(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各層が単一又は複数の薄板部材からなる積層鉄心を製造する鉄心製造方法であって、
帯状の鉄心材における複数の加工対象部分を、第１位置及び第２位置に順次移送する移送工程と、
前記第１位置で各加工対象部分において所定の加工を施すことにより、前記薄板部材を形成して前記鉄心材へ押し戻す形成工程と、
前記鉄心材に押し戻された薄板部材を前記第２位置で押下して該鉄心材から分離させ、分離された薄板部材を積層する積層工程とを備え、
前記積層工程は、前記第２位置が前記鉄心材の移送方向に沿って複数個所に連続して設けられ、前記薄板部材の積層が各箇所で同時に行われ、
前記移送工程は、前記形成工程で前記薄板部材を形成する速さに合わせて前記鉄心材を前記第１位置に移送する第１段階、及び前記積層工程で前記薄板部材を積層する速さに合わせて前記鉄心材を前記第２位置に移送する第２段階からなり、
前記第２段階の前記鉄心材の送り量は、前記第２位置の数に応じて、前記第１段階の前記鉄心材の送り量よりも多く設定されている
ことを特徴とする鉄心製造方法。
【請求項２】
前記薄板部材は、環状の積層鉄心を構成する円弧状部材であり、
前記積層工程では、前記分離が行われる毎に分離されて下降する円弧状部材を、先に下降して一層を構成した複数の円弧状部材の上に受け取り、該円弧状部材の周方向に所定角度だけ回転させることにより、順次下降した円弧状部材を、前記積層鉄心を構成する位置に配置することを特徴とする請求項１記載の鉄心製造方法。
【請求項３】
各層が単一又は複数の薄板部材からなる積層鉄心を製造する鉄心製造装置であって、
帯状の鉄心材における複数の加工対象部分を第１及び第２の位置に順次移送する移送手段と、
前記第１位置で各加工対象部分において所定の加工を施すことにより、前記薄板部材を形成して前記鉄心材へ押し戻す形成手段と、
前記鉄心材に押し戻された薄板部材を前記第２位置で押下して該鉄心材から分離させ、分離された薄板部材を積層する積層手段とを具備し、
前記積層手段は、前記鉄心材の移送方向に沿って複数個所に連続して設けられ、前記薄板部材の積層が各箇所で同時に行われ、
前記移送手段は、前記形成手段が前記薄板部材を形成する速さに合わせて前記鉄心材を前記第１位置に移送する第１送り手段、及び前記積層手段が前記薄板部材を積層する速さに合わせて前記鉄心材を前記第２位置に移送する第２送り手段からなり、
前記第２送り手段の前記鉄心材の送り量は、前記第２位置の数に応じて、前記第１送り手段の前記鉄心材の送り量よりも多く設定されている
ことを特徴とする鉄心製造装置。
【請求項４】
前記薄板部材は、環状の積層鉄心を構成する円弧状部材であり、
前記積層手段は、前記分離が行われる毎に分離されて下降する円弧状部材を、先に下降して一層を構成した複数の円弧状部材の上に受け取り、該円弧状部材の周方向に所定角度だけ回転させることにより、順次下降した円弧状部材を、前記積層鉄心を構成する位置に配置することを特徴とする請求項３記載の鉄心製造装置。
【請求項５】
前記移送手段による鉄心材の送り速度は、前記第１送り手段と前記第２送り手段とで異なることを特徴とする請求項３又は４に記載の鉄心製造装置。
【請求項６】
前記第２送り手段の送り速度は、前記第１送り手段の送り速度より遅く、その速度差により前記鉄心材に弛みを持たせることを特徴とする請求項５に記載の鉄心製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各層が単一又は複数の薄板部材からなる積層鉄心を製造する鉄心製造方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁鋼板をプレス加工等して得られる円環状の薄板部材を、数十枚から数百枚積層した積層鉄心からなるモータコアが知られている。薄板部材の厚さは０．１５〜０．５ｍｍ程度であり、薄いほどエネルギー効率が良好であるとされている。更に、歩留まりを改善するために、円環状の薄板部材を、複数の円弧状の薄板部材により構成するようにしたものも知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、円弧状の複数の薄板セグメントにより１枚の円環状の薄板部材を構成し、これを多数積層して結合させることにより成層鉄心を製造する装置が記載されている。円弧状の薄板セグメントの中心角は３６０°／ｎであり、ｎ枚の薄板セグメントにより１枚の円環状の薄板部材が構成される。隣接する各層の円環状の薄板部材は、それらを構成する各円弧状の薄板セグメントが、れんが積みのようにずれて重なるように、ずらして積層される。
【０００４】
この装置においては、薄板セグメントはプレス機で母型内に打ち抜かれる。上述のｎが３であるとすれば、打抜かれた薄板セグメントは、母型の回転により、周方向に１２０°回転される。そして、次の薄板セグメントが打ち抜かれる。打ち抜かれた薄板セグメントは、隣接する他の薄板セグメントと互いに結合される。このようにして３枚の薄板セグメントにより１枚の円環状の薄板部材が構成されると、母型が６０°回転された後、その薄板部材の上に、次の層の円環状の薄板部材が同様にして構成される。
【０００５】
これによれば、薄板セグメントの打抜き及び薄板部材の積層が、母型を回転する機構により行われるので、成層鉄心の製造装置をコンパクトに構成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３６３４８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような成層鉄心の製造工程では、製造効率の点から作業を高速化することが望まれる。そのため、打抜き工程を高速化することは容易である。これに対し、上記特許文献１に開示された製造装置の場合、薄板セグメントの打抜きと積層が１つの装置で行われるので、打抜き作業の速度も積層作業の速度に合わせなければならない。
【０００８】
しかしながら、打抜き工程で薄板セグメントを打抜く速度（一定時間で打抜くセグメントの数）に対して、積層工程で薄板セグメントを積層していく速度（一定時間で積層するセグメントの数）は半分程度しか達成できない。そのため、打抜きと積層を高速化して製造効率を向上させるのは難しいという問題点があった。
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、積層工程の速度に制約されずに製造効率を向上させることができる積層鉄心の製造方法及び装置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】
【００１０】
本発明の製造方法は、各層が単一又は複数の薄板部材からなる積層鉄心を製造する鉄心製造方法であって、帯状の鉄心材における複数の加工対象部分を、第１位置及び第２位置に順次移送する移送工程と、前記第１位置で各加工対象部分において所定の加工を施すことにより、前記薄板部材を形成して前記鉄心材へ押し戻す形成工程と、前記鉄心材に押し戻された薄板部材を前記第２位置で押下して該鉄心材から分離させ、分離された薄板部材を積層する積層工程とを備え、前記積層工程は、前記第２位置が前記鉄心材の移送方向に沿って複数個所に連続して設けられ、前記薄板部材の積層が各箇所で同時に行われ、前記移送工程は、前記形成工程で前記薄板部材を形成する速さに合わせて前記鉄心材を前記第１位置に移送する第１段階、及び前記積層工程で前記薄板部材を積層する速さに合わせて前記鉄心材を前記第２位置に移送する第２段階からなり、前記第２段階の前記鉄心材の送り量は、前記第２位置の数に応じて、前記第１段階の前記鉄心材の送り量よりも多く設定されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の製造方法によれば、前記移送工程で鉄心材を移送する速さを、前記鉄心材を前記第１位置に移送する第１段階と、前記鉄心材を前記第２位置に移送する第２段階とに分け、第１段階では前記形成工程で薄板部材を形成する速さに合わせて、第２段階では前記積層工程で薄板部材を前記位置に配置する速さに合わせて、それぞれ設定するようにしたので、従来のように打抜きを含む形成工程の速度が積層工程の速度に制約されることなく、打抜き形成工程を高速化することができ、結果として製造効率向上を図ることができる。
また、前記積層工程では、鉄心材の移送方向に沿って複数個所に連続して設けられ、前記薄板部材の積層が各箇所で同時に行われるとともに、前記第２段階の前記鉄心材の送り量は、前記第２位置の数に応じて、前記第１段階の前記鉄心材の送り量よりも多く設定されているので、積層工程での処理速度を上げなくても、積層鉄心の生産性を向上させることができる。
【００１２】
本発明の製造方法において、前記薄板部材が環状の積層鉄心を構成する複数の円弧状部材である場合、前記積層工程では、前記分離が行われる毎に分離されて下降する円弧状部材を、先に下降して一層を構成した複数の円弧状部材の上に受け取り、該円弧状部材の周方向に所定角度だけ回転させることにより、順次下降した円弧状部材を、前記積層鉄心を構成する位置に配置することで、円弧状部材を積層して環状の積層鉄心を製造することができる。
【００１３】
本発明の製造装置は、各層が単一又は複数の薄板部材からなる積層鉄心を製造する鉄心製造装置であって、帯状の鉄心材における複数の加工対象部分を第１及び第２の位置に順次移送する移送手段と、前記第１位置で各加工対象部分において所定の加工を施すことにより、前記薄板部材を形成して前記鉄心材へ押し戻す形成手段と、前記鉄心材に押し戻された薄板部材を前記第２位置で押下して該鉄心材から分離させ、分離された薄板部材を積層する積層手段とを具備し、前記積層手段は、前記鉄心材の移送方向に沿って複数個所に連続して設けられ、前記薄板部材の積層が各箇所で同時に行われ、前記移送手段は、前記形成手段が前記薄板部材を形成する速さに合わせて前記鉄心材を前記第１位置に移送する第１送り手段、及び前記積層手段が前記薄板部材を積層する速さに合わせて前記鉄心材を前記第２位置に移送する第２送り手段からなり、前記第２送り手段の前記鉄心材の送り量は、前記第２位置の数に応じて、前記第１送り手段の前記鉄心材の送り量よりも多く設定されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の製造装置によれば、第１送り手段では前記形成手段が薄板部材を形成する速さに合わせて、第２送り手段では前記積層手段が薄板部材を前記位置に配置する速さに合わせて、それぞれ前記鉄心材を移送する速度を設定するようにしたので、上記製造方法の場合と同様に、従来のように打抜きを行う形成手段での処理が積層手段での処理の速さに制約されることなく、打抜き処理を高速化することができ、結果として製造効率の向上を図ることができる。
【００１５】
また、装置の構成上、一般に打抜きに用いられるプレス装置のプレス荷重は大きく、積層に用いられるプレス装置のプレス荷重は小さくて済むので、打抜きと積層を１つの装置で行う従来の製造技術と比較して、本発明の製造装置は全体として小型化可能であり、製造コストも低減できる。
また、前記積層手段は、鉄心材の移送方向に沿って複数個所に連続して設けられ、前記薄板部材の積層が各箇所で同時に行われるとともに、前記第２送り手段の前記鉄心材の送り量は、前記第２位置の数に応じて、前記第１送り手段の前記鉄心材の送り量よりも多く設定されているので、積層工程での処理速度を上げることなく、積層鉄心の生産性を向上させることができる。
【００１６】
本発明の製造装置において、前記薄板部材が、環状の積層鉄心を構成する複数の円弧状部材である場合、前記積層手段は、前記分離が行われる毎に分離されて下降する円弧状部材を、先に下降して一層を構成した複数の円弧状部材の上に受け取り、該円弧状部材の周方向に所定角度だけ回転させることにより、順次下降した円弧状部材を、前記積層鉄心を構成する位置に配置することが好ましい。
【００１８】
更に、前記移送手段による鉄心材の送り速度は、前記第１送り手段と前記第２送り手段とで異ならせることができる。そして、第２送り手段の送り速度が第１送り手段３０の送り速度より遅い場合、第２送り手段はその速度差により前記鉄心材に弛みを持たせることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る鉄心製造装置により鉄心材が加工される様子を示す図。
【図２】図１の加工を行う鉄心製造装置の要部説明図。
【図３】図２の鉄心製造装置において円弧状部材が環状層に結合されてゆく様子を示す図。
【図４】図２の鉄心製造装置により行われる平押し工程において鉄心材に押し戻された円弧状部材の部分を示す図。
【図５】図１の装置による半抜き工程におけるプレス下死点からプレス上死点までの装置の動作を示す図。
【図６】本発明の他の実施形態に係る鉄心製造装置におけるプッシュバック工程での動作を示す図。
【図７】各層が１枚の薄板部材で構成される積層鉄心を製造する場合の工程を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る鉄心製造装置により鉄心材が加工される工程を示す。この鉄心製造装置は、ステータコアを積層鉄心として製造するためのものである。
【００２１】
積層鉄心は、各層が単一（１枚）又は複数の薄板部材で構成されるが、本実施形態は、各層が３枚の薄板部材で構成される場合である。すなわち、積層鉄心は、帯状の鉄心材１０を加工して得られる３枚の円弧状の薄板部材（以下、円弧状部材という）２１により１つの環状層２０を構成し、環状層２０を所定数積層して結合させることにより製造される。
【００２２】
鉄心材１０は電磁鋼板を帯状に薄く加工したものであり、一定の板厚を有する。板厚は、０．１５〜０．５ｍｍ程度である。円弧状部材２１の中心角は１２０°である。従って、３枚の円弧状部材２１により積層鉄心の１層分の環状層２０が構成される。積層鉄心は所定数の環状層２０が積層されたものとして構成される。なお、１つの環状層２０を構成する円弧状部材２１の枚数は、３枚に限らず他の枚数、たとえば２枚や４枚、６枚等であってもよい。ただし、この枚数は、多いほど歩留りは向上するが、生産速度は低下する。
【００２３】
図１に示すように、鉄心材１０は、後述の移送手段により所定の送りピッチで送られながら、複数の加工工程を経て、円弧状部材２１に形成される。加工工程には、円弧状部材２１となる部分を半抜きする半抜き工程Ａ、半抜きされた円弧状部材２１となる部分を鉄心材１０に押し戻すことにより鉄心材１０から完全に切断し、円弧状部材２１を形成する平押し工程Ｂ、及び、鉄心材１０に押し戻された円弧状部材２１を鉄心材１０から分離し、下方の環状層２０上に結合させる分離工程Ｃが含まれる。本実施形態では、分離工程Ｃは、鉄心材１０の移送方向に沿って同時に行われる２つの工程、すなわち第１分離工程Ｃ１及び第２分離工程Ｃ２からなり、この２つの分離工程がそれぞれ本発明における積層工程に相当する。また、半抜き工程Ａと平押し工程Ｂとで本発明における形成工程を構成する。
【００２４】
ただし、半抜き工程Ａに先立ち、各加工工程における鉄心材１０の位置決めに必要なパイロット孔１１の形成、ステータコアの巻き線スロットとなる部分２２の打抜き、ステータコアをモータに組み付ける際に用いる孔２３の形成、及び円弧状部材２１をかしめにより結合させるための半抜き穴２４の形成が行われる。
【００２５】
図２は、鉄心製造装置の要部説明図である。この鉄心製造装置は、鉄心材１０をＹ方向に断続的に送る移送手段として、上記形成工程で円弧状部材２１を形成する速さに合わせて鉄心材１０を移送する第１送り手段３０と、上記分離工程で円弧状部材２１を分離、結合する速さに合わせて鉄心材１０を移送する第２送り手段３１とを備える。
【００２６】
第１送り手段３０は、上記形成工程で鉄心材１０の複数の加工対象部分について所定の加工を施す第１位置に鉄心材１０を所定のピッチで送り込むため（移送工程の第１段階）、所定の速度で鉄心材１０を移動させる駆動ローラ（図示省略）で構成される。
【００２７】
また、第２送り手段３１は、上記形成工程で円弧状部材２１が押し戻された鉄心材１０の送りを案内する上下一対のガイドローラ３２と、当該鉄心材１０を下流の分離工程に送るための上下一対の駆動ローラ３３と備える。この駆動ローラ３３は、鉄心材１０に押し戻された円弧状部材２１を、上記第１分離工程Ｃ１及び第２分離工程Ｃ２で押下して鉄心材１０から分離させる第２位置に、鉄心材１０を上記第１送り手段３０の送り速度より遅い速度で送り込むものである（移送工程の第２段階）。
【００２８】
上記第１送り手段３０と第２送り手段３１との速度差により、ガイドローラ３２と駆動ローラ３３との間で図示のように撓む鉄心材１０の撓み調整及び振動防止のため、帯状の弛みガイド３４が架設される。これにより、第２送り手段３１は、鉄心材１０に弛みを持たせることができる。
【００２９】
ここで、第２送り手段３１の駆動ローラ３３による鉄心材１０の送り速度は、第１送り手段３０の送り速度の２分の１、第２送り手段３１の送り量（ピッチ）は、第１送り手段３０の送り量の２倍とする。これにより、図１に示すように、平押し工程Ｂで円弧状部材２１が押し戻された鉄心材１０に対して、第１分離工程Ｃ１と第２分離工程Ｃ２で同時に円弧状部材２１を分離、結合することができる。この結果、分離工程での処理速度を上げることなく、積層鉄心の生産性を向上する（本実施形態では２倍にする）ことができる。
【００３０】
このため、平押し工程Ｂで円弧状部材２１が押し戻された鉄心材１０は、第１分離工程Ｃ１において円弧状部材２１が１つ置きに分離されて（分離したところは円弧状の空白部分で示される）先に分離した部材と結合され、残された円弧状部材２１ａが１つ置きに並んだ状態で、第２分離工程Ｃ２に移送され、それらの円弧状部材２１ａが順次分離、結合される。
【００３１】
なお、本実施形態では、分離工程を２つに分けて（２箇所で）同時に行うように構成したが、３以上の複数箇所で同時に分離工程を行うことも可能である。その場合、同時に行われる分離工程の数に応じて、第１送り手段と第２送り手段の送り速度及び送り量（ピッチ）の比が決められる。
【００３２】
再び図２を参照して、本実施形態の鉄心製造装置は、上記半抜き工程Ａにおいて半抜きを行う半抜き手段４０と、平押し工程Ｂにおいて平押し加工を行う平押し手段５０と、第１分離工程Ｃ１及び第２分離工程Ｃ２においてそれぞれ分離と結合を行う２つの押圧手段６０ａ及び６０ｂとを備える。
【００３３】
また、この鉄心製造装置は、各押圧手段６０ａ，６０ｂにより結合される円弧状部材２１が積層鉄心を構成する位置に配置されるように、押圧手段６０ａ，６０ｂで結合された円弧状部材２１を保持して回転する積層ガイド７０を備える。
【００３４】
半抜き手段４０は、円弧状部材２１の輪郭に対応する形状を有するダイ４１と、ダイ４１に対して鉄心材１０の円弧状部材２１となる部分を押し込むことにより該部分を半抜きするメインパンチ４２と、カウンタ荷重を付与するカウンタパンチ４３とを備える。カウンタパンチ４３は、メインパンチ４２が鉄心材１０をダイ４１に押し込む間、半抜きされる鉄心材１０部分の下面に対し、メインパンチ４２の押圧力に抗して、上方向のカウンタ荷重を付与する。このカウンタ荷重を生じさせるために、カウンタパンチ４３は皿ばね等により上方向に付勢されている。
【００３５】
平押し手段５０は、ダイ４１を保持するダイプレート５１と、メインパンチ４２が半抜きを行うとき鉄心材１０を押さえると共にメインパンチ４２を案内するストリッパプレート５２とで構成される。
【００３６】
この構成によれば、メインパンチ４２が半抜き工程Ａにおける半抜きを行うために下降するとき、ストリッパプレート５２も下降する。このとき、既に半抜き工程Ａを経て半抜きされた鉄心材１０の部分１３に対し、ダイプレート５１及びストリッパプレート５２により、平押し工程Ｂにおける平押し加工が施される。つまり、半抜き工程Ａから分離工程Ｃに至るまでの間のアイドル工程において、自動的に平押し工程Ｂが行われる。
【００３７】
本実施形態では、上記半抜き手段４０と平押し手段５０とで本発明における形成手段を構成している。
【００３８】
各押圧手段６０ａ，６０ｂは、ストリッパプレート５２により上下方向に案内される押圧部材６１を備える。半抜き工程Ａにおける半抜きを行うためにストリッパプレート５２が下降して鉄心材１０をダイプレート５１との間で押さえたとき、押圧部材６１が下降する。このとき、押圧部材６１は、平押し工程Ｂにおいて押し戻された円弧状部材２１を押圧して鉄心材１０から分離させ、さらに下方の積層ガイド７０上に支持された環状層２０上に結合させる。
【００３９】
積層ガイド７０は、積層された各層の環状層２０の外周に沿った円筒形状の内壁７１と、積層された環状層２０を支持する支持部材７２とを備える。また、積層ガイド７０は、支持部材７２と一体的に中心軸７３の周りで回転し得るように支持されており、回転機構７４により回転位置が制御される。回転機構７４は、積層ガイド７０の外周に固定されたプーリと、該プーリを回転させる歯付ベルト等により構成することができる。
【００４０】
支持部材７２は、環状層２０の積層数に応じ、上下方向の位置が、図示していない駆動手段により制御される。すなわち、支持部材７２は、環状層２０が積層されていない初期状態においては、ダイプレート５１の上面よりやや下の所定位置まで上昇し、環状層２０の積層数が増加するに従って下降するように制御される。これにより、支持している一番上の環状層２０の上面が、該所定位置に位置するように制御される。
【００４１】
積層ガイド７０は、第１、第２分離工程Ｃ１、Ｃ２が行われる毎に、中心軸７３の周りに所定角度だけ回転するように制御される。この回転により、積層ガイド７０によって支持されている円弧状部材２１も、その周方向に、所定角度だけ回転することになる。この回転は、最上の環状層２０に順次結合されてゆく円弧状部材２１が、積層鉄心を構成する位置に配置されるように行われる。
【００４２】
本実施形態では、各押圧手段６０ａ，６０ｂと積層ガイド７０とで本発明における積層手段を構成している。
【００４３】
図３は、環状層２０が形成される様子を示す。同図に示すように、１つの環状層２０（２０ｉ）が３枚の円弧状部材２１（２１ａ〜２１ｃ）により構成され（同図（ｅ））、かつ円弧状部材２１がレンガ積み状に重なるように、所定角度の回転は、１２０°で２回（同図（ｂ）及び（ｄ））、６０°で１回（同図（ｆ））という回転を繰り返すことにより行われる。
【００４４】
すなわち、積層ガイド５０は、ｉ−１番目の環状層２０ｉ−１の上に、ｉ番目の環状層２０ｉを構成する最初の円弧状部材２１ａを受け取ると（同図（ａ））、１２０°回転する（同図（ｂ））。そして、次の円弧状部材２１ｂを受け取ると（同図（ｃ））、さらに１２０°回転し（同図（ｄ））、次の円弧状部材２１ｃを受け取る（同図（ｅ））。これにより、ｉ番目の環状層２０ｉを構成する位置に対する３枚の円弧状部材２１ａ〜２１ｃの配置が完了する。
【００４５】
次に、積層ガイド５０は、６０°回転する（同図（ｆ））。このとき、支持部材７２が１つの環状層２０の厚さ分だけ下降する。この後、同図（ａ）と同様にして、次のｉ＋１番目の環状層２０を形成するための円弧状部材２１ｄを受け取る（同図（ｇ））。このようにして、各環状層２０が３枚の円弧状部材２１で構成され、かつ各円弧状部材２１がレンガ積み状に重なった積層鉄心を構成するように、円弧状部材２１が配置される。
【００４６】
図４は、平押し工程Ｂにおいて鉄心材１０から切断され、鉄心材１０に押し戻された円弧状部材２１の部分を示す。図において、円弧状部材２１は、周辺部の２か所に蟻溝状の凹部２５を有する。そして、鉄心材１０に接触している円弧状部材２１の輪郭部分の接触を介して、円弧状部材２１は鉄心材１０に保持されている。
【００４７】
凹部２５は、この保持力を向上させる機能を有する。すなわち、凹部２５は、平押し工程Ｂが施された後、円弧状部材２１が分離工程において分離されるまでの間に、鉄心材１０から円弧状部材２１が脱落するのを防止する。特に、鉄心材１０が薄くなるほど、また円弧状部材２１が大きくなるほど脱落しやすいので、凹部２５を設けることが必要となる。従って、凹部２５は、このような脱落を防止するのに適した形状、大きさ及び位置で設けられる。ただし、積層鉄心の性能に影響を及ぼすことがないように、円弧状部材２１の半径方向外側に形成する必要がある。
【００４８】
本実施形態によれば、積層鉄心を製造する際には、装置各部の動作が図示していない装置の制御部及び制御機構により次のように制御される。すなわち、第１送り手段３０により、鉄心材１０が所定の送りピッチでＹ方向に送られる。また、第２送り手段３１により、鉄心材１０が、前述のように第１送り手段３０による送りピッチと異なるピッチでＹ方向に送られる。これにより、鉄心材１０上の各加工対象部分が順次、各加工位置に移送される。各加工位置には、上述の工程Ａ，Ｂ，Ｃ１及びＣ２が含まれる。各加工位置における正確な位置決めは、パイロット孔１１を用いて行われる。
【００４９】
各加工対象部分に対しては、図１に示すように、複数の加工工程を経てパイロット孔１１、巻き線スロット部分２２、及び半抜き穴２４が設けられた後、順次加工工程Ａ〜Ｃにおける加工が行われる。加工工程Ａ〜Ｃを行うに際し、ストリッパプレート５２は一定周期で上下動する。図２においては、ストリッパプレート５２が下降し、鉄心材１２をダイプレート５１との間で挟んでいるときの様子が示されている。
【００５０】
ストリッパプレート５２の上下動に同期し、鉄心材１０が所定ピッチでＹ方向に順次送られる。鉄心材１０の送りは、ストリッパプレート５２が上昇位置にあるときに行われる。このとき、鉄心材１０の両側端は図示していない送りガイドにより支持され、鉄心材１０はダイプレート５１から持ち上げられた状態で送られる。
【００５１】
ストリッパプレート５２の上下動に同期して、鉄心材１０上の異なる加工対象部分についての加工工程が、図２に示すように、加工位置Ｐａ〜Ｐｃにおいて並行して行われる。
【００５２】
図５（ａ）〜（ｆ）は、加工位置Ｐａで行われる半抜き工程Ａにおけるプレス下死点からプレス上死点までの装置の動作を示す。加工位置Ｐａにおいては、まず、メインパンチ４２及びストリッパプレート５２が一体となって下降する。ストリッパプレート５２が下降すると、鉄心材１０を持ち上げている送りガイドも押し下げられる。
【００５３】
そして、ストリッパプレート５２がダイ４１との間で鉄心材１０を挟むと、メインパンチ４２はカウンタパンチ４３によるカウンタ荷重に抗して、ストリッパプレート５２から突出し、鉄心材１０をダイ４１内に押し込み、同図（ａ）に示すように、下死点に至る。下死点の位置は、鉄心材１０の板厚の２０〜３０％程度が切断されずに残るように設定されている。
【００５４】
これにより、円弧状部材２１となる部分１３が半抜きされた状態となる。次に、メインパンチ４２が上昇してカウンタパンチ４３が元のレベルに復帰し、ストリッパプレート５２が上昇を開始する（同図（ｂ）〜（ｄ））。これに伴い、押し下げられていた送りガイドも復帰し、鉄心材１０が持ち上げられる（同図（ｄ））。
【００５５】
その後、メインパンチ４２がストリッパプレート５２とともにさらに上昇し（同図（ｅ））、上死点に至ると（同図（ｆ））、鉄心材１０の送りが開始される。これにより、加工工程Ａによる半抜き加工が完了する。
【００５６】
加工位置Ｐｂにおいては、図２に示すように、ストリッパプレート５２が下降し、鉄心材１０をダイプレート５１との間で挟む平押し加工が行われる。これにより、加工工程Ａにおいて半抜きされた部分１３が、鉄心材１０内に押し戻される。これにより、半抜きされた部分１３は鉄心材１０から完全に切断され、円弧状部材２１に成形される。押し戻された円弧状部材２１は、加工位置Ｐｃにおいて鉄心材１０から分離されるまで、鉄心材１０により保持される。
【００５７】
２つの分離工程Ｃ１，Ｃ２における加工位置Ｐｃでは、ストリッパプレート５２が下降し、鉄心材１０がダイプレート５１との間で押さえられたとき、鉄心材１０に嵌合している円弧状部材２１が押圧部材６１により押下され、下方の積層ガイド７０により支持されている環状層２０上に押圧される。これにより、円弧状部材２１は鉄心材１０から分離し、環状層２０と結合する。
【００５８】
この結合は、円弧状部材２１の半抜き穴２４の凸形状が、下方の環状層２０の対応する半抜き穴２４の凹形状に嵌合することにより行われる。ただし、結合する円弧状部材２１は、図３（ｇ）のように、下の環状層２０の円弧状部材２１に対し、６０°ずれているので、下の２つの円弧状部材２１に跨って、これらの円弧状部材２１と結合する。
【００５９】
このようにして積層ガイド７０が順次受け取る円弧状部材２１は、図３に示すように、積層ガイド７０の回転、及び支持部材７２の上下動により、積層鉄心を構成する位置に配置されて積層される。
【００６０】
すなわち、結合された円弧状部材２１が１つの環状層２０を構成する１枚目又は２枚目の円弧状部材２１である場合には、積層ガイド７０は、その円弧状部材２１を受け取った後、１２０°回転する（図３（ａ）〜（ｄ））。３枚目の円弧状部材２１である場合には、次の円弧状部材２１を６０°ずらしてレンガ積みのように重ねるために、６０°回転し、支持部材７２を環状層２０の厚さ分だけ下降させる（図３（ｅ）、（ｆ））。
【００６１】
なお、加工位置Ｐｃにおいて切り離された円弧状部材２１が、１つの積層鉄心における最初の環状層２０を構成するものである場合には、その円弧状部材２１の半抜き穴２４を、半抜き穴ではなく、貫通孔として形成することにより、不要な凸部が積層鉄心の下端に形成されるのを回避することができる。
【００６２】
このようにして、数十〜数百の環状層２０の積層が完了すると、積層された環状層２０は、積層ガイド７０から積層鉄心として取り出される。
【００６３】
本実施形態によれば、最終の分離工程を簡便な制御により行うことができる。すなわち、従来は、最終工程において、円弧状部材を鉄心材から分離させるために、回転するダイを用いた切断加工を行うようにしていたため、鉄心材の送りピッチと、ダイの回転位置の置決めとを同時に高い精度で制御する必要があった。
【００６４】
これに対し、本実施形態では、半抜き加工及び平押し加工により円弧状部材２１を鉄心材１０に押し戻して形成し、その後、最終工程においては、鉄心材１０中の円弧状部材２１を押下して分離させ、積層ガイド７０上の環状層２０に結合させるようにしたため、ダイの置決めが不要となり、最終工程を簡便な制御で行うことができる。
【００６５】
また、最終工程に至る前に不要部分のほとんどを予め打ち抜いて除去する従来の場合に比べ、平押し工程Ｂにおいて鉄心材１０に押し戻される円弧状部材２１により、最終の分離工程Ｃに至るまで、ある程度鉄心材１０の剛性が維持されるので、鉄心材１０の両側に設けるさん幅を小さくし、歩留りを向上させることができる。また、不要部分を予め打ち抜いて除去する工程が不要となるため、生産速度を向上させることができる。
【００６６】
図６は、本発明の他の実施形態に係る鉄心製造装置におけるプッシュバック工程での動作を示す。この装置においては、上述の半抜き工程Ａ及び平押し工程Ｂの代わりに、このプッシュバック工程Ｐを採用し、この工程Ｐにより円弧状部材２１の形成及び鉄心材１０への押し戻しを行うようにしている。従って、この装置は、半抜き工程Ａ及び平押し工程Ｂを行うための構成の代わりにプッシュバック工程Ｐを行うための構成を備える。他の構成及び工程は、上記図１〜図３の実施形態の場合と同様である。
【００６７】
図６に示すように、本実施形態の鉄心製造装置は、プッシュバック工程を行うための構成として、円弧状部材２１の輪郭に対応する形状を有するダイ８１と、ダイ８１に対して鉄心材１０の円弧状部材２１となる部分を押し込むことにより該部分を打ち抜いて円弧状部材２１を形成するメインパンチ８２と、カウンタ荷重を付与するカウンタパンチ８３と、メインパンチ８２が打抜きを行うとき、鉄心材１０を押さえ、かつメインパンチ８２を案内するストリッパプレート８４とを備える。
【００６８】
カウンタパンチ８３は、メインパンチ８２が鉄心材１０をダイ８１に押し込む間、打ち抜かれる鉄心材１０部分の下面に対し、メインパンチ８２の押圧力に抗して、上方向のカウンタ荷重を付与する。このカウンタ荷重を生じさせるために、カウンタパンチ８３は皿ばね等により上方向に付勢されている。
【００６９】
プッシュバック工程においては、まず、メインパンチ８２及びストリッパプレート８４が一体となって下降する。ストリッパプレート８４が下降すると、鉄心材１０を持ち上げている送りガイドも押し下げられる。
【００７０】
そして、ストリッパプレート８４がダイ８１との間で鉄心材１０を挟むと、メインパンチ８２はカウンタパンチ８３によるカウンタ荷重に抗して、ストリッパプレート８４から突出し、鉄心材１０をダイ８１内に押し込み、同図（ａ）に示すように、下死点に至る。
【００７１】
これにより、円弧状部材２１となる部分が打ち抜かれ、円弧状部材２１に形成される。なお、下死点の位置は、円弧状部材２１となる部分が完全に打ち抜かれることなく、鉄心材１０の板厚の２０〜３０％程度が切断されずに残るように設定するようにしてもよい。
【００７２】
次に、メインパンチ８２が上昇するとともに、これに追従してカウンタパンチ８３が元のレベルに復帰する（同図（ｂ））。これにより、形成された円弧状部材２１は鉄心材１０に押し戻され、鉄心材１０により保持される。なお、上述のように、下死点の位置を、円弧状部材２１となる部分が半抜き状態となるように設定した場合には、この押し戻しにより該部分の切断が完了し、円弧状部材２１が形成されることになる。
【００７３】
メインパンチ８２がさらに上昇すると（同図（ｃ））、ストリッパプレート８４も上昇を開始する（同図（ｄ））。これに伴い、押し下げられていた送りガイドも復帰し、鉄心材１０が持ち上げられる（同図（ｄ））。
【００７４】
その後、メインパンチ８２がストリッパプレート８４とともにさらに上昇し（同図（ｅ））、上死点に至ると（同図（ｆ））、鉄心材１０の送りが開始される。これにより、プッシュバック工程が完了する。プッシュバック工程において鉄心材１０に押し戻された円弧状部材２１は、上述の分離工程Ｃにおいて、鉄心材１０から分離され、下方の環状層２０上に結合されることになる。
【００７５】
以上、実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、適宜変形して実施することができる。例えば、以上の説明では言及しなかったが、各環状層２０間の結合を、レーザ光による溶接により強化させるようにしてもよい。また、各環状層２０間の結合を、半抜き孔２４を用いたかしめで行う代わりに、接着剤により接着することにより行うようにしてもよい。
【００７６】
また、実施形態においては、積層鉄心としてステータコアを製造する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、ロータコア等の他の積層鉄心を製造する場合にも適用することができる。更に、積層鉄心を構成する薄板部材は、円弧状に限らず、積層鉄心の形状によって決められるものである。
【００７７】
また、一層が１枚の薄板部材で構成される積層鉄心であってもよい。この場合、図７に示すように、帯状の鉄心材１１０に対してプッシュバック工程Ｐで環状の薄板部材１２１を打ち抜いて押し戻す。その後、図１の実施形態と同様に、第１分離工程Ｃ１と第２分離工程Ｃ２で同時に環状の薄板部材１２１を分離し、先に分離した薄板部材１２１に積層して結合することにより、環状の積層鉄心が製造される。この結果、分離工程での処理速度を上げることなく、積層鉄心の生産性を向上することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０…鉄心材、２０…環状層、２１…円弧状薄板部材、３０…第１送り手段、３１…第２送り手段、４０…半抜き手段、４１，８１…ダイ、４２，８２…メインパンチ、４３，８３…カウンタパンチ、５０…平押し手段、５１…ダイプレート、５２，８４…ストリッパプレート、６０ａ，６０ｂ…押圧手段、６１…押圧部材、７０…積層ガイド。
【図１】
0005735880.tif 000002
【図２】
0005735880.tif 000003
【図３】
0005735880.tif 000004
【図４】
0005735880.tif 000005
【図５】
0005735880.tif 000006
【図６】
0005735880.tif 000007
【図７】
0005735880.tif 000008