JP6185345B2 - 回転子の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、回転子の製造装置及び製造方法に関する。

従来、永久磁石型の回転電機の回転子は、例えば次のようにして製造されている。すなわち、回転子鉄心には、回転軸の軸方向へ貫く複数の磁石挿入孔が設けられ、永久磁石は、その磁石挿入孔に挿入される。永久磁石は、磁石挿入孔に挿入される前に予め永久磁石の表面に接着剤が塗布され、その後、磁石挿入孔内部へ挿入される。そして、接着剤を硬化させることで、永久磁石が磁石挿入孔内部に固定される。

特開２００１−３３９９１９号公報

しかし、永久磁石の表面に接着剤を塗布した状態で永久磁石を磁石挿入孔へ挿入する構成においては、永久磁石の表面に塗布された接着剤が磁石挿入孔の入口部分で剥がされ易く、接着剤が磁石挿入孔の奥方まで行き渡らない。そのため、接着剤が永久磁石の表面全体に均一に広がらず、接着強度にばらつきが生じ易いという事情があった。

そこで、接着剤によって、永久磁石が磁石挿入孔の内部に接着される回転子を備えるものにおいて、その永久磁石の接着強度のばらつきを低減することができる回転子の製造装置及び製造方法を提供する。

本実施形態の回転子の製造装置は、永久磁石が挿入される複数の磁石挿入孔を有する回転子鉄心を横軸状に保持し、前記鉄心の中心軸を中心として前記複数の磁石挿入孔のうち接着剤の塗布対象となる前記磁石挿入孔の塗布対象面が上側となるように前記回転子鉄心を回転させる回転割出機構と、３自由度以上の自由度を有するロボットと、前記ロボットのアーム部の先端部に設けられ板状であって前記磁石挿入孔に差し抜き可能なヘラと、前記ヘラの上面に接着剤を滴下する接着剤滴下機構と、を備えるとともに、前記ロボットを２台備える。前記２台のロボットのうち一方のロボットは、前記回転子鉄心の中心軸に直交する垂線を中心として一方側にある磁石挿入孔の塗布対象面に対して接着剤を塗布し、他方のロボットは、前記垂線を中心として他方側にある磁石挿入孔の塗布対象面に対して接着剤を塗布する。

また、本実施形態の回転子の製造方法は、永久磁石が挿入される複数の磁石挿入孔を有する回転子鉄心について複数の前記磁石挿入孔のうち接着剤塗布の対象となる磁石挿入孔の塗布対象面を上側に位置させる回転工程と、板状のヘラの上面に接着剤を滴下する滴下工程と、前記複数の磁石挿入孔のうち前記塗布対象面が上側に位置した磁石挿入孔に対して前記ヘラを水平姿勢に維持しながら前記ヘラの上面に滴下された接着剤が前記磁石挿入孔の周囲に付着しないように前記ヘラを前記磁石挿入孔の奥方まで挿入し、その後、前記ヘラを前記塗布対象面に対して押し付けながら引き戻すように移動させることで前記接着剤を前記塗布対象面に塗布し、その後、前記ヘラの先端部が前記磁石挿入口の開口部から出る前に前記ヘラを下方へ移動させた後に前記ヘラを前記磁石挿入孔から抜き出す塗布工程と、を備える。

一実施形態による製造装置の全体の構成を示す斜視図 製造装置の各構成の配置を示す平面図 （ａ）は回転子鉄心の従断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図 製造装置の電気的構成を示すブロック図 回転割出機構の構成を示す斜視図 接着剤滴下機構のディスペンサ及びセンサ部の構成を示す斜視図 計量機構の構成を示す斜視図 ヘラ移動機構の構成を示す斜視図 （ａ）はヘラの平面図、（ｂ）はヘラの側面図 塗布工程を（ａ）〜（ｆ）の順に経時的に示す図 塗布工程の際における回転子鉄心の姿勢を示す図で、（ａ）は反時計回り側の磁石挿入孔を塗布対象としている場合、（ｂ）は時計回り側の磁石挿入孔を塗布対象としている場合の図 磁石挿入孔に対するヘラの挿入時の様子を示す斜視図 Ｃ１〜Ｃ１２において塗布工程を行う際の１サイクルを示す製造装置のタイムチャート 第一ロボット側のヘラを交換する際の制御内容を示すフローチャート 滴下量計測処理の制御内容を示すフローチャート 塗布量計測処理の制御内容を示すフローチャート 第二ロボット側のヘラを交換する際の制御内容を示すフローチャート

以下、一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１及び図２は、本実施形態による回転子の製造装置１０を示している。製造装置１０は、例えば図３に示すような回転電機の回転子を構成する回転子鉄心９０を対象としている。回転子鉄心９０は、例えば電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、その打ち抜いた電磁鋼板９１を複数枚積層して構成されている。回転子鉄心９０には、図３に示すように、複数の磁石挿入孔９２、９３が形成されている。この場合、回転子鉄心９０には、磁石挿入孔９２、９３が各８個ずつ形成されている。この場合、各磁石挿入孔９２、９３のうち、反時計回り側を磁石挿入孔９２とし、時計回り側を磁石挿入孔９３とする。

磁石挿入孔９２、９３は、略矩形状の穴であって、回転子鉄心９０の径方向の外側寄り部分に設けられている。各磁石挿入孔９２、９３は、それぞれ各１個の磁石挿入孔９２、９３によって一対の磁石挿入孔を構成している。各対の磁石挿入孔９２、９３は、回転子鉄心９０の径方向の外側へ向かって互いに開くように配置されている。各磁石挿入孔９２、９３の内部には、製造装置１０によって接着剤が塗布された後、永久磁石が挿入される。

回転子鉄心９０には、軸穴９４が形成されている。軸穴９４は、略円形の穴であって回転子鉄心９０を軸方向へ貫いて形成されている。軸穴９４の中心と回転子鉄心９０の中心とは一致している。磁石挿入孔９２内に永久磁石が固定された後、軸穴９４には、製造装置１０を用いる工程とは別の工程において、回転軸９５が挿入され固定される。

回転電機の製造装置１０は、回転子鉄心９０に形成された磁石挿入孔９２、９３の内面に対して、図示しない永久磁石を固定するための接着剤を塗布するものである。製造装置１０は、図１及び図２に示すように、複数この場合２台のロボット２０、回転割出機構３０、接着剤滴下機構４０、計量機構５０、複数この場合２台のヘラ移動機構６０、及びセンサ部７０を備えている。また、製造装置１０は、図４に示す制御装置１１、及び図１に示す仮置台１２を備えている。制御装置１１には、これらロボット２０、回転割出機構３０、接着剤滴下機構４０、計量機構５０、ヘラ移動機構６０、及びセンサ部７０が直接又は間接的に接続されている。制御装置１１は、これらロボット２０、回転割出機構３０、接着剤滴下機構４０、計量機構５０、ヘラ移動機構６０、及びセンサ部７０を統括して制御する。

図１及び図２に示すように、２台のロボット２０、回転割出機構３０、接着剤滴下機構４０、計量機構５０、２台のヘラ移動機構６０、センサ部７０、及び仮置台１２は、共通の基台１００の設置面上に設置されている。この場合、図２の紙面手前側すなわち回転割出機構３０と反対側が作業者側となる。基台１００の設置面の領域を、領域Ａとして図１及び図２に二点鎖線で示す。なお、以下の説明では、図１の領域Ａにおいて、回転割出機構３０側を後側とし、回転割出機構３０と反対側を前側とする。

また、以下の説明において、２台のロボット２０を区別する場合、領域Ａの前側から回転割出機構３０を見たときに領域Ａの右側に設けられたロボット２０を第一ロボット２０１とし、領域Ａの左側に設けられたロボット２０を第二ロボット２０２とする。同様に、２台のヘラ移動機構６０を区別する場合、２台のヘラ移動機構６０のうち右側に設けられて第一ロボット２０１に対応するヘラ移動機構６０を第一ヘラ移動機構６０１とし、左側に設けられて第二ロボット２０２に対応するヘラ移動機構６０を第二ヘラ移動機構６０２とする。

図２にも示すように、回転割出機構３０は、設置面の領域Ａの最も後側にあって、左右方向の略中央部分に設けられている。第一ロボット２０１及び第二ロボット２０２は、領域Ａの前後方向のやや後ろ寄りにあって、回転割出機構３０を中心として略左右対称に設けられている。この場合、第一ロボット２０１は、回転割出機構３０に対して右側に設けられ、第二ロボット２０２は、回転割出機構３０に対して左側に設けられている。
接着剤滴下機構４０は、領域Ａの左右及び前後方向の略中央部分に設けられている。センサ部７０は、接着剤滴下機構４０の前側に設けられている。仮置台１２は、回転割出機構３０と接着剤滴下機構４０との間に設けられている。

回転割出機構３０、接着剤滴下機構４０、センサ部７０、及び仮置台１２は、第一ロボット２０１の可動域Ｂ１内及び第二ロボット２０２の可動域Ｂ２内に設けられ、前後方向へ延びる直線上に配置されている。この場合、第一ロボット２０１及び第二ロボット２０２の配置及び構成は、回転割出機構３０と接着剤滴下機構４０とセンサ部７０と仮置台１２とを結ぶ直線に対して線対称となっている。

第一ヘラ移動機構６０１及び第二ヘラ移動機構６０２は、領域Ａの前側にあって左右両端部に設けられている。第一ヘラ移動機構６０１は、第一ロボット２０１に対応して、第一ロボット２０１の可動域Ｂ１内にあって領域Ａの右前端部に設けられている。第二ヘラ移動機構６０２は、第二ロボット２０２に対応して、第二ロボット２０２の可動域Ｂ２内にあって領域Ａの左前端部に設けられている。また、計量機構５０は、第一ロボット２０１に対応しており、領域Ａの右前部にあって、第一ヘラ交換機構の左側に設けられている。

ロボット２０は、３自由度以上の自由度を有するロボットである。本実施形態の場合、ロボット２０は、４自由度を有している。ロボット２０は、ベース部２１、第一アーム部２２、第二アーム部２３、第三アーム部２４、及び把持部２５を有している。ベース部２１は、矩形状の台であって、基台１００の上にねじなどで固定されている。各ロボット２０は、図４に示すように、ロボットコントローラ２６を介して制御装置１１に接続されている。

第一アーム部２２は、ベース部２１の上部に設けられて、水平方向へ延びている。ベース部２１において、領域Ａの中央側には、垂直方向へ延びるように第一軸２１１が設けられている。第一アーム部２２は、第一軸２１１を中心に回転する。この場合、ベース部２１に対する第一アーム部２２の回転が、第一自由度となる。

第一アーム部２２の先端部、すなわち第一軸２１１と反対側の端部には、垂直方向へ延びる第二軸２２１が設けられている。第二アーム部２３は、第一アーム部２２の先端部の上部に設けられ、水平方向へ延びている。第二アーム部２３は、第二軸２２１を中心に回転する。この場合、第一アーム部２２に対する第二アーム部２３の回転が、第二自由度となる。

第三アーム部２４は、第二アーム部２３の先端部、すなわち第二軸２２１と反対側の端部に設けられている。第三アーム部２４は、垂直方向へ延びる第三軸２４１を有している。第三アーム部２４は、この第三軸２４１の軸方向つまり垂直方向へ上下移動するとともに、第三アーム部２４の軸を中心に回転する。この場合、第三アーム部２４の垂直方向への移動が第三自由度となり、第三アーム部２４の軸に対する回転が第四自由度となる。

把持部２５は、第三アーム部２４の先端部この場合下端部に設けられている。把持部２５は、図６〜図８に示すように、上下方向に開閉するいわゆる平行開閉チャックにより構成されている。把持部２５は、交換可能なヘラ８０を着脱可能に把持する。ヘラ８０は、図９に示すように、被把持部８１とヘラ本体８２とを有して構成されている。被把持部８１は、例えば金属製のブロックであって、把持部２５に把持される。

ヘラ本体８２は、弾性を有する金属性の薄板、例えばバネ用ステンレス鋼帯で構成されている。ヘラ本体８２は、帯状に構成されている。この場合、ヘラ本体８２の幅は、磁石挿入孔９２、９３の幅に対して８０％〜９０％程度に設定されている。ヘラ本体８２の一端部は、ボルト８３によって被把持部８１に取り外し可能に固定されている。ヘラ８０が把持部２５に把持された状態において、ヘラ本体８２は、水平な姿勢に維持される。ヘラ本体８２には、図９に示すように、接着剤が滴下される。この場合、各ロボット２０１、２０２が把持するヘラ８０を区別するときは、第一ロボット２０１が把持するヘラ８０を第一ヘラ８０１と称し、第二ロボット２０２が把持するヘラ８０を第二ヘラ８０２と称する。

回転割出機構３０は、図５に示すように、回転割出部３１及び鉄心把持部３２を有している。回転割出部３１は、例えば、ＤＣブラシレスモータなどを有するいわゆるインデックステーブルである。回転割出機構３０は、図４に示すように制御装置１１に接続されている。回転割出部３１は、制御装置１１からの制御を受けて、一定又は任意の回転角度及び回転速度で回転する。鉄心把持部３２は、回転割出部３１に設けられており、回転割出部３１と一体的に回転する。

図５に示すように、鉄心把持部３２は、回転子鉄心９０を横軸状に保持する。鉄心把持部３２は、複数の棒部３２１を有している。棒部３２１は、回転子鉄心９０の磁石挿入孔９２、９３に挿入される。そして、複数の棒部３２１がそれぞれ回転子鉄心９０の径方向の外側へ向って開くことにより、回転子鉄心９０は、鉄心把持部３２に固定される。回転子鉄心９０は、鉄心把持部３２に把持された状態で回転割出部３１によって一定角度で回転される。これにより回転子鉄心９０の位置決めが行われる。この場合、回転子鉄心９０は、回転割出機構３０によって、複数の磁石挿入孔９２、９３のうちロボット２０による接着剤の塗布対象となる塗布対象面が上側となるように回転される。

接着剤滴下機構４０は、図４に示すように、ディスペンサ４１及びディスペンサコントローラ４２から構成されている。図１及び図６に示すように、ディスペンサ４１は、全体として上下方向へ延びる円筒状に構成されている。ディスペンサ４１は、接着剤が充填された図示しないカートリッジ又は接着剤の供給源に接続されている。ディスペンサコントローラ４２は、図４に示すように、制御装置１１に接続されている。ディスペンサ４１は、ディスペンサコントローラ４２による制御を受けて、下端部から接着剤を定量吐出する。

図７に示す計量機構５０は、質量を測定する例えば電子天秤である。計量機構５０の上部には、ヘラ載置部５１が設けられている。ヘラ載置部５１には、ヘラ８０が載置される。計量機構５０は、図４に示すように、制御装置１１に接続されている。計量機構５０は、ヘラ載置部５１に載置されるヘラ８０と共に、ヘラ８０に滴下された接着剤の質量を計測する。そして、計量機構５０による測定結果は、制御装置１１へ送信される。この場合、計量機構５０の測定精度は、ディスペンサ４１から吐出された接着剤の質量の誤差を計測できる精度であればよい。

ヘラ移動機構６０は、ヘラ８０をロボット２０の先端部から外された状態でロボット２０の可動域の内側と外側との間で移動させる。ヘラ移動機構６０は、図８に示すように、スライド部６１及びヘラ載置部６２を有している。スライド部６１は、本体６１１及びステージ６１２を有したいわゆるスライドシリンダで構成されている。スライド部６１において、ステージ６１２は、本体６１１に対して前後方向へ直線的に移動する。スライド部６１は、電動又は空圧等によって駆動される。ヘラ載置部６２は、ステージ６１２の上部前端側に設けられている。ヘラ載置部６２は、図７に示すように、二個のヘラ８０を並べて載置できるようになっている。

この場合、第一ヘラ移動機構６０１のステージ６１２が後端部まで移動している状態において、ステージ６１２のヘラ載置部６２は、第一ロボット２０１の可動域Ｂ１の内側にある。一方、第一ヘラ移動機構６０１のステージ６１２が前端部まで移動している状態において、ステージ６１２のヘラ載置部６２は、第一ロボット２０１の可動域Ｂ１の外側にある。同様に、第二ヘラ移動機構６０２のステージ６１２が後端部まで移動している状態において、ステージ６１２のヘラ載置部６２は、第二ロボット２０２の可動域Ｂ２の内側にある。一方、第二ヘラ移動機構６０２のステージ６１２が前端部まで移動している状態において、ステージ６１２のヘラ載置部６２は、第二ロボット２０２の可動域Ｂ２の外側にある。

センサ部７０は、図６に示すように、ディスペンサ４１から吐出されてヘラ８０に滴下された接着剤の有無及び形状を、非接触で検出する。センサ部７０は、非接触式のセンサであって、例えば透過型又は反射型の光電センサやレーザ変位センサなどである。センサ部７０が光電センサである場合、センサ部７０は例えば次のようにして配置される。すなわち、ヘラ８０がディスペンサ４１から接着剤を受ける位置において、センサ部７０から出力された光がヘラ８０の上空を通過し、かつ、ヘラ８０上に適量の接着剤が存在する場合にはその接着剤によってセンサ部７０から出力された光が遮られるように、センサ部７０を配置する。

この構成によれば、ヘラ８０に所定量の接着剤が滴下されていない場合、センサ部７０から出力された光はヘラ８０の上空を通過するため、センサ部７０は何も検出せず、したがって、ヘラ８０上に接着剤が存在しないと判断できる。一方、ヘラ８０に所定量の接着剤が滴下されている場合、センサ部７０から出力された光は、その接着剤に遮られ、これによりヘラ８０に所定量以上の接着剤が吐出されていることを検出できる。仮置台１２は、例えば１個のヘラ８０を載置することができる。

次に、製造装置１０による、回転子鉄心９０の磁石挿入孔９２、９３に対する接着剤の塗布手順について説明する。
回転割出機構３０は、鉄心把持部３２で保持した回転子鉄心９０を適宜回転させて、磁石挿入孔９２、９３を構成する周囲の面のうち接着剤の塗布対象となる面を、水平であって磁石挿入孔９２、９３の上面となる姿勢で保持する。ロボット２０は、接着剤滴下機構４０から滴下された接着剤をヘラ本体８２で受け、その接着剤を、磁石挿入孔９２、９３の塗布対象となる面に塗り付ける。

具体的には、ロボット２０は、図１０（ａ）に示すように、接着剤滴下機構４０から滴下された接着剤８５をヘラ本体８２で受けた後、ヘラ本体８２を磁石挿入孔９２、９３の入口近傍まで移動させる。その後、ロボット２０は、図１０（ｂ）に示すように、接着剤８５が磁石挿入孔９２、９３の周囲に付着しないようにしながら、ヘラ本体８２を磁石挿入孔９２、９３の奥方まで挿入する。次に、ロボット２０は、図１０（ｃ）に示すように、ヘラ本体８２を上方へ移動させる。ロボット２０は、ヘラ本体８２が磁石挿入孔９２、９３の上面に接触する直前で、図１０（ｄ）に示すように、手前斜め上方へ向かうようにして、ヘラ本体８２を上方へ移動させながら手前へ引き戻す。

ヘラ本体８２が、磁石挿入孔９２、９３の上面と同程度又はやや高い位置に達すると、ロボット２０は、ヘラ本体８２の上方への移動を止めて、ヘラ本体８２を手前へ水平に引き戻すように移動させる。このとき、ヘラ本体８２は、磁石挿入孔９２、９３の上面によって上方への移動が規制されているため、弾性変形する。これにより、ロボット２０は、ヘラ本体８２を弾性変形させながら接着剤８５を磁石挿入孔９２、９３の上面に塗り付ける。この場合、ヘラ８０を磁石挿入孔９２、９３に挿入する速度に対して、接着剤を塗布対象面に塗布する際にヘラ８０を引き戻す速度の方が遅い。つまり、図１０の（ｂ）におけるヘラ８０の移動速度に比べて、図１０の（ｄ）におけるヘラ８０の移動速度の方が遅い。

ロボット２０は、ヘラ本体８２の先端部が磁石挿入孔９２、９３の開口部付近に達すると、図１０（ｅ）に示すように、ヘラ本体８２の先端部が磁石挿入孔９２、９３の開口部から出る前にヘラ本体８２を下方へ移動させる。これは、ヘラ本体８２が磁石挿入孔９２、９３の上面に規制されて弾性変形しているため、磁石挿入孔９２、９３の上面による規制が解放されると、弾性変形したヘラ本体８２が勢いよく復元され、これにより接着剤が周囲に飛び散ることを防ぐためである。

次に、ロボット２０は、図１０（ｆ）に示すように、ヘラ本体８２を引き戻して、磁石挿入孔９２、９３から抜き出す。この場合、図１０（ａ）〜（ｆ）に示す一連の動作中、ヘラ本体８２は、略水平姿勢に維持されている。その後、回転割出機構３０は、次の磁石挿入孔９２、９３に接着剤を塗布するため、回転子鉄心９０を所定角度回転させる。そして、ロボット２０は、接着剤滴下機構４０から接着剤８５を受け、上記と同様の手順によって、次の磁石挿入孔９２、９３に対して接着剤８５を塗布する。

ロボット２０は、磁石挿入孔９２、９３を構成する周囲の面のうち、面積の広い対向する平らな二面に接着剤を塗布する。この場合、回転子鉄心９０の中心軸に直交する垂線Ｄとすると、図１１及び図１２に示すように、２台のロボット２０１、２０２のうち一方のロボット、この場合、第一ロボット２０１は、垂線Ｄを中心として一方側この場合右側にある磁石挿入孔９２、９３の塗布対象面に対して接着剤を塗布する。また、他方のロボット、この場合、第二ロボット２０２は、垂線Ｄを中心として他方側この場合左側にある磁石挿入孔９２、９３の塗布対象面に対して接着剤を塗布する。本実施形態において、製造装置１０は、例えば反時計回り側にある８個全ての磁石挿入孔９２の塗布対象面に接着剤を塗布した後、時計回り側にある磁石挿入孔９３の塗布対象面に接着剤を塗布する。

すなわち、本実施形態の場合、図１１（ａ）に示すように、反時計回り側の磁石挿入孔９２に接着剤を塗布する際、回転子鉄心９０は、対角に位置する２個の磁石挿入孔９２について、その各磁石挿入孔９２の塗布対象面が同時に水平となる姿勢に維持される。この場合、図１２にも示すように、第一ロボット２０１は、塗布対象面が水平に維持された２個の磁石挿入孔９２のうち、第一ロボット２０１側つまり右側下部に位置する磁石挿入孔９２の上面となる面９２１に対して接着剤を塗布する。第二ロボット２０２は、塗布対象面が水平に維持された２個の磁石挿入孔９２のうち、第二ロボット２０２側つまり左側上部に位置する磁石挿入孔９２の上面となる面９２２に対して接着剤を塗布する。

一方、図１１（ｂ）に示すように、時計回り側の磁石挿入孔９３に接着剤を塗布する際、回転子鉄心９０は、対角に位置する２個の磁石挿入孔９３について、その各磁石挿入孔９３の塗布対象面が同時に水平となる姿勢に維持される。第一ロボット２０１は、塗布対象面が水平に維持された２個の磁石挿入孔９３のうち、第一ロボット２０１側つまり右側上部に位置する磁石挿入孔９３の上面となる面９３１に対して接着剤を塗布する。第二ロボット２０２は、塗布対象面が水平に維持された２個の磁石挿入孔９３のうち、第二ロボット２０２側つまり左側下部に位置する磁石挿入孔９３の上面となる面９３２に対して接着剤を塗布する。

製造装置１０は、通常の塗布工程においては、図１３に示すＣ１〜Ｃ１２の動作を１サイクルとして、回転割出機構３０に取り付けられた回転子鉄心９０の全ての磁石挿入孔９２、９３に対して接着剤を塗布する。この１サイクルでは、第一ロボット２０１及び第二ロボット２０２による接着剤の塗布が交互に行われる。なお、図１３に示す曲線矢印は、回転割出機構３０、接着剤滴下機構４０、第一ロボット２０１、及び第二ロボット２０２間について、制御装置１１を介した制御信号の授受を示している。すなわち、制御装置１１は、ある機器の動作を終えたことを確認すると、矢印の示す先の機器に対して次の動作の許可を与える。

図１３に示すＣ１の時点において、第一ロボット２０１の第一ヘラ８０１は、接着剤滴下機構４０の直下に位置し、第二ロボット２０２の第二ヘラ８０２は、回転割出機構３０側に位置しているとする。この場合、制御装置１１は、まず、Ｃ１からＣ２の期間において滴下工程を行う。滴下工程において、接着剤滴下機構４０は、接着剤を定量吐出する。そして、第一ロボット２０１は、接着剤滴下機構４０から吐出された接着剤を第一ヘラ８０１に受ける。このとき、制御装置１１は、センサ部７０の検出結果に基づいて、第一ヘラ８０１に滴下された接着剤が所定の形状となっているか、つまり所定量の接着剤が滴下されているかを判断する。接着剤８５の形状が所定の形状でないことが判断された場合、制御装置１１は、接着剤滴下機構４０の動作が異常であるとして、塗布動作を停止する。一方、接着剤８５の形状が所定の形状であると判断された場合、制御装置１１は、次の工程を実行する。

次に、制御装置１１は、Ｃ３からＣ４の期間において移動工程を実行する。この移動工程において、第一ロボット２０１は、第一ヘラ８０１を回転割出機構３０側へ移動させるとともに、第二ロボット２０２は、第二ヘラ８０２を接着剤滴下機構４０の直下へ移動させる。その後、制御装置１１は、Ｃ５からＣ６の期間において、塗布工程及び滴下工程を行う。この塗布工程において、第一ロボット２０１は、第一ロボット２０１側に位置する図１１（ａ）に示す磁石挿入孔９２又は図１１（ｂ）に示す磁石挿入孔９３に対し、図１０の（ａ）〜（ｆ）に示す手順に沿って第一ヘラ８０１に滴下された接着剤を塗布する。

また、Ｃ５からＣ６の期間の滴下工程において、接着剤滴下機構４０は、接着剤を定量吐出する。そして、そして、第二ロボット２０２は、接着剤滴下機構４０から吐出された接着剤を第二ヘラ８０２に受ける。このとき、制御装置１１は、センサ部７０の検出結果に基づいて、第二ヘラ８０２に滴下された接着剤が所定の形状となっているか、つまり所定量の接着剤が滴下されているかを判断する。接着剤８５の形状が所定の形状でないことが判断された場合、制御装置１１は、接着剤滴下機構４０の動作が異常であるとして、塗布動作を停止する。一方、接着剤８５の形状が所定の形状であると判断された場合、制御装置１１は、次の工程を実行する。

次に、制御装置１１は、Ｃ７からＣ８の期間において移動工程を実行する。この移動工程において、第一ロボット２０１は、第一ヘラ８０１を接着剤滴下機構４０の直下へ移動させるとともに、第二ロボット２０２は、第二ヘラ８０２を回転割出機構３０側へ移動させる。次に、制御装置１１は、Ｃ９からＣ１０の期間において、滴下工程及び塗布工程を実行する。この滴下工程において、第一ロボット２０１は、Ｃ１からＣ２の期間と同様に、接着剤滴下機構４０から吐出された接着剤を第一ヘラ８０１に受ける。また、この塗布工程において、制御装置１１は、センサ部７０の検出結果に基づいて、第一ヘラ８０１に滴下された接着剤が所定の形状となっているかを判断する。また、この塗布工程において、第二ロボット２０２は、第二ロボット２０２側に位置する図１１（ａ）に示す磁石挿入孔９２又は図１１（ｂ）に示す磁石挿入孔９３に対し、図１０の（ａ）〜（ｆ）に示す手順に沿って第二ヘラ８０２に滴下された接着剤を塗布する。

その後、制御装置１１は、Ｃ１１からＣ１２の期間において、回転工程及び移動工程を実行する。この回転工程において、回転割出機構３０は、回転子鉄心９０を所定角度回転させて、次の磁石挿入孔９２又は磁石挿入孔９３を塗布可能な姿勢にする。その後、製造装置１０は、上記のサイクルを繰り返して、全ての磁石挿入孔９２、９３に対して接着剤を塗布する。また、この移動工程において、第一ロボット２０１は、第一ヘラ８０１を初期位置すなわちＣ１の場合と同じ位置に移動させる。同様に、この移動工程において、第二ロボット２０２は、第二ヘラ８０２を初期位置すなわちＣ１の場合と同じ位置に移動させる。

制御装置１１は、第一ロボット２０１又は第二ロボット２０２による接着剤の塗布のサイクルを所定回数繰り返すと、ヘラ８０を新しいものと交換するとともに、ヘラ８０の交換後、第一計量工程及び第二計量工程を行う。本実施形態の場合、回転子鉄心９０を交換する毎にヘラ８０を交換し、第一計量工程及び第二計量工程を行う。

まず、第一ロボット２０１側の制御内容について説明する。新たな回転子鉄心９０が回転割出機構３０に取り付けられると、第一ロボット２０１は、図１４に示すステップＳ１１及びステップＳ１２において、使用済みの第一ヘラ８０１を新しいものと交換する。ステップＳ１１が実行される際には、前回の工程において新しい第一ヘラ８０１がヘラ載置部６２に置かれている。第一ロボット２０１は、ステップＳ１１において、現在使用している第一ヘラ８０１を第一ヘラ移動機構６０１のヘラ載置部６２に載置する。その後、第一ロボット２０１は、ステップＳ１２において、第一ヘラ移動機構６０１のヘラ載置部６２に置いてある未使用の第一ヘラ８０１を把持部２５で把持する。これにより、第一ロボット２０１の把持部２５に、未使用の第一ヘラ８０１が取り付けられる。

その後、ステップＳ１３に示すように、製造装置１０の制御装置１１は、第一計量工程として滴下量計測処理を実行する。この滴下量計測処理が実行されると、図１５に示すように、第一ロボット２０１は、まず、ステップＳ２１において、現在把持している未使用の第一ヘラ８０１を計量機構５０のヘラ載置部５１に載置し、その第一ヘラ８０１の把持を解除する。そして、制御装置１１は、未使用の第一ヘラ８０１について、接着剤滴下前の第一ヘラ８０１の質量ａを測定する。その後、第一ロボット２０１は、ステップＳ２２において、第一ヘラ８０１を再び把持した後、接着剤滴下機構４０の直下に移動させ、接着剤滴下機構４０から吐出された接着剤を第一ヘラ８０１に受ける。

次に、第一ロボット２０１は、ステップＳ２３において、接着剤が滴下された現在把持している第一ヘラ８０１を、計量機構５０のヘラ載置部５１に載置し、その第一ヘラ８０１の把持を解除する。そして、制御装置１１は、接着剤滴下後の第一ヘラ８０１の質量ｂを測定する。その後、制御装置１１は、ステップＳ２４において、第一ヘラ８０１に滴下された接着剤の量として、滴下量Ｐ１＝ｂ−ａを算出し、図１３に示すステップＳ１４へ移行する（リターン）。

制御装置１１は、ステップＳ１４において、滴下量Ｐ１が規格内であるか否かを判断する。制御装置１１は、滴下量Ｐ１が規格外であれば（ステップＳ１４でＮＯ）、ステップＳ６１へ移行する。ステップＳ６１において、第一ロボット２０１は、第一ヘラ移動機構６０１により第一ヘラ８０１を第一ロボット２０１の可動域Ｂ１外へ移動させる。そして、使用者は、第一ヘラ移動機構６０１のヘラ載置部６２から第一ヘラ８０１を取り外し、第一ヘラ８０１から接着剤を拭き取った後、再度、ヘラ載置部６２に載置する。一方、ステップＳ１４において、制御装置１１は、滴下量Ｐ１が規格内であれば（ステップＳ１４でＹＥＳ）、ステップＳ１５へ移行する。

第一ロボット２０１は、図１０（ａ）〜（ｆ）の手順に従って、磁石挿入孔９２又は磁石挿入孔９３のいずれか一つの接着剤塗布対象面に接着剤を塗布する。その後、制御装置１１は、ステップＳ１６へ移行し、第二計量工程として塗布量計測処理を実行する。この塗布量計測処理では、第一ヘラ８０１の上面に滴下された接着剤を磁石挿入孔９２又は磁石挿入孔９３の塗布対象面に塗布した後であって、次の接着剤が第一ヘラ８０１に滴下される前に、計量機構５０により第一ヘラ８０１の質量を計測することで、接着剤の塗布量を計測する。

すなわち、塗布量計測処理が実行されると、第一ロボット２０１は、図１６に示すステップＳ３１において、接着剤を塗布した後の第一ヘラ８０１を、計量機構５０のヘラ載置部５１に載置する。そして、接着剤を塗布した後の第一ヘラ８０１の質量ｃを測定する。その後、製造装置１０は、ステップＳ３２において、第一ヘラ８０１の塗布後の質量として塗布量Ｐ２＝ｂ−ｃを算出し、図１３に示すステップＳ１７へ移行する（リターン）。

次に、制御装置１１は、ステップＳ１７において、塗布量Ｐ２が規格内であるか否かを判断する。制御装置１１は、塗布量Ｐ２が規格外であれば（ステップＳ１７でＮＯ）、ステップＳ６２へ移行する。ステップＳ６２において、第一ロボット２０１は、ステップＳ６１と同様に、第一ヘラ移動機構６０１により第一ヘラ８０１を第一ロボット２０１の可動域Ｂ１外へ移動させる。そして、使用者は、第一ヘラ移動機構６０１のヘラ載置部６２から第一ヘラ８０１を取り外し、第一ヘラ８０１から接着剤を拭き取った後、再度、ヘラ載置部６２に載置する。その後、ステップＳ６３において、使用者は、回転割出機構３０に取り付けられた回転子鉄心９０を、新たな回転子鉄心９０に交換する。一方、ステップＳ１７において、制御装置１１は、塗布量Ｐ２が規格内であれば（ステップＳ１７でＹＥＳ）、ステップＳ１８へ移行し、残りの工程を継続する。これにより、残りの磁石挿入孔９２、９３の接着剤塗布対象面のうち第一ロボット２０１が塗布するものに対して接着剤が塗布される。

次に、第二ロボット２０２側の制御内容について説明する。新たな回転子鉄心９０が回転割出機構３０に取り付けられると、第二ロボット２０２は、図１７に示すステップＳ４１及びステップＳ４２において、図１４に示すステップＳ１１、Ｓ１２の場合と同様に、使用済みの第二ヘラ８０２を新しいものと交換する。これにより、第二ロボット２０２の把持部２５に、未使用の第二ヘラ８０２が取り付けられる。

その後、図１７のステップＳ４３において、第二ロボット２０２は、第二ヘラ８０２を第一ロボット２０１へ受け渡す。この場合、第二ロボット２０２は、まず、現在把持している第二ヘラ８０２を、仮置台１２に載置する。その後、第一ロボット２０１は、仮置台１２に載置された第二ヘラ８０２を把持する。これにより、第二ヘラ８０２は、第二ロボット２０２から第一ロボット２０１へ受け渡される。

次に、制御装置１１は、ステップＳ４４において、図１４のステップＳ１３の場合と同様に、第一計量工程として滴下量計測処理を実行する。これにより、第二ヘラ８０２に滴下された接着剤の滴下量Ｐ１が算出される。その後、制御装置１１は、ステップＳ４５において、滴下量Ｐ１が規格内であるか否かを判断し、滴下量Ｐ１が規格外であれば（ステップＳ４５でＮＯ）、ステップＳ６１へ移行する。一方、滴下量Ｐ１が規格内であれば（ステップＳ４５でＹＥＳ）、ステップＳ４６へ移行する。ステップＳ４６において、第二ヘラ８０２は、ステップＳ４３と逆の手順で、第一ロボット２０１から第二ロボット２０２へ受け渡される。

その後、第二ロボット２０２は、ステップＳ４７において、図１４に示すステップＳ１５の場合と同様に、図１０（ａ）〜（ｆ）の手順に従って、磁石挿入孔９２又は磁石挿入孔９３のいずれか一つの接着剤塗布対象面に接着剤を塗布する。その後、第二ヘラ８０２は、ステップＳ４８において、ステップＳ４３の手順と同様の手順で、第二ロボット２０２から第一ロボット２０１へ受け渡される。その後、制御装置１１は、ステップＳ４９へ移行し、図１３に示すステップＳ１６と同様の手順で、第二計量工程として塗布量計測処理を実行する。これにより、第二ヘラ８０２の塗布後の質量として塗布量Ｐ２が算出される。

次に、制御装置１１は、ステップＳ５０において、図１３のステップＳ１７と同様に、塗布量Ｐ２が規格範囲内であるか否かを判断する。制御装置１１は、塗布量Ｐ２が規格外であれば（ステップＳ５０でＮＯ）、図１４の場合と同様に、ステップＳ６２において第二ヘラ８０２上の接着剤が拭き取られ、ステップＳ６３において回転子鉄心９０が交換される。一方、ステップＳ５０において、制御装置１１は、塗布量Ｐ２が規格内であれば（ステップＳ５０でＹＥＳ）、ステップＳ５１へ移行する。ステップＳ５１において、第二ヘラ８０２は、ステップＳ４３と逆の手順で、第一ロボット２０１から第二ロボット２０２へ受け渡される。その後、制御装置１１は、ステップＳ５２へ移行し、残りの工程を継続する。これにより、残りの磁石挿入孔９２、９３の接着剤塗布対象面のうち第二ロボット２０２が塗布するものに対して接着剤が塗布される。

これによれば、製造装置１０は、板状のヘラ８０を回転子鉄心９０の磁石挿入孔９２、９３の奥方まで挿入して接着剤を塗布する。そのため、磁石挿入孔９２、９３の接着剤塗布対象面に対してまんべんなく接着剤を塗布することができる。したがって、接着剤は、磁石挿入孔９２、９３に挿入される永久磁石の表面全体に均一に広がり、その結果、接着強度にばらつきが無く、その接着を強固なものにすることができる。

また、板状のヘラ８０は、薄板状であって弾性を有する材料で構成されている。これによれば、ヘラ８０を、ヘラ８０の弾性力によって一定の圧力で磁石挿入孔９２、９３の接着剤塗布対象面に対して押しつけることができる。そのため、接着剤の塗布の精度、すなわち、塗布された接着剤の厚さ等のばらつきを低減することができ、その結果、均一な接着強度を得ることができる
製造装置１０は、複数、この場合２台のロボット２０１、２０２によって、接着剤を塗布する。これによれば、接着剤滴下機構４０による接着剤の滴下と、磁石挿入孔９２、９３に対する接着剤の塗布とを、２台のロボット２０１、２０２によって交互に行うことができる。したがって、１サイクル当たりの時間が短縮され、生産性の向上が図られる。

また、製造装置１０は、ヘラ８０に滴下した接着剤の質量を計測する計量機構５０を備えている。これによれば、ヘラ８０に滴下された接着剤が、予め定めた規格の範囲内であるか否かを判断することができるため、接着剤の塗布に係る回転子鉄心９０の品質の向上が図られる。

ここで、計量機構５０による接着剤の質量の計測には、ヘラ８０をヘラ載置部５１に載置したり、第一ロボット２０１と第二ロボット２０２との間でヘラ８０を受け渡したりしなければならず、比較的時間を要する。そこで、製造装置１０は、ヘラ８０の上面に滴下した接着剤の有無及びその形状を計測するためのセンサ部７０を備えている。これによれば、塗布毎に、センサ部７０によってヘラ８０の上面に滴下された接着剤の質量及びその形状を簡易的に検出することで、接着剤塗布に関して一定の品質を保つことができる。そのため、塗布毎に、計量機構５０による接着剤の質量の計測をする必要が無く、したがって、接着剤の量の管理に伴う生産性の低下を抑制することができる。

また、製造装置１０は、使用済みのヘラ８０と未使用のヘラ８０とを交換するためのヘラ移動機構６０を備え、使用済みのヘラ８０と未使用のヘラ８０とを一定の頻度で交換する。これによれば、例えば使用によりヘラ８０の上面に蓄積された接着剤によって、磁石挿入孔９２、９３の塗布対象面に塗布される接着剤の量が変化することが防がれる。その結果、接着剤の塗布に関して高い品質を維持することができる。

この場合、ヘラ移動機構６０は、ヘラ載置部５１に載置されたヘラ８０をロボット２０の先端部から外した状態でロボット２０の可動域の内側と外側との間で移動させる。したがって、使用者は、ロボット２０の可動域外で、ヘラ載置部５１に対する使用済みのヘラ８０と未使用のヘラ８０との交換をすることができる。そのため、ロボット２０の稼働を停止させなくても安全に使用済みのヘラ８０を未使用のヘラ８０と交換することができる。したがって、ヘラ８０の交換の際の製造装置１０の停止に伴う生産性の低下を回避でき、その結果、生産性の低下を抑制しつつ接着剤の塗布に関して高い品質を維持することができる。

また、塗布工程において、磁石挿入孔９２、９３に対するヘラ８０の抜き差しの速度は、磁石挿入孔９２、９３に挿入する際のヘラ８０の速度に対し、接着剤を塗布対象面に塗り付ける際のヘラ８０を引き戻す速度の方が遅い。これによれば、接着剤塗布の品質に影響を与えない挿入時のヘラ８０の速度を早くすることにより、１サイクルの時間を短縮することができる。一方、接着剤塗布の品質に影響を与える、接着剤を塗り付ける際のヘラ８０の速度を遅くすることにより、より確実に磁石挿入孔９２、９３の塗布対象面に塗布できる。これらの結果、接着剤の塗布に関する品質を維持しつつ、生産効率を向上させることができる。

なお、上記実施形態において、回転子は、インナーロータ型のものでも良いし、アウターロータ型のものでも良い。
また、製造装置１０は、必ずしも２台のロボット２０を備えている必要はなく、ロボット２０が１台の構成でもよいし、３台以上の構成でもよい。
また、磁石挿入孔９２、９３の個数も上記実施形態のものに限られない。

以上、実施形態の回転子の製造装置は、回転割出機構と、ロボットと、ヘラと、接着剤滴下機構と、を備える。回転割出機構は、永久磁石が挿入される複数の磁石挿入孔を有する回転子鉄心を横軸状に保持し、前記鉄心の中心軸を中心として前記複数の磁石挿入孔のうち接着剤の塗布対象となる前記磁石挿入孔の塗布対象面が上側となるように前記回転子鉄心を回転させる。ロボットは、３自由度以上の自由度を有している。ヘラは、前記ロボットのアーム部の先端部に設けられ板状であって前記磁石挿入孔に差し抜き可能である。接着剤滴下機構は、前記ヘラの上面に接着剤を滴下する。

また、実施形態の回転子の製造方法は、回転工程と、滴下工程と、塗布工程と、を備える。回転工程は、永久磁石が挿入される複数の磁石挿入孔を有する回転子鉄心について複数の前記磁石挿入孔のうち接着剤塗布の対象となる磁石挿入孔の塗布対象面を上側に位置させる。滴下工程は、板状のヘラの上面に接着剤を滴下する。塗布工程は、前記複数の磁石挿入孔のうち前記塗布対象面が上側に位置した磁石挿入孔に対して前記ヘラを水平姿勢に維持しながら挿入し、前記ヘラの上面に滴下された接着剤を前記磁石挿入孔の上側となる塗布対象面に対して塗布した後前記ヘラを前記磁石挿入孔から抜き出す。

これによれば、板状のヘラによって磁石挿入孔の接着剤塗布対象面に接着剤を塗り付けるため、その接着剤塗布対象面に対してまんべんなく接着剤を塗布することができる。したがって、接着剤は、磁石挿入孔に挿入される永久磁石の表面全体に均一に広がり、その結果、接着強度にばらつきが無く、その接着を強固なものにすることができる。

本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変更は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１０は製造装置、１２は仮置台、２０、２０１、２０２はロボット、２１はベース部、２１１は第一軸、２２は第一アーム部、２２１は第二軸、２３は第二アーム部、２４は第三アーム部（アーム部）、２５は把持部、３０は回転割出機構、４０は接着剤滴下機構、５０は計量機構、５１はヘラ載置部、６０、６０１、６０２はヘラ移動機構、７０はセンサ部、９０は回転子鉄心、９２、９３は磁石挿入孔、９２１、９２２、９３１、９３２は塗布対象面、Ｂ１、Ｂ２は可動域、Ｄは垂線を示す。

Claims (11)

1. 永久磁石が挿入される複数の磁石挿入孔を有する回転子鉄心を横軸状に保持し、前記鉄心の中心軸を中心として前記複数の磁石挿入孔のうち接着剤の塗布対象となる前記磁石挿入孔の塗布対象面が上側となるように前記回転子鉄心を回転させる回転割出機構と、
   ３自由度以上の自由度を有するロボットと、
   前記ロボットのアーム部の先端部に設けられ板状であって前記磁石挿入孔に差し抜き可能なヘラと、
   前記ヘラの上面に接着剤を滴下する接着剤滴下機構と、を備えるとともに、
   前記ロボットを２台備え、
   前記２台のロボットのうち一方のロボットは、前記回転子鉄心の中心軸に直交する垂線を中心として一方側にある磁石挿入孔の塗布対象面に対して接着剤を塗布し、他方のロボットは、前記垂線を中心として他方側にある磁石挿入孔の塗布対象面に対して接着剤を塗布する回転子の製造装置。
2. 前記ヘラは弾性を有する材料で構成された請求項１に記載の回転子の製造装置。
3. 前記ロボットは、
   設置面に固定されるベース部と、
   前記ベース部に対して垂直方向へ延びる第一軸を中心に回転可能に設けられた第一アーム部と、
   前記第一アーム部の先端部にあって垂直方向へ延びる第二軸を中心に回転可能に設けられた第二アーム部と、
   前記第二アーム部の先端部にあって垂直方向へ延びる第三軸を中心に回転可能でかつ前記第三軸の軸方向へ移動可能に設けられた第三アーム部と、
   前記第三アーム部に設けられ前記ヘラを着脱可能に把持する把持部と、を有する請求項１又は２に記載の回転子の製造装置。
4. 前記ヘラを載置するヘラ載置部を有して前記ヘラとともに前記ヘラに滴下された接着剤の質量を計測する計量機構を更に備える請求項１から３のいずれか一項に記載の回転子の製造装置。
5. 前記ヘラの上面に滴下された接着剤の有無を検出するセンサ部を更に備える請求項１から４のいずれか一項に記載の回転子の製造装置。
6. 前記ヘラを前記ロボットの先端部から外した状態で当該ヘラを前記ロボットの可動域の内側と外側との間で移動させるヘラ移動機構を更に備える請求項１から５のいずれか一項に記載の回転子の製造装置。
7. 前記一方のロボットと他方のロボットとの間で前記ヘラの受け渡しをするための仮置台を更に備える請求項１から６のいずれか一項に記載の回転子の製造装置。
8. 永久磁石が挿入される複数の磁石挿入孔を有する回転子鉄心について複数の前記磁石挿入孔のうち接着剤塗布の対象となる磁石挿入孔の塗布対象面を上側に位置させる回転工程と、
   板状のヘラの上面に接着剤を滴下する滴下工程と、
   前記複数の磁石挿入孔のうち前記塗布対象面が上側に位置した磁石挿入孔に対して前記ヘラを水平姿勢に維持しながら前記ヘラの上面に滴下された接着剤が前記磁石挿入孔の周囲に付着しないように前記ヘラを前記磁石挿入孔の奥方まで挿入し、その後、前記ヘラを前記塗布対象面に対して押し付けながら引き戻すように移動させることで前記接着剤を前記塗布対象面に塗布し、その後、前記ヘラの先端部が前記磁石挿入口の開口部から出る前に前記ヘラを下方へ移動させた後に前記ヘラを前記磁石挿入孔から抜き出す塗布工程と、
   を備える回転子の製造方法。
9. 前記接着剤滴下機構により前記ヘラの上面に接着剤が滴下された後、前記接着剤を前記塗布対象面に塗布する前に、前記計量機構に前記ヘラを載置した状態で前記ヘラの把持を解除して前記接着剤と共に前記ヘラの質量を計測する第一計量工程を更に備える請求項８に記載の回転子の製造方法。
10. 前記ヘラの上面に滴下された接着剤を前記塗布対象面に塗布した後、次の接着剤が前記ヘラに滴下される前に、前記計量機構に前記ヘラを載置した状態で前記ヘラの把持を解除して前記ヘラの質量を計測する第二計量工程を更に備える請求項９に記載の回転子の製造方法。
11. 前記ヘラを前記磁石挿入孔に挿入する速度に対して、接着剤を前記塗布対象面に塗布する際に前記ヘラを引き戻す速度の方が遅い請求項８から１０のいずれか一項に記載の回転子の製造方法。

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