JP7371514B2 - Motor core manufacturing method - Google Patents
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Description
本開示は、モータコアの製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method of manufacturing a motor core.
特許文献1に開示されるモータ製造ラインは、プレス装置と、ステータ組み立て装置と、共通搬出路と、レーザ刻印部と、を備える。プレス装置は、長尺の鋼板を送りながら複数回のプレス加工を施してステータコアを形成する。ステータ組み立て装置は、ステータコアに複数の製造工程を施してステータを組み立てる。共通搬出路は、組み立てられたステータを搬出する。レーザ刻印部は、共通搬出路の近傍に設けられ、完成されたステータにレーザによって印字する。例えば、レーザ刻印部は、プレス加工等のトレーサビリティを向上させるため、必要事項を印字する。
The motor manufacturing line disclosed in
モータコアの小型化に伴って、印字するスペースが小さくなっており、精度良くかつ高速に印字することが求められている。一般的に、モータコアに対する印字の位置は定められており、モータコアの軸方向の上側または下側からレーザを照射する。例えば、モータコアの軸方向の上側または下側からレーザを照射する。 As motor cores become smaller, the space for printing is becoming smaller, and there is a need for highly accurate and high-speed printing. Generally, the position of printing on the motor core is determined, and the laser is irradiated from above or below the motor core in the axial direction. For example, the laser is irradiated from above or below the motor core in the axial direction.
モータコアの下側からレーザを照射する方法では、レーザ刻印部の焦点距離に応じたモータコアの位置合わせを行い易くなるが、モータコアからのゴミ等の落下によりレーザ刻印部が汚れ、レーザの照射が妨げられるおそれがある。一方で、モータコアの上側からレーザを照射する方法では、モータコアの厚みの違いによって、レーザ刻印部とモータコアとの間の距離が変わってしまい、印字の精度が悪くなるおそれがある。このような場合、モータコアまたはレーザ刻印部を移動させて適当な位置合わせを行う必要が生じる。したがって、レーザ照射が良好に行われ、かつ精度良く印字することができる技術が求められている。 With the method of irradiating the laser from the underside of the motor core, it is easier to align the motor core according to the focal length of the laser engraving part, but the laser engraving part becomes dirty due to dust falling from the motor core, which obstructs laser irradiation. There is a risk of being exposed. On the other hand, in the method of irradiating the laser from above the motor core, the distance between the laser marking part and the motor core changes due to the difference in the thickness of the motor core, which may result in poor printing accuracy. In such a case, it becomes necessary to move the motor core or the laser marking part to perform appropriate alignment. Therefore, there is a need for a technology that can perform laser irradiation well and print with high precision.
本開示は、複数の電磁鋼板を積層したモータコアに対してレーザ光を照射して印字する工程で、レーザ照射が良好に行われ、かつ精度良く印字し得るモータコアの製造方法を提供することを目的としている。 An object of the present disclosure is to provide a method for manufacturing a motor core in which laser irradiation is performed well and printing can be performed with high precision in a process of printing by irradiating laser light onto a motor core made of a plurality of laminated electromagnetic steel sheets. It is said that
本開示のモータコアの製造方法は、レーザマーカからレーザ光を照射して、複数の電磁鋼板を積層したモータコアに印字するモータコアの製造方法であって、前記モータコアの上面がストッパーに接触するまで上昇させて、前記レーザマーカに対して前記モータコアの上面を鉛直方向に位置合わせし、前記レーザマーカからレーザ光を照射して、前記モータコアの上面に印字をする、を含む。 A method for manufacturing a motor core according to the present disclosure is a method for manufacturing a motor core in which a laser beam is irradiated from a laser marker to print on a motor core made of a plurality of laminated electromagnetic steel sheets, and the motor core is raised until the upper surface of the motor core contacts a stopper. , vertically aligning the upper surface of the motor core with respect to the laser marker, and irradiating laser light from the laser marker to print on the upper surface of the motor core.
本開示によれば、複数の電磁鋼板を積層したモータコアに対してレーザ光を照射して印字する工程で、レーザ照射が良好に行われ、かつ精度良く印字し得るモータコアの製造方法を提供することができる。 According to the present disclosure, there is provided a method for manufacturing a motor core in which laser irradiation is performed well and printing can be performed with high accuracy in a step of printing by irradiating laser light onto a motor core made of a plurality of laminated electromagnetic steel sheets. Can be done.
<実施形態1>
本実施形態は、図1及び図2に示すステータコア10及びロータコア20の製造に本発明を適用したものである。ステータコア10はモータコアの一例であり、ロータコア20はモータコアの他の例である。
<
In this embodiment, the present invention is applied to manufacturing the
図1に示すステータコア10は、複数の電磁鋼板11が積層された積層体からなる。ステータコア10は、全体としては略円環状をなす。ステータコア10は、複数のブロックコア32が積層され、互いに溶接されている。複数のブロックコア32の各々は、複数の電磁鋼板11が積層され、互いに組み付けられている。
The
ステータコア10は、スロット部12と、締結部13と、を有している。スロット部12は、ステータコア10の内周に沿って等間隔に設けられ、径方向の内側から外側へ向かって窪む形態で設けられている。スロット部12には、図示しないコイルが設けられる。締結部13は、ステータコア10の外周において径方向の外側へ向かって突出する形態で設けられている。締結部13は、ステータコア10の外周に沿って等間隔に3つ設けられている。締結部13は、ステータコア10を貫通する締結孔14を有している。
ロータコア20は、図2及び図3に示すように、複数の電磁鋼板31が積層された積層体からなるロータコア本体30を備えている。ロータコア本体30の積層方向両側には、エンドプレート21,21が溶接されている。ロータコア本体30は、全体としてはステータコア10の内径より小さい外径の円筒状をなす。ロータコア本体30は、複数のブロックコア32が積層され、互いに溶接されている。複数のブロックコア32の各々は、複数の電磁鋼板31が積層され、互いに組み付けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ロータコア本体30は、シャフト孔33と、マグネット孔34とを有している。シャフト孔33は、ロータコア本体30の中心に貫通して設けられている。シャフト孔33には、シャフト23が挿入される。図2に示すように、マグネット孔34は、シャフト孔33の周囲に複数設けられている。複数のマグネット孔34の各々には、マグネット材26が封止される。マグネット材26は、四角柱状の永久磁石からなる。
The
シャフト23は、円筒状をなし、ロータコア20の回転中心軸を構成する。シャフト23の内部には、冷却油等の冷媒が流通するシャフト側冷媒流路24が形成されている。シャフト23の外周面には、シャフト側冷媒流路24の開口部25が周方向に間隔をあけて複数形成されている(図3参照)。開口部25は、シャフト側冷媒流路24からの冷却油をロータコア本体30に供給するための供給口である。
The
ロータコア20の内部には、図3に示すように、冷媒が流れる冷媒流路35が形成されている。冷媒流路35は、シャフト孔33の内周面に形成された内側開口部36と、ロータコア20の両底面に形成された外側開口部37,37と、を有している。内側開口部36は、シャフト23の開口部25と連通して、ロータコア20の内部に冷媒を導入する導入口である。外側開口部37,37は、ロータコア20の外部に向けて開口して、ロータコア20の内部から冷媒を排出する排出口である。冷媒流路35は、平面に見て異なった形状の孔を有する電磁鋼板31を積層することで形成される。
As shown in FIG. 3, a
次に、後述するロータコア20の製造方法及びステータコア10の製造方法で用いる印字装置50について説明する。印字装置50は、ロータコア20及びステータコア10に対して、レーザ光を用いた加工を行うことで文字、記号、図形などを印字する装置である。印字装置50は、例えば、プレス工程などの製造情報を含む2次元情報コードなどを印字する。印字装置50は、図9に示すように、レーザマーカ51と、パレット52と、昇降部53と、上側ストッパー54と、制御装置(不図示)と、を備えている。
Next, a
レーザマーカ51は、レーザ光を照射する装置である。レーザマーカ51は、図示しないレーザ発振器、ガルバノスキャナ、集光レンズ、およびコントローラ等を備えている。レーザ発振器は、レーザ媒体に励起光を照射することで発せられた光を共振器で増幅してレーザ光を発振する。ガルバノスキャナは、1個以上のミラーを使ってレーザ光を走査する。集光レンズは、レーザ光を集光して焦点距離で高いエネルギー密度にする。コントローラは、入力インタフェース(キーボードなど)や外部通信を介して入力された印字データに基づいた印字が行われるように、発振器やガルバノスキャナを制御する。レーザマーカ51は、図9に示すように、下方に向かって開口した照射口を有する照射部51Aが設けられている。
The
パレット52は、ロータコア20を載置する治具である。パレット52は、図4に示すように、載置部52Aと、ポスト部52Bと、を有している。載置部52Aは、四角板状に構成され、上面にロータコア20を載置する載置面が形成されている。ポスト部52Bは、円筒状であり、載置部52Aの載置面から上方に突出する。ポスト部52Bは、ロータコア20のシャフト孔33に挿入される。ポスト部52Bの上端には、上方に突出する一対の位置決めピン52Cが設けられている。
The
昇降部53は、パレット52を昇降させる昇降装置である。昇降部53は、図7に示すように、台板部53Aと、4つの突き上げ部53B(図6参照)と、を有している。なお、図7~図10では、突き上げ部53Bを2つのみ図示している。台板部53Aは、板厚方向に貫通する4つの貫通孔53Cが形成されている。4つの貫通孔53Cは、同一円状に等角度間隔で設けられている。4つの突き上げ部53Bは、貫通孔53Cに挿通され、台板部53A上に載置されたパレット52を下方から突き上げる。昇降部53は、制御装置(不図示)からの制御信号に基づいて動作し、例えばモータの駆動力を用いて4つの突き上げ部53Bを上下させてパレット52を昇降させる。
The lifting
上側ストッパー54は、板状に構成され、下面において上方に凹む凹部54Aが形成されている。凹部54Aは、図8に示すように、水平方向の大きさが、ロータコア20よりも僅かに大きくなっている。上側ストッパー54は、板面の中心よりもわずかに外側に、板面の中心に対して対称的な位置に位置する一対の位置決め孔54Bが形成されている。位置決め孔54Bは、ロータコア20の位置決め時に、パレット52の位置決めピン52Cが挿入される。上側ストッパー54は、一対の位置決め孔54Bも外側に一対の印字用孔54Cが形成されている。印字用孔54Cは、上側ストッパー54の板面の中心周りに円弧状に延びる形状である。上側ストッパー54は、パレット52の鉛直上方に設けられ、昇降部53によって上昇させられたロータコア20の上面と接触して、レーザマーカ51に対するロータコア20の上面の位置を規定する。上側ストッパー54は、後述するようにロータコア20の位置決めが行われた状態で、レーザマーカ51との距離が、所望の印字条件(ロータコア20がレーザマーカ51の焦点距離の位置にあるような条件)を満たすような位置に固定されている。
The
次に、ロータコア20の製造方法及びステータコア10の製造方法について説明する。ロータコア20及びステータコア10は、上述した印字装置50の他に、ロールフィーダ、プレス装置、溶接装置、および制御装置などの図示しない装置を備える製造ラインで製造される。ロールフィーダ、プレス装置、溶接装置等の各種装置は、制御装置によって制御される。制御装置は、プログラムに従って演算処理を行うCPUや製造プログラムなどの各種動作プログラムを格納したROMや作業領域などを有するRAMなどのメモリ等を備えている。
Next, a method for manufacturing the
ロータコア20の製造方法は、板状の母材を送り出す送出工程と、ブロックコア32を形成するブロック形成工程と、ブロック積層体38を形成する積層体形成工程と、を備える。ステータコア10の製造方法は、ロータコア20の製造方法と同様の送出工程と、ブロック形成工程と、積層体形成工程と、を備える。ロータコア20の製造方法は、ブロック積層体38に印字を施す印字工程、ブロック積層体38にマグネット材26を封止する封止工程、マグネット材26が封止されたブロック積層体38にエンドプレート21,21を溶接する溶接工程等を更に備える。以下の説明では、モータコアの製造方法の一例として、ロータコア20の製造方法について説明する。
The method for manufacturing the
送出工程では、ロールフィーダを用いて、板状の母材を送り出す。ブロック形成工程では、プレス装置を用いて、送り出された母材から複数の電磁鋼板31を打ち抜く。制御装置は、ロールフィーダが母材を送るピッチと、プレス装置よって母材を打ち抜き加工するタイミングを同期する。このようにして、送り出された母材から順に複数の電磁鋼板31が打ち抜かれる。ブロック形成工程では、複数の電磁鋼板31を積層する。これにより、複数の電磁鋼板31が積層されたブロックコア32が形成される。ブロックコア32は、母材の送り出しに伴って打ち抜かれた電磁鋼板31が、打ち抜かれた順に複数積層されることによって形成される。1つのブロックコア32を構成する複数の電磁鋼板31の各々には、所謂ダボ加工により積層方向の一方に向けて突出する形態である結合部(不図示)が設けられている。互いに隣り合う電磁鋼板31は、結合部同士が凹凸の関係により、かしめられることで互いに結合されている。またブロックコア32の積層方向における一端には、上記結合部を有しない電磁鋼板31が配置されている。このため、ブロックコア32における一端側の電磁鋼板31は、自身の一端側に隣接した電磁鋼板31とは結合されない。プレス装置は、制御装置によって所定枚数の電磁鋼板31毎に結合部を有しない電磁鋼板31を打ち抜く制御が行われることで、所定の高さに積層されたブロックコア32を形成する。
In the delivery process, a roll feeder is used to send out a plate-shaped base material. In the block forming process, a plurality of
積層体形成工程では、複数のブロックコア32が、所定方向に積層される。積層体形成工程では、例えば1段目用から6段目用までのブロックコア32を積層して(図3参照)、ブロック積層体38を形成する。ブロックコア32を積層する際には、ロータコア本体30の積層高さの寸法精度を向上するために、ブロックコア32を所定角度だけ回転させて積層する、所謂転積を行ってもよい。
In the laminate forming step, a plurality of
印字工程では、まず、図5に示すように、ブロック積層体38をパレット52に組み付ける。図4、図5に示すように、ブロック積層体38のシャフト孔33に、パレット52のポスト部52Bを挿通するようにして、パレット52の載置部52Aの上面にブロック積層体38を載置する。ブロック積層体38がパレット52に組み付けられた状態で、ブロック積層体38のシャフト孔33から上方に一対の位置決めピン52Cが突出している。
In the printing process, first, as shown in FIG. 5, the
続いて、ブロック積層体38が組み付けられたパレット52を昇降部53上に載置しつつ、水平方向における位置決めを行う。具体的には、昇降部53上に載置されたパレット52を、図6に示すように、白抜き矢印の方向に動かす。そして、パレット52における直交する縁(隣り合う辺)52D,52Eを、移動を規制する側方ストッパー55,56に接触させる。この状態で、図7に示すように、ブロック積層体38が組み付けられたパレット52は、上側ストッパー54の鉛直下方に配置される。なお、図7~図10では、側方ストッパー55,56の図示を省略している。
Subsequently, the
続いて、昇降部53を動作させ、図8に示すように、ブロック積層体38の上面が上側ストッパー54に接触するまで、4つの突き上げ部53Bを上昇させる。これにより、レーザマーカ51に対してブロック積層体38の上面を鉛直方向に位置合わせすることができる。このとき、ブロック積層体38の上端は、上側ストッパー54の凹部54Aに入り込む。これにより、上側ストッパー54に対するブロック積層体38の水平方向における位置合わせが行われる。さらに、図8に示すように、パレット52の位置決めピン52Cを、上側ストッパー54の位置決め孔54Bに挿入する。位置決めピン52Cと位置決め孔54Bとの間の水平方向におけるクリアランスは、ブロック積層体38の上端と凹部54Aとの間の水平方向におけるクリアランスよりも小さく、位置決めピン52Cが位置決め孔54Bに挿入されることで、水平方向のより精度の高い位置合わせが行われる。以上のように、ブロック積層体38を水平方向に位置合わせする工程を行うことによって、ブロック積層体38の軸の上方にレーザマーカ51が位置する。
Subsequently, the elevating
続いて、レーザマーカ51からレーザ光を照射して、ブロック積層体38の上面に印字する工程を行う。例えば、図9に示す矢印のように、レーザマーカ51からレーザ光を照射して、レーザ光が上側ストッパー54の印字用孔54Cを介してブロック積層体38の上面に当たるようにする。これにより、ブロック積層体38の上面に、プレス工程などの製造情報を含む2次元情報コードなどを印字することができる。ここで、図10に示すように、レーザマーカ51は、ブロック積層体38の軸の鉛直上方に位置している。そのため、レーザマーカ51から照射されるレーザ光による印字可能範囲AR1は、ブロック積層体38の上面において軸を中心とした円状の領域に広がっている。そして、印字可能範囲AR1のうち、ブロック積層体38の軸を中心とする円環状(ドーナツ状)領域AR2(図11参照)内における複数の異なる位置では、レーザマーカ51の焦点距離を調整することなく、同程度の焦点距離でレーザ照射することができる。そのため、再印字などで印字位置を変更する場合でも、精度の良い印字を行うことができる。
Next, a step of printing on the upper surface of the
レーザマーカ51の照射部51Aの下面(照射面)は、シャフト孔33の鉛直上方に位置している。すなわち、レーザマーカ51の照射部51Aの下面(照射面)は、ブロック積層体38の上面の鉛直上方に位置していない。そのため、ブロック積層体38の上面にレーザ照射する際に、レーザ照射によって生じる蒸気などがレーザマーカ51に直接当たり難くなる。これにより、レーザマーカ51が汚れ難くなり、良好な照射状態を保つことができる。
The lower surface (irradiation surface) of the
以上、ロータコア20の製造方法について説明したが、ステータコア10の製造方法も同様に行われる。ステータコア10の製造方法の場合、上記パレット52を用いず、ブロック積層体を直接昇降部53によって昇降する構成であってもよい。
Although the method for manufacturing the
続いて、本実施形態の作用効果について説明する。本開示のモータコアの製造方法では、モータコアの上面がストッパーに接触するまで上昇させて、レーザマーカに対してモータコアの上面を鉛直方向に位置合わせするため、レーザマーカとモータコアの上面との間の距離が一定に保たれ、モータコアの上面をレーザマーカの焦点距離に応じた位置に合わせ易くなる。そのため、レーザマーカからレーザを照射して、モータコアの上面に精度良く印字することができる。その上で、レーザマーカがモータコアの上面に対して鉛直上方に位置するため、レーザ照射時にモータコアの上面に異物等が生じた場合であっても、レーザマーカに向かって落下することがない。そのため、レーザマーカが汚れる等の不具合が生じ難く、レーザ照射が妨害されることがなくなる。したがって、モータコアの上面に対してレーザ光を照射して印字する工程で、レーザ照射が良好に行われ、かつ精度良く印字することができる。 Next, the effects of this embodiment will be explained. In the method for manufacturing a motor core of the present disclosure, the upper surface of the motor core is vertically aligned with the laser marker by raising the upper surface of the motor core until it contacts the stopper, so that the distance between the laser marker and the upper surface of the motor core is constant. This makes it easier to align the upper surface of the motor core to a position corresponding to the focal length of the laser marker. Therefore, it is possible to print with high accuracy on the upper surface of the motor core by irradiating laser from the laser marker. Furthermore, since the laser marker is located vertically above the upper surface of the motor core, even if a foreign object or the like is generated on the upper surface of the motor core during laser irradiation, it will not fall toward the laser marker. Therefore, problems such as the laser marker becoming dirty are less likely to occur, and laser irradiation is not obstructed. Therefore, in the step of printing by irradiating the upper surface of the motor core with a laser beam, laser irradiation can be performed well and printing can be performed with high precision.
本開示のモータコアの製造方法では、レーザマーカに対してモータコアを水平方向に位置合わせする。そのため、モータコアの上面における印字を行う部分を、レーザマーカの焦点距離に応じた位置に合わせ易くなる。したがって、レーザマーカからレーザを照射して、モータコアの上面における所望の位置に精度良く印字を行うことができる。 In the motor core manufacturing method of the present disclosure, the motor core is horizontally aligned with respect to the laser marker. Therefore, it becomes easier to align the portion of the upper surface of the motor core where printing is performed to a position corresponding to the focal length of the laser marker. Therefore, by irradiating laser from the laser marker, it is possible to accurately print at a desired position on the upper surface of the motor core.
本開示のモータコアの製造方法では、モータコアの軸の上方にレーザマーカを位置させる。そのため、モータコアの上面において、軸周りに対称的な位置は、レーザマーカに対して同じ距離を保つことができる。これにより、モータコアの上面において、複数の位置をレーザマーカの焦点距離に応じた位置に合わせることができ、モータコアの上面の複数の位置に精度良く印字を行うことができる。 In the motor core manufacturing method of the present disclosure, a laser marker is positioned above the axis of the motor core. Therefore, on the upper surface of the motor core, positions symmetrical about the axis can maintain the same distance from the laser marker. Thereby, a plurality of positions on the upper surface of the motor core can be aligned with positions corresponding to the focal length of the laser marker, and printing can be performed with high precision at a plurality of positions on the upper surface of the motor core.
<他の実施形態>
本発明は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施の形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態以外にも、送出工程、ブロック形成工程、積層体形成工程は適宜変更可能である。例えば、積層体形成工程において、複数のブロックを積層する段数は適宜変更可能である。プレス装置は、厚さ方向に重ねられた複数の母材を一括して打ち抜く構成であってもよい。
(2)上記実施形態以外にも、ロータコア及びステータコアの構成は適宜変更可能である。例えば、複数のブロックは、積層されてブロック積層体となる段数は、6段に限られず、2段以上の整数であればよい。また、内部に冷媒流路を有しないロータコアやステータコアにおいても本開示の技術が有効である。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described above and illustrated in the drawings; for example, the following embodiments are also included within the technical scope of the present invention.
(1) In addition to the embodiments described above, the delivery process, block forming process, and laminate forming process can be modified as appropriate. For example, in the laminate forming process, the number of stages in which a plurality of blocks are stacked can be changed as appropriate. The press device may be configured to simultaneously punch out a plurality of base materials stacked in the thickness direction.
(2) In addition to the embodiments described above, the configurations of the rotor core and stator core can be modified as appropriate. For example, the number of stages in which a plurality of blocks are stacked to form a block laminate is not limited to six stages, but may be an integer of two or more stages. Furthermore, the technology of the present disclosure is also effective for rotor cores and stator cores that do not have refrigerant flow paths inside.
10…ステータコア(モータコア)
11…電磁鋼板
20…ロータコア(モータコア)
31…電磁鋼板
38…ブロック積層体
50…印字装置
51…レーザマーカ
54…上側ストッパー(ストッパー)
10...Stator core (motor core)
11...
31...
Claims (2)
前記モータコアの上面がストッパーに接触するまで上昇させて、前記レーザマーカに対して前記モータコアの上面を鉛直方向に位置合わせし、
前記レーザマーカから照射されるレーザ光による印字可能範囲が、前記モータコアの上面において前記モータコアの軸を中心とした円状の領域に広がるように、前記モータコアの軸の鉛直上方に前記レーザマーカを位置させ、
前記レーザマーカからレーザ光を照射して、前記モータコアの上面に印字するモータコアの製造方法。 A method for manufacturing a motor core in which a laser marker is irradiated with a laser beam to print on a motor core made of a plurality of laminated electromagnetic steel sheets, the method comprising:
raising the upper surface of the motor core until it contacts a stopper, vertically aligning the upper surface of the motor core with respect to the laser marker;
positioning the laser marker vertically above the axis of the motor core so that a printable range by laser light emitted from the laser marker spreads to a circular area centered on the axis of the motor core on the upper surface of the motor core;
A method for manufacturing a motor core, comprising irradiating laser light from the laser marker to print on the upper surface of the motor core.
Priority Applications (1)
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