組付けプレート４１に載せる。その後、ヨーク供給機構２５はチャック３１を元の位置に戻し、ガイドレール２６上の各分割ヨーク１１を所定位置に前進させる。
【００４６】
４．ヨーク組付け機構４０によって組付けプレート４１を前進させて分割ヨーク１１をティース９に組付ける。この場合、分割ヨーク１１は各ティース９にコア８の径方向（Ｙ軸方向）から組付けられ、そのヨーク凹部１１ａがティース９の凸部９ａに嵌められることにより、ティース９に対して所定位置で組付けられる。その後、ヨーク組付け機構４０は組付けプレート４１を元の位置に戻す。
【００４７】
なお、ヨーク組付け機構４０は組付けプレート４１を下降させて分割ヨーク１１を各ティース９に組付けても良い。この場合、分割ヨーク１１は各ティース９にコア８の軸方向（Ｚ軸方向）から組付けられ、そのヨーク凹部１１ａがティース９の凸部９ａに嵌められることにより、ティース９に対して所定位置で組付けられる。
【００４８】
５．インデックス台２２を所定角度だけ回転させる動作と、上記４．の分割ヨーク１１を各ティース９に組付ける動作を繰り返し行い、３個の分割ヨーク１１を互いに並べて各ティース９に組付ける。
【００４９】
６．ヨーク押圧機構５０によって組付けられた３個の分割ヨーク１１どうしを引き寄せる。このとき、図４に示すように、反力受けプレート５１を上昇させて分割ヨーク１１の一端面に当接させ、アクチュエータ５６が押圧プレート５５を分割ヨーク１１の他端面に当接させて押圧することにより、反力受けプレート５１と押圧プレート５５の間で隣り合う３つの分割ヨーク１１が互いに押しつけられて隙間なく密着する。
【００５０】
７．連結コマ供給機構６０によって連結コマ１２を連結コマ組付け機構８０に供給する。このとき、連結コマ供給機構６０はチャック７１を介してガイドレール６１上の連結コマ１２を掴み、昇降台７５を介してチャック７１を上昇させ、前後移動台７８を介してチャック７１を前進させた後、昇降台７５を介してチャック７１を下降させて連結コマ１２を組付けプレート８１に載せる。その後、連結コマ供給機構６０はチャック７１を元の位置に戻し、ガイドレール６１上の各連結コマ１２を所定位置に前進させる。
【００５１】
８．各分割ヨーク１１が互いに引き寄せられた密着状態で連結コマ組付け機構８０によって連結コマ１２が各分割ヨーク１１に組付けられ、隣り合う２つの分割ヨーク１１が連結コマ１２を介して結合される。
【００５２】
このとき、連結コマ組付け機構８０は組付けプレート８１を前進させて連結コマ１２を分割ヨーク１１に組付ける。連結コマ１２は各分割ヨーク１１にコア８の径方向（Ｙ軸方向）から組付けられることにより、その両端部がヨーク係止溝１１ｂに嵌められ、各分割ヨーク１１に対して所定位置で組付けられる。その後、連結コマ組付け機構８０は組付けプレート８１を元の位置に戻す。ヨーク押圧機構５０は反力受けプレート５１及び押圧プレート５５を元の格納位置に戻す。この場合、分割ヨーク１１の下端面を支える治具等が必要なく、連結コマ組付け機構８０の構造を簡素化することができる。
【００５３】
なお、ヨーク組付け機構４０によって最初に２個の分割ヨーク１１を各ティース９に組付けた後、ヨーク押圧機構５０によって２個の分割ヨーク１１どうしを引き寄せ、連結コマ組付け機構８０によって連結コマ１２を組付けても良い。
【００５４】
９．インデックス台２２を所定角度だけ回転させる動作と、上記４．の分割ヨーク１１を各ティース９に組付ける動作を行う。このとき、反力受けプレート５１は格納位置に有り、既に組付けられた分割ヨーク１１に干渉しない。
【００５５】
１０．ヨーク押圧機構５０によって既に連結コマ１２によって連結された分割ヨーク１１に対して後から組付けられた分割ヨーク１１を押しつける。このとき、ヨーク押圧機構５０は反力受けプレート５１を格納位置に保持したまま、アクチュエータ５６が押圧プレート５５を分割ヨーク１１の端面に当接させて押圧することにより、既に連結コマ１２によって連結された分割ヨーク１１と押圧プレート５５の間で分割ヨーク１１どうしが互いに押しつけられて隙間なく密着する。
【００５６】
この後、上記７．以降の動作が繰り返し行われ、各分割ヨーク１１及び連結コマ１２が順に組付けられる。
【００５７】
以上のように、分割ヨーク１１の凹部１０ａをティース９の凸部９ａに嵌合させることにより、各分割ヨーク１１をティース９に対して所定位置で組付けられ、かつヨーク押圧機構５０によって各分割ヨーク１１どうしが互いに押しつけられた状態で連結コマ１２を各分割ヨーク１１に組付けることにより、各分割ヨーク１１どうしを隙間なく結合することができる。この結果、コア８の組立て精度を高められるとともに、コア８の組立てに要する時間を短くして生産性を高められる。
【００５８】
他の実施の形態として、連結コマ組付け機構８０は分割ヨーク１１の下端面を支える治具を備え、組付けプレート８１を下降させて連結コマ１２を各分割ヨーク１１に組付けても良い。この場合、連結コマ１２は各分割ヨーク１１にコア８の軸方向（Ｚ軸方向）から組付けられることにより、その両端部がヨーク係止溝１１ｂに嵌められ、各分割ヨーク１１に対して所定位置で組付けられる。
【００５９】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す多極電機子の組立装置の斜視図。
【図２】同じく多極電機子の組立装置の斜視図。
【図３】同じく多極電機子の組立装置の斜視図。
【図４】同じく多極電機子の組立装置の斜視図。
【符号の説明】
１ 多極電機子の組立装置
３ ステータ（多極電機子）
８ コア
９ ティース
９ａ ティース凸部
１１ 分割ヨーク
１１ａ ヨーク凹部
１１ｂ ヨーク係止溝
２１ ティース支持機構
４０ ヨーク組付け機構
２５ ヨーク供給機構
５０ ヨーク押圧機構
６０ 連結コマ供給機構
８０ 連結コマ組付け機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、環状に並ぶ複数の分割ヨークに対してコアの径方向に突出するティースが分割された多極電機子の組立方法及び組立装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の多極電機子として、分割されたティースに巻線を自動的に行う巻線装置が、本出願人により特許文献１として既に出願されている。この場合、各ティースが巻線治具に保持された状態で巻線が行われ、その後に各ティースの外周にヨークが嵌められる。
【０００３】
【特許文献１】
特願２００２−２９１８７４号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の環状に並ぶ複数の分割ヨークに対してティースが分割された多極電機子にあっては、各分割ヨークを隙間なく組立てることが難しく、コアの組立て精度を高められないという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、コアの組立て精度を高められる多極電機子の組立方法及び組立装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、環状に並ぶ複数の分割ヨークに対してコアの径方向に突出するティースが分割され、各分割ヨークと各ティース間の位置決め手段と、各分割ヨークどうしを連結する連結コマとを備え、各ティースに各分割ヨークを結合する多極電機子の組立方法に適用する。
【０００７】
そして、線材が巻回されて環状に並ぶ各ティースを支持するティース支持機構と、分割ヨークを各ティースに組付けるヨーク組付け機構と、組付けられた分割ヨークどうしを引き寄せるヨーク押圧機構と、互いに引き寄せられた分割ヨークに渡って連結コマを組付ける連結コマ組付け機構とを用い、各ティースに各分割ヨークを結合することを特徴とするものとした。
【０００８】
第２の発明は、環状に並ぶ複数の分割ヨークに対してコアの径方向に突出するティースが分割され、各分割ヨークと各ティース間の位置決め手段と、各分割ヨークどうしを連結する連結コマとを備え、各ティースに各分割ヨークを結合する多極電機子の組立装置に適用する。
【０００９】
そして、線材が巻回されて環状に並ぶ各ティースを支持するティース支持機構と、分割ヨークを各ティースに組付けるヨーク組付け機構と、組付けられた分割ヨークどうしを引き寄せるヨーク押圧機構と、互いに引き寄せられた分割ヨークに渡って連結コマを組付ける連結コマ組付け機構とを備え、各ティースに各分割ヨークを結合することを特徴とするものとした。
【００１０】
第３の発明は、第２の発明において、各分割ヨークはその外周面に窪むヨーク係止溝を有し、連結コマは各ヨーク係止溝に渡って嵌合するコの字状に形成され、連結コマ組付け機構は連結コマをコアの径方向に移動して各分割ヨークに組付ける構成としたことを特徴とするものとした。
【００１１】
第４の発明は、第２の発明において、各分割ヨークはその外周面に窪むヨーク係止溝を有し、連結コマは各ヨーク係止溝に渡って嵌合するコの字状に形成され、連結コマ組付け機構は連結コマをコアの軸方向に移動して各分割ヨークに組付ける構成としたことを特徴とするものとした。
【００１２】
第５の発明は、第２から第４のいずれか一つの発明において、ヨーク押圧機構は最初に組付けられた分割ヨークの一端面に当接する反力受けプレートと、その後に組付けられた分割ヨークの他端面に当接する押圧プレートとを備え、反力受けプレートを分割ヨークに干渉しない格納位置へと移動できる構成としたことを特徴とするものとした。
【００１３】
【発明の作用および効果】
第１、第２の発明によると、各分割ヨークが位置決め手段を介してティースに対して所定位置で組付けられ、かつヨーク押圧機構によって各分割ヨークどうしが互いに押しつけられた状態で連結コマを各分割ヨークに組付けることにより、各分割ヨークどうしを隙間なく結合することができる。この結果、コアの組立て精度を高められるとともに、コアの組立てに要する時間を短くして生産性を高められる。
【００１４】
第３の発明によると、連結コマは各分割ヨークにコアの径方向から組付けられ、その両端部がヨーク係止溝に嵌められることにより、連結コマに対して所定位置で組付けられる。この場合、分割ヨークの端面を支える治具等が必要なく、連結コマ組付け機構の構造を簡素化することができる。
【００１５】
第４の発明によると、連結コマは各分割ヨークにコアの軸方向から組付けられ、その両端部がヨーク係止溝に嵌められることにより、連結コマに対して所定位置で組付けられる。
【００１６】
第５の発明によると、反力受けプレートを最初に組付けられる分割ヨークの一端面に当接させ、押圧プレートを分割ヨークの他端面に当接させて押圧することにより、反力受けプレートと押圧プレートの間で各分割ヨークが互いに押しつけられて隙間なく密着する。続いて分割ヨークを各ティースに組付ける動作を行う際に、反力受けプレートを格納位置に移動することにより、反力受けプレートが既に組付けられた分割ヨークに干渉しない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１〜図４において、３はインナロータ式の３相交流モータのステータ（多極電機子）であり、８はこのステータ３を構成するコアである。このコア８は複数のティース（磁極）９が円環状のヨーク環の内側に突出し、各ティース９の間にスロットが内側に向けて開口する。分割組立式のコア８は各ティース９が環状のヨーク環と分割して形成される。そして、このコア８はヨーク環がティース９と同数の分割ヨーク１１に分割して形成される。
【００１９】
各分割ヨーク１１と各ティース９間の位置決め手段として、各分割ヨーク１１にヨーク凹部１１ａが形成される一方、各ティース９に凸部９ａが形成される。各分割ヨーク１１はそのヨーク凹部１１ａがティース９の凸部９ａに嵌められることにより、ティース９に対する位置決めが行われる。
【００２０】
なお、各分割ヨーク１１と各ティース９間の位置決め手段として、各分割ヨーク１１に凸部が形成され、ティース９に凹部が形成される構造としても良い。
【００２１】
各分割ヨーク１１はその外周面に刻まれるヨーク係止溝１１ｂを有する。ヨーク係止溝１１ｂはコア８の軸方向に延びる。
【００２２】
コア８はヨーク係止溝１１ｂに嵌合して分割ヨーク１１どうしを連結する連結コマ１２を備え、各連結コマ１２を介して各分割ヨーク１１が環状に並ぶように結合される。
【００２３】
連結コマ１２は、コの字状に形成され、隣り合う分割ヨーク１１の各ヨーク係止溝１１ｂに渡って嵌合し、各分割ヨーク１１を環状に並ぶように結合する。
【００２４】
本実施の形態では、１個の連結コマ１２によって２個の分割ヨーク１１が連結されるが、これに限らず、１個の連結コマ１２によって３個以上の分割ヨーク１１が連結される構造としても良い。
【００２５】
図１〜図４において、１はこのコア８を自動的に組立てる多極電機子の組立装置であり、この多極電機子の組立装置１によるコア８の組立て工程は、各ティース９に巻線を行う巻線工程の後に行われる。
【００２６】
なお、各ティース９に巻線を自動的に行う巻線装置については、本出願人により特願２００２−２９１８７４号として既に出願されている。
【００２７】
図１〜図４において、ステータ３は線材５が巻回されて環状に並ぶ各ティース９に数本の線材５が巻回された状態が便宜上示されているが、実際にはＵ、Ｖ、Ｗの３相分の巻線を構成する多数本の線材５が各ティース９間に巻回され、この線材５を介して各ティース９が環状に並んだ状態が維持される。
【００２８】
以下、多極電機子の組立装置１の構成について説明する。ここで、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が略水平横方向、Ｙ軸が略水平前後方向、Ｚ軸が略垂直方向に延びるものとして説明する。
【００２９】
多極電機子の組立装置１は、架台１９に対して線材５が巻回されて環状に並ぶ各ティース９を支持しその中心軸回りに回動させるティース支持機構２１と、分割ヨーク１１を各ティース９に組付けるヨーク組付け機構４０と、このヨーク組付け機構４０に分割ヨーク１１を供給するヨーク供給機構２５と、組付けられた分割ヨーク１１どうしを引き寄せるヨーク押圧機構５０と、互いに引き寄せられた分割ヨーク１１に連結コマ１２を組付ける連結コマ組付け機構８０と、この連結コマ組付け機構８０に連結コマ１２を供給する連結コマ供給機構６０とを備え、コア８の組立てを自動的に行う。
【００３０】
ティース支持機構２１は、架台１９に対してＺ軸回りに回転可能に支持されるインデックス台２２と、このインデックス台２２を回転駆動するサーボモータ（図示せず）とを備える。インデックス台２２には線材５が巻回されて環状に並ぶ各ティース９を着座させる環状段部２３が形成される。この環状段部２３は分割ヨーク１１の一部を着座させて、各ティース９に対する分割ヨーク１１のＺ軸方向の位置決めを行うとともに、ティース９に組付けられた分割ヨーク１１を落下しないように支持する。
【００３１】
ヨーク供給機構２５は、Ｙ軸方向に延びるガイドレール２６を備え、このガイドレール２６上を各分割ヨーク１１が並んで供給される。ヨーク供給機構２５は、ガイドレール２６上の所定位置で各分割ヨーク１１を係止するセパレータ２７を備える。
【００３２】
ヨーク供給機構２５は、ガイドレール２６上の分割ヨーク１１を掴むチャック３１と、このチャック３１を図示しないアクチュエータによりＺ軸方向に移動する昇降台３５と、この昇降台３５を架台１９に対してエアシリンダ３９を介してコア８の径方向に移動する前後移動台３８とを備える。
【００３３】
チャック３１は昇降台３５に固定される固定板３４と、アクチュエータ３２を介してＸ軸方向に移動する可動板３３とを備え、固定板３４と可動板３３の間で分割ヨーク１１を掴むようになっている。
【００３４】
ヨーク組付け機構４０は、チャック３１を介して運ばれる分割ヨーク１１を載せる組付けプレート４１と、この組付けプレート４１をコア８の略径方向に移動する組付けアクチュエータ４２と、この組付けアクチュエータ４２をＺ軸方向に移動する昇降アクチュエータ４３とを備え、分割ヨーク１１をティース９に組付けるようになっている。
【００３５】
図３に示すように、組付けプレート４１は分割ヨーク１１の外周面に当接する支え部４４と、分割ヨーク１１の下端面を着座させる受け部４５を有する、断面Ｌ字形に形成される。組付けプレート４１は受け部４５に分割ヨーク１１を載せ、支え部４４によって分割ヨーク１１をティース９に向けて押しつけ、分割ヨーク１１の凹部１０ａをティース９の凸部９ａに嵌合させる。
【００３６】
ヨーク押圧機構５０は、ティース９に組付けられた分割ヨーク１１の一端面に当接する反力受けプレート５１と、この反力受けプレート５１をＺ軸方向に移動可能に支持する昇降ロッド５２と、反力受けプレート５１を昇降させるエアシリンダ５３とを備える。エアシリンダ５３が伸張すると反力受けプレート５１が分割ヨーク１１の一端面に当接する作動位置へと上昇し、エアシリンダ５３が収縮すると反力受けプレート５１が分割ヨーク１１に干渉しない格納位置へと下降する。
【００３７】
ヨーク押圧機構５０は、ティース９に組付けられた分割ヨーク１１の他端面に当接する押圧プレート５５と、この押圧プレート５５を略Ｘ軸方向に移動する押圧アクチュエータ５６とを備える。
【００３８】
図４に示すように、反力受けプレート５１が最初に置かれた分割ヨーク１１の一端面に当接する作動位置にあり、アクチュエータ５６が押圧プレート５５を分割ヨーク１１の他端面に当接させて押圧することにより、反力受けプレート５１と押圧プレート５５の間で隣り合う３つの分割ヨーク１１が互いに引き寄せられて密着する。
【００３９】
連結コマ供給機構６０は、Ｙ軸方向に延びるガイドレール６１を備え、このガイドレール６１上を各連結コマ１２が並んで供給される。連結コマ供給機構６０は、ガイドレール６１上の所定位置で各連結コマ１２を係止するセパレータ６２を備える。
【００４０】
連結コマ供給機構６０は、ガイドレール６１上の連結コマ１２を掴むチャック７１と、このチャック７１をアクチュエータ７６によりＺ軸方向に移動する昇降台７５と、この昇降台７５を架台１９に対してエアシリンダ７７を介してコア８の径方向に移動する前後移動台７８とを備え、連結コマ１２を隣り合う分割ヨーク１１に渡って対峙する所定の組付け位置に運ぶようになっている。
【００４１】
連結コマ組付け機構８０は、チャック７１を介して運ばれる連結コマ１２を載せる組付けプレート８１と、この組付けプレート８１をコア８の略径方向に移動する組付けアクチュエータ８２と、この組付けアクチュエータ８２をＺ軸方向に移動する昇降アクチュエータ８３とを備える。
【００４２】
図４に示すように、組付けプレート８１は断面Ｌ字形に形成され、連結コマ１２の外周面に当接する支え部８４と、連結コマ１２の下端面を着座させる受け部８５とを有する。組付けプレート８１は受け部８５に連結コマ１２を載せ、支え部８４によって連結コマ１２を分割ヨーク１１に向けて押しつけ、連結コマ１２を隣り合う２つの分割ヨーク１１の各ヨーク係止溝１１ｂに渡って嵌合させる。
【００４３】
多極電機子の組立装置１は以上のように構成され、コア８は次の手順で組立てられる。
【００４４】
１．線材５が巻回されて環状に並ぶ各ティース９をインデックス台２２に着座させる。
【００４５】
２．ヨーク供給機構２５によって分割ヨーク１１をヨーク組付け機構４０に供給する。このとき、ヨーク供給機構２５はチャック３１を介してガイドレール２６上の分割ヨーク１１を掴み、昇降台３５を介してチャック３１を上昇させ、前後移動台３８を介してチャック３１を前進させた後、昇降台３５を介してチャック３１を下降させて分割ヨーク１１を組付けプレート４１に載せる。その後、ヨーク供給機構２５はチャック３１を元の位置に戻し、ガイドレール２６上の各分割ヨーク１１を所定位置に前進させる。
【００４６】
４．ヨーク組付け機構４０によって組付けプレート４１を前進させて分割ヨーク１１をティース９に組付ける。この場合、分割ヨーク１１は各ティース９にコア８の径方向（Ｙ軸方向）から組付けられ、そのヨーク凹部１１ａがティース９の凸部９ａに嵌められることにより、ティース９に対して所定位置で組付けられる。その後、ヨーク組付け機構４０は組付けプレート４１を元の位置に戻す。
【００４７】
なお、ヨーク組付け機構４０は組付けプレート４１を下降させて分割ヨーク１１を各ティース９に組付けても良い。この場合、分割ヨーク１１は各ティース９にコア８の軸方向（Ｚ軸方向）から組付けられ、そのヨーク凹部１１ａがティース９の凸部９ａに嵌められることにより、ティース９に対して所定位置で組付けられる。
【００４８】
５．インデックス台２２を所定角度だけ回転させる動作と、上記４．の分割ヨーク１１を各ティース９に組付ける動作を繰り返し行い、３個の分割ヨーク１１を互いに並べて各ティース９に組付ける。
【００４９】
６．ヨーク押圧機構５０によって組付けられた３個の分割ヨーク１１どうしを引き寄せる。このとき、図４に示すように、反力受けプレート５１を上昇させて分割ヨーク１１の一端面に当接させ、アクチュエータ５６が押圧プレート５５を分割ヨーク１１の他端面に当接させて押圧することにより、反力受けプレート５１と押圧プレート５５の間で隣り合う３つの分割ヨーク１１が互いに押しつけられて隙間なく密着する。
【００５０】
７．連結コマ供給機構６０によって連結コマ１２を連結コマ組付け機構８０に供給する。このとき、連結コマ供給機構６０はチャック７１を介してガイドレール６１上の連結コマ１２を掴み、昇降台７５を介してチャック７１を上昇させ、前後移動台７８を介してチャック７１を前進させた後、昇降台７５を介してチャック７１を下降させて連結コマ１２を組付けプレート８１に載せる。その後、連結コマ供給機構６０はチャック７１を元の位置に戻し、ガイドレール６１上の各連結コマ１２を所定位置に前進させる。
【００５１】
８．各分割ヨーク１１が互いに引き寄せられた密着状態で連結コマ組付け機構８０によって連結コマ１２が各分割ヨーク１１に組付けられ、隣り合う２つの分割ヨーク１１が連結コマ１２を介して結合される。
【００５２】
このとき、連結コマ組付け機構８０は組付けプレート８１を前進させて連結コマ１２を分割ヨーク１１に組付ける。連結コマ１２は各分割ヨーク１１にコア８の径方向（Ｙ軸方向）から組付けられることにより、その両端部がヨーク係止溝１１ｂに嵌められ、各分割ヨーク１１に対して所定位置で組付けられる。その後、連結コマ組付け機構８０は組付けプレート８１を元の位置に戻す。ヨーク押圧機構５０は反力受けプレート５１及び押圧プレート５５を元の格納位置に戻す。この場合、分割ヨーク１１の下端面を支える治具等が必要なく、連結コマ組付け機構８０の構造を簡素化することができる。
【００５３】
なお、ヨーク組付け機構４０によって最初に２個の分割ヨーク１１を各ティース９に組付けた後、ヨーク押圧機構５０によって２個の分割ヨーク１１どうしを引き寄せ、連結コマ組付け機構８０によって連結コマ１２を組付けても良い。
【００５４】
９．インデックス台２２を所定角度だけ回転させる動作と、上記４．の分割ヨーク１１を各ティース９に組付ける動作を行う。このとき、反力受けプレート５１は格納位置に有り、既に組付けられた分割ヨーク１１に干渉しない。
【００５５】
１０．ヨーク押圧機構５０によって既に連結コマ１２によって連結された分割ヨーク１１に対して後から組付けられた分割ヨーク１１を押しつける。このとき、ヨーク押圧機構５０は反力受けプレート５１を格納位置に保持したまま、アクチュエータ５６が押圧プレート５５を分割ヨーク１１の端面に当接させて押圧することにより、既に連結コマ１２によって連結された分割ヨーク１１と押圧プレート５５の間で分割ヨーク１１どうしが互いに押しつけられて隙間なく密着する。
【００５６】
この後、上記７．以降の動作が繰り返し行われ、各分割ヨーク１１及び連結コマ１２が順に組付けられる。
【００５７】
以上のように、分割ヨーク１１の凹部１０ａをティース９の凸部９ａに嵌合させることにより、各分割ヨーク１１をティース９に対して所定位置で組付けられ、かつヨーク押圧機構５０によって各分割ヨーク１１どうしが互いに押しつけられた状態で連結コマ１２を各分割ヨーク１１に組付けることにより、各分割ヨーク１１どうしを隙間なく結合することができる。この結果、コア８の組立て精度を高められるとともに、コア８の組立てに要する時間を短くして生産性を高められる。
【００５８】
他の実施の形態として、連結コマ組付け機構８０は分割ヨーク１１の下端面を支える治具を備え、組付けプレート８１を下降させて連結コマ１２を各分割ヨーク１１に組付けても良い。この場合、連結コマ１２は各分割ヨーク１１にコア８の軸方向（Ｚ軸方向）から組付けられることにより、その両端部がヨーク係止溝１１ｂに嵌められ、各分割ヨーク１１に対して所定位置で組付けられる。
【００５９】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す多極電機子の組立装置の斜視図。
【図２】同じく多極電機子の組立装置の斜視図。
【図３】同じく多極電機子の組立装置の斜視図。
【図４】同じく多極電機子の組立装置の斜視図。
【符号の説明】
１ 多極電機子の組立装置
３ ステータ（多極電機子）
８ コア
９ ティース
９ａ ティース凸部
１１ 分割ヨーク
１１ａ ヨーク凹部
１１ｂ ヨーク係止溝
２１ ティース支持機構
４０ ヨーク組付け機構
２５ ヨーク供給機構
５０ ヨーク押圧機構
６０ 連結コマ供給機構
８０ 連結コマ組付け機構
Claims (5)
- 環状に並ぶ複数の分割ヨークに対してコアの径方向に突出するティースが分割され、各分割ヨークと各ティース間の位置決め手段と、各分割ヨークどうしを連結する連結コマとを備え、各ティースに各分割ヨークを結合する多極電機子の組立方法において、
線材が巻回されて環状に並ぶ前記各ティースを支持するティース支持機構と、前記分割ヨークを各ティースに組付けるヨーク組付け機構と、組付けられた分割ヨークどうしを引き寄せるヨーク押圧機構と、互いに引き寄せられた分割ヨークに渡って前記連結コマを組付ける連結コマ組付け機構とを用い、各ティースに各分割ヨークを結合することを特徴とする多極電機子の組立方法。 - 環状に並ぶ複数の分割ヨークに対してコアの径方向に突出するティースが分割され、各分割ヨークと各ティース間の位置決め手段と、各分割ヨークどうしを連結する連結コマとを備え、各ティースに各分割ヨークを結合する多極電機子の組立装置において、
線材が巻回されて環状に並ぶ前記各ティースを支持するティース支持機構と、前記分割ヨークを各ティースに組付けるヨーク組付け機構と、組付けられた分割ヨークどうしを引き寄せるヨーク押圧機構と、互いに引き寄せられた分割ヨークに渡って前記連結コマを組付ける連結コマ組付け機構とを備え、各ティースに各分割ヨークを結合する構成としたことを特徴とする多極電機子の組立装置。 - 前記各分割ヨークはその外周面に窪むヨーク係止溝を有し、前記連結コマは各ヨーク係止溝に渡って嵌合するコの字状に形成され、前記連結コマ組付け機構は連結コマをコアの径方向に移動して各分割ヨークに組付ける構成としたことを特徴とする請求項２に記載の多極電機子の組立装置。
- 前記各分割ヨークはその外周面に窪むヨーク係止溝を有し、前記連結コマは各ヨーク係止溝に渡って嵌合するコの字状に形成され、前記連結コマ組付け機構は連結コマをコアの軸方向に移動して各分割ヨークに組付ける構成としたことを特徴とする請求項２に記載の多極電機子の組立装置。
- 前記ヨーク押圧機構は最初に組付けられた前記分割ヨークの一端面に当接する反力受けプレートと、その後に組付けられた分割ヨークの他端面に当接する押圧プレートとを備え、反力受けプレートを分割ヨークに干渉しない格納位置へと移動できる構成としたことを特徴とする請求項２から４のいずれか一つに記載の多極電機子の組立装置。
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