JP4267831B2

JP4267831B2 - ステータコアの製造装置

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Publication number: JP4267831B2
Application number: JP2001007652A
Authority: JP
Inventors: 康雄和田
Original assignee: Toshiba Industrial Products Manufacturing Corp
Current assignee: Toshiba Industrial Products and Systems Corp
Priority date: 2001-01-16
Filing date: 2001-01-16
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2021-01-16
Also published as: JP2002218716A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の単位コアが繋ぎ桟を介して連結された形態の帯状コアを環状に曲げ加工することによりステータコアを製造するステータコアの製造装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、回転電機のステータコアを製作する手段としては、上記したように帯状コアを環状に曲げ加工するために、まず略環状に仮曲げした後、放射状に並ぶ複数のシリンダ装置のロッドによって複数の単位コアを個別に押圧して中央に配した治具を介して環状に形成するようにしている。この場合、複数のシリンダ装置による単位コアの押圧力にはばらつきが生じ易く、その他、上記シリンダ装置による押圧力を受けて単位コアが所定位置よりずれる虞れもあるなど、そのため環状に形成する成形精度が低下し、ステータコアの真円度が悪化する虞れがあるとともに、常に均一な品質を供することが容易でなかった。
【０００３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、帯状コアを精度良く環状に曲げることができて効率良く製造できるステータコアの製造装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のステータコアの製造装置は、第１の手段として、コイル巻装部に絶縁樹脂製のスプールを装着した複数の単位コアを繋ぎ桟を介して連結してなる帯状コアと、この帯状コアを上面に載置するとともに上方向に節動的に屈曲可能なプレート部材を有する鉄心クランプ装置と、この鉄心クランプ装置を段階的に屈曲変位させるシリンダ装置とを具備し、前記帯状コアを曲げ加工することにより繋ぎ桟を折り曲げ環状のステータコアを製造する装置において、前記帯状コアの単位コアが有するスプールに係合凹部を形成するとともに、該凹部に対応して前記プレート部材の上面に係合凸部を突設し、これら凹凸部を係合させて帯状コアを鉄心クランプ装置に設置するようにしたことを特徴とする（請求項１の発明）。
【０００５】
斯かる手段によれば、帯状コアを鉄心クランプ装置のプレート部材上面に設置するに際して、夫々に設けた係合凸部と係合凹部とを係合して設置することで位置決めができ、且つその所定位置に容易には移動できない拘束状態に帯状コアを保持できる。従って、曲げ加工が適確にでき曲げ精度が向上することはもとより、均一な品質を確保して効率良く製造できる。また、係合凹部は単位コアのスプールを有効利用して設けることができるとともに、容易に形成できる点でも有効である。
【０００６】
そして、請求項１記載の装置において、鉄心クランプ装置の係合凸部と相対する位置に、該凸部側に向って進退可能なクランプロッドを有するコアクランプ機構を設け、該コアクランプ機構を介して前記係合凸部との間に帯状コアを挟持するようにしたことを特徴とする（請求項２の発明）。
【０００７】
斯かる手段によれば、帯状コアの浮き上がりを抑制できて該コア全体を固定保持するのに有効で、鉄心クランプ装置の作動変位に対しても所定位置に確実に把持でき、やはり効率良く曲げ精度に優れた曲げ加工が期待できる。
【０００８】
また、請求項１記載の装置において、鉄心クランプ装置の上方には、帯状コアが巻回されて環状に形成するための円筒状の芯金治具が配設され、該芯金治具の外周面には巻回される前記帯状コアの一部と係合する回り止め部材を突設したことを特徴とする（請求項３の発明）。
【０００９】
斯かる手段によれば、円筒状の芯金治具に対し、帯状コアを無駄な滑動を阻止できるので、環状に曲げ加工された帯状コアの両端部の接合部に段差が生じるのを防止でき、しかも溶接位置が一定になるなど、結果として一層曲げ精度の向上に繋がり高品質のステータコアを製造できる。
【００１０】
更に、上記目的を達成するために本発明のステータコアの製造装置は、第２の手段として、コイル巻装部に絶縁樹脂製のスプールを装着した複数の単位コアを繋ぎ桟を介して連結してなる帯状コアと、この帯状コアを上面に載置するとともに上方向に節動的に屈曲可能なプレート部材を有する鉄心クランプ装置と、この鉄心クランプ装置を段階的に屈曲変位させるシリンダ装置とを具備し、前記帯状コアを曲げ加工することにより繋ぎ桟を折り曲げ環状のステータコアを製造する装置において、前記鉄心クランプ装置には、そのプレート部材が所定以上に屈曲するのを阻止するストッパ部材を設けたことを特徴とする（請求項４の発明）。
【００１１】
斯かる手段によれば、鉄心クランプ装置に設置した帯状コアをシリンダ装置により曲げ加工するのであるが、ストッパ部材によりプレート部材が所定角度を超えた屈曲変位は阻止されるので、各単位コアを均等に折り曲げることができ、以って全体を円環状とするための曲げ精度をより高めるのに有効である。
【００１２】
そして、請求項１または４記載の装置において、鉄心クランプ装置のプレート部材は、各単位コアに対応する複数の単位プレートを屈曲可能に連結してなり、そのうち少なくとも両端部の単位コアを載置する単位プレートにあっては、該単位コアの載置される外周面域と同等の幅広の形状としたことを特徴とする（請求項５の発明）。
【００１３】
斯かる構成によれば、特に帯状コアの両端部が環状の曲げ形成が不十分となるのを防止でき、両端部の位置ずれをなくして接合を容易ならしめ円環状の精度を高めることができる。
【００１４】
また、請求項１または４記載の装置において、鉄心クランプ装置には、帯状コアに巻装されたコイルの口出し線を外部に導出するための凹溝を有することを特徴とする（請求項６の発明）。
【００１５】
斯かる手段によれば、曲げ加工する際、コイルの口出し線を凹溝に収容しておくことで、鉄心クランプ装置のプレート部材等の屈曲変位する部位に該口出し線が噛み込むことを防止でき、コイルの破損とか装置の支障を来すなどの虞れを回避できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を永久磁石付き同期電動機のステータコアに適用した一実施例について、図１ないし図１１に基づいて説明する。
まず、図９〜図１１を参照して述べると、図９の（ａ）はヘリカル鉄心１に二点鎖線で示すコイル２が装着された形態を示している。このヘリカル鉄心１は、図示しない帯状鋼板を順送り形のプレス加工により所定形状に打抜き、これを所定枚数積層してレーザ溶接し単位コア１Ａ〜１Ｆを形成するとともに、これら各単位コア１Ａ〜１Ｆ間を繋ぎ桟３によって連結した帯状コアをなしたもので、このうち単位コア１Ａと１Ｆとの間において分断された構成としている。そして、これら各単位コア１Ａ〜１Ｆは略Ｔ字状をなしていて、円弧状の単位ヨーク４と直状の磁極ティース５、および円弧状端面を有する磁極片６とから構成され、該ヘリカル鉄心１は斯かる構成の帯状コアに相当するものである。
【００１７】
しかるに、このヘリカル鉄心１を構成する積層鋼板は、図９（ａ）のＢ−Ｂ線で切断して示す図９（ｂ）の断面図に示すように例えば２種類の第１の鋼板７および第２の鋼板８を交互に積層した構成としている。即ち、単位コア１Ａ〜１Ｆを構成するうちの表層の第１の鋼板７にあっては、図９の（ａ）に示す各単位ヨーク４の図示左端部に後述するが三角形状のラップ部９を延出して形成している。また、単位コア１Ａ〜１Ｆを構成するうちの第２の鋼板８にあっては、各ヨーク４の同図示右端部に同じく三角形状のラップ部９を延出して形成している。従って、これら鋼板７，８が交互に積層された状態では、図９の（ｂ）の断面図から明らかなように、各ラップ部９が互い違いに対向する配列状態となしていて隙間が形成されている。
【００１８】
しかして、図９（ａ）中において各単位コア１Ａ〜１Ｆ間の繋ぎ桟３部位を中心に二点鎖線で示すように折り曲げることにより、図１１（ａ）に示すように環状のステータコア１２として製作されるのであるが（その曲げ加工手段等の詳細は後述する）、上記したラップ部９は、この曲げ加工時に各鋼板７，８の隣接する夫々のラップ部９，９が互いに交差し、本実施例では三角形状に相当する面域がラップ（重合）する部分を示している。従って、環状に形成されたステータコア１２のラップ部９にあっては、図１１（ａ）のＣ−Ｃ線で切断して示す同図（ｂ）の断面図から明らかなように互のラップ部９，９が交差するように噛合して隙間のない積層形態を形成する。
【００１９】
また、ヘリカル鉄心１には図９（ａ）および図１０に示すように各磁極ティース５の外周囲である所謂コイル巻装部にスプール１０が装着されている。特に本実施例におけるスプール１０は、単位ヨーク４の円弧状外周面近傍にまで及ぶ広範囲に亘って覆う形態としており、その取付手段としては詳細な説明は省略するが該スプール１０は絶縁性の合成樹脂材料により形成され、且つ各単位コア１Ａ〜１Ｆの個々に対し２分割構成として、例えば図１０の外側面図を参照して述べると磁極ティース５の両側方（図示上下方向）から分割スプール１０ａ，１０ｂを弾性的に嵌合し合うことで単位スプール１０を構成するとともに装着されるようにしたものである。
【００２０】
従って、斯かるスプール１０の具体的形状につき、更に図９（ａ）および図１０に基づき説明すると、これらスプール１０は、各単位ヨーク４の外表面（ラップ部９を含む両端部は除く）および磁極片６の外表面を覆う部位は共に軸方向に大きく庇状に突出するとともに、これに伴い中間位置の磁極ティース５相当部位では凹んだ形状をなし（所謂コイル巻装部）、従って全体形状としては正にスプール（ｓｐｏｏｌ）形状をなしている（後述する図３も参照）。
【００２１】
但し、径方向においては単位ヨーク４および磁極片６の端部である各円弧状周面までは延出しないようにしており、従って径方向には、特に図９（ａ）に示すように各単位コア１Ａ〜１Ｆを形成する積層鋼板の僅かの表層部位（図中、寸法ｇおよびｈで示す）が露出する形態にある。
このように、構成され装着されたスプール１０の各磁極ティース５の外周囲部位、即ちコイル巻装部には、マグネットワイヤを直接巻回することで前記コイル２を装着してなるもので、これら各コイル２は軸方向視（図示平面視）では台形形状をなしている。
【００２２】
また、図９（ａ）および図１０に示すように、上記スプール１０のうち帯状コアたるヘリカル鉄心１の両端部に位置する単位コア１Ａおよび１Ｆにおいて、それの少なくとも片面側の分割スプール１０ｂ側（特に図１０参照）に、反磁極片６方向の所謂外周面方向に開口する円形穴或は角形穴など適宜の穴形状をなした係合凹部１１を夫々設けていて、更に具体的には該凹部１１は単位コア１Ａおよび１Ｆの表層（第１の鋼板７）面に沿って形成されている。但し、上記係合凹部１１の位置は、ヘリカル鉄心１の方向性に制約がなければ分割スプール１０ａ，１０ｂの両方に設けて、後述する曲げ装置１４へのセット作業を容易にすることも可能である。
【００２３】
そして、前記したように図１１に示すステータコア１２は、ヘリカル鉄心１を複数の繋ぎ桟３を中心に円環状に折り曲げたものであり、各ラップ部９が噛合して両端部に位置する単位コア１Ａと単位コア１Ｆとが接合する部分に軸方向に沿ってレーザー溶接が施されることにより、ステータコア１２として円環状に保持される。尚、図１１中の１３は、ヘリカル鉄心１の両端部の接合部位にレーザー溶接がなされた溶接部（或は接合部とも謂う）を示したものである。
【００２４】
次に、帯状コアたるヘリカル鉄心１を円環状に曲げ加工し、前記ステータコア１２を製作する曲げ装置について、図１〜図８に基づき説明する。
まず、図４は曲げ装置１４全体の概略構成を示す正面図で、この曲げ装置１４の二点鎖線で示すベース１４ａの底部には、シリンダ装置を構成する二つのシリンダ機構のうちの第１のシリンダ機構１５を略中央に立設している。この第１のシリンダ機構１５は、筒状のシリンダ１６内を上下方向に進退可能なロッド１７を有するとともに、該ロッド１７の上端部には連結ブロック１８が固定され、該ブロック１８は垂直壁板状の基台１９にボルト（符号ａで示す）で締結され連結固定されている。換言すれば該基台１９は、その略中央部を第１のシリンダ機構１５により連結支持され、従って上下方向に移動可能に設けられている。
【００２５】
一方、もう一つの第２のシリンダ機構２０は、上記基台１９に取着されたＬ字状の支持腕２１を介して外郭を兼ねたシリンダ２２が図示しないボルト締めにより固着されている。この第２のシリンダ機構２０は、該シリンダ２２内に上下方向に進退可能なロッド２３を二組収容した言わば二連式の構成としている。即ち、各ロッド２３は詳細は略すが図４では、前後に所定の間隔を置いて並設され（前方の一つのみ図示）、これらロッド２３の上端部間に亘って前後方向に長い矩形板状のリフター２４が連結固定されている。尚、シリンダ装置たるこれら第１，第２のシリンダ１５，２０は、例えば油圧制御により上下方向に進退移動されるようにしている。
【００２６】
更に基台１９には、中央上部にＬ字状の支持腕２５がボルト（図中、符号ｂで示す）にて取着されていて、該支持腕２５上に鉄心クランプ装置２６を取付固定している。この鉄心クランプ装置２６の具体構成については後述するが、上面には前記ヘリカル鉄心１を載置し把持して設置するとともに少なくとも上方向に節動的に屈曲可能な構成とした図示しないプレート部材２７（図１等に基づき後述する）を有し、前記シリンダ装置と協同してヘリカル鉄心１を環状に曲げ加工するものである。
【００２７】
そして、この鉄心クランプ装置２６の上方に位置し、且つ前記第１のシリンダ機構１５の直上に対応して円筒状の芯金治具２８が配設されている。この芯金治具２８の基端部は、ベース１４ａの直立壁部分に前方に突出するように取付固定されており、特に拡大して示す図８を参照して述べると、その構成は放射状のスリット２９を有するコレット形のスリーブ３０と、その内部の中心部位にスライド可能に挿入された軸芯３１とから構成され、該軸芯３１は図示しないシリンダ機構に連動してスライドし前後方向に進退移動可能に設けられている。
【００２８】
従って、この芯金治具２８のスリーブ３０の外径は軸芯３１が介挿された状態のとき、伸縮不能な所定の径寸法に拘束維持され先に図９の（ａ）等で示した各磁極片６の円弧状端面が形成する内径に相当する径寸法に設定される。加えて、本実施例では上記スリーブ３０の下面中央に対峙して軸方向に長い板状の回り止め部材３２を圧入固定しており、この一対の回り止め部材３２の対峙する周方向の間隔は、前記磁極片６の円弧状端面を収容可能とすべく、例えば図９（ａ）に示す如く一つの円弧状周長さｙに対応した寸法に設定してある。
【００２９】
そしてまた、図４において上記芯金治具２８の更に上方に位置して、左右に分離して配置されたガイドレール３３が設けられている。これら各ガイドレール３３は、具体的にはベース１４ａの直立壁部分に図示右方へ向うに従って上昇する傾斜状態に配置固定されるとともに、これらガイドレール３３には夫々前後方向に一対のカム３４（前方側のみ図示）がスライド可能に装着され、各カム３４にはカム面３４ａおよびフック部３４ｂが形成されている。これら各前後一対のカム３４は一体的に連結されていて、例えば図示しないシリンダ機構を介して一体に連動する構成にあって、ガイドレール３３に沿い前記芯金治具２８に対して進退移動可能としている。
【００３０】
尚、図中芯金治具２８に対向する中央位置に例えばレーザ用の溶接トーチ３５を設けている。この溶接トーチ３５は、芯金治具２８の軸方向に沿って移動可能な構成としており、環状に曲げ加工したヘリカル鉄心１の両端接合部１３をレーザ溶接するためのもので、これによりステータコア１２として円環状に結合した形態に保持するようにしている。
【００３１】
しかして、前記した鉄心クランプ装置２６の具体構成について、図１〜３に基づき説明する。そのうち、図１は鉄心クランプ装置２６の平面図、図２は正面図で、図３は一部切欠して示す要部の側面図である。
まず、図１に示すように前後一対のリンクプレート３６Ａ〜３６Ｆが夫々の隣合う間において、ボルトなどを利用した支軸３７により回動可能に連結されて、所謂簡易なリンク機構を構成している。
【００３２】
即ち、一対のリンクプレート３６Ａには、図１の（ａ）および図２に示すように、リンクプレート３６Ｂの左端部が支軸３７を介して回動可能に連結されている。次いで、各リンクプレート３６Ｂの右端部には、リンクプレート３６Ｃの左端部が支軸３７を介して回動可能に連結されている。以下同様に、各リンクプレート３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆも支軸３７を介して回動可能に順次連結されて、以ってリンク機構をなしている。
【００３３】
しかるに、これら一対のリンクプレート３６Ａ〜３６Ｆに位置して、前記したプレート部材２７が平坦な水平状態に設けられている。即ち、このプレート部材２７は、各一対のリンクプレート３６Ａ〜３６Ｆに対応して夫々ボルト（図２に符号ｃで示す）にて締結され連結固定された矩形板状の単位プレート３８Ａ〜３８Ｆから構成され、この単位プレート３８Ａ〜３８Ｆは夫々隣接する個々の間において垂直面で接合した状態で並列している。従って、これらはリンクプレート３６Ａ〜３６Ｆを介して前記したリンク機構により回動可能に連結されていても、その回動支点（支軸３７）が上部に位置しているから、常態では下方向への回動は互いに干渉し合って阻止され水平な並列状態を維持できるプレート部材２７を構成している。尚、各単位プレート３８Ａ〜３８Ｆ間の上記隣接する接合面は、支軸３７の軸心と一致するように構成されている。
【００３４】
また、単位プレート３８Ａ〜３８Ｆの各上面は下方に凹む円弧状をなしていて、これは前記単位コア１Ａ〜１Ｆの円弧状外周面と一致する形状にしている。因みに、図１（ａ）中のＡ−Ａ線で切断して示す同図（ｂ）の一部断面図から明らかなように、円弧状幅寸法ｋは単位コア１Ａ〜１Ｆ個々の円弧状幅寸法と同等に設定されている。従って、今、図１（ａ）に二点鎖線で示す帯状コアたるヘリカル鉄心１（コイル２等を除く積層鋼板のみの形状を示す）は、プレート部材２７の単位プレート３８Ａ〜３８Ｆ毎に単位コア１Ａ〜１Ｆが個々に対応して載置されるようにしている。
【００３５】
これに伴い、各繋ぎ桟３は各単位プレート３８Ａ〜３８Ｆ間の上記接合面と一致するとともに、支軸３７の軸心である回動中心とも一致する関係にある。
尚、図１（ａ）に示す各単位プレート３８Ａ〜３８Ｆの各リンクプレート３６Ａ〜３６Ｆへの取付基部には、支軸３７の頭部が干渉して当らないように切欠部３９が形成されている。
【００３６】
そして、各単位プレート３８Ａ〜３８Ｆのうち左右両端部に位置する単位プレート３８Ａおよび３８Ｆには、図１（ａ）に示すようにその上面後部に位置して、係合凸部としてのピン４０が圧入等により植設され上方に突出している。更に、同単位プレート３８Ａおよび３８Ｆの上面には、上記各ピン４０のやゝ手前から前端部に亘り断面が半円形状の長溝４１を夫々形成している。
【００３７】
また、両端部の前方に位置するリンクプレート３６Ａおよび３６Ｆには、コアクランプ機構４２を夫々設けている。特に図３は、図示手前側にリンクプレート３６Ｆに設けたコアクランプ機構４２を一部切断して具体的に示している。
尚、その同図示下方部分については、詳細は後述するが前記鉄心クランプ装置２６が前記第１のシリンダ機構１５を介して支持された具体構成を開示したものである。
【００３８】
従って、ここでは図３に基づき上記コアクランプ機構４２の構成につき説明すると、このコアクランプ機構４２は、まず細管状の筒状体４３を該リンクプレート３６Ｆ内に挿入した状態にて固定しており、これは前記長溝４１の延長線上に対向して配設している。そして、この筒状体４３の内部には前後方向にスライド可能な棒状のクランプロッド４４が貫通して設けられ、先端部（後端部）には径大で少なくとも前記長溝４１より一部が上部に突出する形状の頭部４４ａをスライド可能に設ける一方、前端部には図１（ａ）からも明らかなように前方に大きく突出し、その端部に摘み４５が一体的に取着されている。
【００３９】
また、径大な頭部４４ａと筒状体４３の後端部との間には、圧縮コイルスプリング等による弾性体４６が常に圧縮した状態、所謂弾発力が蓄積された状態で組み込まれ、従って頭部４４ａを介してクランプロッド４４は常に後方に移動するように弾発力が付勢されている。しかるに、クランプロッド４４と一体化された前記摘み４５のボス部と前記筒状体４３との接合面４７には、互に一部傾斜した同形状のカム面が形成されている。
【００４０】
これにより、摘み４５を回動操作した場合、傾斜カム面である接合面４７が図示するように互に密着状態にあるときと、互の傾斜カム面がずれて接合面４７に隙間を生じさせ、その隙間相当分クランプロッド４４を前方にスライド移動させたときとに操作可能としている。尚、この図３において、上記コアクランプ機構４２に把持された単位コア１ｆを中央部分で切断した断面構成にて示しているが、これに装着されたスプール１０が前記したように庇状に突出した形状をなしていることが理解できる。また、もう一方のリンクプレート３６Ａに設けられたコアクランプ機構４２も上記と同一構成である。
【００４１】
そしてまた、前後一対の各リンクプレート３６Ａおよび３６Ｆは、他のリンクプレート３６Ｂ〜３６Ｅに比して図２に示すように下方に大きく延出され、その下方部位に短円柱状のカムフォロア４８を同じく前後一対設けている。この一対のカムフォロア４８の前後間隔は、前記したガイドレール３２に装備された前後一対のカム３４（図４に前方側の一方のみ示す）の間隔と対応している。
更にリンクプレート３６Ａおよび３６Ｆには、図１（ａ）および図２に示すように、その平坦な上面を前後方向に横切るようにして１条の凹溝４９が夫々形成されている。この凹溝４９は、詳細な作用は後述するがヘリカル鉄心１に装着されたコイル２の口出し線を外部に導出するために設けられたものである。
【００４２】
そして更に、上記リンク機構を構成する各一対のリンクプレート３６Ａ〜３６Ｆのうち、リンクプレート３６Ａから一つ置きにリンクプレート３６Ｃそして３６Ｅにあっては、図１，２に示すようにその上部にストッパ部材５１，５２，５３を夫々ボルト（図中符号ｄで示す）により締着固定している。そのうちのストッパ部材５２および５３は、いずれも当該リンクプレート３６Ｃおよび３６Ｅより長い形状にあって、その両端部が隣接する単位プレート３８Ｂおよび３８Ｄの上方に臨む位置まで突出している。
【００４３】
但し、ストッパ部材５３の図示右端部はリンクプレート３６Ｆ上面の平坦部を臨むとともに、ストッパ部材５１の左端部はリンクプレート３６Ａ上面の平坦部に接合していて、右端部のみが単位プレート３６Ｂの上方に臨んで突出している。このような各ストッパ部材５１〜５３の突出した両端部（ストッパ部材５１は右端部のみ）は、特に図２から明らかなように外方向に傾斜面となした衝止部５１ａ，５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂを有しており、特に衝止部５３ａは他のものの倍の長さを得るべく右端部全体を上方に傾斜させた形態としている。
【００４４】
このように構成された鉄心クランプ装置２６は、図４に示されるように前記第１のシリンダ機構１５に前記基台１９を介して支持されている。具体的には、前記したように基台１９は第１のシリンダ機構１５に上下動可能に支持されている。そして、この基台１９の中央上部に設けられた前記支持腕２５は、図１および特には図３にて示したように溶接にてＬ字状に組立構成され、その水平で前方に長く延びた腕部２５ａに補助部材５４を介在して前記した単位プレート３８ｃとボルト（図中符号ｅで示す）を締結し連結固定している。以って、上記鉄心クランプ装置２６は、基台１９を介して第１のシリンダ機構１５により上下動可能に支持されている。
【００４５】
しかるに、基台１９に設けられた前記第２のシリンダ機構２０において、その上端部のリフタ−２４の上方には特に図２に示すように前記リンクプレート３６Ｅが位置しており、この一対のリンクプレート３６Ｅの内側に夫々設けられた短円柱状のカムフォロア５０と対向配置されている。従って、第２のシリンダ機構２０が作動しロッド２３が上昇したとき、リフタ−２４がカムフォロア５０を介してリンクプレート３６Ｅを安定状態のもとに押し上げ上昇移動可能な構成としている。
【００４６】
上記のように構成された曲げ装置１４により、帯状コアたるヘリカル鉄心１を曲げ加工する動作について図４〜図８を中心に説明する。
特に図４〜図８は、曲げ加工の動作手順に基づく実施態様を示したもので、図４では曲げ装置１４の全体構成と併せてヘリカル鉄心１を鉄心クランプ装置２６にセットした状態を示している。尚、当該図中に示すヘリカル鉄心１は、図示簡素化のためスプール１０やコイル２を除いた所謂積層鋼板による形状を二点鎖線にて示している。
【００４７】
そこで、まず図１を参照して説明すると、ヘリカル鉄心１は図９（ａ）にて開示したようにスプール１０およびコイル２を装着した形態にあるが、これをプレート部材２７上に載置するに際して、まず両端部のリンクプレート３６Ａおよび３６Ｆに設けられたコアクランプ機構４２を操作して、クランプロッド４４を手前に移動させておく。
【００４８】
即ち、図３も併せて参照し説明すると、摘み４５を回動操作することにより、そのボス部と筒状体４３との接合面４７に形成してある傾斜状のカム面が互いにずれて離反し、該摘み４５が前方に移動する。従って、一体的なクランプロッド４４も弾性体４６に抗して、更に圧縮しながら前方たる反矢視方向にスライド移動する。
【００４９】
次いで、プレート部材２７の上面にヘリカル鉄心１を載置するのであるが、このとき図１（ａ）に二点鎖線で示す単位コア１Ａおよび１Ｆのスプール１０に形成された係合凹部１１を、単位プレート３８Ａおよび３８Ｆに植設した係合突部たるピン４０に嵌め込み係合させた状態に配置する。これにより、単位コア１Ａ〜１Ｆの円弧状外周面は各単位プレート３８Ａ〜３８Ｆの個々に対応して載置されるとともに、各繋ぎ桟３は各単位プレート３８Ａ〜３８Ｆの互いに隣接する接合面および支軸３７の軸心と一致した態様を得る。この場合、スプール１０は図９（ａ）に開示した如く単位ヨーク４の径方向外周面には突出することなく、即ち寸法ｇ相当の表層部位が露出する形態にあり、従って該スプール１０がプレート部材２７上面に載置する際の妨げとなることはない。
【００５０】
そして、この状態にて上記コアクランプ機構４２を操作し、即ち摘み４５を回動して接合面４７が再び密着する方向に回動操作する。これにより、弾性体４６の弾発力（復元力）にてクランプロッド４４が矢視方向に移動し、単位コア１Ａおよび１Ｆのスプール１０からの露出部位（図９に寸法ｈで示す）を後方に押圧する。この結果、ヘリカル鉄心１はピン４０と係合凹部１１との係合と、一方ではクランプロッド４４の頭部４４ａを介して後方に押圧される作用を受けて、該ヘリカル鉄心１はピン４０とクランプロッド４４との間に挟持される。
【００５１】
従って、ヘリカル鉄心１は常に弾性体４６の弾発力が付勢されており、その挟持方向への押圧作用が弛むことなく把持される。また、単位コア３６Ａおよび３６Ｆは、具体的にはピン４０とクランプロッド４４の頭部４４ａとの間で挟持される場合、その弾発力は図３にて明示する如くスプール１０ではなく単位コア３６Ａ，３６Ｆの堅固な積層鋼板の表層部位にて受け止められるので強度的に優れ強く挟持するに適している。
斯くして、ヘリカル鉄心１全体はプレート部材２７上の所定位置に所謂位置決めされた状態に設置され、且つ容易に移動することなく拘束状態にセットされる。また、この状態にて両端部の単位コア１Ａ，１Ｆの各コイル２からの口出し線２ａ（図１のみに示す）を凹溝４９内を通して前方外部に導出しておく。
【００５２】
このように、ヘリカル鉄心１を鉄心クランプ装置２６に設置してセットを終えると、図５に示すようにまず第１のシリンダ機構１５が作動して、ロッド１７を矢視方向に上昇せしめる。この結果、基台１９は押し上げられるように上昇され、第２のシリンダ機構２０および鉄心クランプ装置２６とも、その状態を保持したまま上昇移動される。
【００５３】
そして、芯金治具２８に対向配置の一つの単位コア１Ｃにおいて、やがてその磁極片６の円弧状端面が上方の芯金治具２８のスリーブ３０に当接することによって、その位置で停止するとともに当該磁極片６は一対の回り止め部材３２間に係合配置され、この押圧された状態で且つ容易に滑動しないように拘束状態に維持される。この場合、各磁極ティース５に装着されたスプール１０は磁極片６の円弧状端面までは覆うことのないように、図９（ａ）に示したように寸法ｈ相当の表層部位が露出した形態にあり、従って上記磁極片６の円弧状端面が芯金治具２８の外周面に何ら支障なく接合することができる。尚、スリーブ３０内には軸芯３１が所定位置に挿入されていて、スリーブ３０の径方向への伸縮作用は拘束されて該スリーブ３０は所定の径大な状態に維持される。
【００５４】
次いで、図６に示すようにシリンダ装置の第２のシリンダ機構２０が作動して二連式のロッド２３を矢視方向に上昇させる。すると、リフタ−２４が一対のリンクプレート３６Ｅの内側の一対のカムフォロア５０を押し上げ、この結果、該リンクプレート３６Ｅとこれの両隣のリンクプレート３６Ｄおよび３６Ｆはプレート部材２７の構成上、前記したように下方向には回動できないので、一つの支軸３７（リンクプレート３６Ｄの左端側）を中心に直状に連なったまま共に上方向に回動する。
【００５５】
従って、これらリンクプレート３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆに連結固定された対応の単位プレート３８Ｄ，３８Ｅ，３８Ｆも右上がりの傾斜状態に変位せられ、これに設置されたヘリカル鉄心１の一つの単位コア１Ｄの左側の繋ぎ桟３部分から折り曲げられ、やがて当該単位コア１Ｄの磁極片６が芯金治具２８の外周面に押し付けられる。
但しこのとき、磁極片６が確実に芯金治具２８に押圧されるように十分な曲げ加工を行うため第２のシリンダ機構２０の上昇ストロークを十分に確保する必要があることから、必要以上に折り曲げ力が加わる虞れが生ずる。
【００５６】
しかしながら、本実施例ではリンクプレート３６Ｄに対応する単位プレート３８Ｄが所定角度まで回動し屈曲すると、この左側に隣接し停止状態にあるリンクプレート３６Ｃに設けられたストッパ部材５２の右端部の衝止部５２ａが該単位プレート３８Ｄの上面に衝止され、それ以上の回動を阻止される（特に図８参照）。従って、これらに対応する単位コア１Ｃと１Ｄとの間の繋ぎ桟３を中心とした折り曲げ加工は必要角度以上には進行しない。
尚、上記繋ぎ桟３にて折り曲げられることにより、図９および図１１で示したように該当の隣接するラップ部９同士は、交互に噛合した状態にラップする。
【００５７】
また、この状態にあっては、右端部のリンクプレート３６Ｆに設けられた一対のカムフォロア４８は、右方側のガイドレール３３に沿って移動するカム３４のカム面３４ａと対向する位置に達しており、一方、左端部のリンクプレート３６Ａに設けられた一対のカムフォロア４８は、前記した第１のシリンダ機構１５により基台１９を介して鉄心クランプ装置２６を上昇させたときに、既に左方側のガイドレール３３に沿って移動するカム３４のカム面３４ａと対向する位置に維持されている。
【００５８】
従って、この状態から更に進行し、左右一対のカム３４がガイドレール３３に沿って図７中の矢視方向である芯金治具２８に向って共に前進移動することによって更に曲げ加工が進められ、最終的に該図７に示すように各カムフォロア４８がフック部３４ｂ領域に取り込まれる位置まで移動することによって、ヘリカル鉄心１の円環状の曲げ加工が終了する（特に要部を拡大して示す図８参照）。
即ち、まず先の図６の状態において左右のカム３４が共に中央側に前進移動してくると、左右両端部のカムフォロア４８はカム面３４ａにすくい上げられるようにして該カム面３４ａに沿って上昇移動させられる。
【００５９】
これにより、両端部のリンクプレート３６Ａと単位プレート３８Ａおよびリンクプレート３６Ｆと単位プレート３８Ｆが夫々の支軸３７を中心に上方向へ回動するが、殆ど同時に続いてカム３４が前進するに伴い追従して夫々隣接するリンクプレート３６Ｂおよび３６Ｅも持ち上げられるようにして回動される。従って、各単位コア１Ａ，１Ｆに続いて他の単位コア１Ｂ，１Ｅも夫々の繋ぎ桟３を中心に折り曲げられ、個々の磁極片６の円弧状端面が芯金治具２８の外周面に押し付けられて、曲げ加工が進められる。そして、図７，８に示すようにカム３４が最も前進し且つ各カムフォロア４８が該カム３４のフック部３４Ｂ領域に至って円環状に形成される。
【００６０】
しかるに、斯かる曲げ加工する場合も上記したと同様にストッパ部材５１〜５３が有効に作用して、必要以上の回動を阻止し曲げ加工が過大に行なわれることを防ぐ。即ち、まず左方側のカム３４による曲げ加工にあっては、ストッパ部材５１および５２の各衝止部５１ａおよび５２ｂがその間に位置する単位プレート３８Ｂの上面に衝止されることで、それ以上の個々の回動が阻止される。
【００６１】
また、右方側のカム３４による曲げ加工にあっては、ストッパ部材５３の衝止部５３ｂが停止状態にある単位プレート３８Ｄの上面に衝止されて、リンクプレート３６Ｅのそれ以上の回動は阻止され、また衝止部５３ａはリンクプレート３６Ｆの上部平坦面に衝止されてそれ以上の回動が阻止される。以って、シリンダ装置を介してプレート部材２７による過大な曲げ加工が施されることはなく円環状に形成するための曲げ精度を向上することができる。
【００６２】
更には、ヘリカル鉄心１を設置するプレート部材２７を構成するうちの両端部の単位プレート３８Ａおよび３８Ｆは、対応する単位コア１Ａおよび１Ｆと同等の幅広形状としているから、該コア１Ａ，１Ｆの分断側の先端部まで曲げ加工が有効に作用する。尚、このようなカム３４による曲げ加工については、必要に応じ該カム３４による進退移動を複数回繰り返し実行して、より確実に曲げ加工を行うことも可能である。
【００６３】
しかして、上記曲げ加工が終了すると、その状態を保持したまま上記両端部に位置する単位コア１Ａ，１Ｆとの接合部１３を溶接により結合する。即ち、本実施例ではレーザ用の溶接トーチ３５を利用してレーザ溶接され、且つ該トーチ３５を軸方向に移動させながら接合部１３の全長に亘って溶接され、以ってステータコア１２としての環状形成を終え該構成に維持される。
【００６４】
このように、ヘリカル鉄心１は各単位コア１Ａ〜１Ｆ間における各繋ぎ桟３にて折り曲げられるとともに、個々に隣接する各ラップ部９が交差状態に噛合して、その内外周が所定の円環状に形成される。そして、溶接を終え環状のステータコア１２が完成すると、上記とは逆の手順でカム３４が後退せられ、そして第２のシリンダ機構２０が下降せられてプレート部材２７は平坦状に復元する。更に、第１のシリンダ機構１５が下降せられることにより、鉄心クランプ装置２６は基台１９と共に下降して図４に示す状態に復元する。
【００６５】
一方、芯金治具２８に嵌合した状態のステータコア１２を取り外すべく、図示しないシリンダ機構が作動して軸芯３１が後退移動させられる。この結果、径大に拘束保持されていたコレット形のスリーブ３０は、その拘束から解除されスリット２９を利用して伸縮可能な形態となるので、該スリーブ３０の外周面に嵌合状態にあるステータコア１２を前方に抜き取るようにすれば容易に取り外すことができる。
【００６６】
以上説明したように本実施例によれば、帯状コアたるヘリカル鉄心１を鉄心クランプ装置２６に設置するに際して、両端部に位置する単位コア１Ａおよび１Ｆに設けた係合凹部１１と、プレート部材２７の上面に突出した係合凸部としてのピン４０とを係合して設置するようにした。従って、ヘリカル鉄心１を設置する位置決めが容易にできるとともに、シリンダ装置の作動に伴いプレート部材２７が屈曲しても容易には移動不能であること、および両端部に位置して上記凹凸係合がなされていることも相俟って当該所定位置に確実に保持できる。
この結果、曲げ装置１４による曲げ精度が向上することはもとより、均一な品質を確保して効率良く製造できる。また、係合凹部１１は単位コア１Ａ〜１Ｆのスプール１０を有効利用して設けることができるとともに、容易に形成できる点でも有効である。
【００６７】
更には、鉄心クランプ装置２６のプレート部材２７は、各単位コア１Ａ〜１Ｆに対応する複数の単位プレート３８Ａ〜３８Ｆを屈曲可能にリンクプレート３６Ａ〜３６Ｆにより連結した構成にあるが、そのうち少なくとも両端部の単位コア１Ａおよび１Ｆを載置し且つ曲げ加工時に直接押圧する単位プレート３８Ａおよび３８Ｆにあっては、該単位コア１Ａ，１Ｆの載置される外周面域と同等の幅広の形状としたから、特にヘリカル鉄心１の分断する両端部の曲げが不十分となるのを防止でき、両端部の位置ずれをなくして接合を容易ならしめ、延いては円環状の精度を高めることができる。
【００６８】
また、上記ピン４０を利用した凹凸係合に加え、鉄心クランプ装置２６には該ピン４０と相対する側に、そのピン４０方向に弾性体４６の弾発力が付勢され進退可能なクランプロッド４４を有したコアクランプ機構４２を設け、該コアクランプ機構４２を介して前記ピン４０との間にヘリカル鉄心１を弾力的に挟持固定できるようにした。これにより、ヘリカル鉄心１の浮き上がりを抑制して全体を挟持固定するのに有効となり、曲げ加工時の鉄心クランプ装置４２の作動変位に対しても所定位置に確実に把持できるとともに、結果として効率良く曲げ精度に優れた曲げ加工が期待できる。また、本実施例ではヘリカル鉄心１を弾性体４６を主とした均等な押圧力により挟持固定するので該ヘリカル鉄心１を傷める虞れもなく把持できる点でも有効である。
【００６９】
一方、ヘリカル鉄心１の内径部位の環状形成を兼ねた芯金治具２８においては、そのスリーブ３０の外周面に巻回されるヘリカル鉄心１の一部たる単位コア１Ｃの円弧状の磁極片６と係合する回り止め部材３１を該スリ−ブ３０に突設した。従って、ヘリカル鉄心１は芯金治具２８とも不用意に滑動しない拘束状態に位置付けられるので、環状に曲げ加工されたヘリカル鉄心１の両端部（分断部）の接合部１３に段差が生じるのを防止でき、その後に行なう溶接箇所が常に一定位置に設定できるなど、結果として曲げ精度の向上に繋がり高品質のステータコア１２を提供できる。
【００７０】
しかるに、上記したように第１，第２のシリンダ機構１５，２０等のシリンダ装置と節動的に屈曲可能なプレート部材２７を有する鉄心クランプ装置２６との協同作用によりヘリカル鉄心１の曲げ加工を行うに当り、通常は曲げ角度が不十分とならないように配慮されているが、これが逆に必要以上とする過大な曲げ角度の加工に繋がる虞れがある。これに対し、本実施例によればプレート部材２７が所定角度を超えて屈曲変位するのを阻止するストッパ部材５１〜５３を設けたので、各単位コア１Ａ〜１Ｆを均等に折り曲げることができ、以って全体を円環状とするための曲げ精度をより高めるのに有効である。
【００７１】
また、鉄心クランプ装置２６のプレート部材２７は、リンク機構を構成するリンクプレート３６Ａ〜３６Ｆを介して曲げ加工に必要な角度回動し所謂屈曲動作する。従って、曲げ加工時にはリンク機構等の回動部位が多く、ヘリカル鉄心１に巻装されたコイル２から導出された口出し線２ａを噛み込んで、該コイル２を傷めたり回動部位の動きの妨げとなったりする虞れがある。しかるに、本実施例では両端部に位置するリンクプレート３６Ａおよび３６Ｆの上面に前後方向に横切る凹溝４９を設け、該凹部４９に口出し線２ａを引掛けるように通して前方外部に導出できるようにした。これにより、口出し線２ａは表面上に徘徊することなく整理でき、リンク機構等の回動部位に噛み込む虞れも解消できる。
【００７２】
尚、本発明は上記し且つ図面に示した実施例に限定されるものではなく、例えばヘリカル鉄心１は第１の鋼板７および第２の鋼板８を１枚ずつ交互に積層して形成したが、これに代えて複数枚ずつ交互に積層して形成しても良いし、スプール１０およびコイル２の装着手段についてもステータコア１２（電動機）の形態に応じて適宜の構成にて採用すれば良い。その他、ピン４０と係合凹部１１との係合個所とかコアクランプ機構４２についてもヘリカル鉄心１の両端部以外に配置することも可能であるなど、実施に際し本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できるものである。
【００７３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のステータコアの製造装置は、シリンダ装置と協同して鉄心クランプ装置に設置した帯状コアを曲げ加工して環状のステータコアを製造する装置にあって、前記帯状コアを鉄心クランプ装置との間で凹凸係合させた状態に設置できるようにした。また、帯状コアが載置され鉄心クランプ装置が有する屈曲可能なプレート部材に対し、該プレート部材が必要以上に曲げられないようにストッパ部材を設けた装置とした。
【００７４】
斯かる製造装置によれば、帯状コアを鉄心クランプ装置のプレート部材上面に凹凸係合させて設置することで位置決めができるとともに、その所定位置に帯状コアを容易には移動不能に保持できる。また、係合凹部は単位コアが有するスプールを有効利用して設けることができ、容易に形成できる。そして、曲げ加工時にはストッパ部材によりプレート部材が所定角度を超えた屈曲変位は阻止されるので、各単位コアを均等に折り曲げることができる。従って、曲げ精度が向上することはもとより、効率良く均一な品質を確保できるステータコアの製造装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す鉄心クランプ装置の（ａ）平面図、および（ｂ）同要部の断面図
【図２】鉄心クランプ装置の正面図
【図３】鉄心クランプ装置の一部切欠して示す要部の側面図
【図４】曲げ装置の全体の概略構成を示す図
【図５】曲げ装置の動作を説明するための図
【図６】曲げ装置の進行した動作を説明するための図５相当図
【図７】曲げ装置の更に進行した動作を説明するための図５相当図
【図８】曲げ装置の動作を説明するため図７の要部を拡大して示す図
【図９】（ａ）はスプールおよびコイルを装着したヘリカル鉄心の平面図、（ｂ）は同要部の断面図
【図１０】ヘリカル鉄心の外側面図
【図１１】（ａ）はステータコアの平面図、（ｂ）は同要部の断面図
【符号の説明】
１はヘリカル鉄心（帯状コア）、１Ａ〜１Ｆは単位コア、２はコイル、３は繋ぎ桟、１０はスプール、１１は係合凹部、１２はステータコア、１３は溶接部（接合部）、１４は曲げ装置、１５は第１のシリンダ機構（シリンダ装置）、１９は基台、２０は第２のシリンダ機構（シリンダ装置）、２６は鉄心クランプ装置、２７はプレート部材、２８は芯金治具、３０はスリーブ、３１は軸芯、３２は回り止め部材、３３はガイドレール、３４はカム、３６Ａ〜３６Ｆはリンクプレート（リンク機構）、３７は支軸、３８Ａ〜３８Ｆは単位プレート、４０はピン（係合凸部）、４１は長溝、４２はコアクランプ機構、４４はクランプロッド、４８，５０はカムフォロア、および５１〜５３はストッパ部材を示す。

Claims

コイル巻装部に絶縁樹脂製のスプールを装着した複数の単位コアを繋ぎ桟を介して連結してなる帯状コアと、この帯状コアを上面に載置するとともに上方向に節動的に屈曲可能なプレート部材を有する鉄心クランプ装置と、この鉄心クランプ装置を段階的に屈曲変位させるシリンダ装置とを具備し、前記帯状コアを曲げ加工することにより繋ぎ桟を折り曲げ環状のステータコアを製造する装置において、
前記帯状コアの単位コアのスプールに係合凹部を形成するとともに、該凹部に対応して前記プレート部材の上面に係合凸部を突設し、これら凹凸部を係合させて帯状コアを鉄心クランプ装置に設置するようにしたことを特徴とするステータコアの製造装置。
鉄心クランプ装置の係合凸部と相対する位置に、該凸部側に向って進退可能なクランプロッドを有するコアクランプ機構を設け、該コアクランプ機構を介して前記係合凸部との間に帯状コアを挟持するようにしたことを特徴とする請求項１記載のステータコアの製造装置。
鉄心クランプ装置の上方には、帯状コアが巻回されて環状に形成するための円筒状の芯金治具が配設され、該芯金治具の外周面には巻回される前記帯状コアの一部と係合する回り止め部材を突設したことを特徴とする請求項１記載のステータコアの製造装置。
コイル巻装部に絶縁樹脂製のスプールを装着した複数の単位コアを繋ぎ桟を介して連結してなる帯状コアと、この帯状コアを上面に載置するとともに上方向に節動的に屈曲可能なプレート部材を有する鉄心クランプ装置と、この鉄心クランプ装置を段階的に屈曲変位させるシリンダ装置とを具備し、前記帯状コアを曲げ加工することにより繋ぎ桟を折り曲げ環状のステータコアを製造する装置において、
前記鉄心クランプ装置には、そのプレート部材が所定以上に屈曲するのを阻止するストッパ部材を設けたことを特徴とするステータコアの製造装置。
鉄心クランプ装置のプレート部材は、各単位コアに対応する複数の単位プレートを屈曲可能に連結してなり、そのうち少なくとも両端部の単位コアを載置する単位プレートにあっては、該単位コアの載置される外周面域と同等の幅広の形状としたことを特徴とする請求項１または４記載のステータコアの製造装置。
鉄心クランプ装置には、帯状コアに巻装されたコイルの口出し線を外部に導出するための凹溝を有することを特徴とする請求項１または４記載のステータコアの製造装置。