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HINTERGRUND
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1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren eines mehrschichtigen Eisenkerns, der durch Falzen eines streifenförmigen Eisenkernstücks an einem Verbindungsstück und spiralförmiges Aufwickeln und Schichten des streifenförmiges Eisenkernstücks ausgebildet wird, wobei Eisenkernsegmentstücke durch das Verbindungsstück verbunden werden.
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2. Stand der Technik
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JP-A-2011-188651 offenbart beispielsweise eine Herstellungsvorrichtung
84 eines mehrschichtigen Eisenkerns, wobei ein streifenförmiges Eisenkernstück
82, bei dem Eisenkernsegmentstücke
80 durch ein drehbares Verbindungsstück
81 verbunden werden, am Verbindungsstück
81 gefalzt und spiralförmig aufgewickelt wird und außerdem durch Crimpteile
83 gecrimpt wird, die an den Eisenkernsegmentstücken
80, wie in
5 dargestellt, ausgebildet sind. Wenn bei der Herstellung des geschichteten Eisenkerns unter Verwendung dieser Herstellungsvorrichtung
84 das streifenförmige Eisenkernstück
82 am Verbindungsstück
81 gefaltet wird, tritt ein gewölbter Bereich in einer Dickenrichtung des Verbindungsstücks
81 auf und ein Spalt tritt zwischen den vertikal benachbarten Eisenkernsegmentstücken
80 aufgrund dieses gewölbten Bereichs auf und Veränderungen treten bei der Dicke des erhaltenen mehrschichtigen Eisenkerns auf. Hierbei ist ein Bezugszeichen
85 eine Transportbahn zur Führung des streifenförmigen Eisenkernstücks
82 zu einer Aufwickel-Startposition und ein Bezugszeichen
86 ist ein Führungszapfen zur Positionierung des Eisenkernsegmentstücks
80 und ein Bezugszeichen
87 ist ein Einsteckloch des Führungszapfens
86 und ein Bezugszeichen
88 ist eine Anpresswalze zum Anpressen des sich längs der Transportbahn
85 bewegenden streifenförmigen Eisenkernstücks
82 von oben und ein Bezugszeichen
89 ist eine Trommel zum Abstützen von der Innenseite des aufgewickelten und geschichteten streifenförmigen Eisenkernstücks
82 und Bezugszeichen
90,
91 sind eine seitliche Anpresswalze bzw. eine oberseitige Anpresswalze, die am Außenumfang und am obersten Teilbereich des aufgewickelten und geschichteten streifenförmigen Eisenkernstücks
82 anliegen. Ferner ist ein Bezugszeichen
92 ein Druckstift zum Andrücken des Crimpteils
83 des Eisenkernsegmentstücks
80 für den obersten Teilbereich und Crimpen und Schichten des Crimpteils
83 auf das Eisenkernsegmentstück
80 der Unterseite und ein Bezugszeichen
93 ist eine Crimpform, die die Führungszapfen
86 und die Druckstifte
92 umfasst.
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Daher beschreibt z. B. das
japanische Patent Nr. 4150397 eine Situation, wobei, wenn ein streifenförmiges Eisenkernstück
96, bei dem Eisenkernsegmentstücke
95 durch ein Verbindungsstück
94 verbunden sind, am Verbindungsstück
94 gefalzt und spiralförmig aufgewickelt wird und außerdem die vertikalen Eisenkernsegmentstücke
95 gecrimpt und geschichtet werden und ein mehrschichtiger Eisenkern
97 ausgebildet wird, die Außenumfangsseite des Eisenkernsegmentstücks
95 zuvor mit einem Aufnahmeteil
98, das aus einer Einkerbung oder einem Loch hergestellt ist, versehen wird, und gewölbte Bereiche
99, die am gefalzten Verbindungsstück
94 auftreten, in den Aufnahmeteilen
98 der vertikal angeordneten Eisenkernsegmentstücke
95 aufgenommen werden, und dadurch verhindert wird, dass ein Spalt zwischen den Eisenkernsegmentstücken
95 auftritt, wie dies in
6A und
6B dargestellt ist.
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Auch das
japanische Patent Nr. 3171303 offenbart einen mehrschichtigen Eisenkern
104 für einen Stator, wobei durch Verdünnen eines Verbindungsstücks
101, durch das Teiljoch-Eisenkernstücke
100 verbunden sind, ein Entlastungsteil
103 zur Aufnahme eines beim Falzen des Verbindungsstücks
101 gebildeten gewölbten Bereichs
102 zuvor im Innern des Teiljoch-Eisenkernstücks
100 ausgebildet wird und verhindert wird, dass ein Spalt (eine Vergrößerung des Schichtabstands) beim Schichten der Teiljoch-Eisenkernstücke
100 auftritt und eine Reduzierung der Crimpfestigkeit verhindert wird, wie dies in
7 dargestellt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Bei dem im
japanischen Patent Nr. 4150397 beschriebenen mehrschichtigen Eisenkern
97 ist jedoch der Aufnahmeteil
98 im Eisenkernsegmentstück
95 ausgebildet. Bei dem im
japanischen Patent Nr. 3171303 beschriebenen mehrschichtigen Eisenkern
104 ist der Entlastungsteil
103 im Teiljoch-Eisenkernstück
100 ausgebildet. Demzufolge besteht ein Problem einer Minderung der magnetischen Eigenschaften. Wenn der im japanischen Patent Nr.
4150397 beschriebene mehrschichtige Eisenkern
97 als Rotor verwendet wird, besteht ferner ein Problem, dass zum Zeitpunkt der Drehung ein anormales Geräusch auftritt.
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Die Erfindung wurde angesichts dieser Umstände durchgeführt und es ist Aufgabe der Erfindung, ein Herstellungsverfahren eines mehrschichtigen Eisenkerns bereitzustellen, das Eisenkernsegmentstücke ohne einen Spalt schichten kann, ohne durch einen an einem Verbindungsstück ausgebildeten Wulstbereich bzw. gewölbten Bereich in einer Dickenrichtung der Eisenkernsegmentstücke beeinflusst zu werden, wenn ein streifenförmiges Eisenkernstück, bei dem die Eisenkernsegmentstücke durch das Verbindungsstück verbunden sind, am Verbindungsstück gefalzt und spiralförmig aufgewickelt und geschichtet wird. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1. Die Unteransprüche offenbaren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Herstellungsverfahren eines mehrschichtigen Eisenkerns bereit, der aus einem streifenförmigen Eisenkernstück ausgebildet wird, wobei das streifenförmige Eisenkernstück Eisenkernsegmentstücke umfasst, die durch ein an einer radialen Außenseite positioniertes Verbindungsstück verbunden sind, und jedes der Eisenkernsegmentstücke eine bogenförmige Form mit jeweils konzentrischen Außen- und Innenumfängen mit unterschiedlichen Radien aufweist, wobei das Herstellungsverfahren umfasst: Falzen des Verbindungsstücks, durch das benachbarte Eisenkernsegmentstücke verbunden sind, und Ausrichten von seitlichen Enden der benachbarten Eisenkernsegmentstücke; spiralförmiges Aufwickeln der streifenförmigen Eisenkernstücke, wobei auf vertikal benachbarten Schichten ausgebildete beiderseitige Verbindungsstücke ringsum verschoben werden; und Crimpen und Schichten des streifenförmigen Eisenkernstücks durch Falzteile, die auf den Eisenkernsegmentstücken ausgebildet sind, wodurch der mehrschichtige Eisenkern ausgebildet wird, wobei das Herstellungsverfahren ferner eine Quetschbearbeitung zum Abflachen eines gewölbten Bereichs in einer Dickenrichtung der Eisenkernsegmentstücke aufweist, der zum Zeitpunkt des Falzens des Verbindungsstücks ausgebildet wird, wobei die Quetschbearbeitung gleichzeitig mit einem Zeitpunkt ausgeführt wird, bei dem die beiderseitigen vertikal angeordneten Eisenkernsegmentstücke gecrimpt und geschichtet werden oder nachdem die vertikal angeordneten Eisenkernsegmentstücke gecrimpt und geschichtet wurden.
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Das Herstellungsverfahren des mehrschichtigen Eisenkerns kann so konfiguriert werden, dass die Quetschbearbeitung auf dem am Verbindungsstück ausgebildeten gewölbten Bereich ausgeführt wird, wodurch ein erstes gecrimptes und geschichtetes Eisenkernsegmentstück bereits mit einem zweiten Eisenkernsegmentstück verbunden wird, das mit dem ersten Eisenkernsegmentstück verbunden werden soll und als nächstes gecrimpt und geschichtet werden soll.
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Das Herstellungsverfahren des mehrschichtigen Eisenkerns kann so konfiguriert werden, dass eine Außenseite des gefalzten Verbindungsstücks mit einer auf einer radialen Innenseite ausgesparten Einkerbung versehen wird, und ein verformter Bereich, der auf einer radialen Außenseite des Eisenkernsegmentstücks herausragt, wenn die Quetschbearbeitung des gewölbten Bereichs durchgeführt wird, in der Einkerbung aufgenommen wird.
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Wenn beim Herstellungsverfahren des mehrschichtigen Eisenkerns gemäß dem Aspekt der Erfindung die Quetschbearbeitung zum Abflachen des gewölbten Bereichs in der Dickenrichtung der Eisenkernsegmentstücke, die zum Zeitpunkt des Falzens des Verbindungsstücks ausgebildet werden, gleichzeitig mit einem Zeitpunkt ausgeführt wird, bei dem die beiderseitigen, vertikal angeordneten Eisenkernsegmentstücke gecrimpt und geschichtet werden, wird das Eisenkernsegmentstück auf einer Seite des Verbindungsstücks zu einem bereits ausgebildeten ringförmig geschichteten Körper gecrimpt und geschichtet und wird fixiert, und das auf der anderen Seite des Verbindungsstücks vorhandene Eisenkernsegmentstück, das gecrimpt und geschichtet werden soll, wird in Bezug auf den geschichteten Körper positioniert, so dass verhindert werden kann, dass sich die Eisenkernsegmentstücke bei der Quetschbearbeitung des gewölbten Bereichs umlaufend bewegen. Wenn die Quetschbearbeitung andererseits durchgeführt wird, nachdem die vertikal angeordneten beiderseitigen Eisenkernsegmentstücke gecrimpt und geschichtet wurden, werden die auf beiden Seiten des Verbindungsstücks vorhandenen Eisenkernsegmentstücke zu einem ringförmig geschichteten Körper gecrimpt und geschichtet, der bereits ausgebildet ist und fixiert wird, so dass verhindert werden kann, dass sich die Eisenkernsegmentstücke bei der Quetschbearbeitung des gewölbten Bereichs umlaufend verschieben. Demzufolge kann verhindert werden, dass ein Spalt zwischen den auf beiden Seiten des Verbindungsstücks vorhandenen Eisenkernsegmentstücken auftritt. Wenn der gewölbte Bereich abgeflacht wird und eine Dicke des gefalzten Verbindungsstücks gleichgroß wie eine Dicke des Eisenkernsegmentstücks wird, so dass verhindert werden kann, dass ein Spalt zwischen den vertikal benachbarten Eisenkernsegmentstücken auftritt, wenn die Eisenkernsegmentstücke an diesem Verbindungsstück angeordnet werden und gecrimpt und geschichtet werden. Als Folge davon wird eine Dicke des mehrschichtigen Eisenkerns einheitlich und eine Formgenauigkeit verbessert und darüber hinaus wird eine Crimp-Bindefestigkeit verbessert. Ferner tritt eine Situation, wobei ein Aufnahmeteil in einem Eisenkernsegmentstück ausgebildet ist oder das Eisenkernsegmentstück verdünnt ist, um ein Entlastungsteil wie zuvor auszubilden, nicht auf, so dass ein anormales Geräusch zum Zeitpunkt der Drehung nicht auftritt und magnetische Eigenschaften zudem verbessert werden.
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Wenn die Quetschbearbeitung beim Herstellungsverfahren des mehrschichtigen Eisenkerns am gewölbten Bereich ausgeführt wird, der am Verbindungsstück ausgebildet ist, durch das das erste gecrimpte und geschichtete Eisenkernsegmentstück bereits mit dem zweiten Eisenkernsegmentstück verbunden ist, das mit dem ersten Eisenkernsegmentstück verbunden und als nächstes gecrimpt und geschichtet werden soll, kann die Quetschbearbeitung und die Crimp-Schichtung im gleichen Schritt ausgeführt und die Produktivität des mehrschichtigen Eisenkerns verbessert werden.
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Wenn beim Herstellungsverfahren des mehrschichtigen Eisenkerns die Außenseite des Verbindungsstücks mit der Einkerbung versehen ist, die in der radiale Innenseite ausgespart ist, und der verformte Bereich, der zur radialen Außenseite des Eisenkernsegmentstücks herausragt, bei der Ausführung der Quetschbearbeitung des gewölbten Bereichs in der Einkerbung aufgenommen wird, wird die Maß- und Formgenauigkeit der Außenumfangsseite des mehrschichtigen Eisenkerns verbessert.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Darin zeigt:
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1 eine Draufsicht auf durch ein Verbindungsstück verbundene Eisenkernsegmentstücke, die in einem Herstellungsverfahren eines mehrschichtigen Eisenkerns gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden;
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2 eine Vorderansicht einer Herstellungsvorrichtung des mehrschichtigen Eisenkerns, die beim Herstellungsverfahren des mehrschichtigen Eisenkerns eingesetzt wird;
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3 eine Teil-Draufsicht der Herstellungsvorrichtung des mehrschichtigen Eisenkerns, die beim Herstellungsverfahren des mehrschichtigen Eisenkerns eingesetzt wird, wobei einige Komponenten weggelassen sind;
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4 in (A) eine veranschaulichende Ansicht des Verbindungsstücks vor dem Falzen im Herstellungsverfahren des mehrschichtigen Eisenkerns, in (B) eine exemplarische Ansicht des Verbindungsstücks nach dem Falzen und in (C) eine exemplarische Ansicht des Verbindungsstücks nach der Quetschbearbeitung;
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5 eine veranschaulichende Ansicht einer Herstellungsvorrichtung eines mehrschichtigen Eisenkerns gemäß einem zugehörigen Beispiel;
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6A und 6B veranschaulichende Ansichten eines mehrschichtigen Eisenkerns gemäß einem zugehörigen Beispiel; und
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7 eine veranschaulichende Ansicht eines mehrschichtigen Eisenkerns für einen Stator gemäß einem zugehörigen Beispiel.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben und zum Verständnis der Erfindung veranschaulicht. Ein Herstellungsverfahren eines mehrschichtigen Eisenkerns gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines geschichteten Eisenkerns (nicht dargestellt) durch spiralförmiges Aufwickeln eines streifenförmigen Eisenkernstücks 12, wobei bogenförmige Eisenkernsegmentstücke 10 mit jeweils konzentrischen Außen- und Innenumfängen mit unterschiedlichen Radien durch ein Verbindungsstück 11 verbunden sind, das auf einer radialen Außenseite positioniert ist, wobei das streifenförmige Eisenkernstück 12 am Verbindungsstück 11 gefalzt wird und seitliche Enden 13, 13a der benachbarten Eisenkernsegmentstücke 10 ausgerichtet werden und darüber hinaus, die auf vertikal benachbarten Schichten ausgebildeten beiderseitigen Verbindungsstücke 11, verschoben werden und das streifenförmige Eisenkernstück 12 durch Crimpteile 14 gecrimpt und geschichtet wird, die auf den Eisenkernsegmentstücken 10 ausgebildet sind, wie dies in 1 dargestellt ist. Zuerst werden das beim Herstellungsverfahren des mehrschichtigen Eisenkerns gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete streifenförmige Eisenkernstück 12 bzw. eine Herstellungsvorrichtung 15 zur Herstellung des mehrschichtigen Eisenkerns (nachfolgend vereinfacht Herstellungsvorrichtung 15 bezeichnet) beschrieben und danach wird das Herstellungsverfahren des mehrschichtigen Eisenkerns gemäß dem Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Das streifenförmige Eisenkernstück 12 wird aus einem elektromagnetischen Stahlblech z. B. mit einer Dicke von ca. 0,5 mm oder darunter ausgestanzt und ausgebildet. Die Mehrzahl von (in 1 sechs) Crimpteilen 14 des Eisenkernsegmentstücks 10 sind längs eines Innenumfangs auf der Innenumfangsseite des Eisenkernsegmentstücks 10 ausgebildet. Danach ist die Oberseite in den Crimpteilen 14 ausgespart und die Unterseite ragt gemäß der Ausnehmung der Oberseite nach unten heraus. Bei den vertikal angeordneten Eisenkernsegmentstücken 10 ist folglich der herausragende Bereich des Crimpteils 14 des in der Oberseite vorhandenen Eisenkernsegmentstücks 10 in die Ausnehmung des Crimpteils 14 des in der Unterseite vorhandenen Eisenkernsegmentstücks 10 eingepasst und daran befestigt. Im aufgewickelten streifenförmigen Eisenkernstück 12 ist das Crimpteil 14 des in der untersten Schicht (ersten Schicht) angeordneten Eisenkernsegmentstücks 10 in einer Durchgangsöffnung ausgebildet und der herausragende Bereich des Crimpteils 14 des in der zweiten Lage angeordneten Eisenkernsegmentstücks 10 ist in diese Durchgangsöffnung eingepasst.
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Eine Mehrzahl von (in 1 zwei) quadratischen oder rechteckigen, auf einem Innenumfang geöffneten Einhakausnehmungen 16 sind z. B. auf einer radialen Innenseite des Eisenkernsegmentstücks 10 ausgebildet. Außerdem sind eine Mehrzahl von (in 1 drei) rechteckigen Magnetlöchern 19 längs eines Außenumfangs auf einer radialen Außenseite der Eisenkernsegmentstücke 10 ausgebildet und ein Paar von Crimpteilen 14 ist auf einer Position der radialen Innenseite des Eisenkernsegmentstücks 10 gegenüber jedem der Magnetlöcher 19 ausgebildet. Danach wird eine Mehrzahl von (in 1 drei) Führungslöchern 18, in die die Oberseiten von Führungszapfen 17 (siehe 2) zum Positionieren der Eisenkernsegmentstücke 10 beim Aufwickeln des streifenförmigen Eisenkernstücks 12 und Crimpen und Schichten der vertikalen Eisenkernsegmentstücke 10 eingesteckt sind, an Positionen der radialen Außenseite in der Umfangsmitte der benachbarten Crimpteile 14 ausgebildet.
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Die weitere radiale Außenseite des in der radialen Außenseite positionierten Verbindungsstücks 11 ist mit einer in der radialen Innenseite ausgesparten Einkerbung 20 versehen, und die radiale Innenseite des Verbindungsstücks 11 ist mit einer innenseitigen Einkerbung 21 mit einer U-Form in der Draufsicht versehen. Beim Falzen des Verbindungsstücks 11 kann folglich ein zur radialen Außenseite vorragender verformter Bereich, im Innern der Einkerbung 20 aufgenommen werden, und außerdem kann verhindert werden, dass sich radiale Außenabschnitte von benachbarten seitlichen Enden 13, 13a gegenseitig störend beeinflussen. Ein radialer Innenabschnitt des einen seitlichen Endes 13 der benachbarten Eisenkernsegmentstücke 10 ist ferner mit einer Ausnehmung 22 versehen und ein radialer Innenabschnitt des anderen seitlichen Endes ist mit einem Vorsprung 23 versehen, der entsprechend in die Ausnehmung 22 eingepasst ist, und ein Eingriffsteil 24 ist hergestellt. Demzufolge kann die Positionierung beim Ausrichten der seitlichen Enden 13, 13a der benachbarten Eisenkernsegmentstücke 10 ausgeführt werden und es kann verhindert werden, dass die seitlichen Enden 13, 13a nach der Ausrichtung beidseitig radial falsch ausgerichtet sind.
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Wie in 2 und 3 dargestellt, weist die Herstellungsvorrichtung 15 eine Aufwickeleinrichtung 27 auf, die eine Transportbahn 25 zur Führung des streifenförmigen Eisenkernstücks 12, der von einer Rolle (nicht dargestellt) abgestützt wird, und eine ringförmige Drehscheibe 26, auf der die Eisenkernsegmentstücke 10 während dem Falzen des streifenförmigen Eisenkernstücks 12 am Verbindungsstück 11 und dem spiralförmigen Aufwickeln und Schichten der zusammenhängenden Eisenkernsegmentstücke 10 platziert sind, und eine Crimp- und Quetscheinrichtung 33 einschließlich einer Crimp-Pressform 32 mit den Führungszapfen 17 zur Positionierung der geschichteten Eisenkernsegmentstücke 10, Crimp-Stifte 29 zum Andrücken der Crimpteile 14 und Crimpen und Verbinden der vertikal geschichteten Eisenkernsegmentstücke 10, und einen Quetschstift 31 zum Andrücken und Abflachen eines gewölbten Bereichs 30 (siehe 4) des Verbindungsstücks 11 auf.
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Die Transportbahn 25 wird von einem aufrechten Abstützelement 34 horizontal abgestützt. Über der Transportbahn 25 sind ferner mehrere Anpresswalzen 35 zum Anpressen des sich auf der Transportbahn 25 bewegenden streifenförmigen Eisenkernstücks 12 von oben mit zu einer Transportrichtung senkrechten Drehwellen angeordnet. Demzufolge wird verhindert, dass sich das auf der Transportbahn 25 bewegende streifenförmige Eisenkernstück 12 nach oben bewegt bzw. abhebt und das streifenförmige Eisenkernstück 12 kann an einer Wickel-Startposition an der Innenseite der Aufwickeleinrichtung 27 stabil abgestützt werden.
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Die Aufwickeleinrichtung 27 weist einen Drehtisch 37 einschließlich eines Scheibentischs 36, auf dem die Drehscheibe 26 platziert ist, eine Drehwelle 38, die an ein Mitte einer Unterseite des Drehtischs 37 befestigt ist, und einen Antriebsmotor 40 auf, der mit der Drehwelle 38 über einen Treibriemen 39 verbunden ist. Ferner sind mehrere gleich beabstandete Positionierungsnuten 41 an einem Außenumfang des Scheibentischs 36 ausgebildet. Im Drehtisch 37 ist darüber hinaus eine an einem Außenumfang anliegende ringförmige Trommel 42 an einem Innenumfang der Drehscheibe 26 und im Innern des aufgewickelten und geschichteten streifenförmigen Eisenkernstücks 12 montiert. Hierbei drehen sich der Scheibentisch 36, die Trommel 42 und die Drehscheibe 26 mit der gleichen Drehzahl um die Drehwelle 38 des Drehtischs. Darüber hinaus ist die Aufwickeleinrichtung 27 mit einem Hubmechanismus (nicht dargestellt) zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Bereichs an einer Wickel-Startposition des aufgewickelten streifenförmigen Eisenkernstücks 12 auf der Drehscheibe 26 auf die im Wesentlichen gleiche Höhenposition wie die Transportbahn 25 versehen.
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Der Außenumfang der Trommel 42 ist mit Vorsprüngen 43 versehen, deren Oberseiten in die Einhakausnehmungen 16 der Eisenkernsegmentstücke 10 eingefügt sind. Zudem sind die Trommel 42 und die Eisenkernsegmentstücke 10 (das streifenförmige Eisenkernstück 12) durch Einfügen der Oberseiten der Vorsprünge 43 in die Einhakausnehmungen 16 der Eisenkernsegmentstücke 10 an der Wickel-Startposition des streifenförmigen Eisenkernstücks 12 positioniert.
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Die Crimp- und Quetscheinrichtung 33 weist die Crimp-Pressform 32, einen beweglichen Tisch 47 zum Halten der Crimp-Pressform 32 und einen Hub-Antriebsmechanismus 48 zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen des beweglichen Tisch 47 auf. Hierbei weist der Hub-Antriebsmechanismus 48 eine Grundplatte 49, die an einem fixierten Rahmen (nicht dargestellt) horizontal befestigt ist, ein Paar von Stangen 50, 51, die auf der Grundplatte 49 angeordnet und errichtet sind, eine horizontale Platte 52, deren linke und rechte Seiten jeweils an den oberen Enden der Führungsstangen 50, 51 befestigt sind, und einen Öl-Hydraulikzylinder 54 auf, der an der Mitte der horizontale Platte 52 befestigt ist, wobei ein distales Ende einer Kolbenstange 53 des Zylinders 54 mit dem beweglichen Tisch 47 verbunden ist. Darüber hinaus ist die Drehwelle 38 des Drehtischs 37 mittig in die Grundplatte 49 eingesetzt.
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Darüber hinaus ist ein Befestigungselement 64 zum Ausrichten der Crimp-Pressform 32 und der Eisenkernsegmentstücke 10 über der Grundplatte 49 angeordnet. Das Befestigungselement 64 weist einen Positionierungsstift 65 auf und dieser Positionierungsstift 65 ist in die Positionierungsnuten 41 des Scheibentischs 36 eingepasst, und die Crimp-Pressform 32 und die auf dem Drehtisch 26 platzierten Eisenkernsegmentstücke 10 werden positioniert. Die Eisenkernsegmentstücke 10 werden in Bezug auf die Trommel 42 positioniert, die sich mit der gleichen Drehzahl die der Drehtisch 26 konzentrisch dreht, so dass die Eisenkernsegmentstücke 10 geschichtet werden, ohne in einer Aufwickelrichtung vertikal falsch ausgerichtet zu werden. Demzufolge sind in einem mehrschichtigen Eisenkern, der durch Crimpen und Schichten der vertikalen Eisenkernsegmentstücke 10 ausgebildet wurde, die Magnetlöcher 19 durchgehend vertikal mit der ausgerichteten Mitte angeordnet und Magnet-Einsatzlöcher im mehrschichtigen Eisenkern ausgebildet.
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Die Herstellungsvorrichtung 15 ist ferner mit mehreren seitlichen Anpresswalzen 44 und mehreren oberseitigen Anpresswalzen 45 versehen, die jeweils am Außenumfang und dem obersten Teil des durch die Aufwickelvorrichtung 27 aufgewickelten und geschichteten streifenförmiges Eisenkernstücks 12 Anliegen. Die seitlichen Anpresswalzen 44 sind drehbar an einem Abstützelement (nicht dargestellt) befestigt und pressen die anliegenden Eisenkernsegmentstücke 10 auf die Seite der Trommel 42 und halten einen befestigten Zustand der Vorsprünge 43 und der Einhakausnehmungen 16 der Eisenkernsegmentstücke 10 bei. Die oberseitigen Anpresswalzen 45 sind an Höhen-Einstellelementen 46 (lediglich eines ist in 3 veranschaulicht) befestigt, die an einem fixierten Rahmen (nicht dargestellt) fixiert sind, und es wird verhindert, dass das am obersten Teil des aufgewickelten und geschichteten streifenförmigen Eisenkernstücks 12 vorhandene Eisenkernsegmentstück 10 vom Eisenkernsegmentstück 10 abheben wird höher, das auf der Unterseite des obersten Eisenkernsegmentstücks 10 vorhanden ist.
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Die Crimp-Pressform 32, die am beweglichen Tisch aufwärts und abwärts bewegt wird und durch einen Haltemechanismus 55 gehalten wird, umfasst einen kastenförmigen Rahmenkörper 56, der die Mehrzahl von (in 3 drei) Führungszapfen 17, die Mehrzahl von (in 3 sechs) Crimp-Stiften 29 bzw. den einen Quetschstift 31 auf der Innenseite aufweist, und eine plattenförmige obere Form 57, die in engem Kontakt mit einem oberen Teil des kastenförmigen Rahmenkörpers 56 steht und horizontal in einem Zustand mit einem Spalt zum beweglichen Tisch 47 angeordnet ist. Bei jedem der Führungszapfen 17, jedem der Crimp-Stifte 29 und dem Quetschstift 31 ist das proximale Ende am Boden der oberen Form 57 befestigt und jede Wellenmitte ist längs einer Hubrichtung des beweglichen Tisch 47 angeordnet. Darüber hinaus ist die Crimp-Pressform 32 mit einem stabförmigen seitlichen Anpresselement 58 versehen, um die durch die Aufwickeleinrichtung 27 aufgewickelten Eisenkernsegmentstücke 10 (das streifenförmige Eisenkernstück 12) nach innen zu pressen und die Eisenkernsegmentstücke 10 auf die Trommel 42 zu drücken.
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Hierbei ist der Quetschstift 31 im Innern des kastenförmigen Rahmenkörpers 56 ausgebildet, um über dem Verbindungsstück 11 (gegenüberliegend) angeordnet zu sein, das beim spiralförmigen Aufwickeln und Schichten der Eisenkernsegmentstücke 10 in der obersten Fläche erscheint, während das streifenförmige Eisenkernstück 12 am Verbindungsstück 11 gefalzt und die seitlichen Enden 13, 13a der benachbarten Eisenkernsegmentstücke 10 ausgerichtet werden. Darüber hinaus ist jeder der Führungszapfen 17 und jeder der Crimp-Stifte 29 im Innern des kastenförmigen Rahmenkörpers 56 ausgebildet, um jeweils über jedem der Führungslöcher 18 und jedem der Crimpteile 14 der Eisenkernsegmentstücke 10 der stromaufwärtsseitigen Seite (Rollenseite) über dem Verbindungsstück 11 gegenüber dem Quetschstift 31 angeordnet zu sein.
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Durch die oben beschriebene Konfiguration kann zum Beispiel der Quetschstift 31 über dem Verbindungsstück 11 angeordnet werden, durch den das bereits gecrimpte und geschichtete Eisenkernsegmentstück (Eisenkernsegmentstück A) 10 mit dem Eisenkernsegmentstück (Eisenkernsegmentstück B) 10 (der stromaufwärtsseitigen Seite, d. h. der Rollenseite) verbunden ist, das als nächstes gecrimpt und geschichtet werden soll, und außerdem kann jeder der Führungszapfen 17 und jeder der Crimp Stifte 29 jeweils über jedem der Führungslöcher 18 und jedem der Crimpteile 14 des Eisenkernsegmentstück 10 angeordnet werden, das als nächstes auf der stromaufwärtsseitigen Seite gecrimpt und geschichtet werden soll.
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Folglich werden durch Abwärtsbewegen der Crimp-Pressform 22 zusammen mit dem beweglichen Tisch 47 die Führungszapfen 17, die Crimp-Stifte 29 und der Quetschstift 31 jeweils in die Wellenmittenrichtungen nach unten bewegt und die Führungszapfen 17 werden in die Führungslöcher 18 des Eisenkernsegmentstücks 10 eingefügt, das als nächstes gecrimpt und geschichtet werden soll, wobei das Eisenkernsegmentstück 10, das sich gerade unter dem kastenförmigen Rahmenkörper 56 der Crimp-Pressform 32 befindet, durch das seitliche Anpresselement 58 fixiert wird und dadurch das Positionieren der Crimp-Stifte 29 und der Crimpteile 14 bzw. das Positionieren des Quetschstifts 31 und des Verbindungsstücks 11 (gewölbten Bereichs 30) ausgeführt werden kann. Danach können die Crimpteile 14 durch die distalen Enden der Crimp-Stifte 29 heruntergedrückt werden, um in die Crimpteile 14 des Eisenkernsegmentstücks 10 eingepasst zu werden, das sich gerade unter dem Eisenkernsegmentstück 10 befindet, dessen Crimpteile 14 niedergedrückt werden und zudem kann der gewölbte Bereich 30 zum Abflachen gequetscht und heruntergedrückt werden.
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Der Haltemechanismus 55 zum Halten der Crimp-Pressform 32 im beweglichen Tisch 47 weist Vorwärtsbewegungs-Begrenzungselemente 59, 60, die jeweils auf beiden Vorderseiten der Crimp-Pressform 32 in einem Zustand mit einem Abstand von der Crimp-Pressform 32 angeordnet sind, ein Rückwärtsbewegungs-Begrenzungselement 61, das auf der Rückseite der Crimp-Pressform 32 angeordnet ist, und Haltearme 62, 63, die jeweils links und rechts der Crimp-Pressform 32 angeordnet sind. Bei den Vorwärtsbewegungs-Begrenzungselementen 59, 60 ist das Basalteil am unteren Teil des beweglichen Tischs 47 mit der vertikal eingestellten Wellenmitte befestigt. Demzufolge kann die Crimp-Pressform 32 in Bezug auf den beweglichen Tisch 47 innerhalb des durch die Vorwärts- und Rückwärtsbewegungs-Begrenzungselemente 59, 60, 61 begrenzten Bereichs bewegt werden.
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Darüber hinaus sind die Einstecklöcher (nicht dargestellt), in die die Spitzen der Führungszapfen 17 und der Crimp-Stifte 29 jeweils eingesteckt werden können, im Drehtisch 26 ausgebildet. Außerdem ist das obere Ende des Drehtisch 26 mit einer drehbaren Neigungseinrichtung (nicht dargestellt) zum vertikalen Halten einer Wellenmittenrichtung des ringförmigen streifenförmigen Eisenkernstücks 12 durch Anliegen an einer Unterseite des untersten, spiralförmig aufgewickelten streifenförmigen Eisenkernstücks 12 versehen, um das Eisenkernsegmentstück 10 horizontal einzustellen, das sich gerade unter dem kastenförmigen Rahmenkörper der Crimp-Pressform 32 befindet. Der bewegliche Tisch 47 ist ferner mit einem ersten Neigungsmechanismus (nicht dargestellt) versehen, der in einem bestimmten Winkelbereich von einer zu den Wellenmitten der Führungsstangen 50, 51 vertikalen Richtung schwingen kann, und die Crimp-Pressform 32 ist mit einem zweiten Neigungsmechanismus (nicht dargestellt) versehen, um jede der Wellenmitten der Führungszapfen 17, der Crimp-Stifte 29 bzw. des Quetschstifts 31 vertikal zum beweglichen Tisch 47 zu halten. Durch eine derartige Konfiguration können die vertikal angeordneten Eisenkernsegmentstücke 10 gecrimpt und geschichtet werden und der am Führungsstück 11 ausgebildete gewölbte Bereich 30 kann sicher abgeflacht werden.
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Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren des mehrschichtigen Eisenkerns gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Im Herstellungsverfahren des mehrschichtigen Eisenkerns gemäß der vorliegenden Erfindung werden die durch das Verbindungsstück 11 verbundenen bogenförmigen Eisenkernsegmentstücke 10, wie in 1 dargestellt, spiralförmig aufgewickelt, während sie am Verbindungsstück 11 gefalzt und die seitlichen Enden 13, 13a der benachbarten Eisenkernsegmentstücke 10 ausgerichtet und außerdem die an den vertikal benachbarten Schichten ausgebildeten beidseitigen Verbindungsstücke 11 umlaufend verschoben werden und durch die Crimpteile 14 gecrimpt und geschichtet werden, die an den Eisenkernstücken 10 ausgebildet sind und der mehrschichtige Eisenkern hergestellt wird. Wenn das durch (A) in 4 dargestellte Verbindungsstück 11 gefalzt wird und die seitlichen Enden 13, 13a der benachbarten Eisenkernsegmentstücke 10 dabei ausgerichtet werden, wird der gewölbte Bereich 30, der in einer Dickenrichtung der Eisenkernsegmentstücke 10 gewölbt ist, am Verbindungsstück, wie durch (B) in 4 dargestellt, ausgebildet.
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Um das Problem des gewölbten Bereichs 30 zu lösen, wird die Crimp-Pressform 32 der Crimp- und Quetscheinrichtung 33 nach unten bewegt und die Führungszapfen 17 werden in die Führungslöcher 18 des Eisenkernsegmentstücks 10 eingesteckt, das sich gerade unter dem kastenförmigen Rahmenkörper 56 der Crimp-Pressform 32 befindet, und die Positionierung der Crimp-Stifte 29 und der Crimpteile 14 bzw. die Positionierung des Quetschstifts 31 und des gewölbten Bereichs 30 des Verbindungsstücks 11 werden ausgeführt. Danach werden die Crimpteile 14 des Eisenkernsegmentstücks 10, das sich gerade unter dem kastenförmigen Rahmenkörper 56 befindet, durch die distalen Enden der Crimp-Stifte 29 zusammengedrückt und in die Crimpteile 14 des Eisenkernsegmentstücks 10 eingepasst, das sich gerade unter dem Eisenkernsegmentstück 10 befindet dessen Crimpteile 14 zusammengedrückt wurden, und die Eisenkernsegmentstücke 10 werden gecrimpt und geschichtet und außerdem wird eine Quetschbearbeitung zum Zusammendrücken des gewölbten Bereichs 30 durch den Quetschstift 31 durchgeführt und dabei wird der gewölbte Bereich 30 gedrückt und gequetscht, um, wie in (C) in 4 dargestellt, abgeflacht zu werden.
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Da die Quetschbearbeitung zum Abflachen des gewölbten Bereichs 30 hierbei gleichzeitig mit dem Zeitpunkt durchgeführt wird, bei dem die vertikal angeordneten, beidseitigen Eisenkernsegmentstücke 10 gecrimpt und geschichtet werden, wird das Eisenkernstücks 10 an der stromabwärtsseitigen Seite (der Vorderseite des streifenförmigen Eisenkernstücks 12) über dem Verbindungsstück 11, das ich grade unter dem Quetschstift 31 befindet, zu einem ringförmigen mehrschichtigen Körper gecrimpt und geschichtet das hör, der bereits ausgebildet ist und fixiert wurde, und das Eisenkernsegmentstück 10, das sich auf der stromaufwärtsseitigen Seite über dem Verbindungsstück 11 befindet, das gecrimpt und geschichtet werden soll, wird durch die Führungszapfen 17 positioniert, so dass verhindert werden kann, dass sich die Eisenkernsegmentstücke 10, die sich auf beiden Seiten des Verbindungsstücks 11 befinden, selbst im Falle der Ausführung der Quetschbearbeitung des gewölbten Bereichs 30 umlaufend bewegen. Als Folge davon kann verhindert werden, dass ein Spalt zwischen den Eisenkernsegmentstücken 10 auftritt, die sich auf beiden Seiten des Verbindungsstücks 11 befinden. Darüber hinaus wird der gewölbte Bereich 30 abgeflacht bzw. flachgedrückt und eine Dicke des gefalzten Verbindungsstücks 11 wird gleichgroß wie eine Dicke des Eisenkernsegmentstücks 10, so dass das Auftreten eines Spalts zwischen den vertikalen Eisenkernsegmentstücke 10 verhindert werden kann, selbst wenn die Eisenkernsegmentstücke 10 an diesem Verbindungsstück 11 angeordnet und gecrimpt und geschichtet werden.
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Demzufolge wird eine Dicke des mehrschichtigen Eisenkerns gleichmäßig und eine Formgenauigkeit verbessert und außerdem eine Crimp-Bindefestigkeit verbessert. Ferner tritt eine Situation nicht auf, bei der ein Aufnahmeteil in einem Eisenkernsegmentstück ausgebildet wird oder das Eisenkernsegmentstück abgeflacht wird, um ein Entlastungsteil, wie zuvor beschrieben, zu bilden, so dass, wenn der mehrschichtige Eisenkern als Rotor verwendet wird, ein anormales Geräusch zum Zeitpunkt der Drehung nicht entsteht und außerdem magnetische Eigenschaften verbessert werden. Ferner wird die Quetschbearbeitung gleichzeitig mit dem Zeitpunkt durchgeführt, bei dem die vertikal angeordneten beidseitigen Eisenkernsegmentstücke 10 gecrimpt und geschichtet werden, so dass die Quetschbearbeitung und die Crimp-Schichtung im gleichen Schritt durchgeführt werden und eine Produktivität des mehrschichtigen Eisenkerns verbessert werden kann.
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Wenn die Quetschbearbeitung des gewölbten Bereichs 30 ausgeführt wird, bewegt sich ein Material, das das gefalzte Verbindungsstück 11 bildet, zur radialen Außenseite des Eisenkernsegmentstücks 10, so dass ein verformter Bereich 66 (siehe (C) in 4), der zur radialen Außenseite vorragt, im Verbindungsstück 11 ausgebildet wird, aber im streifenförmigen Eisenkernstück 12 ist die Außenseite des Verbindungsstücks 11 mit der Einkerbung 20 versehen, die in der radialen Innenseite ausgespart ist, so dass der verformte Bereich 66 im Innern der Einkerbung 20 aufgenommen wird. Folglich kann verhindert werden, dass die distale Seite des verformten Bereichs 66 aus einer seitlichen Umfangsfläche des ausgebildeten mehrschichtigen Eisenkerns herausragt und eine Maß- und Formgenauigkeit der Außenumfangsseite des mehrschichtigen Eisenkerns kann verbessert werden.
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Die Erfindung wurde mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel beschrieben, aber die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Anordnung im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel beschränkt und umfasst weitere Ausführungsbeispiele oder modifizierte Beispiele, die im Schutzumfang des in den Ansprüchen beschriebenen Gegenstands in Erwägung gezogen werden. Die Erfindung umfasst ferner Kombinationen von Komponenten die Höhe, die jeweils im vorliegenden Ausführungsbeispiel hören, anderen Ausführungsbeispielen oder modifizierten Beispielen enthalten sind. Das Ausführungsbeispiel beschreibt z. B. einen Fall, bei dem eine Quetschbearbeitung gleichzeitig mit dem Zeitpunkt durchgeführt wird, bei dem die vertikal angeordneten beidseitigen Eisenkernsegmentstücke gecrimpt und geschichtet werden, aber die Quetschbearbeitung kann durchgeführt werden, nachdem die vertikal angeordneten Eisenkernsegmentstücke gecrimpt und geschichtet werden. In diesem Fall ist es erforderlich, höher die Crimp- und Quetscheinrichtung einer Crimp-Form, die Führungszapfen und Crimp-Stifte, einen Crimp-Hubantriebsmechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen der Crimp-Form, eine Pressform mit einem Quetschstift und einen Press-Hubantriebsmechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen der Pressform und Anordnen der Pressform zwischen der Crimpform und einer Aufwickel-Startposition des streifenförmigen Eisenkernstücks
12. Diese Anwendung basiert auf und beansprucht den Vorzug einer Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-009147 vom 19. Januar 2012, deren Inhalte hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit mit einbezogen werden.
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Zusammenfassend ist festzustellen:
Es wird ein Herstellungsverfahren eines mehrschichtigen Eisenkerns bereitgestellt, der aus einem streifenförmigen Eisenkernstück ausgebildet wird. Das streifenförmige Eisenkernstück umfasst Eisenkernsegmentstücke, die durch ein Verbindungsstück verbunden werden, das auf einer radialen Außenseite positioniert ist, und jedes der Eisenkernsegmentstücke weist eine bogenförmige Form auf. Das Verbindungsstück, durch das benachbarte Eisenkernsegmentstücke verbunden werden, wird gefalzt und seitliche Enden der benachbarten Eisenkernsegmentstücke werden ausgerichtet. Das streifenförmige Eisenkernstück wird spiralförmig aufgewickelt, wobei sich beidseitige Verbindungsstücke umlaufend verschieben, die auf vertikal benachbarten Schichten ausgebildet sind. Eine Quetschbearbeitung wird zum Abflachen eines gewölbten Bereichs in einer Dickenrichtung der Eisenkernsegmentstücke ausgeführt, der zu einem Zeitpunkt des Falzens des Verbindungsstücks ausgebildet wird, und die Quetschbearbeitung wird gleichzeitig mit einem Zeitpunkt ausgeführt, bei dem oder nachdem vertikal angeordnete beidseitige Eisenkernsegmentstücke gecrimpt und geschichtet werden.
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Neben der schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit explizit auf die zeichnerische Darstellung in 1 bis 7 verwiesen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- geschichtetes bzw. laminiertes Eisenkernsegmentstück
- 11
- Verbindungsstück bzw. Verbindungsstoß
- 12
- Eisenkernstück
- 13, 13a
- seitliche Enden
- 14
- Crimpteile
- 15
- Herstellungsvorrichtung
- 16
- Ausnehmung
- 17
- Führungszapfen
- 18
- Führungslöcher
- 19
- Magnetlöcher
- 20, 21
- Einkerbung
- 22
- Ausnehmung
- 23
- Vorsprung
- 24
- Eingriffsteil
- 25
- Transportbahn
- 26
- Drehscheibe
- 27
- Aufwickeleinrichtung
- 29
- Crimp-Stifte
- 30
- gewölbter Bereich bzw. Wulstbereich
- 31
- Quetschstift
- 32
- Crimp-Pressform
- 33
- Crimp- und Quetscheinrichtung
- 34
- Abstützelement
- 35
- Anpresswalzen
- 36
- Scheibentisch
- 37
- Drehtisch
- 38
- Drehwelle
- 39
- Treibriemen
- 40
- Antriebsmotor
- 41
- Positionierungsnut
- 42
- Trommel
- 43
- Vorsprung
- 44
- seitliche Anpresswalze
- 45
- oberseitige Anpresswalze
- 46
- Höhen-Einstellelement
- 47
- beweglicher Tisch
- 48
- Hub-Antriebsmechanismus
- 49
- Grundplatte
- 50, 51
- Stangen
- 52
- horizontale Platte
- 53
- Kolbenstange
- 54
- Hydraulikzylinder
- 55
- Haltemechanismus
- 56
- Rahmenkörper
- 57
- obere Form
- 58
- seitliches Anpresselement
- 59, 60
- Vorwärtsbewegungs-Begrenzungselement
- 61
- Rückwärtsbewegungs-Begrenzungselement
- 64
- Befestigungselement
- 65
- Positionierungsstift
- 66
- verformter Bereich
- 80
- Eisenkernsegmentstück
- 81
- drehbares Verbindungsstück
- 82
- streifenförmiges Eisenkernstück
- 83
- Crimpteil
- 84
- Herstellungsvorrichtung
- 85
- Transportbahn
- 86
- Führungszapfen
- 87
- Einsteckloch
- 88
- Anpresswalze
- 89
- Trommel
- 90, 91
- seitliche, oberseitige Anpresswalze
- 92
- Druckstift
- 93
- Crimpform
- 94
- Verbindungsstück
- 95
- Eisenkernsegmentstücke
- 96
- Eisenkernstück
- 97
- Eisenkern
- 98
- Aufnahmeteil
- 99
- gewölbter Bereich
- 100
- Teiljoch-Eisenkernstücke
- 101
- Verbindungsstück
- 102
- gewölbter Bereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2011-188651 [0002]
- JP 4150397 [0003, 0005, 0005]
- JP 3171303 [0004, 0005]
- JP 2012-009147 [0043]
