電気モーターや発電機を扱ったことがある人なら、ステーターがこれらの機械をスムーズに動かす縁の下の力持ちであることをご存知でしょう。しかし、信頼性の高いステーターの背後には、特にステーターのスロットに嵌合するバーの成形に関して、多くの正確で退屈な作業が伴います。そこで、垂直ステーターバー成形金型が登場します。コイルツーリングのゲームに携わっている人なら、これが単なる金型ではないことを聞いたことがあるでしょう。長い一日を終えたワークショップでおしゃべりするように、堅苦しい専門用語は使用せずにこれを分解してみましょう。
まず、同じページに戻りましょう。垂直ステータ バー成形金型は、ステータ バー (ステータ スロットに巻き付ける厚い絶縁銅バー) を、完全にフィットするために必要な正確な形状に曲げて成形するように設計された特殊な工具です。平らに置かれる横型金型とは異なり、縦型金型は直立するため、材料を投入して圧力を加える方法が大きく変わります。私は何年もこれらの金型を供給してきましたが、お客様からいただく一番の質問は、「なぜ水平ではなく垂直なのですか?」というものです。それについて詳しく見ていきましょう。
ステーターバーを扱う場合、主な問題点は一貫性と絶縁の完全性です。バーを間違って曲げると、銅がよじれたり、ワニス絶縁体が損傷したりして、ホットスポットが発生したり、ラインのショートにつながる可能性があります。垂直型は、上から制御された力 (したがって「垂直」) を加えながらバーを所定の位置に保持することで、この問題を解決します。金型のキャビティは、0.001 インチのような非常に厳しい公差で機械加工されるため、どのバーも同一の仕上がりになります。ステーターバーは風力タービンから電気自動車まであらゆるものに使用される可能性のあるモーター用に大量生産されているため、これは非常に大きなことです。 1本のバーが少しでもずれると、アセンブリ全体のバランスが崩れ、振動が発生したり寿命が短くなったりします。
待ってください。初めての方のために、ステーター バーとは実際には何なのかを説明しましょう。これは、小型モーターに見られる細いワイヤの巻線ではありません。いいえ、これらは、高出力の発電機や大型の産業用モーターで使用される、一部の人々によって「ロッド」と呼ばれることが多い頑丈なバーです。それらはワニス、マイカ、またはエポキシの層で絶縁されているため、工具はひび割れたり剥がれたりすることなくその絶縁を尊重する必要があります。垂直型の設計は、バーの端だけでなく全長に沿ってバーをサポートするため、水平型よりも断熱材にかかるストレスが軽減されます。水平型を使用している店舗が多すぎて、断熱材の損傷により最終的に 10 ～ 15% のスクラップが発生するのを私は見てきました。垂直型では、ほとんどのクライアントでそのスクラップが 2% 未満に削減されます。だからこそ、たとえ初期費用が多少高くても、投資する価値はあるのです。
さて、垂直ステーターバー成形金型は実際にどのように機能するのでしょうか?一緒にやっているように、プロセスを段階的に見てみましょう。まず、まっすぐで長い絶縁銅片である未加工のステーター バーを、垂直モールドの保持具に装着します。これらの固定具はバーを特定の点でグリップするため、成形中にバーがずれることはありません。次に、必要な曲げ半径に合わせて成形された金型の上型を閉じます。プレスは圧力を加えます (通常は油圧であるため、圧力を正確に調整できます)。バーは金型のキャビティの形状に合わせてゆっくりと曲がります。垂直方向ということは、ここでは重力が実際に役立つことを意味します。バーはキャビティ内に位置するため、バーが落ちたりずれたりするのに抵抗する必要はありません。圧力を一定時間（バーのサイズに応じて通常は数分）保持したら、金型を開いて形成されたバーを取り外し、ステーターのスロットへの挿入などの次のステップの準備が整います。完全な組み立てを行う場合、ステーター スロットの金型が活躍するのはここです。
待ってください。それは良い点です。垂直ステーター バー成形金型は、ステーターのあらゆるニーズに対応する独立したソリューションではありません。完全なコイル アセンブリを作成する場合は、コイル プレス金型やコイル成形金型などの他のツールと組み合わせることになるでしょう。私はいつも新しいクライアントに、バーの成形ステップだけでなく、ワークフロー全体を見るように言います。たとえば、12 個のステータ スロットを備えたモーターを巻いている場合、各スロットを合わせるために特定の角度で曲げた 2 本のバーが必要になる場合があります。垂直型を使用することで、すべてのバーが同じになるようにするため、コイル プレス金型でスロットにバーを押し込むと、完璧に整列します。力を入れたり、ずれたバーを修正するための余分な作業は必要ありません。この一貫性が、優れたモーターと 20 年間問題なく動作する優れたモーターとの違いを生み出します。
他のタイプの成形ツールではなく立型金型を選択する理由について話しましょう。断熱材とスクラップについてはすでに述べましたが、マテリアルハンドリングの側面もあります。ステーターバーは重いです。大型の発電機の場合、それぞれ 50 ～ 100 ポンドになると言われています。横型に横棒を持ち上げる作業は 2 人で行いますが、縦型は地面まで低いため、1 人でバーをスライドさせて入れることができ、労働時間を節約できます。小さな店にとっては大したことではないように聞こえるかもしれませんが、1 日に何百本ものバーを製造する工場にとっては、毎週数時間の労働力が節約されることになります。また、垂直型設計は水平型金型セットアップよりも占有床面積が少ないため、スペースが狭い店舗にとっては大きな利点となります。
優れた垂直ステーターバー成形金型のもう 1 つの重要な特徴は、その調整機能です。すべてのステーター バーが同じというわけではありません。モーター サイズが異なれば、必要な曲げ半径、長さ、角度も異なります。安価な金型の多くは特定のバー サイズのみに対応していますが、当社が提供する金型では金型をすぐに交換できるため、新しい金型を購入しなくても複数のバー サイズを使用できます。その柔軟性が、当社のリピーターの多くが戻ってくる理由です。大きなコストをかけずに新しいモーター設計に適応できるのです。また、金型に高精度の位置合わせピンを追加しているため、金型を交換するときに、すべてが完璧に整列し、試行錯誤する必要はありません。本番環境では誰もそんなことをする時間はありません。
これらの型に関して人々が犯すよくある間違いについて実際に見てみましょう。まず、金型を定期的に校正していないこと。最良の金型であっても時間の経過とともに磨耗するため、数か月ごとに公差をチェックしないと、バーがわずかにずれ始め、組み立ての問題につながります。次に、バーのサイズに応じた適切な圧力を使用していないことです。圧力をかけすぎると断熱材に亀裂が入ります。少なすぎるとバーはその形状を保持できません。当社はお客様と協力してバーの仕様に基づいて圧力ガイドラインを設定し、チェックを容易にするためにすべての金型に校正ツールも同梱しています。第三に、メンテナンスを怠っていることです。これらの金型はワニスや銅の削りくずで汚れているため、実行後に毎回掃除しないと、その汚れが蓄積してバーに傷がつきます。ご注文の際、すべてのお客様に無料のメンテナンスガイドをお送りします。ステーターバー成形金型, したがって、彼らは推測する必要がありません。
ちょっと待って、これをサプライヤーとしての私たちの活動に結び付けてみましょう。私はこの業界に 12 年間携わっており、金型を販売するだけで消えていく工具サプライヤーを見てきましたが、それは私たちのやり方ではありません。お客様が当社から垂直ステーターバー成形金型を購入した場合、当社はそれをただ降ろしてそのまま放置するわけではありません。私たちは、セットアップを支援し、オペレーターに使用方法をトレーニングし、問題があればすぐに対応します。コイルツーリングの分野は緊密な関係にあるため、お客様の成功が当社の成功であることを私たちは知っています。そのため、次のような他の関連ツールも取り扱っています。ステータースロットモールドそしてコイル成形金型したがって、セットアップ全体をアップグレードする必要がある場合、十数もの異なるサプライヤーに行く必要はありません。
私がいつも受ける質問に答えてみましょう。垂直ステーターバー成形金型には、事前にコストをかける価値がありますか?簡単な数学的チェックをしてみましょう。月に 1,000 個のステーター バーを製造するとします。スクラップが 10% の安価な横型を使用すると、バーが 100 本無駄になり、1 本あたりの材料費と人件費が 200 ドルかかり、月に 20,000 ドルの無駄になります。優れた垂直型を使用すると、スクラップが 2% に削減されるため、バーが 20 本無駄になり、月に 16,000 ドルを節約できます。たとえ垂直型の方が水平型よりも 50,000 ドル高くても、そのお金は 3 か月で回収できます。さらに、取り扱いが簡単になることで労力が節約されます。月に 10,000 本のバーを製造する大規模工場の場合、その数はさらに大きくなります。それは手抜きではなく、長期的にコストを節約できる品質への投資です。
もう 1 つ考慮すべき点は、断熱規格です。航空宇宙や再生可能エネルギーなどの多くの業界では、モーターの性能と信頼性に関して非常に厳しい規則が定められています。風力タービンのメーカーに部品を供給している場合、ステーター バーの形成不良が原因で数年後にモーターが故障することはあり得ません。垂直型の穏やかで均一な成形は、絶縁劣化を引き起こす可能性が非常に低いため、厳しい品質監査に合格していることを意味します。バーの一貫性によって生産ライン全体がより高い基準を満たすことができるため、お客様が当社の金型を使用して ISO 認証を取得してきました。
これらの金型の将来について話しましょう。電気自動車の爆発的な普及により、高出力モーターの需要が急増しています。これらのモーターには、精密、軽量、耐久性のあるステーター バーが必要であり、それを実現するには垂直成形が最適な方法です。当社はすでに、複雑な曲げ角度を持つ次世代電気自動車モーター用の金型を作成しています。また、垂直設計により、きつい曲げでも絶縁をそのまま維持できます。また、プロセスをより高速かつ一貫性のあるものにするために、バーの読み込みや圧力監視などの自動化機能の追加にも取り組んでいます。したがって、需要の増大に対応できる工具の市場に参入している場合は、垂直ステーター バー成形金型が最適です。
待ってください、これを売り込み文句のように聞こえたくないのですが、完全な透明性を持っていますが、私はこれらの金型を供給する仕事をしています。しかし現実には、ステーター バーを扱うすべてのショップは、古い金型では品質を維持できないため、またはコスト削減を目指しているため、最終的にはステーター バーを必要とすることになります。私は、成形ツールを立型金型にアップグレードしたというだけの理由で、小規模な機械工場が大規模な受託製造業者に成長したのを見てきました。少額の投資ですが、業務全体に大きな影響を与えます。
まだ迷っているなら、次のことを考えてください。ステーター バーの製造における最大の問題点は何ですか?スクラップですか？労働時間？組み立て時に部品の位置がずれていませんか？垂直ステーターバー成形金型は、これらのほとんどを解決します。また、それを適切なサポートツールと組み合わせれば、コイルプレス金型を使用すると、最初から最後までプロセス全体を効率化できます。私たちは、月に数百本のバーを製造している場合でも、数万本のバーを製造している場合でも、何十ものクライアントが必要なものを正確に見つけるのを支援してきました。
結局のところ、ツーリングは製造の根幹です。最高の材料と最高のオペレーターを揃えることはできますが、金型が古い場合は製品に悪影響を及ぼします。垂直ステーターバー成形金型は単なる金属片ではありません。作業を容易にし、無駄を減らし、より良い製品を顧客に提供するのに役立つツールです。ステーターバーの成形プロセスのアップグレードを検討する準備ができている場合は、ご連絡ください。必要なことについて話し合うことができます。プレッシャーはありません。長年コイル ツーリングの現場に携わってきた人からの正直なアドバイスです。
参考文献
- ステーターとローターの製造: 工具とプロセス。産業用モーター技術ジャーナル、2022 年。
- 絶縁銅導体用の垂直成形金型。コイルツーリング業界レポート、2023 年。
- ステーターバー製造の品質指標。国際電気製造者協会規格、2021 年。
