モーター巻線機用コアシャフトの製造工程改善:同軸度と加工効率の同時向上
定義:
モーターの基本原理は、電気エネルギーを機械的な動力へ変換することであり、磁場と電流の相互作用によって発生する力を利用して回転運動を実現します。
モーター巻線とは、モーター内部で磁場を発生させ、導体を駆動するための配置を指します。巻線の種類および使用される導体の特性は、モーターの性能に大きな影響を与えます。モーター巻組は、外殻とローターの間に配置される導体の巻線であり、高導電性を有するコイルで構成され、さまざまな線径の導線が使用可能です。線径が細いほど、より密に巻線することができ、これによりモーターの動作特性に大きな変化が生じます。これは、巻線を流れる電流によって生成される磁場の性質が変化するためです。
機能:
モーター巻線は導線の太さおよび強度の影響を受けます。導線が細いほど、より多くの巻線を実現することができ、以下の4つの結果をもたらします:
- 各巻線の磁場強度が向上する。
- それに伴いトルクが増加する。
- システム全体における電磁力が増加する。
- 逆起電力が増加し、回転速度の上昇に伴い動作電圧を打ち消すようになる。
モーターの品質は巻線の製造技術に大きく依存するため、巻線機は各種電子・電気機器の製造において重要な設備であり、高速かつ高精度が求められる機械装置です。
・顧客ニーズ:重要部品 ― シャフト
・産業分野:自動モーター巻線機への応用
特性:
本自動モーター巻線機は、電子・電気産業、スマートホーム市場、さらには近年急速に拡大している充電ステーションや新エネルギー分野などに広く応用されています。主にエナメル銅線を用いたインダクタ巻線加工に使用される重要な設備です。
そのため、本装置には高い加工精度が求められます。制御システムは、非常に高精度かつ滑らかで柔軟な線速度の切り替え能力を備える必要があります。また、本設備には高精度な位置決め能力と耐久性が求められ、その中で重要部品であるフライフォークシャフト(飛叉軸)が重要な役割を果たしています。
Question:顧客が直面した課題は何か?
本製品の従来の製造工程では、顧客は外部業者にシャフト本体の加工を委託し、その後自社で重心を測定し、放電加工(EDM)を実施していました。加工後に重心が偏るため、動バランスの確認およびウェイト調整が必要となり、多くの時間と人手を要していました。主な課題は以下の通りです:
- 工程の往復により製造時間の大半が消費される:
製品は外部業者だけで一貫生産できず、A社で前工程、B社で中工程、最終工程を顧客が担当する分断された製造体制となっていた。 - 品質の安定性確保が困難:
外部業者で加工された半製品に不具合があった場合、後工程での修正が不可能であった。 - 放電加工の時間が長く、生産効率が低い。
- 同心度不良率が20%に達し、製品コストが増加していた。
Answer:漢德威のソリューション(製造上の改善)
顧客との詳細な打ち合わせを通じてニーズを把握し、以下の改善を実施しました:
- ワンストップ対応の実現:
漢德威の一貫生産体制により、複数業者に分かれていた工程を統合。 - 工程フローの改善:
完成形状まで加工後に放電加工を実施し、さらに設備出力を最適化することで加工時間を30%短縮。 - 加工方法の最適化:
外円研削盤によるセンター支持加工を採用し、最終工程で研磨を実施することで同心度精度を大幅に向上。顧客要求を完全に満たす品質を実現。
顧客は継続的に発注中。
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