CN102683242B - 旋转层叠设备 - Google Patents

Abstract

一种旋转层叠设备，其具有可绕竖直轴线转动的旋转层叠转台。多个工件在转台上旋转并层叠。转台包括：支撑构件，其配置于转台的上表面；多个滚动体，其安装于转台的上表面；以及多个施力构件，用于对滚动体向上施力。支撑构件由具有高摩擦系数的材料形成。滚动体能在上方位置和下方位置之间选择性地移动。在上方位置，各滚动体的至少一部分位于支撑构件的上表面上方。在下方往置，各滚动体位于支撑构件的上表面的下方。在上方位置，滚动体以工件在横向上可移动的方式支撑工件。

Description

旋转层叠设备

技术领域

本发明涉及用于制造诸如马达用的定子芯或转子芯等层叠制品的设备。具体地，本发明涉及用于旋转并层叠通过冲压薄板而获得的芯片的旋转层叠设备。

背景技术

传统上，作为用于制造马达芯的一种这种类型的设备，已经提出了例如特开2010-45921号公报中所公开的构造。通过该构造，以如下方式制造层叠芯。使用冲头和模具获得弧形的分割芯片。分割芯片被保持在外部夹持体和内部夹持体之间。转动外部夹持体和内部夹持体，以转动分割芯片并且将分割芯片环状地配置在转台上。以此方式，形成环状芯片。然后，通过转动夹持体，使环状芯片以相位错开的方式在转台上转动、层叠并且结合。以此方式，通过以不同的角度堆叠多个环状芯片，或者换句话说，通过旋转层叠来制造层叠芯。

当环状芯片旋转并且堆叠在一起时，支撑层叠芯的转台与外部夹持体一起转动。这防止转台的上表面与层叠芯的底面之间的滑动，由此防止在层叠芯上形成滑动擦痕。

发明内容

然而，通常对于上述构造来说，载置有层叠芯的转台的上表面由金属制成。由于金属的摩擦系数小，在转台的上表面与层叠芯的底面之间容易发生滑动。这可能在层叠芯上形成滑动擦痕。

另外，在传统构造中，当使用预定数目的环状芯片在转台上形成层叠芯之后，转台下降到制品释放位置。随后，在制品释放位置处由推动件沿横向将层叠芯推出，从而从转台释放层叠芯。当层叠芯被横向地推压并且沿着转台的上表面移动时，可能在层叠芯上形成滑动擦痕。

为了解决该问题，转台的上表面可以被平滑化成类似于镜面。然而，在这种情况下，转台上表面上的诸如铁粉等异物可能对层叠芯造成损伤。

因此，为了解决传统技术中的上述问题，本发明的目的是提供一种旋转层叠设备，该设备防止当冲出的工件在转台上转动层叠以及当层叠制品从转台上释放时在层叠体上形成擦痕。

为了实现上述目的，本发明提供一种旋转层叠设备，其具有可绕竖直轴线转动的旋转层叠转台。转台适用于转动层叠转台上的多个冲出的工件。转台包括：支撑构件，其配置于转台的上表面；多个滚动体，其安装于转台的上表面；以及多个施力构件，其用于对滚动体向上施力。支撑构件的形成材料具有比金属的摩擦系数高的摩擦系数。滚动体能在上方位置和下方位置之间选择性地移动。在上方位置，各滚动体的至少一部分位于支撑构件的上表面的上方。在下方往置，各滚动体均位于支撑构件的上表面的下方。在上方位置，滚动体以工件在横向上可移动的方式支撑工件。

结合附图，从以示例的方式说明本发明的原理的下述描述中，本发明的其它方面和优点将变得明显。

附图说明

通过参照所示出的优选实施方式的下述描述和附图，可以最佳地理解本发明以及其目的和优点，在附图中：

图1是示意性示出根据本发明的第一实施方式的旋转层叠设备的截面图；

图2是示出图1所示的旋转层叠设备中的旋转层叠转台的俯视图；

图3是沿着图2中的线3-3截取的放大截面图；

图4是沿着图2中的线3-3截取的示出滚动体在制品释放位置的操作状态的截面图；

图5是示意性示出根据本发明的第二实施方式的旋转层叠设备的截面图；

图6是示出图5所示的旋转层叠设备中的旋转层叠转台的俯视图；以及

图7是示出图5所示的旋转层叠设备中的辅助滚动体附近的部分的放大截面图。

具体实施方式

<第一实施方式>

现在，将参照图1至图4描述根据本发明的第一实施方式的旋转层叠设备。

如图1所示，第一实施方式的旋转层叠设备具有管状保持构件11。保持构件11绕竖直轴线C转动。由马达(未示出)使保持构件11沿一个方向以恒定的角度间歇地转动。环状模具12被固定到保持构件11的内周面的上端。冲头13被配置在模具12的上方并且能沿着竖直轴线C往复移动。当长形薄板W被配置在保持构件11上时，冲头13相对于模具12沿竖直方向往复运动。以此方式，在薄板W上进行冲压，以形成作为工件的具有预定形状的芯片Wa。

在模具12下方的位置，筒状的加压环14被固定到保持构件11的内周。加压环14具有比各芯片Wa的直径略小的直径，并且对芯片Wa的外周面施压。载置台15被配置在由模具12、加压环14和保持构件11形成的轴向孔中，并且可沿着竖直轴线C移动。在通过冲头13和模具12的冲压而形成之后，在由加压环14从芯片Wa的外周加压保持的状态下，芯片Wa被顺次地载置到载置台15上。在形成各芯片Wa之前，由马达(未示出)使保持构件11转动，然后模具12和加压环14与保持构件11一体地转动。结果，以使得这些芯片Wa的配置角度彼此不同的方式使各冲出的芯片Wa层叠在位于该芯片的紧下方的另一芯片Wa上。以此方式，制造用作诸如马达用的定子芯或转子芯等的层叠制品的层叠芯WA。

当各冲出的芯片Wa在载置台15上层叠时，载置台15和载置台15上的芯片Wa与冲头13一起降低。然后冲头13升高，随着冲头13的升高，升降机构16使载置台15和芯片Wa升高。升降机构16包括马达，并通过轴17连接到载置台15。升降机构16对载置台15上的层叠芯WA施加作用方向与冲头13的加压方向相反的压力。此时，载置台15上的芯片Wa的最上面的一个芯片的上表面配置成与模具12的上表面平齐。

参照图1，载置台15具有支撑台18和盘状的旋转层叠转台21。支撑台18被固定到轴17的上端。转台21经由径向轴承19和推力轴承20以可绕竖直轴线C转动的方式由支撑台18支撑。当冲出的芯片Wa转动并且在转台21的上表面层叠时，转台被保持为与层叠芯WA的底面摩擦接触。这种摩擦使转台21与保持构件11、模具和加压环14一体地转动。

如图1至图3所示，使用多个螺钉23将平板状支撑构件22固定到转台21的上表面。支撑构件22由具有比金属的摩擦系数高的摩擦系数且比金属软的弹性材料形成。支撑构件22由例如聚氨酯橡胶、丙烯酸类橡胶、硅酮橡胶、氯丁橡胶(CR)或丁腈橡胶(NBR)等形成。多个凹部24形成于转台21的上表面。支撑构件22具有多个与凹部24对准的台阶孔22a。在各台阶孔22a的内周均形成台阶22b。保持件25以在竖直方向上可动的方式配置在各凹部24中。滚动体26经由在每个方向上转动的多个小滚珠27支撑在各保持件25中。各滚动体26均由以在横向上可动的方式支撑层叠芯片Wa的滚珠形成。当保持件25上升时，滚动体26以使得各滚动体26的至少一部分上升到支撑构件22的上表面上方的位置的方式移动。当保持件25下降时，滚动体26以使得各滚动体26全部位于支撑构件22的上表面下方的位置的方式移动。在各凹部24的底面与对应的保持件25之间配置作为施力构件的弹簧28。弹簧28对对应的滚动体26向上施力。各保持件25均具有接合凸缘25a，该接合凸缘25a围绕保持件25的上外周部而形成。当由对应的弹簧28产生的施力使各保持件25升高时，保持件25的向上移动受到接合凸缘25a与对应的台阶孔22a的台阶22b之间的接合的限制。各接合凸缘25a和对应的台阶22b形成用于限制保持件25向上移动的限制构件。当滚动体26转动时，芯片Wa由滚动体26支撑并且被从转台21输送到释放口(releaseport)。以如下方式来确定滚动体26的配置位置和配置密度：移动芯片Wa时，防止芯片Wa的外周端与支撑构件22的上表面接触。

如图1所示，释放机构29配置在保持构件11的下方。释放机构29从转台21释放由预定数目的芯片Wa形成的层叠芯WA。释放机构29具有释放口30，该释放口30在加压环14下方的位置与保持构件11的轴向孔连通。推动件31以可沿着垂直于竖直轴线C的方向移动的方式配置在与释放口30相面对的位置，而保持构件11的轴向孔位于推动件31和释放口30之间。在预定数目的芯片Wa在载置台15的转台21上层叠而由此形成具有预定厚度的层叠芯WA之后，升降机构16使载置台15下降到制品释放位置P。在图1中，均处于位于制品释放位置P的状态中的载置台15和层叠芯WA由虚线表示。在该状态，推动件31朝向释放口30移动，以推压层叠芯WA。结果，层叠芯WA从载置台15的转台21释放到释放口30内。

以下，将描述如上构造的旋转层叠设备的操作。

通过冲头13相对于模具12的往复运动，旋转层叠设备通过冲压从载置在保持构件11上的薄板W形成具有预定形状的芯片Wa。冲出的芯片Wa在由加压环14从芯片Wa的外周加压保持的状态下被载置并被顺次地层叠到载置台15的转台21上。在该状态下，升降机构16使载置台15升高并对载置台15上的层叠芯WA施加作用方向与冲头13的加压方向相反的压力。结果，参照图3，转台21上的各滚动体26与对应的弹簧28的施力反向地被加压，并且移动到转台21上的支撑构件22的上表面下方的位置。这样维持层叠芯WA的底面与支撑构件22的上表面摩擦接触。

每次通过冲压形成一个芯片Wa或预定数目的芯片Wa时，模具12和加压环14与保持构件11一体地转动预定角度。以此方式，芯片Wa以不同的角度层叠，以形成层叠芯WA。这消除了冲出的芯片Wa彼此之间的厚度变化，从而防止层叠芯WA具有不均一的厚度。

通过模具12和加压环14的转动，芯片Wa被转动层叠在载置台15的转台21上。在此阶段，转台21与层叠芯WA的底面摩擦接触，由此与保持构件11、模具12和加压环14一体地转动。在此阶段，如图3所示，转台21的滚动体26位于支撑构件22的上表面的下方，层叠芯WA的底面与支撑构件22的上表面摩擦接触。支撑构件22由具有比金属的摩擦系数高的摩擦系数且比金属软的材料形成。这防止转台21与层叠芯WA之间的滑动，由此防止在层叠芯WA上形成滑动擦痕。芯片Wa通过未示出的突起和对应的凹部之间的接合而结合在一起，由此彼此相对移动。

通过在载置台15的转台21上层叠预定数目的芯片Wa，形成具有预定厚度的层叠芯WA。然后，升降机构16将载置台15下降到如图1中的虚线所表示的制品释放位置P。在此阶段，层叠芯WA与加压环14分离，从而减小用于对层叠芯WA加压的转台21的负荷。结果，如图4所示，转台21的各滚动体26通过对应的弹簧28的施力而以从支撑构件22的上表面向上突出的方式移动。这使层叠芯WA与支撑构件22的上表面分离，使得层叠芯WA被支撑在滚动体26上。在此状态下，通过借助于推动件31从转台21横向地推压(press)层叠芯WA，滚动体26滚动以将层叠芯WA平滑地释放到释放口30。这防止在释放层叠芯WA时在层叠芯WA上形成滑动擦痕。

第一实施方式具有如下优点。

(1)在第一实施方式的旋转层叠设备中，当冲出的芯片Wa被转动层叠在转台21上时，层叠芯WA由转台21上的支撑构件22支撑。支撑构件22由具有比金属的摩擦系数高的摩擦系数的材料形成。因此，当芯片Wa被转动层叠时，防止转台21上的层叠芯WA与转台21之间的滑动。结果，防止在层叠芯WA上由这种滑动而形成擦痕。

(2)第一实施方式的旋转层叠设备将转台21下降到制品释放位置以从转台21释放层叠芯WA。在此阶段，各弹簧28的施力使转台21的相应的滚动体26以从支撑构件22的上表面向上突出的方式移动。由此层叠芯WA在由滚动体26支撑的状态下与转台21上的支撑构件22分离。当推动件31在此状态下从转台21横向地推压并且释放层叠芯WA时，滚动体26在转动的同时支撑层叠芯WA，由此防止层叠芯WA与转台21上的支撑构件22的上表面接触。由此平滑地释放层叠芯WA。这防止在释放层叠芯WA时在层叠芯WA上形成滑动擦痕。

(3)在第一实施方式的旋转层叠设备中，支撑构件22由比金属软的材料形成。因此，即使诸如金属屑等异物被捕获在芯片Wa和转台21之间，异物也被埋入支撑构件22。这有效地防止当芯片Wa被转动层叠时在层叠芯WA上形成擦痕。

(4)在第一实施方式的旋转层叠设备中，各滚动体26由能沿任何方向转动的滚珠构造。因此，甚至当滚动体26停止在任何转动位置时，滚动体26也能够平滑地地朝向释放口30释放层叠芯WA。

<第二实施方式>

以下，将主要针对第一实施方式与第二实施方式的不同描述根据本发明的第二实施方式的旋转层叠设备。

如图5所示，第二实施方式的旋转层叠设备层叠环状芯片Wa，各芯片Wa均具有形成于中央部的孔Wb。参照图5和图6，旋转层叠转台21具有环状上部。具有环状形状的支撑构件22被固定到转台21的上表面。如第一实施方式那样，支撑构件22由具有比金属的摩擦系数高的摩擦系数且比金属软的材料形成。另外，与第一实施方式相似，均由滚珠形成的多个滚动体26配置在转台21的上表面。滚动体26能移动到各滚动体26的至少一部分位于支撑构件22的上表面上方的上方位置。滚动体26还能移动到各滚动体26位于支撑构件22的上表面下方的下方位置。

圆形的保持板35经由推力轴承36以能相对于转台21转动的方式配置在转台21的上中央部。保持板35的直径小于各芯片Wa的中央孔Wb的直径。芯片Wa不是载置于保持板35。使用多个螺钉37将保持板35固定到支撑台18，由此转台21被保持于支撑台18上。由具有高摩擦系数并且软的材料形成的支撑构件22并未配置在保持板35的上表面。金属板35A通过螺钉37安装到保持板35的上表面。

如图7所示，多个凹部34形成于保持板35的上表面。金属板35A具有多个与凹部34对准的台阶孔35Aa。在各台阶孔35Aa的内周形成台阶35Ab。各凹部34以在竖直方向上可动的方式容纳保持件33。由辊形成的辅助滚动体38支撑于各保持件33。各辅助滚动体38可绕轴38a转动，该轴38a沿着与释放层叠芯WA的方向垂直的水平方向配置。辅助滚动体38以能使得各辅助滚动体38的至少一部分位于金属板35A的上表面上方的方式移动。辅助滚动体38还能以使得各辅助滚动体38位于金属板35A的上表面下方的方式移动。用作施力构件的弹簧39配置在各凹部34的底部与对应的保持件33之间。如第一实施方式中的那样，由对应的弹簧39对各辅助滚动体38向上施力。各保持件33均具有接合凸缘33a，该接合凸缘33a围绕保持件33的上外周部形成。由对应的弹簧39的施力引起的各保持件33的向上移动受到接合凸缘33a与对应的台阶孔35Aa的台阶35Ab之间的接合的限制。各接合凸缘33a和对应的台阶35Ab构成用于限制对应的、保持关联的辅助滚动体38的保持件33的向上移动的限制部。各辅助滚动体38沿推动件31推压和突出的方向滚动。

如第一实施方式中的那样，当冲出的芯片Wa被转动层叠在转台21上时，转台21上的滚动体26移动到支撑构件22的上表面下方的位置。这将层叠芯WA保持为与转台21的支撑构件22的上表面摩擦接触。当从转台21释放层叠芯WA时，滚动体26移动使得各滚动体26的至少一部分位于支撑构件22的上表面的上方。由此层叠芯WA被支撑在滚动体26上。结果，层叠芯WA在被支撑在滚动的滚动体26和保持板35的滚动的辅助滚动体38上的状态下，被朝向释放口30运送。

因此，第二实施方式具有与第一实施方式的优点(1)至(4)大致相似的优点和下述优点。

(5)在第二实施方式中，保持板35上的各辅助滚动体38由辊构成，这降低组成部件的成本。

(变型)

所示的实施方式可以变型为下述形式。

在第二实施方式中，各辅助滚动体38可以被支撑在固定位置。在这种情况下，辅助滚动体38的上端被配置成与朝向释放口30移动的层叠芯WA的底面平齐。在该构造中，可以省略诸如弹簧39等组成部件以简化设备的构造。

可以使用橡胶材料作为施力构件，以替代弹簧28和弹簧39中的至少一方。

因此，本示例和实施方式应当被认为是说明性的而不是限制性的，本发明不限于此处给出的细节，而是可以在所附的权利要求书的范围和等同结构内对本发明作出变型。

Claims (6)

1.一种旋转层叠设备，其包括能绕竖直轴线(C)转动的旋转层叠转台(21)，其中，所述转台(21)适用于转动层叠所述转台(21)上的多个冲出的工件(Wa)，

所述旋转层叠设备的特征在于，所述转台(21)包括：

支撑构件(22)，其被配置在所述转台(21)的上表面并且其形成材料具有比制作所述转台的上表面的金属的摩擦系数高的摩擦系数；

多个滚动体(26)，其被安装在所述转台(21)的上表面，其中，所述滚动体(26)能选择性地在上方位置和下方位置之间移动，在所述上方位置，各滚动体(26)的至少一部分位于所述支撑构件(22)的上表面的上方，在所述下方位置，各滚动体(26)均位于所述支撑构件(22)的上表面的下方，其中在所述上方位置，所述滚动体(26)以所述工件(Wa)能够沿横向移动的方式支撑所述工件(Wa)；以及

多个施力构件(28)，其用于对所述滚动体(26)向上施力。

2.根据权利要求1所述的旋转层叠设备，其特征在于，所述支撑构件(22)由比所述金属软的材料形成。

3.根据权利要求1或2所述的旋转层叠设备，其特征在于，所述滚动体(26)是能沿任何方向转动的滚珠。

4.根据权利要求3所述的旋转层叠设备，其特征在于，所述转台(21)还包括：

多个保持件(25)，各所述保持件(25)均支撑对应的一个滚动体(26)，其中，所述保持件(25)由所述转台(21)支撑使得所述保持件(25)能够由所述施力构件(28)沿竖直方向移动；以及

多个限制构件(25a，22b)，其中各所述限制构件(25a，22b)均限制由关联的施力构件(28)引起的对应的一个保持件(25)的向上移动。

5.根据权利要求1或2所述的旋转层叠设备，其特征在于，

所述转台(21)的上部具有环状形状，

所述支撑构件(22)具有环状形状，

所述旋转层叠设备还包括配置在所述转台(21)的上部的内部的圆形保持板(35)，和

所述保持板(35)具有配置在所述保持板(35)的上表面的多个辅助滚动体(38)。

6.根据权利要求5所述的旋转层叠设备，其特征在于，各所述辅助滚动体(38)均为辊。