JP4501454B2 - 電動機の回転子の製造方法 - Google Patents
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Description
なお、内コアと外コアは、例えば薄板状の鋼板を打ち抜き、この打ち抜いた薄板を積層して形成することが考えられる。
特に、例えば燃料ポンプ用の回転子では、回転子の外周に燃料が流れるため、回転子の外周面に錘を付加したり、回転子の外周面を一部削る等のアンバランス修正を実施した場合には、燃料流れに脈動が生じてしまう。
実際に回転子を製造する場合、例えば外コアの素材あるいはボビンを形成する樹脂材の生産ロット等に影響されて、短期的にみると、一体物を構成する外コア、ボビン、巻線、あるいは一体物自身の重量のばらつきが、ばらつき全体の分布に対して片寄る場合がある。
これに対して、層別工程では、所定範囲の幅をグループ単位として、全体ばらつきをグループ単位で層別して複数のグループを形成し、組合せ工程では、同じグループ内にある複数の一体物で組合せを形成し、組合せの複数の一体物を用いて内コアに組付けるので、生産途中の中間在庫が増加することなく、中間在庫など歩止まりが抑えられて生産性向上が図れる。
図1は、本実施形態に係わる電動機の径方向断面図である。図2は、図2中の回転子の断面図であって、図2(a)は軸方向断面図、図2(b)は図2(a)のB−Bからみた断面図である。図3は、図2中の回転子の展開図である。図4は、回転子の製造工程の概略を示す工程図である。図5は、図4中の外コアの製造工程を示す工程図である。図6は、図4中の外コアを製造する製造装置の構成を示す構成図である。図7は、図4中のボビンに巻線を巻回する巻線装置を示す模式図であって、図7(a)は正面図、図7(b)は図7(a)のBからみた矢視図、図7(c)は図7(a)のCからみた矢視図である。図8は、図4中の巻線工程を示す説明図である。図9は、巻線工程に係るずらし工程を説明する説明図である。図10は、巻線工程を制御するフローチャートである。なお、図11は、図4中の外コアを製造する製造工程に係る薄板コア群から積層コアとしての外コアを抜き出す抜き出し工程を示す説明図であって、図11(a)は薄板コア群を示す説明図、図11(b)は薄板コア群の積層方向を調整する状態、図11(c)は積層コアを抜き出す状態を示す説明図である。図12は、抜き出し部材と受け部材との位置を示す説明図である。図13は、薄板コアの形状を示す正面図である。図14は、図6中の外コアとしての積層コアの製造に係る積層コア製造装置の構成を示す説明図である。
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、上記実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰返さない。
第3の実施形態では、重量を計測して層別する対象を、第1の実施形態で説明した外コア6Bと、巻線7をボビン9へ巻回した巻回状態のボビン9および巻線7の二者に代えて、図17に示すように、外コア6B、ボビン9、および巻線7を組合せた一体物6B、9、7とする。図16は、本実施形態に係わる外コア、ボビンおよび巻線を組合せた一体物を製造する製造装置の構成を示す構成図である。図17は、本実施形態に係わる回転子の製造工程の概略を示す工程図である。図18は、図16中の一体物の各重量を計測して複数のグループに層別する層別装置を示す模式図である。図19は、本実施形態に係わる回転子の製造工程の一部を示す工程図である。図20は、図16中の一体物に組合わせる製造装置にて製造される一体物の重量ばらつき分布を示すグラフである。なお、ここで、以下の本実施形態では、一体物6B、9、7を、説明の便宜上、磁極コイル部50とも呼ぶ。一体物すなわち磁極コイル部50は、内コア6Aの円周方向に磁極数分(本実施例では、6個)配置されるものである。
第4の実施形態では、第1の実施形態で説明した電動機の回転子の製造方法を適用する回転子4として、図21に示すように、燃料ポンプ用の回転子を用いる。図21は、本実施形態に係る燃料ポンプを示す軸方向断面図である。図21に示すように、電動機としての燃料ポンプ1は、例えば車両の燃料タンク内に装着されるインタンク式ポンプである。
以上説明した第1、第2、および第4の実施形態では、一体物を構成する外コア6B、ボビン9、および巻線7の三者うち、外コア6Bと、ボビン9および巻線7のそれぞれの重量を計測し、これら重量を所定範囲内に層別し、その層別にて所定範囲内にあるものを内コアに組付けるもので説明したが、一体物を構成する外コア6B、ボビン、および巻線の三者うち、少なくともいずれか一つの各重量を計測し、これらの重量ばらつきを所定範囲内に層別し、その層別にて所定範囲にあるものを用いて内コアに組付ける方法であってもよい。これにより、これら構成部材を組合せた一体物6B、9、7の各重量ばらつきを低減させることが可能であり、結果として、これらのばらつきを小さく抑えることが可能であるので、製造された回転子4のアンバランス量を、アンバランス修正がほとんどなくまたは僅かに修正となる程度に低減することが可能である。
4 回転子
5 回転軸
6 コア
6A 内コア
6c 結合凹部
6B 外コア
6a ティース
6b 結合部
6d 外周部
61B 薄板
64B 薄板コア
65B 積層コア
7 巻線
9 ボビン
100 外コア製造装置
110 プレス加工装置
150 積層コア装置
170 計測装置
180 層別ランク別振分け装置
200 巻線装置
Claims (11)
- 径方向の内側と外側に分割された内コアと複数の外コアとから構成されるコアと、
前記内コアに固定もしくは挿通される回転軸と、
前記各外コアに組み込まれるボビンと、
これら各ボビンに巻回される巻線とを備え、
前記外コア、前記ボビン、および前記巻線を組合せた複数の一体物が前記内コアに組み付けられた電動機の回転子の製造方法において、
前記外コアは、薄板を打ち抜いた薄板コア群から、前記薄板コアを所定の厚さに積層して構成された積層コアであって、
前記内コアに、前記外コア、前記ボビン、および前記巻線を組付ける前に、前記外コアの積層寸法と重量を計測し、これらの積層寸法と重量の情報から前記一体物となった状態の重量のばらつきを所定範囲内に層別する層別工程と、
前記層別工程にて所定範囲内にあると判断された複数の前記一体物を用いて前記内コアに組付ける組合せ工程とを備え、
前記層別工程では、前記所定範囲の幅をグループ単位として、全体ばらつきを前記グループ単位で層別して複数のグループを形成し、
前記組合せ工程では、同じ前記グループ内にある複数の前記一体物で組合せを形成し、前記組合せの複数の前記一体物を用いて前記内コアに組付けることを特徴とする電動機の回転子の製造方法。 - 前記層別工程では、前記薄板の板厚を計測し、前記薄板コアを積層する積層枚数を決定することを特徴とする請求項1に記載の電動機の回転子の製造方法。
- 前記層別工程は、前記積層コアの軸方向の全体長さと、前記積層コアを構成する前記薄板コアの枚数を検出する検出手段を有することを特徴とする請求項1に記載の電動機の回転子の製造方法。
- 前記ボビンおよび前記巻線は、前記巻線が前記ボビンに巻回された巻回状態の重量が計測されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電動機の回転子の製造方法。
- 前記ボビンは、柱状の芯部の両端に第1鍔部、第2鍔部を有し、前記芯部の外周面と前記第1鍔部および前記第2鍔部の内周面とで区画される巻線空間の前記芯部を含む断面形状が、前記第2鍔部から前記第1鍔部に向けて幅の狭まる略台形状であって、
前記芯部の中心軸方向に往復移動しながら前記略台形状に前記巻線を巻回する巻回手段を備え、
前記巻回手段は、前記第1鍔部の高さまで巻回した後、前記第1鍔部の高さか前記第2鍔部の高さまで前記巻線を巻回するとき、前記第1鍔部側から前記第2鍔部側に向けて折り返す前記巻線の折り返し位置を規定部材で規定することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電動機の回転子の製造方法。 - 前記第1鍔部の高さから前記第2鍔部の高さまで前記巻線を巻回するとき、前記規定部材により周方向の略同一箇所で前記折り返し位置を規定することを特徴とする請求項5に記載の電動機の回転子の製造方法。
- 前記外コア、前記ボビン、および前記巻線は、前記内コアの周方向に均等配置されることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の電動機の回転子の製造方法。
- 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載する前記回転子は、燃料ポンプ用の回転子であって、
前記電動機は、前記回転子と、前記回転子を回転可能に収容するハウジングを備え、
前記ハウジングの内周壁と前記回転子の外周壁の間に燃料通路が形成されるように設けられていることを特徴とする電動機の回転子の製造方法。 - 前記外周壁は、前記外コアおよび前記ボビンのうち、少なくともいずれか一方からなることを特徴とする請求項8に記載の電動機の回転子の製造方法。
- 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載する前記回転子は、燃料ポンプ用の回転子であって、
前記電動機は、前記回転子と、前記回転子と電気的に接続する整流子とを備え、
前記回転子は、前記ボビンに巻回された前記巻線に電気的に接続し、前記ボビンから延出する結線部を有し、
前記整流子は、複数のセグメントを有し、これらセグメント上をブラシが摺接するものであって、予め所定の前記セグメントと電気的に接続するターミナル部とを有し、前記ターミナル部が前記ブラシの位置とは軸方向反対端に一体に形成されており、
前記結線部と前記ターミナル部は、いずれか一方が雄形状、他方が雌形状に設けられ、両者を嵌合して結合されていることを特徴とする電動機の回転子の製造方法。 - 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載する前記回転子は、燃料ポンプ用の回転子であって、
前記電動機は、前記回転子と、前記回転子と電気的に接続する整流子とを備え、
前記整流子は、前記回転子を構成する前記ボビンの外周端部に係止されていることを特徴とする電動機の回転子の製造方法。
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