CN102055286B

CN102055286B - 挤压方法和挤压设备

Info

Publication number: CN102055286B
Application number: CN201010520032.6A
Authority: CN
Inventors: 藤村志郎; 渡边拓真; 坂野肇
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2010-10-22
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2030-10-22
Also published as: CN102055286A; US20110095072A1; US8235278B2; JP2011088200A; JP5458804B2

Abstract

挤压方法和挤压设备。挤压设备包括安装台和挤压构件。由多个心片层叠而成的工件被置于安装台上，挤压构件用于从上方挤压安装台上的工件。基部构件以使安装台能在水平面内游动的方式来支撑安装台。当挤压构件下降时，定位构件确定工件的位置，使得工件的心片沿着一个纵向轴线对齐。

Description

挤压方法和挤压设备

技术领域

本发明涉及用于沿着层叠方向挤压由诸如心片(coresheet)等多个板层叠而成的工件由此在层叠状态下接合所述板的挤压方法和挤压设备。例如，本发明涉及马达用定子芯和转子芯的挤压方法(press method)和挤压设备。

背景技术

例如，日本特开2001-286107号公报公开了用于制造马达用层叠铁心的现有设备。该设备不直接挤压层叠铁心。根据该设备，层叠铁心被置于工作台上，铆钉被插入到形成于层叠铁心的通孔中。各铆钉被挤压销凿紧(swage)。因此，层叠铁心被铆钉凿紧。换句话说，经由铆钉间接地挤压层叠铁心。在凿紧时，内轴被插入到层叠铁心的中心孔中，并且绕层叠铁心的外周面装配外保持环。内轴和外保持环减小心片的径向位移。

根据上述公报的设备，利用预先被插入到孔中的铆钉将层叠铁心置于工作台上。因此，由铆钉限制各心片的径向移动，这防止了心片移位。然而，当铆钉未被安装到层叠铁心时，可能产生问题。在该情况下，将仅由层叠心片形成的层叠铁心置于工作台上，而未插入铆钉。当对该层叠铁心进行诸如挤压等加工操作时，如果心片存在任何的移位，则该移位是无法修正的。也就是说，当对层叠铁心进行一些类型的加工操作时，如，如果象上述公报的设备中那样限制层叠铁心的内外周面的位置，工作台上的层叠铁心就会位于固定位置。因此，不能移动层叠铁心，不能容易地将心片移动到适当位置。因此，难以制造具有均一磁通密度的高精度的层叠铁心。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种当沿着层叠方向挤压心片时能够高精度地接合诸如心片等多个层叠板的挤压方法和挤压设备。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供一种挤压方法，该挤压方法用于在确定多个层叠板的位置的状态下沿着层叠方向挤压由所述多个板层叠而成的工件。所述挤压方法包括：以允许所述工件能在水平面内游动(loosely move)的方式将所述工件置于安装台上；以及沿着层叠方向挤压安装台上的工件。

根据本发明的第二方面，提供一种挤压设备，该挤压设备用于沿着层叠方向挤压由多个板层叠而成的工件。所述挤压设备包括：安装台，在所述安装台上放置所述工件；挤压部，其用于从上方挤压所述安装台上的所述工件；基部；定位部。基部以允许安装台能在水平面内游动的方式支撑安装台。定位部确定工件的位置，使得所述心片在一个纵向轴线上对齐。

通过下面结合附图以及借助于本发明的原理的示例的说明，本发明的其它方面和优点将变得明显。

附图说明

参照下面对本发明的优选实施方式和附图的说明可以更好地理解本发明及其目的和优点，在附图中：

图1是示出根据本发明的一个实施方式的挤压设备的剖视图；

图2是沿着图1的线2-2截取的剖视图；

图3是沿着图1的线3-3截取的剖视图；

图4是示出图1所示的挤压设备的操作状态的剖视图；

图5是示出挤压设备在图4的操作状态之后的操作状态的剖视图；

图6是示出挤压设备在图5的操作状态之后的操作状态的剖视图；

图7是示出挤压设备在图6的操作状态之后的操作状态的剖视图；

图8是示出作为工件的马达用层叠铁心的立体图；

图9是示出作为图8的层叠铁心中的板的心片的层叠接合部的放大剖视图；

图10(a)是图8的层叠铁心的通常层叠状态的剖视图；以及

图10(b)是图8的层叠铁心的异常层叠状态的剖视图。

具体实施方式

现在将参照附图说明根据本发明的一个实施方式的挤压设备和挤压方法。

如图1所示，挤压设备包括在底部用作基部的基部构件11。基部构件11由矩形板状基座12和环状支撑环14形成，其中，矩形板状基座12被置于诸如地板等安装区域(未示出)，利用圆板状介装板(interposed plate)13将环状支撑环14固定到基座12。在基部构件11的基座12上，安装台15以可沿水平方向和上下方向游动的方式被支撑在支撑环14中。也就是说，在安装台15的外周面与支撑环14的内周面之间限定环状间隙16。环状间隙16允许安装台15在360度内沿任意的水平方向游动。此外，在安装台15的下表面与介装板13的上表面之间限定间隙17。间隙17允许安装台15沿着上下方向游动。

作为马达用层叠铁心的工件W被置于安装台15上。如图8 所示，通过层叠已经被冲压(punched)成预定形状的心片S来形成工件W。在工件W的中心形成中心孔Wa。如图8和图9所示，在工件W的各心片S中沿着同一圆周以预定间隔形成多个接合部Sa。在心片S被层叠的情况下，各对相邻的心片S经由被接合部Sa限定的突起和凹部彼此接合，使得心片S在层叠状态下被接合。

如图1和图2所示，在基部构件11的基座12中形成沿上下方向延伸的八个收容孔18。在同一圆周上等间隔地配置收容孔18。介装板13具有与收容孔18对应的孔13a。在各收容孔18中放置带肩螺钉(shoulder screw)19。各带肩螺钉19延伸穿过对应的孔13a并且被螺纹接合到安装台15的下表面。各带肩螺钉19具有头部19a。在带肩螺钉19的头部19a的外周面与收容孔18的内周面之间以及在带肩螺钉19的台阶部19b的外周面与孔13a之间限定间隙25。各间隙25的宽度与间隙16的宽度相同。弹簧座20被设置在各收容孔18的底部。弹簧21位于弹簧座20与对应的带肩螺钉19的头部19a之间。弹簧21用作经由带肩螺钉19对安装台15向上施力的施力部。在该情况下，所有弹簧21的总施加力被设定成大于由安装台15和置于安装台15上的工件W的总重产生的负荷。

如图1所示，限制部22位于安装台15与基部构件11的支撑环14之间。限制部22限定安装台15的上限位置。限制部22由形成于支撑环14的内周面的向下台阶部23和形成于安装台15的外周面的向上台阶部24形成。当限制部22的台阶部23、24彼此接合时，由弹簧21的施加力将安装台15保持在上限位置。在该状态下，在安装台15的下表面与介装板13的上表面之间限定间隙17。

如图1和图2所示，在基部构件11的基座12上配置升降板 27。升降板27经由引导杆28可选择地升降，在本实施方式中，引导杆28的数量是四个。圆板状安装板29被固定到升降板27的下表面。具有大直径的筒状主支撑杆30以向下延伸的方式被固定到安装板29的下表面的中央。此外，具有小直径的一对实心辅助支撑杆31以间隔180度的方式被设置于安装板29的下表面的周围。辅助支撑杆31向下延伸(参见图3)。主支撑杆30和辅助支撑杆31经由滑动轴承33、34支撑升降块32，使得升降块32可以升降。

利用介装板36将用作挤压部的环状挤压构件35安装到升降块32的下表面。挤压构件35用于从上方挤压安装台15上的工件W。在升降块32的外周面中形成沿上下方向延伸的八个收容槽37。收容槽37以相等的角度间隔被隔开(参见图3)。在各收容槽37中接收向下延伸的挤压缸38。挤压缸38被固定到安装板29的下表面。各挤压缸38具有末端被联接到挤压构件35的活塞杆38a。挤压缸38的活塞杆38a同时缩回或伸出，使得挤压构件35在图1所示的上方不挤压位置与图5所示的下方挤压位置之间升降。

定位构件39被固定到主支撑杆30的下端。定位构件39用作确定工件W在安装台15上的位置的定位部。定位构件39形成为直径稍小于工件W的中心孔Wa的内径的短柱状。在定位构件39的下侧外周面形成锥状面39a。锥状面39a有利于定位构件39进入中心孔Wa。如图4所示，当挤压构件35随着升降板27的下降而下降时，定位构件39进入工作台15上的工件W的中心孔Wa并且与中心孔Wa的内周面接触。因此，工件W的位置被确定成使得工件W的心片S被沿着一个纵向轴线定位。

用作调整部的调整构件40被设置在基部构件11和定位构件39之间。当挤压构件35下降时，定位构件40调整定位构件39的位置。调整构件40由调整销41和接合环42形成。调整销41被设置成从基部构件11的基座12的上表面的中央突出。接合环42以能与调整销41接合的方式被埋设于定位构件39的下表面的中央。如图4所示，当挤压构件35随着升降板27的下降而下降时，接合环42与调整销41接合，使得定位构件39被定位在预定的纵向轴线上。由此，调整了定位构件39的位置。

现在将说明挤压设备的操作。

在图1的状态下，由升降缸(未示出)将升降板27保持在远离安装台15的上方位置。在挤压缸38的活塞杆38a位于缩回位置的情况下，挤压构件35被配置在上方位置。在该状态下，由多个心片S层叠而形成的马达用层叠铁心、即工件W被置于安装台15上。在该情况下，安装台15不会抵抗弹簧21的施加力而下降，而是以能游动的方式被保持在由限制部22限定的上限位置。

随后，当由升降缸(未示出)使升降板27朝向安装台15下降时，如图1中的双点划线所示，定位构件39进入工件W的中心孔Wa以与工件W接合，从而开始工件W的定位。随后，如图4所示，定位构件39的接合环42与调整销41接合，使得定位构件39的位置被调整到预定纵向轴线上的位置。因此，心片S的中心被定位在由调整销41限定的预定纵向轴线上，使得工件W的心片S在纵向轴线上对齐。也就是说，沿着一个纵向轴线对齐心片S的中心。

在该状态下，安装台15被保持为可在基部构件11的支撑环14中沿水平方向和上下方向游动。因此，当定位构件39确定工件W的位置时，允许安装台15沿上下方向和在水平面内沿横向移动。这防止了安装台15和工件W相对于彼此移动，使得工件W跟随定位构件39的移动。这使得工件W的定位顺利地执行。结果，工件W的心片S被沿着一个纵向轴线精确地对齐。

其后，挤压缸38被同步地致动而伸出，使得挤压构件35从上方不挤压位置向下方挤压位置移动，以从上方挤压安装台15上的工件W。当执行挤压时，挤压缸38不是必须被致动。也就是说，升降板27可以进一步下降以将挤压构件35移动到挤压位置。然后，安装台15抵抗弹簧21的施加力从上限位置下降，从而消除了安装台15的下表面与介装板13的上表面之间的间隙17，且安装台15的下表面与基座12的上表面接触。在该状态下，挤压构件35的挤压力在安装台15与挤压构件35之间挤压工件W。这使得工件W的层叠心片S被牢固地接合在一起。

因此，即使层叠心片S如图10(b)所示在被挤压之前未对齐，也可以由用于调整位置的定位构件39如图10(a)所示地对齐层叠心片S。在该状态下挤压层叠心片S，从而获得高精度的层叠铁心。

在完成工件W的挤压之后，升降板27如由图5中的双点划线形成的线所示以及如图6所示地上升。因此，定位构件39开始朝向初始位置上升。在该状态下，向下的挤压力继续作用在挤压缸38上。因此，随着升降板27的上升，活塞杆38a被延伸，使得挤压构件35继续挤压工件W。挤压构件35继续挤压工件W直至定位构件39如图7所示离开工件W的中心孔Wa。其后，当升降板27继续上升直至定位构件39从工件W的中心孔Wa移除时，挤压缸38的挤压方向反向，以使挤压构件35从下方挤压位置向上方不挤压位置移动。由此，停止对安装台15上的工件W的挤压。从而，由弹簧21的施加力使安装台15上升到图1所示的上限位置、即初始位置。这样，释放安装台15上的工件W的上表面。现在，可以从安装台15移除已经被挤压的工件W。

因此，本实施方式具有如下优点。

(1)挤压构件35的下降沿心片S的层叠方向挤压安装台15 上的工件W。在挤压之前，在允许安装台15在水平面内游动的状态下，由定位构件39确定工件W的位置。这将工件W的心片S沿一个纵向轴线对齐。也就是说，心片S的中心沿着一个纵向轴线对齐。因此，心片S被高精度地接合在一起，而不会在心片S之间产生任何间隙或移位。

(2)基部构件11允许安装台15沿上下方向游动。此外，安装台15被弹簧21向上施力并且被限制部22保持在上限位置。从而，当挤压构件35的下降沿心片S的层叠方向挤压安装台15上的工件W时，使得安装台15不仅能在水平面内游动，而且能沿上下方向游动。因此，工件W的心片S可以根据定位构件39的位置而顺利地移动到期望位置，从而允许高精度地加工。此外，当挤压构件35的下降沿心片S的层叠方向挤压安装台15上的工件W时，弹簧21抑制了冲击的产生。这有助于更高精度的操作。

(3)当挤压构件35下降时，由调整构件40调整定位构件39的位置，使得定位构件39位于预定的纵向轴线上。从而，当挤压构件35下降时，在由定位构件39对工件W进行定位之前，调整构件40将定位构件39的位置调整到预定纵向轴线上的位置。由此，定位构件39在预定的一个纵向轴线上精确地对齐工件W的心片S。这使得工件W和挤压构件35被配置在同一轴线上，并且工件W沿着整个圆周接收均一的挤压力。因此，获得在心片S之间没有间隙或移位的高精度的层叠铁心。

(4)在工件W的挤压结束时，挤压构件35继续挤压工件W直至定位构件39向初始位置上升并且被从工件W的中心孔Wa移除。因此，防止了工件W的心片S的面对中心孔Wa的边缘由于定位构件39的上升而卷起。这确保了精度。

变型实施方式

上面示出的实施方式可以如下变型。

可以省略安装台15与介装板13之间的间隙17。在该情况下，安装台15的下表面优选被可自由回转(loosely rotatable)的球状体支撑，使得安装台15能够沿水平方向顺利地移动。

可以省略由调整销41和接合环42形成的调整构件40。

因此，本发明的示例和实施方式应该被理解为是示例性的，而不是限制性的，本发明不限于这里给出的细节，而是可以在所附权利要求书的范围内变型及进行等同变型。

Claims

1.一种挤压方法，其用于在确定多个板层叠而成的工件的位置的状态下沿着层叠方向挤压所述工件（W），所述方法的特征在于：

以允许所述工件（W）能在水平面内游动的方式将所述工件（W）置于安装台（15）上；以及

沿着所述层叠方向挤压所述安装台（15）上的所述工件（W），

其中，在挤压之前，在允许所述安装台（15）在水平面内游动的状态下，由定位构件（39）确定所述工件（W）的位置，使得构成所述工件（W）的板在一个纵向轴线上对齐。

2.根据权利要求1所述的挤压方法，其特征在于，所述工件（W）是由层叠心片（S）制成的层叠铁心，而且

在所述挤压之后，在经由突起和凹部之间的接合确定各心片（S）相对于相邻的心片（S）的位置的状态下固定所述工件（W）。

3.根据权利要求1所述的挤压方法，其特征在于，挤压所述工件（W）包括：

利用与所述工件（W）的中心孔（Wa）接合的定位构件（39）来确定所述工件（W）的位置；以及

持续挤压所述工件（W）直至所述定位构件（39）离开所述中心孔（Wa）。

4.一种挤压设备，其用于沿着层叠方向挤压由多个心片（S）层叠而成的工件（W），所述挤压设备包括：

安装台（15），在所述安装台（15）上放置所述工件（W）；

挤压部（35），其用于从上方挤压所述安装台（15）上的所述工件（W），

所述挤压设备的特征在于，所述设备还包括：

基部（11），其用于以允许所述安装台（15）能在水平面内游动的方式支撑所述安装台（15）；和

定位部（39），其用于在允许所述安装台（15）在水平面内游动的状态下确定所述工件（W）的位置，使得所述心片（S）在一个纵向轴线上对齐。

5.根据权利要求4所述的挤压设备，其特征在于，所述基部（11）以还允许所述安装台（15）能沿上下方向游动的方式支撑所述安装台（15），所述挤压设备还包括：

施力部（21），其用于对所述安装台（15）向上施力；和

限制部（22），其用于限定所述安装台（15）的上限位置。

6.根据权利要求4所述的挤压设备，其特征在于，所述工件（W）在中心具有筒状的孔（Wa），所述孔（Wa）具有内周面，而且

随着所述挤压部（35）的下降，所述定位部（39）通过与所述工件（W）的所述孔（Wa）的内周面接触来确定所述工件（W）的位置。

7.根据权利要求6所述的挤压设备，其特征在于，所述挤压设备还包括调整部，所述调整部用于在所述挤压部（35）下降时调整所述定位部（39）的位置，使得所述定位部位于预定纵向轴线上。

8.根据权利要求4所述的挤压设备，其特征在于，所述安装台（15）具有外周面，所述基部（11）具有能与所述安装台（15）的外周面接触的内周面，在所述安装台（15）的外周面与所述基部（11）的内周面之间设置间隙，所述间隙允许所述安装台（15）能在水平面内游动。

9.根据权利要求5所述的挤压设备，其特征在于，所述安装台（15）具有下表面，所述基部（11）具有能与所述安装台（15）的下表面接触的上表面，在所述安装台（15）的下表面与所述基部（11）的上表面之间设置间隙，所述间隙允许所述安装台（15）能沿上下方向游动。

10.根据权利要求9所述的挤压设备，其特征在于，通过所述安装台（15）的下表面与所述基部（11）的上表面之间的接触来限制所述安装台（15）的向下移动。