特開 2023-174224 積層鉄心の製造方法および搬送治具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023174224

(43)【公開日】2023-12-07

(54)【発明の名称】積層鉄心の製造方法および搬送治具

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/02 20060101AFI20231130BHJP

【ＦＩ】

H02K15/02 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022086964

(22)【出願日】2022-05-27

(71)【出願人】

【識別番号】000144038

【氏名又は名称】株式会社三井ハイテック

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小田 仁

【テーマコード（参考）】

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H615AA01

5H615PP01

5H615PP02

5H615PP06

5H615SS59

(57)【要約】

【課題】積層鉄心の搬送工程において載置面と把持部との接触を抑制すること。
【解決手段】積層鉄心の製造方法は、積層鉄心を把持部で把持しながら搬送する搬送工程、を含む。また、把持部は、積層鉄心の下面よりも上の部位を把持する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

積層鉄心を把持部で把持しながら搬送する搬送工程、を含み、
前記把持部は、前記積層鉄心の下面よりも上の部位を把持する
積層鉄心の製造方法。

【請求項2】

前記把持部は、前記積層鉄心と向かい合う把持面を有し、
前記把持面の一部が前記積層鉄心と接触する
請求項１に記載の積層鉄心の製造方法。

【請求項3】

前記把持部は、前記積層鉄心の下面から１（ｍｍ）以上の部位を把持する
請求項１に記載の積層鉄心の製造方法。

【請求項4】

前記把持部は、前記積層鉄心の鉛直方向における中央よりも下部のみを把持する
請求項１～３のいずれか一つに記載の積層鉄心の製造方法。

【請求項5】

搬送された前記積層鉄心を載置する載置工程、をさらに含み、
前記積層鉄心は、前記搬送工程において積厚寸法が変化した前記把持部に接触する部分から前記積層鉄心の下面までの範囲を、前記載置工程において前記積層鉄心の自重により元に戻す
請求項４に記載の積層鉄心の製造方法。

【請求項6】

前記把持部は、三爪チャックである
請求項１～３のいずれか一つに記載の積層鉄心の製造方法。

【請求項7】

積層鉄心の搬送中に前記積層鉄心を把持する把持部を備え、
前記把持部は、前記積層鉄心の下面よりも上の部位を把持する
搬送治具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、積層鉄心の製造方法および搬送治具に関する。

【背景技術】

【0002】

帯状の電磁鋼板から金型によって所定の形状に打ち抜いて形成された鉄心片を積層する積層鉄心の製造方法が知られている。この製造方法において、たとえば、積層鉄心の内側に形成される貫通孔の内壁面を搬送治具の把持部で把持しながら、積層鉄心を搬送する技術が開示されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８－２９８７５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、積層鉄心の搬送工程では、積層鉄心を把持する際などに載置面（たとえば、載置台の上面）と把持部とが接触する場合があった。これにより、把持部などが破損する恐れがあった。

【0005】

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、積層鉄心の搬送工程において載置面と把持部との接触を抑制することができる積層鉄心の製造方法および搬送治具を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の一態様に係る積層鉄心の製造方法は、積層鉄心を把持部で把持しながら搬送する搬送工程、を含む。また、前記把持部は、前記積層鉄心の下面よりも上の部位を把持する。

【0007】

また、実施形態の一態様に係る搬送治具は、積層鉄心の搬送中に前記積層鉄心を把持する把持部を備える。また、前記把持部は、前記積層鉄心の下面よりも上の部位を把持する。

【発明の効果】

【0008】

実施形態の一態様によれば、積層鉄心の搬送工程において載置面と把持部との接触を抑制することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係る積層鉄心の一例を示す斜視図である。

【図2】図２は、実施形態に係る積層鉄心の製造工程の手順の一例を示すフローチャートである。

【図3】図３は、実施形態に係る搬送装置の構成の一例を示す斜視図である。

【図4】図４は、実施形態に係る把持部の構成および動作の一例を示す上面図である。

【図5】図５は、実施形態に係る把持部の構成および動作の一例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して、本願の開示する積層鉄心の製造方法および搬送治具について説明する。なお、以下に示す実施形態により本開示が限定されるものではない。

【0011】

また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

【0012】

＜積層鉄心＞
最初に、実施形態に係る積層鉄心１の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る積層鉄心１の一例を示す斜視図である。積層鉄心１は、たとえば、固定子積層鉄心であり、固定子（ステータ）の一部である。

【0013】

なお、固定子は、積層鉄心１に巻線が取り付けられたものである。この固定子に回転子（ロータ）が組み合わされることによって、モータが構成される。

【0014】

図１に示すように、積層鉄心１は、円筒形状を呈している。すなわち、積層鉄心１の中央部分には、中心軸Ａｘに沿って延びる貫通孔１ａ（中心孔）が設けられている。貫通孔１ａ内には、回転子が配置可能である。

【0015】

積層鉄心１は、複数の鉄心片Ｗが積み重ねられた積層体である。鉄心片Ｗは、帯状の電磁鋼板が所定形状に打ち抜かれた板状体である。

【0016】

なお、実施形態に係る積層鉄心１は、いわゆる転積によって構成されていてもよい。この「転積」とは、鉄心片Ｗ同士の角度を相対的にずらしつつ、複数の鉄心片Ｗを積層することをいう。転積は、主に積層鉄心１の板厚偏差を相殺することを目的に実施される。転積の角度は、任意の大きさに設定してもよい。

【0017】

積層鉄心１は、ヨーク部２と、複数のティース部３と、複数のカシメ部４とを含む。ヨーク部２は、円環状を呈しており、中心軸Ａｘを囲むように延びている。ヨーク部２の径方向における幅、内径、外径および厚さはそれぞれ、モータの用途および性能に応じて種々の大きさに設定し得る。

【0018】

各ティース部３は、ヨーク部２の内縁から中心軸Ａｘ側に向かうようにヨーク部２の径方向に沿って延びている。すなわち、各ティース部３は、ヨーク部２の内縁から中心軸Ａｘ側に向けて突出している。

【0019】

たとえば、図１の例では、１２個のティース部３がヨーク部２に一体的に形成されている。各ティース部３は、ヨーク部２の周方向において、略等間隔で並んでいる。隣り合うティース部３の間には、巻線（図示せず）を配置するための空間として機能するスロット５が画定されている。

【0020】

カシメ部４は、ヨーク部２に設けられていてもよいし、各ティース部３に設けられていてもよいし、ヨーク部２および各ティース部３の双方に設けられていてもよい。高さ方向において隣接する鉄心片Ｗ同士は、カシメ部４によって締結されている。

【0021】

具体的には、カシメ部４は、積層鉄心１の最下層以外をなす鉄心片Ｗに形成されたカシメ（図示せず）と、積層鉄心１の最下層をなす鉄心片Ｗに形成された貫通孔（図示せず）とを含む。

【0022】

カシメの凸部は、隣り合う他のカシメの凹部または貫通孔と接合される。貫通孔は、積層鉄心１を連続して製造する際、すでに製造された積層鉄心１に対し、続いて形成された鉄心片Ｗがカシメによって締結されるのを防ぐ機能を有する。

【0023】

なお、実施形態に係る積層鉄心１において、複数の鉄心片Ｗ同士は、カシメ部４に代えて、種々の公知の方法にて締結されてもよい。たとえば、複数の鉄心片Ｗ同士が、接着剤または樹脂材料を用いて互いに接合されてもよいし、溶接によって互いに接合されてもよい。

【0024】

あるいは、鉄心片Ｗに仮カシメを設け、仮カシメを介して複数の鉄心片Ｗを締結して積層体を得た後、仮カシメをこの積層体から除去することによって、積層鉄心１を得てもよい。なお、「仮カシメ」とは、複数の鉄心片Ｗを一時的に一体化させるのに使用され、かつ製品（積層鉄心１または固定子）を製造する過程において取り除かれるカシメを意味する。

【0025】

＜製造工程＞
つづいて、実施形態に係る積層鉄心１の製造工程について、図２を参照しながら説明する。図２は、実施形態に係る積層鉄心１の製造工程の手順の一例を示すフローチャートである。

【0026】

図２に示すように、製造装置のコントローラは、まず、送出装置などを制御して、電磁鋼板をプレス加工装置内で順送り方向に沿って所定のピッチだけ順送りする（ステップＳ１）。

【0027】

また、かかるステップＳ１の工程と並行して、プレス加工工程（ステップＳ２）および鉄心片形成工程（ステップＳ３）がこの順に実施される。

【0028】

プレス加工工程（ステップＳ２）では、コントローラが、プレス加工装置を制御して、上型を下降させて上型と下型とで電磁鋼板を挟持し、電磁鋼板にプレス加工を施す。これにより、鉄心片Ｗ（図１参照）においてティース部３（図１参照）やカシメ部４（図１参照）などが形成される。

【0029】

鉄心片形成工程（ステップＳ３）では、コントローラが、プレス加工装置を制御して、上型を下降させて上型と下型とで電磁鋼板を挟持し、電磁鋼板を打ち抜いて鉄心片Ｗを形成する。

【0030】

次に、コントローラは、プレス加工装置を制御して、複数の鉄心片Ｗを積層させて積層鉄心１を形成する（ステップＳ４）。なお、かかるステップＳ４の際に、鉄心片Ｗに形成されたカシメ部４の凸部が、隣り合う他のカシメ部４の凹部または貫通孔と接合される。

【0031】

そして、コントローラは、後述する搬送装置１０を制御して、形成された積層鉄心１を所定の箇所に搬送し（ステップＳ５）、搬送された積層鉄心１を所定の箇所に載置して（ステップＳ６）、一連の製造工程を終了する。

【0032】

＜搬送装置＞
つづいて、実施形態に係る搬送装置１０の詳細について、図３を参照しながら説明する。図３は、実施形態に係る搬送装置１０の構成の一例を示す斜視図である。搬送装置１０は、搬送治具の一例である。

【0033】

図３に示すように、搬送装置１０は、支柱１１と、リニアガイド１２と、装置ガイド部１３と、エアシリンダ１４と、ピストン１５と、把持部２０とを備える。

【0034】

リニアガイド１２は、支柱１１によって水平状態に支持される。装置ガイド部１３は、リニアガイド１２の上を水平方向に移動可能に構成される。エアシリンダ１４は、装置ガイド部１３に対して垂直方向に支持される。

【0035】

ピストン１５は、エアシリンダ１４に対して鉛直方向に伸縮する。把持部２０は、ピストン１５の下端に吊されるように支持される。

【0036】

搬送装置１０の動作は、たとえば、次のようになる。搬送装置１０は、載置台Ｔの載置面Ｔａに載置された積層鉄心１の直上に、把持部２０を移動させる。そして、搬送装置１０は、エアシリンダ１４のピストン１５を伸長させることで把持部２０を下降させ、かかる把持部２０を積層鉄心１の貫通孔１ａに挿入する。

【0037】

次に、搬送装置１０は、貫通孔１ａの内部で把持部２０を拡幅させ、貫通孔１ａの内壁面１ｂ（図４参照）を把持部２０で把持する。そして、搬送装置１０は、その状態でエアシリンダ１４のピストン１５を縮小させることで積層鉄心１を吊り上げ、その吊り上げた状態で装置ガイド部１３を駆動させて指定された位置の直上に積層鉄心１を移動させる。

【0038】

次に、搬送装置１０は、エアシリンダ１４のピストン１５を伸長させることで積層鉄心１を下降させ、載置面Ｔａの指定された位置に積層鉄心１を載置する。そして、搬送装置１０は、貫通孔１ａの内部で把持部２０を縮小させ、把持部２０の把持状態を解除する。最後に、搬送装置１０は、その状態でエアシリンダ１４のピストン１５を縮小させることで把持部２０を吊り上げ、一連の搬送処理が終了する。

【0039】

＜把持部の構成および動作＞
つづいて、把持部２０の構成および動作について、図４および図５を参照しながら説明する。図４は、実施形態に係る把持部２０の構成および動作の一例を示す上面図であり、図５は、実施形態に係る把持部２０の構成および動作の一例を示す断面図である。

【0040】

図４および図５に示すように、実施形態に係る把持部２０は、支持部２１と、軸部２２と、拡幅部２３とを有する。支持部２１は、ピストン１５（図３参照）の下端に吊り下げられるように支持されるとともに、軸部２２を支持する。

【0041】

軸部２２は、支持部２１に対して下方向に支持される。また、軸部２２の内部には、コントローラからの指示に応じて、拡幅部２３を駆動する駆動機構（図示せず）が収容される。

【0042】

拡幅部２３は、軸部２２に支持されるとともに、軸部２２に対して水平方向に伸縮可能に構成される。図４に示すように、拡幅部２３は、たとえば、平面視で軸部２２に対して周方向に１２０（°）間隔で３方向に伸縮可能である。

【0043】

また、拡幅部２３は、外周部に平面視で円弧状の把持面２３ａを有する。かかる把持面２３ａは、積層鉄心１における貫通孔１ａの内壁面１ｂと向かい合う。

【0044】

そして、実施形態に係る把持部２０は、駆動機構を動作させて拡幅部２３を３方向に伸長させ、把持面２３ａで貫通孔１ａの内壁面１ｂを押圧する。これにより、把持部２０は、積層鉄心１を搬送可能に把持することができる。

【0045】

ここで、実施形態では、図５に示すように、把持部２０が、積層鉄心１の下面１ｃよりも上の部位を把持する。これにより、エアシリンダ１４（図３参照）のピストン１５（図３参照）を伸長させることで把持部２０を下降させる際に、把持部２０が鉛直方向に位置ズレした場合でも、載置面Ｔａと把持部２０との接触を抑制することができる。なぜなら、把持部２０が鉛直方向に位置ズレした場合でも、把持部２０と載置面Ｔａとのギャップを確保できるからである。

【0046】

したがって、実施形態によれば、積層鉄心１の搬送工程において載置面Ｔａと把持部２０との接触を抑制することができる。たとえば、実施形態では、把持部２０が、積層鉄心１の下面１ｃから２（ｍｍ）以上の部位を把持するように設定するとよい。

【0047】

通常、搬送装置１０では、把持部２０の鉛直方向における位置制御に誤差が１（ｍｍ）程度生じる。そこで、たとえば、把持部２０が積層鉄心１の下面１ｃから２（ｍｍ）以上の部位を把持するように設定することで、把持部２０は積層鉄心１の下面１ｃから１（ｍｍ）以上の部位を確実に把持する。これにより、載置面Ｔａと把持部２０との接触をより確実に抑制することができる。

【0048】

また、実施形態では、図５に示すように、把持部２０が、積層鉄心１の下部のみを把持するとよい。たとえば、実施形態では、把持部２０が、積層鉄心１の鉛直方向における中央１ｄよりも下部のみを把持するとよい。

【0049】

仮に、把持部２０が積層鉄心１の上部を含めて把持した場合、複数の鉄心片Ｗが水平方向にずれたり、真円度が変化しながら積層されていると、積層鉄心１の上部のみに把持部２０が接触して把持してしまう場合がある。

【0050】

そしてこの場合には、積層鉄心１の下部にある鉄心片Ｗが把持部２０に直接把持されず、上部を介してぶら下がるように把持されてしまうため、搬送時に積層鉄心１の積厚寸法が延びるように変化してしまう恐れがある。

【0051】

一方で、実施形態では、把持部２０が積層鉄心１の下部のみを把持することで、下部にある鉄心片Ｗが上部を介してぶら下がるように把持されることを抑制できるため、積層鉄心１の積厚寸法の変化を抑制することができる。

【0052】

たとえば、実施形態では、把持部２０が、積層鉄心１の下面１ｃから所定の距離（たとえば、下面１ｃから１（ｍｍ））だけ上方に離れた位置から、２０（ｍｍ）～３０（ｍｍ）上方までの範囲を把持するとよい。

【0053】

なお、把持部２０が積層鉄心１に接触する部分から下面１ｃまでの範囲において、鉄心片Ｗのぶら下がりにより積厚寸法の変化が発生する。しかし、その範囲は非常に小さいものであるため、積層鉄心１を載置すると、変化した積層寸法が積層鉄心１の自重により元に戻る。

【0054】

また、実施形態では、把持部２０が、平面視で軸部２２に対して周方向に１２０（°）間隔で３方向に伸縮可能である、いわゆる三爪チャックであるとよい。これにより、積層鉄心１の下面１ｃよりも上方、かつ中央１ｄよりも下方の部位を精度よく把持することができる。

【0055】

なお、図４および図５の例では、把持部２０が三爪チャックである例について示したが、本開示はかかる例に限られず、その他の方式のチャック（たとえば、エアー圧によって袋体を水平方向に拡張させて積層鉄心１を把持するチャック）などであってもよい。

【0056】

また、実施形態では、積層鉄心１を把持部２０で把持する際に、把持面２３ａの一部が積層鉄心１の内壁面１ｂと接触してもよい。これにより、把持面２３ａから積層鉄心１にかかる圧力が、全面で接触するよりも部分的に大きくなる。よって、把持部２０が積層鉄心１を（たとえばエアー圧等により）把持するために必要となる（全体としての）力をより小さくすることができ、積層鉄心１の変形を抑制することができる。

【0057】

なお、本開示では、把持面２３ａの全体が積層鉄心１の内壁面１ｂと接触してもよい。

【0058】

また、実施形態では、把持面２３ａが樹脂で覆われているとよい。このように、把持面２３ａが耐摩耗性の高い材料で覆われることで、積層鉄心１を把持する際に把持面２３ａが擦れて積層鉄心１が汚染されることを抑制することができる。

【0059】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、上記の実施形態では、積層鉄心１の内壁面１ｂを把持部２０で把持する例について示したが、本開示はかかる例に限られず、把持部２０が積層鉄心１の外壁面を把持してもよいし、内壁面１ｂと外壁面の両面から把持するようにしてもよい。

【0060】

また、上記の実施形態では、積層鉄心１が固定子（ステータ）の一部である例について示したが、本開示の搬送装置１０で搬送される積層鉄心は固定子の一部に限られず、回転子（ロータ）の一部である積層鉄心を搬送してもよい。

【0061】

以上のように、実施形態に係る積層鉄心１の製造方法は、積層鉄心１を把持部２０で把持しながら搬送する搬送工程（ステップＳ５）、を含む。また、把持部２０は、積層鉄心１の下面１ｃよりも上の部位を把持する。これにより、積層鉄心１の搬送工程において載置面Ｔａと把持部２０との接触を抑制することができる。

【0062】

また、実施形態に係る積層鉄心１の製造方法において、把持部２０は、積層鉄心１と向かい合う把持面２３ａを有する。また、把持面２３ａの一部が積層鉄心１と接触する。これにより、積層鉄心１の変形を抑制することができる。

【0063】

また、実施形態に係る積層鉄心１の製造方法において、把持部２０は、積層鉄心１の下面１ｃから１（ｍｍ）以上の部位を把持する。これにより、載置面Ｔａと把持部２０との接触をより確実に抑制することができる。

【0064】

また、実施形態に係る積層鉄心１の製造方法において、把持部２０は、積層鉄心１の鉛直方向における中央１ｄよりも下部のみを把持する。これにより、積層鉄心１の積厚寸法の変化を抑制することができる。

【0065】

また、実施形態に係る積層鉄心１の製造方法は、搬送された積層鉄心１を載置する載置工程（ステップＳ６）、をさらに含む。また、積層鉄心１は、搬送工程（ステップＳ５）において積厚寸法が変化した把持部２０に接触する部分から積層鉄心１の下面１ｃまでの範囲を、載置工程（ステップＳ６）において積層鉄心１の自重により元に戻す。これにより、積層鉄心１の変形を抑制することができる。

【0066】

また、実施形態に係る積層鉄心１の製造方法において、把持部２０は、三爪チャックである。これにより、積層鉄心１の下面１ｃよりも上方、かつ中央１ｄよりも下方の部位を精度よく把持することができる。

【0067】

また、実施形態に係る搬送治具（搬送装置１０）は、積層鉄心１の搬送中に積層鉄心１を把持する把持部２０を備える。また、把持部２０は、積層鉄心１の下面１ｃよりも上の部位を把持する。これにより、積層鉄心１の搬送工程において載置面Ｔａと把持部２０との接触を抑制することができる。

【0068】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0069】

１ 積層鉄心
１ａ 貫通孔
１ｂ 内壁面
１ｃ 下面
１ｄ 中央
１０ 搬送装置（搬送治具の一例）
２０ 把持部
２１ 支持部
２２ 軸部
２３ 拡幅部
２３ａ 把持面
Ｔａ 載置面
Ｗ 鉄心片

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】