JP5114245B2 - ステータ製造方法 - Google Patents
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Description
ここで、可動型が、第1可動型102と第2可動型103とに分離しているのは、型の樹脂射出方向が横方向であるのに対して、型内のキャビティへの樹脂注入方向は縦方向であり、樹脂の通り道であるスプールを除去するために必要だからである。
また、特許文献1には、ステータの樹脂モールド成形に関し、位置決めピンやインサートタップを用いて竪型締めの固定型・可動型にステータコアを位置決めする技術が記載されている。
特に、成形くず等が残留する場合に、竪締め型では、固定型か可動型のどちらかに成形くずが残留するため、後の成形に悪影響を与えることが懸念される。それと比較して、横締め型の場合には、成形くずが、型を開けたときに、自然落下するため、メンテナンスの手間がなく、自動化するのに適している。
すなわち、横締め型の場合、型へステータ部材を装着するとき、また、樹脂モールド成形後にステータを外すときに、ステータ部材を構成する積層鋼板の端部が、位置決めピンと擦れて捲くれ上がる恐れがあった。積層鋼板の端部が捲くれ上がると、捲くれ上がった箇所における磁気特性が他の部分と相違して、ステータの性能が低下する問題がある。
また、積層鋼板の端部が捲くれないように、慎重にステータ部材を挿入しようとすると、時間がかかり製造効率が低下する問題がある。
(1)固定型と可動型とを備える成形機に対して、積層鋼板を有するステータ部材をインサートして、樹脂モールド成形するステータ製造方法であって、固定型と可動型とが水平方向に分離する横締め型を構成し、先端側が根元側より小径に形成されて固定型から可動型側に突出する位置決めピンに把持手段で把持したステータ部材を挿入する第1工程と、把持手段が退避した後、移動手段によりステータ部材を固定型に当接する位置まで移動させる第2工程と、樹脂モールド成形後、押出ピンでステータを固定型から離間させ、把持手段で把持して、位置決めピンから取り出す第3工程と、を有する。
(2)(1)に記載するステータ製造方法において、前記移動手段の動作を前記可動型が行うことを特徴とする。
(3)(1)に記載するステータ製造方法において、前記移動手段の動作を位置決めピンが移動することにより行うことを特徴とする。
(4)(3)に記載するステータ製造方法において、前記位置決めピンを段付形状とし、前記押出ピンの機能を持たせたことを特徴とする。
(5)(3)に記載するステータ製造方法において、前記位置決めピンの周囲に、前記押出ピンの機能を持たせた押出スリーブを有することを特徴とする。
(7)(6)に記載するステータ製造方法において、前記位置決めピンの根元側に拡径段差部を設け、前記拡径段差部を第2の押出手段として用いることを特徴とする。
(8)(6)に記載するステータ製造方法において、前記位置決めピンの周囲に押出スリーブを設け、前記押出スリーブを前記第1位置決め孔に沿って移動させる第2移動手段として用いることを特徴とする。
(9)固定型と可動型とを備える成形機に、積層鋼板と巻線部とを有するステータ部材をインサートし、巻線部を樹脂モールド成形してステータを製造するステータ製造方法において、成形機は、可動型が水平方向に可動する横締め型成形機であり、固定型または可動型のいずれか一方に設けられる第1位置決め孔と、第1位置決め孔に嵌挿して、かつ、先端側が根元側より小径に設けられ、ステータ部材を位置決めするための位置決めピンと、ステータ部材の、第1位置決め孔に対向する位置に設けられる第2位置決め孔と、ステータ部材を位置決めピンに沿って移動させる押し込み手段と、樹脂モールド成形されたステータを、固定型または可動型の表面から離間させる押出手段と、ステータ部材またはステータを把持し、移動させる把持手段と、を備え、把持手段にて、ステータ部材を固定型または可動型のいずれか一方の近くに移動させ、第2位置決め孔に位置決めピンの先端側を挿入すると共に、ステータ部材を位置決めピンに沿って根元側に向かって移動させる第1工程と、押し込み手段にて、ステータ部材を固定型または可動型に向かって押し込んで、密着させる第2工程と、可動型を固定型に向かって移動させて固定型、可動型、及びステータ部材を密着させ、ステータ部材の巻線部を樹脂モールド成形する第3工程と、押出手段にて、樹脂モールド成形後のステータを押し出し、位置決めピンと一体のステータを固定型または可動型の表面から離間させる第4工程と、離間させたステータを把持手段にて把持し、位置決めピンを根元側に向かって引き寄せ、ステータから位置決めピンを引き抜く第5工程と、を有することを特徴とする。
(10)(9)に記載するステータ製造方法において、前記可動型を前記押し込み手段とし、前記可動型にて前記ステータ物材を前記固定型に向かって押し込み、前記ステータ部材と前記固定型とを密着させることを特徴とする。
(1)本発明のステータ製造方法によれば、固定型と可動型とが水平方向に分離する横締め型を構成し、先端側が根元側より小径に形成されて固定型から可動型側に突出する位置決めピンに把持手段で把持したステータ部材を挿入する第1工程と、把持手段が退避した後、移動手段によりステータ部材を固定型に当接する位置まで移動させる第2工程と、樹脂モールド成形後、押出ピンでステータを固定型から離間させ、把持手段で把持して、位置決めピンから取り出す第3工程と、を有するので、ステータ部材を固定型にインサートするときに、ステータ部材は、位置決めピンにより位置・姿勢をガイドされながら、固定型に当接する位置に達するため、ステータ部材を構成する積層鋼板の端部が擦れて捲くれ上がることを回避できる。
これにより、積層鋼板の捲くれ上がり防止の為の、固定部材への当接及び離間の際の速度を配慮しないで済むため、短いタクトタイムでステータ部材を固定部材に当接又は離間させることができる。
(2)また、前記移動手段の動作を前記可動型が行うので、特別な移動手段を必要としないため、装置をコンパクト化すると共に、コストダウンすることができる。
ステータ部材をプッシャーで押し込む場合は、位置決めピンに対して、ステータ部材を傾けるようなモーメントを発生しないように、プッシャーの作用点等に工夫をする必要があるため、設備への制約が大きくなり、設備が大型化し、コストアップする問題がある。また、可動型で押し込む場合は、ステータ部材が固定型に当接すると同時に型締めが完了するので、当接と同時にステータ部材が固定型に密着していないと、型締め力が瞬間的に偏って負荷される懸念があり、精度上の制約が大きくなる問題があった。
それに対して、位置決めピンを可動式として型締め前に、ステータ部材を引き込むことにより、型締め完了時に、ステータ部材を固定型に確実に密着させることができ、型締め力をステータ部材に対して、均等に負荷させることができる。
(5)また、(3)において、前記位置決めピンの周囲に、前記押出ピンの機能を持たせた押出スリーブを有するので、ステータ部材を押し出す時点で、位置決めピンからステータ部材が外れる方向にステータ部材が移動されるため、把持手段でステータ部材を強く引き抜く必要がなく、取り出し時に、ステータ部材と位置決めピンとがかじる恐れをなくすことができる。
(第1実施例)
図1から図6に、ステータ製造方法の第1実施例を示す。図3に固定型11を可動型側から見た正面図を示す。図5に図4のA−B断面図を示す。
図3に示すように、固定型11は平面視ほぼ正方形状の板部材であり、その中央に円盤状の突起部材31が固設される。突起部材31の周りに円環状の溝32が設けられる。この溝32の底部に、周方向ほぼ等間隔に押出孔33(図3中では12個を図示)が設けられる。また、溝32の径方向外側位置に、周方向ほぼ等間隔に位置決め孔34(図3中では3個を図示)が設けられる。ここで、突起部材31と固定型11とは一体に設けても良い。
各位置決め孔34には、それぞれ位置決めピン12がスライド自在に挿設されている。また、各押出孔33には、それぞれ押出ピン13が溝32に対して出没自在に挿設されている。
図1は、固定型11に、ステータ部材10を挿入する工程を示している。ステータ部材10は、ステータコアを構成する積層鋼板8と、そのティース部に導線を巻線した巻線部7と、バスバー(図示しない)を備えている。ステータ部材10の中央には穴41が設けられ、穴41に突起部材31が嵌め込まれる。また、巻線部7における固定型側(図1中では左側)の突出部7aが、溝32に緩挿される。さらに、ステータ部材10の周縁部における固定型11の位置決め孔34に対向する位置には、位置決め孔42が設けられる。積層鋼板8の厚さと巻線部7における可動型側(図1中では右側)の突出部7bの高さとの和は、突起部材31の厚さよりも若干大きくなるように調整される。
ステータ部材10の固定型11に対する装着は、脱着機14の一対の把持ハンド14a、14bにより行う。脱着機14としては、例えば、6関節を備えるロボットが使用される。
一方、可動型15は、図5に示すように、その内部にキャビティ部17を有する。キャビティ部17は、巻線部7における可動型側(図5中では右側)の突出部7b及び突起部材31の可動型側部分31aを完全に収納する形状、サイズとされる。このキャビティ部17における突出部7bの収納部分17bに連通させて樹脂射出孔16、16が設けられる。また、可動型15の周縁部におけるステータ部材10の位置決め孔42に対向する位置には、位置決め孔18が設けられる。
位置決めピン12は、位置決めを行う根元側の位置決め部12b、及びガイドする先端側の先細り部12aを備えている。ここで、図1において、位置決め部12bと先細り部12aの境界線は、ステータ部材10の積層鋼板8の厚み部分の中心線Cより右側に位置する。すなわち、ステータ部材10の重心位置は、まだ先細りが始まっていない、位置決め部12b上に位置する。
また、ステータ部材10の重量は7〜8kgあるが、重量については把持ハンド14a、14bが保持している。そして、6関節を有するロボットハンドには、自由度があるため、ステータ部材10の位置決め孔10aと、位置決めピン12とが少しずれていても、把持ハンド14が位置決めピン12に倣って移動するため、ステータ部材10の積層鋼板8と、位置決めピン12とが強く擦れることはない。
次に、3本の位置決めピン12が、ステータ部材10を保持した状態で、固定型11方向に、ステータ部材10が固定型11の表面に密着する位置まで引き込まれる。これにより、図2に示すように、ステータ部材10の積層鋼板8と固定型11とが密着した状態となる。このステータ部材10の移動のときに、ステータ部材10と位置決めピン12とは、一緒に移動するため、位置決めピン12により、ステータ部材10の積層鋼板8が擦れ、捲れることがない。
次に、可動型15が移動して型締め動作を行う。これにより、固定型11、可動型15、及びステータ部材10の積層鋼板8で囲まれた空間であるキャビティを形成する。そして、樹脂射出孔16を介してキャビティ内部に樹脂の注入を行い、ステータ部材10の巻線部7に対して樹脂モールド成形を行う。
樹脂モールド成形が完了し、可動型15が固定型11から離れた状態を図6に示す。
次に、樹脂モールド成形したステータ9を、12本の押出ピン13により、固定型11から離脱させる。この押出ピン13による押し出しで、ステータ9が前方側(可動型15側)に移動されるが、位置決めピン12もまたステータ9と一体にスライド移動される。すなわち、位置決めピン12は押出ピン13と連動して動くので、ステータ9の積層鋼板8の位置決め孔と、位置決めピン42とが擦れることがない。
押出ピン13により、ステータ9が固定型11から離脱された後、脱着機14が把持ハンド14a、14bにより、ステータ9を把持して、位置決めピン12の軸心方向に平行に、可動型方向に移動することにより、ステータ9を取り出す。
そして、ステータ部材10を固定部材11に当接または離間するのに、短いタクトタイムで行うことができる。
ステータ部材10をプッシャで押し込む場合は、位置決めピン12に対して、ステータ部材10を傾けるようなモーメントを発生しないように、プッシャの作用点等に工夫をする必要があるため、設備への制約が大きくなり、設備が大型化し、コストアップする問題がある。また、可動型15で押し込む場合は、ステータ部材10の積層鋼板8が固定型11に当接すると同時に型締めが完了するので、当接と同時にステータ部材10の積層鋼板8が固定型11に密着していないと、型締め力が瞬間的に偏って負荷される懸念があり、精度上の制約が大きくなる問題がある。
それに対して、位置決めピン12を可動式として型締め前に、ステータ部材10を引き込むことにより、型締め完了時に、ステータ部材10の積層鋼板8を固定型11に確実に密着させることができ、型締め力をステータ部材10に対して、均等に負荷させることができる。これによって、型締め時にステータ部材10の一部に過大な負荷が掛かるおそれがなくなると共に、樹脂モールド成形時のキャビティに対する樹脂充填性がより均一となる。その結果、良好な品質のステータ9を、精度よく、かつ、歩留まりよく得ることができる。
第2実施例は、基本的構成は、第1実施例と同じなので、同じ構成要素は同じ番号を付して、説明を割愛し、相違点のみ説明する。図7から図9に第2実施例のステータ製造方法を示す。
図7は、固定型11に、ステータ部材10を挿入する工程を示す。図8は、ステータ部材10の積層鋼板8と固定型11とが密着した状態を示している。図9は、樹脂モールド成形が完了し、可動型15が固定型11から離脱した状態を示す。
第2実施例の位置決めピン22は、金型(固定型11)との摺動部である大径部22c、大径部22cより小径であり、ステータ部材10の積層鋼板8の位置決め孔42と嵌合して、ステータ部材10を位置決めする位置決め部22b、先細り部22aを備えている。
これにより、ステータ部材10を位置決めピン22に対して、正確に位置決めすることができる。次に、図8に示すように、位置決めピン22を固定型11の方向に移動させ、大径部22cの段差端面と固定型11の表面(可動型側の面)とを一致させる。これにより、ステータ部材10の積層鋼板8は、固定型11の表面に当接する。
第2実施例では、3本の位置決めピン22の段付形状である大径部22cの段差端面が、押出ピン13と同時にステータ9を押し出すので、新たに駆動機構を追加することなく、押し出し点を追加することができるため、押し出しの作用点を多点化して、ステータ9を安定して押し出すことができる。
第3実施例は、基本的構成は、第1実施例と同じなので、同じ構成要素は同じ番号を付して、説明を割愛し、相違点のみ説明する。図10から図12に第3実施例のステータ製造方法を示す。図10は、固定型11に、ステータ部材10を挿入する工程を示す。図11は、ステータ部材10の積層鋼板8と固定型11とが密着した状態を示している。図12は、樹脂モールド成形が完了し、可動型15が固定型11から離脱した状態を示す。
第3実施例の位置決めピン12は、第1実施例の位置決めピン12と同じ形状である。相違点は、位置決めピン12の外周に、摺動可能に押出スリーブ23が保持されている点である。この押出スリーブ23の作用について説明する。
図10、図11における作用は、第1実施例と同じである。図12に示すように、樹脂モールド終了後に、12本の押出ピン13がステータ9を固定型11から離間させるときに、3本の押出スリーブ23のみを同じタイミングで連動させて押し出すことにより、押し出しの作用点を多点化して、ステータ部材9を安定して押し出すことができる。ただし、押出スリーブ23を駆動する機構は、別途必要となり、装置が複雑となる点を考慮すると、第2実施例が優れている。
第4実施例は、基本的構成は、第1実施例と同じなので、同じ構成要素は同じ番号を付して、説明を割愛し、相違点のみ説明する。図13から図15に第4実施例のステータ製造方法を示す。図13は、固定型11に、ステータ部材10を挿入する工程を示す。図14は、ステータ部材10の積層鋼板8と固定型11とが密着した状態を示している。図15は、樹脂モールドが完了し、可動型15が固定型11から離脱した状態を示す。
第4実施例の位置決めピン24は、第1実施例の位置決めピン12と同じ形状であるが、摺動せずに、固定型11に固定されている。
第4実施例は、第1実施例と比較して、ステータ部材10の積層鋼板8の位置決め孔42が、位置決めピン24と少しだけ擦れる欠点があるが、構成は簡単となる。
第5実施例は、基本的構成は、第1実施例と同じなので、同じ構成要素は同じ番号を付して、説明を割愛し、相違点のみ説明する。図16から図18に第5施例のステータ製造方法を示す。図16は、固定型11に、ステータ部材10を挿入する工程を示す。図17は、ステータ部材10の積層鋼板8と固定型11とが密着した状態を示している。図18は、樹脂モールド成形が完了し、可動型15が固定型11から離脱した状態を示す。
第5実施例が、第4実施例と相違するのは、押込用プッシャ25を備えずに、可動型26が直接ステータ部材10の端面を押して、ステータ部材10の積層鋼板8を位置決めピン24に沿って、図17に示すように、固定型11に当接する位置まで押し込む点である。
第5実施例によれば、第4実施例と比較して、押込用プッシャ25を必要としないため、設備を簡便化することができる。
例えば、本実施例では、固定型11に設けた位置決めピン12にステータ部材10の位置決め孔42を嵌合させる場合について説明したが、可動型15に位置決めピン12を設けて、可動型15の位置決めピン12にステータ部材10の位置決め孔42を嵌合させる場合でも、同様である。
8 積層鋼板
9 ステータ
10 ステータ部材
11 固定型
12、22、24 位置決めピン
12a、22a、24a 先細り部
12b、22b、24b 位置決め部
22c 大径部
13 押出ピン
14 脱着機
14a、14b 把持ハンド
15 可動型
Claims (10)
- 固定型と可動型とを備える成形機に対して、積層鋼板を有するステータ部材をインサートして、樹脂モールド成形するステータ製造方法において、
前記固定型と前記可動型とが水平方向に分離する横締め型を構成し、
先端側が根元側より小径に形成されて、前記固定型から前記可動型側に突出する位置決めピンに把持手段で把持した前記ステータ部材を挿入する第1工程と、
前記把持手段が退避した後、移動手段により前記ステータ部材を前記固定型に当接する位置まで移動させる第2工程と、
樹脂モールド成形後、押出ピンでステータを前記固定型から離間させ、前記把持手段で把持して、前記位置決めピンから取り出す第3工程と、
を有することを特徴とするステータ製造方法。 - 請求項1に記載するステータ製造方法において、
前記移動手段の動作を前記可動型が行うことを特徴とするステータ製造方法。 - 請求項1に記載するステータ製造方法において、
前記移動手段の動作を位置決めピンが移動することにより行うことを特徴とするステータ製造方法。 - 請求項3に記載するステータ製造方法において、
前記位置決めピンを段付形状とし、前記押出ピンの機能を持たせたことを特徴とするステータ製造方法。 - 請求項3に記載するステータ製造方法において、
前記位置決めピンの周囲に、前記押出ピンの機能を持たせた押出スリーブを有することを特徴とするステータ製造方法。 - 固定型と可動型とを備える成形機に、積層鋼板と巻線部とを有するステータ部材をインサートし、前記巻線部を樹脂モールド成形してステータを製造するステータ製造方法において、
前記成形機は、前記可動型が水平方向に可動する横締め型成形機であり、
前記固定型または前記可動型のいずれか一方に設けられる第1位置決め孔と、
前記第1位置決め孔に嵌挿して、かつ、先端側が根元側より小径に設けられ、前記ステータ部材を位置決めするための位置決めピンと、
前記ステータ部材の、前記第1位置決め孔に対向する位置に設けられる第2位置決め孔と、
前記位置決めピンを前記第1位置決め孔に沿って移動させる移動手段と、
前記樹脂モールド成形されたステータを、前記固定型または前記可動型の表面から離間させる押出手段と、
前記ステータ部材または前記ステータを把持し、移動させる把持手段と、
を備え、
前記把持手段にて、前記ステータ部材を前記固定型または前記可動型のいずれか一方の近くに移動させ、前記第2位置決め孔に前記位置決めピンの先端側を挿入すると共に、前記ステータ部材を前記位置決めピンに沿って根元側に向かって移動させる第1工程と、
前記移動手段にて、前記ステータ部材が挿し込まれた位置決めピンを前記根元側に向かって引き寄せ、前記ステータ部材を前記固定型または前記可動型に密着させる第2工程と、
前記可動型を前記固定型に向かって移動させて固定型、可動型、及び前記ステータ部材を密着させ、前記ステータ部材の前記巻線部を樹脂モールド成形する第3工程と、
前記押出手段にて、樹脂モールド成形後の前記ステータを押し出し、前記位置決めピンと一体のステータを前記固定型または前記可動型の表面から離間させる第4工程と、
前記離間させたステータを前記把持手段にて把持した後、前記移動手段にて、前記位置決めピンを前記根元側に向かって引き寄せ、前記ステータから前記位置決めピンを引き抜く第5工程と、
を有することを特徴とするステータ製造方法。 - 請求項6に記載するステータ製造方法において、
前記位置決めピンの根元側に拡径段差部を設け、前記拡径段差部を第2の押出手段として用いることを特徴とするステータ製造方法。 - 請求項6に記載するステータ製造方法において、
前記位置決めピンの周囲に押出スリーブを設け、前記押出スリーブを前記第1位置決め孔に沿って移動させる第2移動手段として用いることを特徴とするステータ製造方法。 - 固定型と可動型とを備える成形機に、積層鋼板と巻線部とを有するステータ部材をインサートし、前記巻線部を樹脂モールド成形してステータを製造するステータ製造方法において、
前記成形機は、前記可動型が水平方向に可動する横締め型成形機であり、
前記固定型または前記可動型のいずれか一方に設けられる第1位置決め孔と、
前記第1位置決め孔に嵌挿して、かつ、先端側が根元側より小径に設けられ、前記ステータ部材を位置決めするための位置決めピンと、
前記ステータ部材の、前記第1位置決め孔に対向する位置に設けられる第2位置決め孔と、
前記ステータ部材を前記位置決めピンに沿って移動させる押し込み手段と、
前記樹脂モールド成形されたステータを、前記固定型または前記可動型の表面から離間させる押出手段と、
前記ステータ部材または前記ステータを把持し、移動させる把持手段と、
を備え、
前記把持手段にて、前記ステータ部材を前記固定型または前記可動型のいずれか一方の近くに移動させ、前記第2位置決め孔に前記位置決めピンの先端側を挿入すると共に、前記ステータ部材を前記位置決めピンに沿って根元側に向かって移動させる第1工程と、
前記押し込み手段にて、前記ステータ部材を前記固定型または前記可動型に向かって押し込んで、密着させる第2工程と、
前記可動型を前記固定型に向かって移動させて固定型、可動型、及び前記ステータ部材を密着させ、前記ステータ部材の前記巻線部を樹脂モールド成形する第3工程と、
前記押出手段にて、樹脂モールド成形後の前記ステータを押し出し、前記位置決めピンと一体のステータを前記固定型または前記可動型の表面から離間させる第4工程と、
前記離間させたステータを前記把持手段にて把持し、前記位置決めピンを前記根元側に向かって引き寄せ、前記ステータから前記位置決めピンを引き抜く第5工程と、
を有することを特徴とするステータ製造方法。 - 請求項9に記載するステータ製造方法において、
前記可動型を前記押し込み手段とし、前記可動型にて前記ステータ物材を前記固定型に向かって押し込み、前記ステータ部材と前記固定型とを密着させることを特徴とするステータ製造方法。
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