(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の板材を積層してなるワークを位置決めしながら積層方向にプレスするためのプレス方法において、
前記ワークを水平面内において遊動可能な載置台上に載置してプレスを行い、
前記ワークのプレスに際して、ワークの中心孔に係合する位置決め部材によりワークを位置決めするとともに、前記位置決め部材に係合する矯正部材により該位置決め部材の位置を矯正し、
プレス終了時には、前記位置決め部材が前記中心孔から抜け出るまでワークのプレスを継続することを特徴とするプレス方法。
【請求項２】
複数枚の板材を積層してなるワークを位置決めしながら積層方向にプレスするためのプレス方法において、
前記ワークを水平面方向及び垂直方向において遊動可能な載置台上に載置してプレスを行い、
前記ワークのプレス前には、前記載置台は付勢部材によって上方へ向かって付勢されるとともに、規制部によってその上限位置が規制されていることを特徴とするプレス方法。
【請求項３】
前記ワークのプレスに際して、ワークの中心孔に係合する位置決め部材によりワークを位置決めし、プレス終了時には、前記位置決め部材が前記中心孔から抜け出るまで前記付勢部材に抗してワークのプレスを継続することを特徴とする請求項２に記載のプレス方法。
【請求項４】
前記ワークは、鉄心片の積層によって構成された積層鉄心であり、各鉄心片は凹凸の嵌合により隣接する他の鉄心片と位置決め状態で固定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のプレス方法。
【請求項５】
複数枚の板材を積層してなるワークを載置するための載置台と、その載置台上のワークを上方から押圧するための押圧手段とを備えたプレス装置において、
前記載置台を水平面内において遊動可能に支持する支持手段と、前記ワークの各板材が同一垂直軸線上に位置するように、ワークを位置決めする位置決め手段とを設け、
前記支持手段は載置台を垂直方向にも遊動可能に支持し、前記載置台を上方へ向かって付勢する付勢手段と、載置台の上限位置を規制する規制手段とを設けたことを特徴とするプレス装置。
【請求項６】
複数枚の板材を積層してなるワークを載置するための載置台と、その載置台上のワークを上方から押圧するための押圧手段とを備えたプレス装置において、
前記載置台を水平面内において遊動可能に支持する支持手段と、前記ワークの各板材が同一垂直軸線上に位置するように、ワークを位置決めする位置決め手段とを設け、
前記位置決め手段は、前記押圧手段の下降にともない、ワークの孔の内周面に当接することにより、ワークを位置決めし、
前記位置決め手段が所定の垂直軸線上に位置するように、前記押圧手段の下降時に位置決め手段の位置を矯正する矯正手段を設けたことを特徴とするプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばモータにおけるステータ鉄心やロータ鉄心等のモータ用積層鉄心のように、複数枚の鉄心片等の板材を積層してなるワークを積層方向に押圧することにより、各板材を積層状態に結合させるプレス方法及びプレス装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータ用積層鉄心の製造においては、例えば特許文献１に開示されるような構成が提案されている。この従来構成においては、積層鉄心を直接プレスするものではないが、積層鉄心を受け台上に載置し、その積層鉄心の孔を貫通するリベットが押しピンによってかしめられるようになっている。従って、リベットにより積層鉄心がかしめられ、積層鉄心がリベットを介して間接的にプレスされる。このかしめに際して、積層鉄心の中心孔に挿入される内径シャフト及び積層鉄心の外径側に嵌められる外径押さえリングにより各鉄心片のずれが吸収されるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２８６１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１においては、あらかじめ孔にリベットが装着された積層鉄心が受け台上に設置されるため、各鉄心片の動きがリベットにより拘束され、鉄心片には位置ずれはあまり生じない。しかしながら、リベットが装着されず、鉄心片が積層されただけの積層鉄心を受け台上に載置して、その積層鉄心にプレス等の加工を施す場合には、鉄心片に位置ずれが生じていると、その位置ずれを修正できないおそれがあった。すなわち、積層鉄心に何らかの加工を加える場合、例えば、特許文献１のように、積層鉄心の内周及び外周を規制したとしても、受け台上の積層鉄心が固定位置にあるために、その積層鉄心が移動し得ず、従って、鉄心片を適正な位置に移動させにくい。このため、高精度で、磁束密度が均一な積層鉄心を得ることが困難である。
【０００５】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、複数枚の鉄芯片等の板材を積層してなるワークを板材の積層方向に押圧する場合、各板材を高精度に結合させることができるプレス方法及びプレス装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、プレス方法に係る請求項１に記載の発明は、複数枚の板材を積層してなるワークを位置決めしながら積層方向にプレスするためのプレス方法において、前記ワークを水平面内において遊動可能な載置台上に載置してプレスを行い、前記ワークのプレスに際して、ワークの中心孔に係合する位置決め部材によりワークを位置決めするとともに、前記位置決め部材に係合する矯正部材により該位置決め部材の位置を矯正し、プレス終了時には、前記位置決め部材が前記中心孔から抜け出るまでワークのプレスを継続することを特徴とする。
上記の目的を達成するために、プレス方法に係る請求項２に記載の発明は、複数枚の板材を積層してなるワークを位置決めしながら積層方向にプレスするためのプレス方法において、前記ワークを水平面方向及び垂直方向において遊動可能な載置台上に載置してプレスを行い、前記ワークのプレス前には、前記載置台は付勢部材によって上方へ向かって付勢されるとともに、規制部によってその上限位置が規制されていることを特徴とする。
【０００７】
従って、この発明においては、載置台上にワークが載置された状態で、ワークがプレスされ、その際、載置台の水平面内での遊動が許容される。このため、ワークを無理なく移動させて位置決めでき、各板材を積層状態に強固かつ高精度に結合させることができる。
さらに、請求項２に記載の発明は、前記ワークのプレスに際して、ワークの中心孔に係合する位置決め部材によりワークを位置決めし、プレス終了時には、前記位置決め部材が前記中心孔から抜け出るまでワークのプレスを継続することが好ましい。
【０００８】
前記の方法は、前記ワークが、複数枚の鉄心片の積層によって構成された積層鉄心であり、各鉄心片は凹凸の嵌合により隣接する他の鉄心片と位置決め状態で固定されることが好ましい。
【００１０】
また、プレス装置に係る請求項４に記載の発明は、複数枚の板材を積層してなるワークを載置するための載置台と、その載置台上のワークを上方から押圧するための押圧手段とを備えたプレス装置において、前記載置台を水平面内において遊動可能に支持する支持手段と、前記ワークの各板材が同一垂直軸線上に位置するように、ワークを位置決めする位置決め手段とを設け、前記支持手段は載置台を垂直方向にも遊動可能に支持し、前記載置台を上方へ向かって付勢する付勢手段と、載置台の上限位置を規制する規制手段とを設けたことを特徴としている。
プレス装置に係る請求項５に記載の発明は、複数枚の板材を積層してなるワークを載置するための載置台と、その載置台上のワークを上方から押圧するための押圧手段とを備えたプレス装置において、前記載置台を水平面内において遊動可能に支持する支持手段と、前記ワークの各板材が同一垂直軸線上に位置するように、ワークを位置決めする位置決め手段とを設け、前記位置決め手段は、前記押圧手段の下降にともない、ワークの孔の内周面に当接することにより、ワークを位置決めし、前記位置決め手段が所定の垂直軸線上に位置するように、前記押圧手段の下降時に位置決め手段の位置を矯正する矯正手段を設けたことを特徴としている。
【００１１】
従って、この発明においては、載置台上にワークが載置された状態で、押圧手段が下降されると、その押圧手段によりワークが板材の積層方向に押圧される。このとき、支持手段により載置台の水平面内での遊動が許容されながら、位置決め手段によりワークが位置決めされて、ワークの各板材が同一垂直軸線上に整列される。よって、各板材を積層状態に強固かつ高精度に結合させることができて、板材の相互間に隙間が生じたり、板材相互間にずれが生じたりすることを抑制できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、この発明によれば、複数枚の板材を積層してなるワークを板材の積層方向に押圧する場合、各板材を積層状態に強固かつ高精度に結合させることができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態のプレス装置を示す断面図。
【図２】図１の２−２線における断面図。
【図３】図１の３−３線における断面図。
【図４】図１のプレス機の動作状態を示す断面図。
【図５】同プレス機の図４に続く動作状態を示す断面図。
【図６】同プレス機の図５に続く動作状態を示す断面図。
【図７】同プレス機の図６に続く動作状態を示す断面図。
【図８】ワークとしてのモータ用積層鉄心を示す斜視図。
【図９】図８の積層鉄心において板材としての鉄芯片の積層結合部を拡大して示す部分断面図。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は図８の積層鉄心の正常積層状態及び異常積層状態の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明を具体化した一実施形態を、図面に従って説明する。
図１に示すように、この実施形態のプレス機においては、底部に支持手段としての支持部材１１が備えられている。支持部材１１は、床面等の設置面（図示しない）に設置される四角板状の支持台１２と、その支持台１２上に円板状の介装板１３を介して固定された円環状の支持リング１４とから構成されている。支持部材１１の支持台１２上において、支持リング１４内には円環状の載置台１５が水平方向及び垂直方向に遊動可能に支持されている。すなわち、載置台１５の外周面と支持リング１４の内周面との間には、載置台１５の水平面内における３６０度方向の遊動を許容するための環状の隙間１６が設けられている。また、載置台１５の下面と支持台１２の上面との間には、載置台１５の垂直方向への遊動を許容するための隙間１７が設けられている。
【００１８】
そして、前記載置台１５上には、モータ用積層鉄心であるワークＷが載置される。このワークＷは、図８に示すように、所定形状に打ち抜かれた板状の鉄心片Ｓを複数枚積層して構成され、そのワークＷの中心部には中心孔Ｗａが形成されている。図８及び図９に示すように、ワークＷの各鉄心片Ｓには、複数の結合部Ｓａが同一円周上に所定間隔おきで形成されている。そして、鉄心片Ｓの積層状態で、隣接する鉄心片Ｓ間において結合部Ｓａが凹凸の関係で互いに係合されることにより、各鉄心片Ｓが積層状態に結合保持されるようになっている。
【００１９】
図１及び図２に示すように、前記支持部材１１の支持台１２には、上下方向に延びる複数（８箇所）の収容孔１８が同一円周上で等間隔おきに形成されている。載置台１５の下面には、複数の段付きネジ１９が各収容孔１８内から介装板１３の孔１３ａを貫通して螺合されている。各段付きネジ１９の頭部１９ａの外周面と収容孔１８の内周面との間、段付きネジ１９の段部１９ｂの外周面と前記孔１３ａとの間にはそれぞれ前記隙間１６と同じ幅の隙間２５が形成されている。各収容孔１８内において、段付きネジ１９の頭部１９ａと収容孔１８の下端のバネ座２０との間には、段付きネジ１９を介して載置台１５を上方へ向かって付勢するための付勢手段としてのバネ２１がそれぞれ介装されている。この場合、全バネ２１の総合付勢力は、載置台１５及びその載置台１５上に載置されるワークＷの合計重量による負荷よりも強くなるように設定されている。
【００２０】
図１に示すように、前記支持部材１１の支持リング１４と載置台１５との間には、載置台１５の上限位置を規制するための規制手段としての規制部２２が設けられている。この規制部２２は、支持リング１４の内周面に形成された下向きの段差部２３と、載置台１５の外周面に形成された上向きの段差部２４とから構成されている。そして、この規制部２２の両段差部２３，２４が係合することにより、載置台１５がバネ２１の付勢力の下で上限位置に規制される。この状態で、載置台１５の下面と支持台１２の上面との間に、前記隙間１７が形成される。
【００２１】
図１及び図２に示すように、前記支持部材１１の支持台１２上には、昇降板２７が複数本（実施形態においては４本）のガイドロッド２８を介して昇降可能に配置されている。昇降板２７の下面には円板状の取付板２９が固定され、その取付板２９の下面中央部には大径円筒状の主支持ロッド３０が垂設状態で固定されるとともに、下面両側部には一対の小径棒状の補助支持ロッド３１が１８０度の間隔を隔てて垂設されている（図３参照）。主支持ロッド３０及び補助支持ロッド３１には、昇降ブロック３２がスライドベアリング３３，３４を介して昇降可能に支持されている。
【００２２】
前記昇降ブロック３２の下面には、載置台１５上のワークＷを上方から押圧するための押圧手段としての円環状の押圧部材３５が介装板３６を介して取り付けられている。昇降ブロック３２の外周面には、上下方向に延びる複数（８箇所）の収容溝３７が等角度間隔をおいて形成されている（図３参照）。各収容溝３７内において、取付板２９の下面には複数の押圧用シリンダ３８が垂設状態で固定され、それらの押圧用シリンダ３８のピストンロッド３８ａの先端部が前記押圧部材３５に連結されている。そして、各押圧用シリンダ３８が連動して同時に没入または突出動作されることにより、押圧部材３５が図１に示す上方の非押圧位置と図５に示す下方の押圧位置とに昇降動作される。
【００２３】
前記主支持ロッド３０の下端部には、載置台１５上のワークＷを位置決めするための位置決め手段としての位置決め部材３９が固定されている。この位置決め部材３９は、ワークＷの中心孔Ｗａの内径よりも若干小さな外径を有する短円柱状に形成され、その下端外周縁には中心孔Ｗａ内への進入を容易にするためのテーパ面３９ａが形成されている。そして、図４に示すように、前記昇降板２７の下降にともなって押圧部材３５が下降されたとき、位置決め部材３９が載置台１５上のワークＷの中心孔Ｗａ内に進入して、その中心孔Ｗａの内周面に当接する。この動作により、ワークＷの各鉄心片Ｓが同一垂直軸線上に位置するように、ワークＷが位置決めされる。
【００２４】
前記支持部材１１と位置決め部材３９との間には、押圧部材３５の下降時に位置決め部材３９の位置を矯正するための矯正手段としての矯正部材４０が設けられている。この矯正部材４０は、支持部材１１の支持台１２の上面中央部に突設された矯正ピン４１と、その矯正ピン４１に係合可能に対応するように、位置決め部材３９の下面中央部に埋設された係合リング４２とから構成されている。そして、図４に示すように、昇降板２７の下降にともなって押圧部材３５が下降されたとき、係合リング４２が矯正ピン４１に係合することにより、位置決め部材３９が所定の垂直軸線上に位置するように、その位置決め部材３９の位置が矯正される。
【００２５】
次に、前記のように構成されたプレス装置の動作を説明する。
さて、図1に示す状態では、昇降板２７が図示しない昇降用シリンダにより載置台１５から離間する上方位置に配置されている。それとともに、各押圧用シリンダ３８が没入位置に配置されることによって、押圧部材３５が上方の位置に配置されている。この状態で、載置台１５上に多数枚の鉄心片Ｓを積層してなるモータ用積層鉄心よりなるワークＷが積層される。この場合、載置台１５はバネ２１の付勢力に抗して下降されることなく、規制部２２により規制される上限位置において遊動可能に保持されている。
【００２６】
続いて、昇降板２７が図示しない昇降用シリンダにより載置台１５に向かって下降されると、図１に２点鎖線で示すように、位置決め部材３９がワークＷの中心孔Ｗａ内に進入してワークＷに係合し、ワークＷの位置決めが開始される。次いで、図４に示すように、位置決め部材３９の係合リング４２が矯正ピン４１に係合して、位置決め部材３９が所定の垂直軸線上に位置するように位置矯正される。従って、ワークＷの各鉄心片Ｓが、矯正ピン４１により設定された所定の垂直軸線上に位置決めされて、同垂直軸線上に整列される。
【００２７】
この場合、載置台１５が支持部材１１の支持リング１４内において、水平面方向及び垂直方向に遊動可能に支持されている。このため、位置決め部材３９によるワークＷの位置決め動作にともなって、載置台１５の水平面内での横方向移動が許容されるとともに垂直方向にも移動が許容される。よって、載置台１５とワークＷとの間で相対移動が生じることなく、ワークＷは位置決め部材３９に従うように移動されて、ワークＷの位置決めが円滑に行われ、ワークＷの各鉄心片Ｓが結合部Ｓａの結合により同一垂直軸線上において正確に整列される。
【００２８】
その後、複数の押圧用シリンダ３８が連動して同時に突出動作され、図５に示すように、押圧部材３５が上方の非押圧位置から下方の押圧位置に移動されて、載置台１５上のワークＷが上方から押圧される。なお、押圧に際しては、押圧用シリンダ３８を動作させず、昇降板２７をさらに下降させることにより、押圧部材３５が押圧位置に移動される形態であってもよい。すると、載置台１５がバネ２１の付勢力に抗して上限位置から下降され、載置台１５の下面と支持台１２の上面との間の隙間１７が無くなって、載置台１５の下面が支持台１２の上面に当接される。この状態で、押圧部材３５の押圧力により、ワークＷが載置台１５と押圧部材３５との間で挟圧プレスされて、ワークＷの各鉄心片Ｓが積層状態に強固に結合される。
【００２９】
従って、図１０（ｂ）に示すように、プレス前において鉄心片Ｓの積層状態にずれが生じていても、そのずれは位置矯正される位置決め部材３９によって図１０（ａ）に示すように整列され、その状態でプレスされて高精度な積層鉄心となる。
【００３０】
そして、このワークＷの押圧加工の終了後に、図５に２点鎖線で示すとともに、図６に示すように、昇降板２７が上昇し、それにともなって位置決め部材３９が上昇復帰し始める。このとき、押圧用シリンダ３８には下方への付勢力が作用し続けている。このため、そのピストンロッド３８ａが昇降板２７の上昇にともなって伸長し、押圧部材３５はワークＷの押圧状態を維持する。そして、この押圧部材３５のワークＷに対する押圧は、図７に示すように、位置決め部材３９がワークＷの中心孔Ｗａから抜け出るまで継続される。その後、昇降板２７が上昇を継続するとともに、位置決め部材３９がワークＷの中心孔Ｗａから抜け出ると、押圧用シリンダ３８の付勢方向が逆方向に切換わり、押圧部材３５が下方の押圧位置から上方の非押圧位置に移動され、載置台１５上のワークＷに対する押圧が解放される。このため、載置台１５がバネ２１の付勢力により図１に示す上限位置に上昇復帰される。このようにして、載置台１５上のワークＷの上面が開放される。よって、この状態で載置台１５上からプレス加工後のワークＷを取り出すことができる。
【００３１】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）  この実施形態においては、押圧部材３５の下降により、載置台１５上のワークＷが鉄心片Ｓの積層方向に押圧されるとき、その押圧に先立って載置台１５が水平面内で遊動されながら、位置決め部材３９によりワークＷが位置決めされて、ワークＷの各鉄心片Ｓが同一垂直軸線上に整列される。よって、各鉄心片Ｓを、鉄心片Ｓの相互間に隙間やズレが生じたりすることなく、高精度に結合させることができる。
【００３２】
（２）  この実施形態においては、前記支持部材１１が載置台１５を垂直方向に対しても遊動可能である。また、載置台１５はバネ２１により上方に向かって付勢され、規制部２２により上限位置に規制される。このため、押圧部材３５の下降により、載置台１５上のワークＷが鉄心片Ｓの積層方向に押圧されるとき、載置台１５の水平面内での遊動とともに、垂直方向への遊動も許容される。よって、ワークＷの各鉄心片Ｓを位置決め部材３９の位置に従って円滑に移動させて位置決めすることができて、高精度加工に有効である。しかも、押圧部材３５の下降により、載置台１５上のワークＷが鉄心片Ｓの積層方向に押圧されるとき、バネ２１により衝撃の発生が抑制されるため、さらなる高精度加工に寄与できる。
【００３３】
（３）  この実施形態においては、前記位置決め部材３９が所定の垂直軸線上に位置するように、押圧部材３５の下降時に位置決め部材３９の位置が矯正部材４０によって矯正される。このため、押圧部材３５の下降時に、位置決め部材３９によるワークＷの位置決めに先立って、矯正部材４０により位置決め部材３９が所定の垂直軸線上に位置するように位置矯正される。よって、位置決め部材３９により、ワークＷの各鉄心片Ｓを所定の同一垂直軸線上の所定位置に正確に整列させることができる。このため、ワークＷと押圧部材３５とが同一軸線上に配置され、ワークＷに対してその周方向の全位置において均等な押圧力を付与することができる。従って、鉄心片Ｓ間に隙間やズレが生じることなく、高精度な積層鉄心を得ることができる。
【００３４】
（４）  この実施形態においては、ワークＷに対する押圧の終了に際して、位置決め部材３９が上昇復帰して、ワークＷの中心孔Ｗａ  から抜け出るまでは、押圧部材３５によりワークＷの押圧状態が維持される。このため、ワークＷの各鉄心片Ｓにおける中心孔Ｗａ側の縁部が位置決め部材３９の上昇によって捲り上げられることを防止でき、精度確保に貢献できる。
【００３５】
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・  載置台１５と介装板１３との間の隙間１７を無くすように構成すること。この場合、載置台１５の円滑な水平移動を確保できるように、載置台１５の下面を複数の自由回転可能な球体により支持することが好ましい。
【００３６】
・  矯正ピン４１と係合リング４２とからなる矯正部材４０を省略すること。
【符号の説明】
【００３７】
１１…支持手段としての支持部材、１２…支持台、１３ａ…孔、１４…支持リング、１５…載置台、１６，１７…隙間、２１…付勢手段としてのバネ、２２…規制手段としての規制部、２３，２４…段差部、３５…押圧手段としての押圧部材、３９…位置決め手段としての位置決め部材、４０…矯正手段としての矯正部材、Ｗ…積層鉄心等のワーク、Ｗａ…中心孔、Ｓ…板材としての鉄心片、Ｓａ…結合部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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