(57)【要約】【課題】従来よりも高速で転積を行うと共に、製品コスト低減に寄与することが可能な積層鉄心の製造装置及び製造方法を提供する【解決手段】パンチ１２に対向して配置されるダイ１８と、ダイ１８の直下にあってパンチ１２とダイ１８で打ち抜き形成された鉄心片１１を保持するスクイズリング１９と、これらを支持するダイホルダー２０と、固定子３０及び回転子３１を有し、ダイホルダー２０を回転駆動するモータ２１とを備える積層鉄心の製造装置及び製造方法であって、回転子３１と同軸にダイホルダー２０が設けられ、モータ２１によってダイ１８、スクイズリング１９及びダイホルダー２０を直接駆動して、パンチ１２とダイ１８によってダイ１８内に抜き落とされた鉄心片１１の転積又はスキューを行う。【選択図】図１
2011156585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンチに対向して配置されるダイと、固定子及び回転子を有し、前記ダイを回転駆動するモータとを備える積層鉄心の製造装置であって、
前記回転子と同軸に前記ダイが設けられ、前記モータによって前記ダイを直接駆動することを特徴とする積層鉄心の製造装置。
【請求項２】
パンチに対向して配置されるダイと、該ダイの直下にあって前記パンチと前記ダイで打ち抜き形成された鉄心片を保持するスクイズリングと、固定子及び回転子を有し、前記ダイ及び前記スクイズリングを回転駆動するモータとを備える積層鉄心の製造装置であって、
前記回転子と同軸に前記ダイ及び前記スクイズリングが設けられ、前記モータによって前記ダイ及び前記スクイズリングを直接駆動することを特徴とする積層鉄心の製造装置。
【請求項３】
パンチに対向して配置されるダイと、該ダイの直下にあって前記パンチと前記ダイで打ち抜き形成された鉄心片を保持するスクイズリングと、これらを支持するダイホルダーと、固定子及び回転子を有し、前記ダイホルダーを回転駆動するモータとを備える積層鉄心の製造装置であって、
前記回転子と同軸に前記ダイホルダーが設けられ、前記モータによって前記ダイ、前記スクイズリング及び前記ダイホルダーを直接駆動することを特徴とする積層鉄心の製造装置。
【請求項４】
請求項３記載の積層鉄心の製造装置において、前記ダイホルダーは下型にラジアル軸受及びスラスト軸受を介して回転可能に支持されていることを特徴とする積層鉄心の製造装置。
【請求項５】
請求項４記載の積層鉄心の製造装置において、前記固定子は前記下型に固定配置されていることを特徴とする積層鉄心の製造装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の積層鉄心の製造装置において、前記ダイホルダーに位置決め機構が設けられていることを特徴とする積層鉄心の製造装置。
【請求項７】
請求項６記載の積層鉄心の製造装置において、前記位置決め機構は、前記ダイホルダーの所定角度位置に設けられた位置決め穴と、前記下型に設けられ前記位置決め穴に嵌入可能なピンと、該ピンの進退手段とを有していることを特徴とする積層鉄心の製造装置。
【請求項８】
パンチに対向して配置されるダイと、固定子及び回転子を有し、前記ダイを回転駆動するモータとを有し、
前記回転子と同軸に前記ダイを設け、前記モータによって前記ダイを直接駆動して、前記パンチと前記ダイによって前記ダイ内に抜き落とされた鉄心片の転積又はスキューを行うことを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【請求項９】
パンチに対向して配置されるダイと、該ダイの直下にあって前記パンチと前記ダイで打ち抜き形成された鉄心片を保持するスクイズリングと、固定子及び回転子を有し、前記ダイ及び前記スクイズリングを回転駆動するモータとを有し、
前記回転子と同軸に前記ダイ及び前記スクイズリングを設け、前記モータによって前記ダイ及び前記スクイズリングを直接駆動して、前記パンチと前記ダイによって前記ダイ内に抜き落とされた前記鉄心片の転積又はスキューを行うことを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【請求項１０】
パンチに対向して配置されるダイと、該ダイの直下にあって前記パンチと前記ダイで打ち抜き形成された鉄心片を保持するスクイズリングと、これらを支持するダイホルダーと、固定子及び回転子を有し、前記ダイホルダーを回転駆動するモータとを有し、
前記回転子と同軸に前記ダイホルダーを設け、前記モータによって前記ダイ、前記スクイズリング及び前記ダイホルダーを直接駆動して、前記パンチと前記ダイによって前記ダイ内に抜き落とされた前記鉄心片の転積又はスキューを行うことを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状材料から打ち抜かれた鉄心片を回転積層（いわゆる転積）して形成する積層鉄心の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、積層鉄心の製造において、鉄心片の板厚偏差や磁気異方性の問題を回避するために、転積を行っていた。この転積は、図４に示すように、積層ユニット８２と駆動モータ８３を備えた転積ユニット８１によって行われていた。即ち、駆動モータ８３の回転力が、減速機８６ａ及びプーリ８６ｂに伝達され、タイミングベルト８７を介してプーリ８８に伝達される。プーリ８８に伝達された回転力は、更に積層ユニット８２のダイホルダー８５に伝達され、ダイホルダー８５によって保持されたダイ８４ａ及びスクイズリング８４ｂと共に、鉄心片が回転し、転積される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１９５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、タイミングベルトによる駆動方式には、以下のような問題があった。
１）生産性向上を目的として転積速度を上げると、タイミングベルトが破損する。即ち、タイミングベルトには機械的強度及びトルク伝達容量の上限があるため、転積速度には上限がある。ここで、単にタイミングベルトを大型化すると、金型が大型化する。更に、プレスまでもが大型又は規格外のものとなり、コストアップする。
２）大型積層鉄心の場合、その慣性モーメントが大きいため、タイミングベルトが伸縮し、その分位置決め整定時間が長くなる。また、この整定時間に合わせてプレスの動作停止及び再開タイミングやパンチストロークスピードの調整が必要となる。
３）金型を乗せ換える際に駆動モータやプーリを着脱する手間を要し、コストアップに繋がる。
４）生産性向上やコストダウンを優先するには、転積回数を減らせばよいが積層鉄心の品質が悪くなる。逆に、品質を優先するには、転積回数を増やせばよいが、生産性の低下やコストアップの問題が生じる。つまり、転積回数と積層鉄心の品質は相反する関係にあり、両者のバランスが取れた所で積層鉄心の生産を行っているという実情がある。そのため、転積速度を速くして、より高いレベルで転積回数と積層鉄心の品質のバランスを取りたいという要求がある。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、従来よりも高速で転積を行うことが可能な積層鉄心の製造装置及び製造方法を提供することを第１の目的とする。また、従来よりも製品コスト低減に寄与する積層鉄心の製造装置及び製造方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に沿う第１の発明に係る積層鉄心の製造装置は、パンチに対向して配置されるダイと、固定子及び回転子を有し、前記ダイを回転駆動するモータとを備える積層鉄心の製造装置であって、
前記回転子と同軸に前記ダイが設けられ、前記モータによって前記ダイを直接駆動する。
【０００７】
前記目的に沿う第２の発明に係る積層鉄心の製造装置は、パンチに対向して配置されるダイと、該ダイの直下にあって前記パンチと前記ダイで打ち抜き形成された鉄心片を保持するスクイズリングと、固定子及び回転子を有し、前記ダイ及び前記スクイズリングを回転駆動するモータとを備える積層鉄心の製造装置であって、
前記回転子と同軸に前記ダイ及び前記スクイズリングが設けられ、前記モータによって前記ダイ及び前記スクイズリングを直接駆動する。
【０００８】
前記目的に沿う第３の発明に係る積層鉄心の製造装置は、パンチに対向して配置されるダイと、該ダイの直下にあって前記パンチと前記ダイで打ち抜き形成された鉄心片を保持するスクイズリングと、これらを支持するダイホルダーと、固定子及び回転子を有し、前記ダイホルダーを回転駆動するモータとを備える積層鉄心の製造装置であって、
前記回転子と同軸に前記ダイホルダーが設けられ、前記モータによって前記ダイ、前記スクイズリング及び前記ダイホルダーを直接駆動する。
【０００９】
第３の発明に係る積層鉄心の製造装置において、前記ダイホルダーは下型にラジアル軸受及びスラスト軸受を介して回転可能に支持することができる。
【００１０】
第３の発明に係る積層鉄心の製造装置において、前記固定子は前記下型に固定配置することができる。
【００１１】
第３の発明に係る積層鉄心の製造装置において、前記ダイホルダーに位置決め機構が設けられているのが好ましい。
【００１２】
第３の発明に係る積層鉄心の製造装置において、前記位置決め機構は、前記ダイホルダーの所定角度位置に設けられた位置決め穴と、前記下型に設けられ前記位置決め穴に嵌入可能なピンと、該ピンの進退手段とを有するのがよい。
【００１３】
前記目的に沿う第４の発明に係る積層鉄心の製造方法は、パンチに対向して配置されるダイと、固定子及び回転子を有し、前記ダイを回転駆動するモータとを有し、
前記回転子と同軸に前記ダイを設け、前記モータによって前記ダイを直接駆動して、前記パンチと前記ダイによって前記ダイ内に抜き落とされた鉄心片の転積又はスキューを行う。
【００１４】
前記目的に沿う第５の発明に係る積層鉄心の製造方法は、パンチに対向して配置されるダイと、該ダイの直下にあって前記パンチと前記ダイで打ち抜き形成された鉄心片を保持するスクイズリングと、固定子及び回転子を有し、前記ダイ及び前記スクイズリングを回転駆動するモータとを有し、
前記回転子と同軸に前記ダイ及び前記スクイズリングを設け、前記モータによって前記ダイ及び前記スクイズリングを直接駆動して、前記パンチと前記ダイによって前記ダイ内に抜き落とされた前記鉄心片の転積又はスキューを行う。
【００１５】
前記目的に沿う第６の発明に係る積層鉄心の製造方法は、パンチに対向して配置されるダイと、該ダイの直下にあって前記パンチと前記ダイで打ち抜き形成された鉄心片を保持するスクイズリングと、これらを支持するダイホルダーと、固定子及び回転子を有し、前記ダイホルダーを回転駆動するモータとを有し、
前記回転子と同軸に前記ダイホルダーを設け、前記モータによって前記ダイ、前記スクイズリング及び前記ダイホルダーを直接駆動して、前記パンチと前記ダイによって前記ダイ内に抜き落とされた前記鉄心片の転積又はスキューを行う。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る積層鉄心の製造装置及び製造方法においては、モータによってダイが回転駆動されているので、従来よりも転積速度を速くすることが可能である。また、保守性が向上するため、従来よりも製品コストを低減することが可能である。
【００１７】
また、本発明に係る積層鉄心の製造装置において、位置決め機構を設ける場合には、従来よりもダイホルダーを所定角度で正確に止めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る積層鉄心の製造装置の断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る積層鉄心の製造装置の断面図である。
【図４】従来の転積ユニットの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る積層鉄心の製造装置は、上下方向に進退し鋼板１０から鉄心片１１を打ち抜くためのパンチ１２と、下型１３に取り付けられパンチ１２の下方に対向して配置される転積ユニット１４と、転積ユニット１４の下方に設けられ、転積ユニット１４によって転積された鉄心片１１（積層鉄心１５）が載せられて昇降する載置台１６とを備えている。
なお、載置台１６は、下部に設けられた支持体４０によって支持され、載置台１６と支持体４０は回転自在な構成である。また、下型１３は、パンチ１２が設けられた上型（不図示）に対向して設けられ、この下型１３と上型でプレス加工を行うための金型が構成される。
【００２０】
転積ユニット１４は、ダイ１８、スクイズリング１９、ダイホルダー２０、及び固定子３０と回転子３１を有する中空モータ（モータの一例）２１を備えている。なお、ダイ１８、スクイズリング１９、及びダイホルダー２０は積層ユニット１７を構成する。
【００２１】
ダイ１８は、パンチ１２の下方に対向して設けられている。ダイ１８にパンチ１２が進入することによって、鋼板１０から鉄心片１１が打ち抜かれる。
スクイズリング１９は、ダイ１８の下側（直下）に設けられ、ダイ１８及びパンチ１２によって打ち抜かれた鉄心片１１の側面に側圧をかけることで鉄心片１１を保持する円筒形状の部材である。鉄心片１１はスクイズリング１９によって保持されながら順次積層される。
【００２２】
ダイホルダー２０は、ダイ１８及びスクイズリング１９をその内側に固定するための中空形状の部材である。この中空形状の部分は、高さ方向の両端が閉塞されておらず、開放されている。
ダイホルダー２０は、回転子３１に同軸に設けられている。詳細には、図１、図２に示すように、ダイホルダー２０は、フランジ状に形成されて回転子３１の端部を塞ぐエンドプレート３６に載った状態で固定される円筒形状の上部２２、中空モータ２１の回転子３１の中空部に挿入される円筒形状の中部２３、及び回転子３１の下側へ延びる円筒形状の下部２５から構成される。
中部２３は下部２５よりも外径が大きく形成され、この中部２３は下型１３に設けられた無給油ブッシュ２８に支持されている。
下部２５には軸受が設けられ、ダイホルダー２０は下型１３に対して回転可能に支持されている。詳細には、この下部２５の外周面には、周方向に溝２９が形成されている。そして、この溝２９の上角部にラジアル軸受２６の内輪が接し、下角部にてスラスト軸受２７の内輪が接している。これら軸受の外輪は下型１３に接している。
【００２３】
中空モータ２１の固定子３０は、下型１３に固定されたモータハウジング３２内に、鉄心に巻かれたコイル３３が収められて形成されている。なお、中空モータ２１の回転子３１が回転するため、このモータハウジング３２の上部は、ダイホルダー２０の上部と隙間を介して接しており、この隙間はシール部材３５によって封止されている。このシール部材３５は例えば、オイルシール（接触式）やラビリンスシール（非接触式）である。このシール部材３５を設けることによって、中空モータ２１の内部への異物侵入が防止される。
回転子３１は、固定子３０の内側に回転可能に設けられ、回転軸周囲が中空に形成された中空部を有している。この中空部の両端は閉塞されておらず、開放されている。前述の通り、回転子３１には、中空部を貫通する形でダイホルダー２０が固定されている。
回転子３１は、下型１３に固定された固定子３０から電磁力を受けて回転するが、ラジアル軸受２６、スラスト軸受２７、及び無給油ブッシュ２８を介して回転する。
中空モータ２１の種類は、サーボモータであり、図示しないロータリーエンコーダが搭載されている。
【００２４】
なお、ダイホルダー２０がラジアル軸受２６及びスラスト軸受２７によって回転可能に支持されているが、これに代えて回転子３１が軸受によって回転可能に支持されるように構成しても良い。
また、中空モータはサーボモータに限らず、パルスモータで構成しても良い。
また、中空モータ２１の出力軸に中空減速機を設け、ダイホルダー２０をこの中空減速機を介して回転させても良い。
更に、本実施の形態に係る積層鉄心の製造装置は、鉄心片の転積に限らず、積層鉄心にスキューを形成するために用いることもできる。また、分割鉄心片を転積してもよく、扇状の分割鉄心片をレンガ状に積層することもできる。
【００２５】
次に、第１の実施の形態に係る積層鉄心の製造装置を用いた積層鉄心の製造方法について説明する。
まず、前工程にて鋼板１０に所定のプレス加工を行い、プレス加工した鋼板１０をダイ１８の上まで搬送する（ステップＳ１）。
次に、パンチ１２とダイ１８によって鋼板１０が打ち抜かれて鉄心片１１が形成されると共に、パンチ１２によって鉄心片１１がスクイズリング１９入口に押し込まれる（ステップＳ２）。押し込まれる際、積層鉄心１５（先に打ち抜かれて積層された鉄心片１１）の下端面は載置台１６に支持されており、押し込まれた鉄心片１１は先にスクイズリング１９に保持された鉄心片１１とかしめ結合される。
次に、中空モータ２１の回転子３１を回転させ、鉄心片１１を回転子３１の回転中心軸周りに予め定められた角度回転させる（ステップＳ３）。即ち、中空モータ２１は、スクイズリング１９内に保持された鉄心片１１を回転子３１に固定されたダイホルダー２０と共に予め定められた角度だけ回転させる。
【００２６】
以上説明した動作（ステップＳ１〜ステップＳ３）を繰り返し、鉄心片１１が順次転積される。
全ての鉄心片１１が転積され積層鉄心１５が形成されると、形成された積層鉄心１５は載置台１６に載せられて下降する。そして、積層鉄心１５は金型外部へ搬送される。
なお、本実施の形態に係る積層鉄心の製造方法においては全ての鉄心片１１を転積したが、複数枚の鉄心片を積層した鉄心ブロックを転積して積層鉄心を形成しても良い。
【００２７】
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る積層鉄心の製造装置について説明する。
なお、以下では、第１の実施の形態と同じ構成要素については同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る積層鉄心の製造装置の断面図である。
第１の実施の形態に係る製造装置とは、中空モータ２１の種類が異なり、サーボモータではなく、パルスモータとなっている。また、ダイホルダー２０にダイホルダー２０を所定角度で位置決めするための位置決め機構が設けられている。この位置決め機構は、ダイホルダー２０の下端部５３の所定角度位置の外周面に設けられた位置決め穴５２と、この位置決め穴５２に嵌入可能なピン５０と、このピン５０を軸方向に進退可能に駆動する駆動装置（進退手段の一例）５１とを備えている。この位置決め穴５２は、鉄心片１１を転積する際のダイホルダー２０の位置決め箇所に設けられている。また、駆動装置５１は下型１３に固定されている。
【００２８】
次に、第２の実施の形態に係る積層鉄心の製造装置を用いた積層鉄心の製造方法について説明する。
まず、前工程にて鋼板１０に所定のプレス加工を行い、プレス加工した鋼板１０をダイ１８の上まで搬送する（ステップＳ１）。
次に、パンチ１２とダイ１８によって鋼板１０が打ち抜かれて鉄心片１１が形成されると共に、パンチ１２によって鉄心片１１がスクイズリング１９入口に押し込まれる（ステップＳ２）。押し込まれる際、積層鉄心１５の下端面は載置台１６に支持されており、鉄心片１１は先にスクイズリング１９に保持された鉄心片１１とかしめ結合される。
次に、駆動装置５１により、ピン５０が引き込まれる（ステップＳ３）。
次に、中空モータ２１（パルスモータ）の回転子３１を予め定められた角度回転させる。即ち、回転子３１に固定されたダイホルダー２０と共に、スクイズリング１９内に保持された鉄心片１１を予め定められた角度だけ回転させる（ステップＳ４）。
次に、駆動装置５１によりピン５０が進出し、位置決め穴５２に嵌入する（ステップＳ５）。ピン５０が位置決め穴５２に嵌入することにより、鉄心片１１は確実に位置決めされる。
【００２９】
以上説明した動作（ステップＳ１〜ステップＳ５）を繰り返し、鉄心片１１が順次転積される。
全ての鉄心片１１が転積され積層鉄心１５が形成されると、形成された積層鉄心１５は載置台１６に載せられた状態で下降する。そして、積層鉄心１５は金型外部へ搬送される。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、脱調防止のため、別途ロータリーエンコーダを設けてクローズドループ制御によりパルスモータを駆動しても良い。また、鉄心片１１を回転させるモータはパルスモータではなく、サーボモータとしても良い。
また、最終的にピン５０によって位置決めがなされるので、中空モータの種類は、位置決め精度の優劣に関わらず、任意の位置決め用モータでよい。
また、中空モータ２１の出力軸に中空減速機を設け、ダイホルダー２０をこの中空減速機を介して回転させても良い。
更に、本実施の形態に係る積層鉄心の製造装置は、鉄心片の転積に限らず、積層鉄心にスキューを形成するために用いることもできる。また、分割鉄心片を転積してもよく、扇状の分割鉄心片をレンガ状に積層することもできる。
【００３１】
以上説明したように、本発明の第１及び第２の実施の形態によれば、１）中空モータ２１が積層ユニット１７を直接駆動することによって鉄心片１１を回転しているので、従来存在したベルトの機械的強度及びトルク伝達容量の制限が解消され、転積に要する速度を向上させることができる。２）プレスの再開及び停止頻度が従来よりも減少するので、プレスの消耗が抑制される。３）転積ユニットが金型に一体化して設けられているので、従来のようなモータやプーリを脱着するといった手間が不要となり、保守性が向上する。４）従来よりも金型を小型化することができるので、周辺設備や作業者が不要となる。その結果、保守性が向上すると共に製品のコストダウンを図ることができる。５）転積速度が速くなるので、生産性と製品品質を向上させると共に、製品のコストダウンを実現することができる。
【００３２】
なお、本発明は、前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能である。例えば、前記したそれぞれ実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の積層鉄心の製造装置及び製造方法を構成する場合も本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３３】
１０：鋼板、１１：鉄心片、１２：パンチ、１３：下型、１４：転積ユニット、１５：積層鉄心、１６：載置台、１７：積層ユニット、１８：ダイ、１９：スクイズリング、２０：ダイホルダー、２１：中空モータ、２２：上部、２３：中部、２５：下部、２６：ラジアル軸受、２７：スラスト軸受、２８：無給油ブッシュ、２９：溝、３０：固定子、３１：回転子、３２：モータハウジング、３３：コイル、３５：シール部材、３６：エンドプレート、４０：支持体、５０：ピン、５１：駆動装置、５２：位置決め穴、５３：下端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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