(57)【要約】【課題】積層コアの厚さのばらつきを極力少なくすることができる積層コア製造装置および積層コア製造方法を提供する。【解決手段】本発明の積層コア製造装置は、コア部材を積層して所定厚の積層コアを製造する積層コア製造装置であって、帯状部材からコア部材を打ち抜いて積層する打ち抜き積層手段と、打ち抜き積層手段によって積層されたコア部材の積層厚さを測定する測定手段と、測定手段によって測定された積層厚さに基づいて、打ち抜き積層手段を制御する制御手段を備えた。  【選択図】図５
2011103734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部材を積層して所定厚の積層コアを製造する積層コア製造装置であって、
帯状部材からコア部材を打ち抜いて積層する打ち抜き積層手段と、
前記打ち抜き積層手段によって積層されたコア部材の積層厚さを測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された積層厚さに基づいて、前記打ち抜き積層手段を制御する制御手段と、
を備えた積層コア製造装置。
【請求項２】
前記測定手段が、前記コア部材の下方から前記積層厚さを測定するものであり、かつ、積層コア厚さ測定位置と退避位置とに移動可能であることを特徴とする請求項１記載の積層コア製造装置。
【請求項３】
コア部材を積層して所定厚の積層コアを製造する積層コア製造方法であって、
帯状部材からコア部材を打ち抜いて積層する打ち抜き積層工程と、
前記打ち抜き積層工程で積層されたコア部材の積層厚さを測定手段で測定する測定工程と、
前記測定工程において測定された積層厚さに基づいて、前記所定厚になるように前記コア部材を積層する工程と、
を備えた積層コア製造方法。
【請求項４】
前記測定工程において、前記積層厚さを測定する際には前記測定手段をコア部材の下方の積層コア厚さ測定位置に移動させ、測定が完了したら前記測定手段を退避位置に移動させることを特徴とする請求項３記載の積層コア製造方法。
【請求項５】
請求項３記載の積層コア製造方法で製造された積層コア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層コア製造装置および積層コア製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動機の鉄心は、積層抜き型で打ち抜かれた積層コアで構成されている（特許文献１参照）。積層コアに用いられる電磁鋼板は冷間圧延により製造されるが、その電磁鋼板の厚み精度は、圧延ロールによる弾性変形量によって決まる。一般的には、圧延方向と直角方向の板厚に差が生じ、この板厚の差は、電磁鋼板の中央部付近では極めて小さいものの、両端付近では大きく生じている。ＪＩＳ規格での板厚許容差は、板厚の±１０％である。
実際に抜き型に使用される電磁鋼板は、母材から必要幅にスリットされたものである。母材の中央部で材料取りされた電磁鋼板においては、電磁鋼板自体の厚さ精度がよいので枚数制御によって打ち抜かれた積層コアにおいても、厚さ精度が良い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６-３５３００１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、端部で材料取りされた電磁鋼板では厚さ精度が悪いので枚数制御によって積層していくと板厚のばらつきが顕著に現れる。このため、積層コアにもばらつきが生じ、コア精度の悪さは、電動機のコギングトルクや騒音、振動の原因となる。
【０００５】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、積層コアの厚さのばらつきを極力少なくすることができる積層コア製造装置および積層コア製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するため、本発明の積層コア製造装置は、コア部材を積層して所定厚の積層コアを製造する積層コア製造装置であって、帯状部材からコア部材を打ち抜いて積層する打ち抜き積層手段と、打ち抜き積層手段によって積層されたコア部材の積層厚さを測定する測定手段と、測定手段によって測定された積層厚さに基づいて、打ち抜き積層手段を制御する制御手段を備えた。
【０００７】
また、本発明の積層コア製造方法は、コア部材を積層して所定厚の積層コアを製造する積層コア製造方法であって、帯状部材からコア部材を打ち抜いて積層する打ち抜き積層工程と、打ち抜き積層工程で積層されたコア部材の積層厚さを測定手段で測定する測定工程と、測定工程において測定された積層厚さに基づいて、所定厚になるようにコア部材を積層する工程とを備えた。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の積層コア製造装置によると、帯状部材からコア部材を打ち抜いて積層する打ち抜き積層手段と、打ち抜き積層手段によって積層されたコア部材の積層厚さを測定する測定手段と、測定手段によって測定された積層厚さに基づいて、打ち抜き積層手段を制御する制御手段を備えたので、電磁鋼板の偏差に影響されることなく規格厚さ内で積層コアを生産することができ、安定した品質の積層コアを製造することができる。
また、本発明の積層コア製造方法によれば、帯状部材からコア部材を打ち抜いて積層する打ち抜き積層工程と、打ち抜き積層工程で積層されたコア部材の積層厚さを測定手段で測定する測定工程と、測定工程において測定された積層厚さに基づいて、所定厚になるようにコア部材を積層する工程とを備えたので、電磁鋼板の偏差に影響されることなく規格厚さ内で積層コアを生産することができ、安定した品質の積層コアを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ステータコアの斜視図
【図２】ステータコアの平面図
【図３】ステータコアの部分断面図
【図４】コア部材の部分断面図
【図５】積層コア製造システムの模式図
【図６】コア部材を積層する工程のフローチャート
【図７】積層コア厚さ測定工程のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
まず、図１から図４を用いて、本発明の積層コア製造装置または積層コア製造方法によって製造される積層コアＳＣについて説明する。電動機などに用いられるステータコアは積層コアから構成されており、図１は、ステータコアの斜視図、図２はステータコアの平面図、図３はステータコアの部分断面図、図４はコア部材の部分断面図である。略円筒状のステータコア１（積層コアＳＣ）は、ブロック状に形成された積層コアブロック２（積層コアＳＣ）を複数個（本実施例では１２個）円環状に連結したものからなっている。
積層コアブロック２は、電磁鋼板の母材から必要幅にスリットされた帯状部材６（図５参照）から打ち抜かれた板状のコア部材３を板厚方向に複数枚積み重ねることによって形成される。コア部材３には一方の端面（本実施例では最下面）のものを除いてカシメ部４が設けられている。カシメ部４は、カシメ凸部４ａと、カシメ凸部が嵌まり込むカシメ凹部４ｂとからなり、２枚のコア部材３同士を板厚方向に接続する接続部として機能する。最下面のコア部材３にはカシメ部４に代えてカシメ凸部４ａが嵌まり込む貫通孔５が設けられている。貫通孔５が設けられたコア部材３をジャンプコアと称する。なお、積層コアとは、ブロック状、円環状など、その形態を問わず、コア部材３が複数枚積み重ねられたものをいう。
【００１１】
図５は積層コア製造システムの模式図である。図５において、接続部形成装置１０の下流に、積層コア製造装置２０が配置されている。接続部形成装置１０と積層コア製造装置２０はともに制御手段としての制御装置３０によって制御される。
接続部形成装置１０は、コア部材３にカシメ部４や貫通孔５などの接続部を形成する装置である。金型駆動部１１によって接続部が形成されたコア部材３は、帯状部材６において互いにつながった状態で材料送り出し部１２によって積層コア製造装置２０に送り出される。
積層コア製造装置２０は、コア部材３を積み重ねて積層コアＳＣを製造する装置である。積層コア製造装置２０は、ベース部２１とフレーム部２２を主要構成とする。ベース部２１とフレーム部２２は、打ち抜き積層手段を構成する。ベース部２１には、ベース金型２３とスクイズ２４が設けられている。ベース金型２３には、コア部材３が打ち抜かれる打ち抜き孔２３ａが形成されている。スクイズ２４は、保持面２４ａによってコア部材３の外周を保持する。フレーム部２２には、コア部材３を打ち抜くパンチ２５が設けられており、金型駆動部２６が、パンチ２５をベース金型２３に対して相対移動させてパンチ２５を打ち抜き孔２３ａに挿入することによって帯状部材６からコア部材３を打ち抜く。打ち抜かれた複数のコア部材３は、スクイズ２４で保持されることによって、積層される。
積層コア製造装置２０には、センサユニット２７が設けられている。センサユニット２７は、積層コアの厚さを測定する測定手段としてのセンサ２７ａとセンサ２７ａを移動させる測定手段駆動手段としてのセンサ駆動部２７ｂからなっている。センサ駆動部２７ｂは、センサ２７ａを、積層コアの厚さを測定する積層コア厚さ測定位置Ｐｍと積層コアとの干渉をさける退避位置Ｐｅとに移動させる。センサ２７ａは、例えば、渦電流を検知する近接センサなどのセンサで構成され、また、センサ駆動部２７ｂは、例えば、エアシリンダなどで構成される。なお、積層コアの厚さの測定は、予め設定した原点位置（図示せず）とコア部材３の検出位置との比較演算などによって行うことができる。
また、積層コア製造装置２０には、積層コアを排出する積層コア排出部２８も設けられている。積層コア排出部２８は、例えば、ベルトコンベアなどによって構成される。
演算装置３０は、演算部３１と記憶部３２を備えている。演算部３１は、接続部形成装置１０または積層コア製造装置２０の制御に関連する様々な演算を行い、また、測定コア厚さＴｍ、残り必要コア厚さＴｒ、残り必要コア枚数Ｎｒなどを算出する。記憶部３２は、厚さについて誤差を含まない規定値である規定コア部材厚さＴｋや規定積層コア厚さＴｓ（所定厚）、また、積層コア厚さ測定開始枚数Ｎｓなどを記憶する。これらの値は、コア積層の開始前に、予め設定される。積層コア厚さ測定開始枚数Ｎｓは、任意に設定してよいが、コア積層終了直前の枚数、例えば、積層コアを製造するための計算上の必要枚数から数枚（例えば、３枚）を引いた枚数などとして設定される。
【００１２】
次に、図６と図７を用いて、上述した積層コア製造システムの動作を説明する。図６は、コア部材を積層する工程のフローチャート、図７は、積層コア厚さ測定工程のフローチャートである。図６において、コア部材３の積層を開始、すなわち、積層コアの製造を開始すると、まず、積層コア製造装置２０によって、帯状部材６からコア部材３を打ち抜くことによって、コア部材３を積層する（ＳＴ１：打ち抜き積層工程）。次に、コア部材３の積層枚数が、積層コア厚さ測定開始枚数Ｔｓに達したか否かを制御装置３０が判断する（ＳＴ２）。（ＳＴ２）において、コア部材３の積層枚数が、積層コア厚さ測定開始枚数Ｎｓに達していないと判断されたならば、（ＳＴ１）に戻って更にコア部材３を積層する。（ＳＴ２）において、コア部材３の積層枚数が、積層コア厚さ測定開始枚数Ｎｓに達したと判断されたならば、サブルーチンである積層コア厚さ測定工程（ＳＳ：測定工程）に移行する。    
図７において、積層コア厚さ測定工程（ＳＳ）を開始すると、まず、制御装置３０の指令に応じて、センサ駆動部２７ｂがセンサ２７ａを積層コア厚さ測定位置Ｐｍに移動させる（ＳＳ１）。次いで、センサ２７ａでコア距離を測定し（ＳＳ２）、測定結果を制御装置３０に送る（ＳＳ３）。次いで、制御装置３０の演算部３１が、測定結果である測定コア厚さＴｍと規定コア部材厚さＴｋに基づいて、残り必要コア枚数Ｎｒを算出する（ＳＳ４）。具体的には、規定積層コア厚さＴｓと測定コア厚さＴｍから残り必要コア厚さＴｒを算出し、次いで、残り必要コア厚さＴｒと規定コア部材厚さＴｋから残り必要コア枚数Ｎｒを算出する。
残り必要コア枚数Ｎｒを算出した後、制御装置３０の指令に応じて、センサ駆動部２７ｂがセンサ２７ａを積層コアに干渉しない退避位置Ｐｅに移動させて、積層コア厚さ測定工程（ＳＳ）は終了する。
再び、図６において、積層コア厚さ測定工程（ＳＳ）で算出した残り必要コア枚数Ｎｒに相当するコア部材３を積層する（ＳＴ３：残り必要コア部材積層工程）。すなわち、所定厚である規定積層コア厚さＴｓになるようにコア部材３を積層する。このようにして、コア部材３を積層する工程は終了し、所定厚の積層コアＳＣが完成する。
残り必要コア枚数Ｎｒの次の１枚目のコア部材には貫通孔５を形成するように、制御装置３０が接続部形成装置１０に指令を与える。これにより、貫通孔５が形成されたコア部材３であるジャンプコアが形成される。カシメ凹部４ｂと貫通孔５とでは、カシメの力が作用しないため、ジャンプコアとジャンプコアよりも下の積層コアＳＣは何ら接続されていない。ジャンプコアよりも下の積層コアＳＣがスクイズ２４の下限位置より下方に押し出されると、スクイズ２４による保持力がなくなるため、重力により、積層コアＳＣは積層コア排出部２３に向けて落下する。製造された積層コアＳＣは、落下後に積層コア排出部２３の上部に位置し、積層コア排出部２３によって、積層コア製造装置２０から排出される。
【００１３】
以上、本発明の実施形態について説明した。ただし、いわゆる当業者であればこの実施形態から適宜変更が可能であることは言うまでも無く、このような変更が施された場合でも、本発明の技術的範囲に含まれることも付言しておく。
例えば、上記実施形態は、本発明を電動機のステータコアに適用したものであるが、電動機のロータコアに適用してもよい。また、接着材塗布手段を用いた積層コアに対して適用してもよい。さらに、電動機に限らず、発電機など他の用途の積層コアに対して適用してもよい。
【符号の説明】
【００１４】
１０  接続部形成装置
２０  積層コア製造装置
２１  ベース部
２２  フレーム部
２４  スクイズ
２５  パンチ
２６  金型駆動部
２７  センサユニット
３０  制御装置
【図１】
2011103734.tif 000003
【図２】
2011103734.tif 000004
【図３】
2011103734.tif 000005
【図４】
2011103734.tif 000006
【図５】
2011103734.tif 000007
【図６】
2011103734.tif 000008
【図７】
2011103734.tif 000009