JP2006320111A - カシメ積層装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、各磁極が連結部により複数連続して形成された連結鉄心片を、カシメ不良が生じることなくカシメ積層して、形状精度が優れた連結積層鉄心が得られるカシメ積層装置を提供することにある。
【解決手段】 本発明に関わるカシメ積層装置は、鉄心片ｔhを複数連続して形成した連結鉄心片ｔを、パンチｐ7により、ダイｄ2内に外形抜きし、支持プレート１１で支持して各鉄心片ｔhに形成したカシメ部ｔaを介して互いにカシメ積層するカシメ積層装置１０であって、パンチｐ7によりダイｄ2内に外形抜きされた連結鉄心片ｔが載置され支持される支持プレート１１と、支持プレート１１を並列に支持し、支持プレート１１をパンチｐ7に対して進退駆動させる複数の昇降駆動装置１２と、複数の昇降駆動装置１２を、同期をとって均等に作動制御し、支持プレート１１をパンチｐ7に対して水平度を保ち進退動させる制御装置１３とを備えて成る。
【選択図】 図３

Description

本発明は、モータ、トランス等に用いられる積層鉄心を製造するためのカシメ積層装置に関する。

従来、モータ等に用いられる積層鉄心は、ブレス金型装置によって金属板からカシメ部を形成した鉄心片を打抜いて、図８に示すように、打抜いた鉄心片１０１aをカシメ部１０１a1を介してカシメ積層して形成している。

例えば、モータの固定子積層鉄心の製造においては、磁極１０２への巻線を容易にするため、ヨーク１０３を回動可能な連結部１０４を介して直線状に展開して形成し、磁極１０２に巻線した後に直線状のヨーク１０３を円筒状になるように回動して円筒形の固定子積層鉄心としている。

上述の直線状に展開して行われる固定子積層鉄心１０１の製造は、巻線作業が容易になることに加え、金属板の歩留りを向上させる利点がある。

かかることから、固定子積層鉄心の製造に際して、固定子鉄心片１０１tを複数回動自在に連結して直線状に配列した形状で打抜きを行い、積層する方法が採用されている。

なお、本願発明に係る文献公知発明として、特許文献１がある。
特開平１１−１５６４５５号公報

ところで、上述の固定子鉄心片１０１tを直線状に配列し連結した形状で外形抜きして形成するカシメ積層する方法は、パンチにより外形抜きされた連結固定子鉄心片１０１aを、ダイ内で油圧シリンダー等の昇降駆動装置に接続された支持台で支持し、各固定手鉄心片１０１tに形成されたカシメ部１０１a1のカシメ用突起とカシメ用凹みを介してそれぞれカシメて積層している。

しかし、連結固定子鉄心片１０１aのカシメは、場所によってカシメ部１０１a1のカシメ突起が下層の連結固定子鉄心片１０１aのカシメ部１０１a1のカシメ用凹みに入らず、カシメ不良となるものがある。

そのため、出来上がった連結固定子積層鉄心１０１は、層間に隙間が発生したり、また、積層鉄心１０１が反ったり傾きを生じる場合があり、積層した形状が不良になる問題がある。

このような連結固定子積層鉄心１０１におけるカシメ不良となった箇所を直すには、連結固定子積層鉄心１０１を再加圧する手段があるが、これでは生産性が低下する。 加えて、正常にカシメ積層された箇所が再加圧力を受けることがあり、積層形状が二次的に劣化する等の不都合がある。

本発明は上記実状に鑑み、各磁極が連結部により複数連続して形成された連結鉄心片を、カシメ不良が生じることなくカシメ積層して、形状精度が優れた連結積層鉄心が得られるカシメ積層装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するべく、本発明の請求項１に関わるカシメ積層装置は、鉄心片を回動可能な連結部を介して複数連続して形成した連結鉄心片を、パンチにより、ダイ内に外形抜きし、支持プレートで支持して各鉄心片に形成したカシメ部を介して互いにカシメ積層するカシメ積層装置であって、パンチによりダイ内に外形抜きされた連結鉄心片が載置され支持される支持プレートと、前記支持プレートを並列に支持し、前記支持プレートをパンチに対して進退駆動させる複数の昇降駆動装置と、前記複数の昇降駆動装置を、同期をとって均等に作動制御し、前記支持プレートをパンチに対して水平度を保ち進退動させる制御装置とを備えて成る。

以上、詳述した如く、本発明に関わるカシメ積層装置によれば、外形抜きされた連結鉄心片が載置される支持プレートを、支持する昇降駆動装置を複数並列に設け、各昇降駆動装置を同期をとって均等に作動制御することにより、支持プレートの水平度が保たれ撓むことが防される。

そのため、支持プレート上の連結鉄心片を水平度を保って支持でき、パンチからの下方への押込みカに対向して、支持プレートの水平度を保って背圧力を付与することができる。

従って、連結鉄心片のカシメ用突起が下層の鉄心片のカシメ用凹みに確実に入り込み強くカシメられ、カシメ積層された連結積層鉄心は、反りや傾き等の形状不良が発生することがなく、形状精度が優れる。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明を適用したカシメ積層装置１０を備えるプレス金型装置１を示す要部側断面図である。

プレス金型装置１は、図１に示すように、板厚の薄い鋼板等のワークｗを矢印Ａ方向に間欠的に搬送して通板し、搬送されるワークｗから、図６に示す各連結鉄心片ｔを順次打ち抜いて、打ち抜いた連結鉄心片ｔを下層の連結鉄心片ｔにカシメ部ｔaを介してカシメて積層し、所望厚の連結積層鉄心Ｔ(図６参照)を製造するプレス装置である。

ここで、連結積層鉄心Ｔは、磁極ｊを有する各鉄心片ｔhを回動可能な連結部ｔrを介して複数連続して形成した連結鉄心片ｔを、カシメ部ｔaを介して互いにカシメ積層して構成したものであり、第１層目の連結鉄心片ｔ1におけるカシメ部ｔaは、第２層目の連結鉄心片ｔ2のカシメ部ｔaのカシメ突起(断面図の図４に示すｋ1、ｋ2、ｋ3)が嵌入されてカシメられ、また、第１層目の連結鉄心片ｔ1の下層には連結鉄心片が存しないため、カシメ孔が形成されている。 一方、第２層目以降の連結鉄心片ｔは、図４に示すようなカシメ部ｔaが形成されている。

図２は、プレス金型装置１によってプレス加工されているワークｗを示す上面図である。

プレス金型装置１は、ワークｗから、図２に示すワークｗのパイロット孔ｐ、ｐ、ｐ、ｐを打ち抜くための第１ステーションｓ１と、第１不要箇所ｆ1、ｆ1、…を打ち抜くための第２ステーションｓ2と、第２不要箇所ｆ2、ｆ2、…を打ち抜くための第３ステーションｓ3と、第３不要箇所ｆ3、ｆ3、…を打ち抜くための第４ステーションｓ4と、第１層目の連結鉄心片ｔ1のカシメ部ｔa1のカシメ孔が形成される第５ステーションｓ5と、第２層目以降の連結鉄心片ｔ2、ｔ3、…のカシメ部ｔaｉ(ｉ＝2、3…)のカシメ突起が形成される第６ステーションｓ6と、連結鉄心片ｔの外形ｔgを打ち抜いてカシメて積層する第７ステーションｓ7とを備えている。

上述したプレス加工を行うプレス金型装置１は、図１に示すように、パンチｐ1〜ｐ7にプレス荷重を付与するプレスラム２と、ダイｄ1、ｄ2を保持するダイホルダ３とを具備しており、プレスラム２は、プレス加工に際し、ダイホルダ３に対して矢印α1、α2に示すように進退自在に移動できるように構成されている。

このプレスラム２には、パンチホルダ４を介してパイロット孔抜きパンチｐ1と、不要箇所抜きパンチｐ2、ｐ3、ｐ4と、カシメ穴抜きパンチｐ5と、カシメ部用パンチｐ6とが装着されるとともに、カシメ積層装置１０を形成する外形抜きパンチ(パンチ)ｐ7が装着されている。

一方、ダイホルダ３には、パンチｐ1〜ｐ6にそれぞれ対応して穿孔されるダイ孔ｄ11〜ｄ16を有するダイｄ1が固着されており、さらに、カシメ積層装置１０として、外形抜きパンチｐ7に対応して穿孔されるダイ孔ｄ21を有するダイｄ2が固着されるとともに、外形抜きパンチｐ7で外形抜きされた連結鉄心片ｔが積層される積層孔３hが穿孔されている。

このように、プレス金型装置１の第１ステーションｓ１には、パイロット孔ｐ、…(図２参照)を打ち抜くパイロット孔抜きパンチｐ1および対応するダイ孔ｄ11が配設され、また、第２ステーションｓ2には、第１不要箇所ｆ1(図２参照)を打ち抜く不要箇所抜きパンチｐ2および対応するダイ孔ｄ12が配設され、また、第３ステーションｓ3には、第２不要箇所ｆ2、ｆ2、…(図２参照)を打ち抜く不要箇所抜きパンチｐ3および対応するダイ孔ｄ13が配設され、また、第４ステーションｓ4には、第３不要箇所ｆ3、ｆ3、…(図２参照)を打ち抜く不要箇所抜きパンチｐ4および対応するダイ孔ｄ14が配設され、また、第５ステーションｓ5には、第１層目の連結鉄心片ｔ1のカシメ部ｔa1(図２参照)のカシメ孔を形成するカシメ穴抜きパンチｐ5および対応するダイ孔ｄ15が配設され、また、第６ステーションｓ6には、第２層目以降の連結鉄心片ｔ2、…のカシメ部ｔaｉ(図２参照)のカシメ突起を形成するカシメ部用パンチｐ6および対応するダイ孔ｄ16が配設され、また、第７ステーションｓ7のカシメ積層装置１０には、連結鉄心片ｔの外形ｔg(図２参照)を打ち抜いて下層の連結鉄心片ｔにカシメて積層する外形抜きパンチｐ7および対応するダイ孔ｄ21が配設されている。

ここで、第６ステーションｓ6において、第２層目以降の連結鉄心片ｔに形成するカシメ部ｔaは、側断面図の図４(ａ)に示すような半抜き突起ｋ1以外に、中央部を下方に突出して形成する断面ｖ字形を呈するｖ形突起ｋ2(図４(ｂ)参照)、中央部を下方に突出して形成する断面ｕ字形を呈するｕ形突起、切り起し突起ｋ3(図４(ｃ)参照)、および片もち弓状切り下げ突起等のカシメ突起を、適宜選択して採用できる。

また、プレスラム２には、下方に向って延在するガイドポスト５が複数固設されており、プレス加工に際して、このガイドポスト５が、ダイホルダ３に形成された案内孔(図示せず)に案内されることにより、プレス加工におけるプレスラム２の矢印α1、α2に示す進退動において、プレスラム２がダイホルダ３に対して水平姿勢を維持して移動でき、もってパンチｐ1〜ｐ7がダイｄ1、ｄ2に対して傾くことなく垂直な姿勢でプレス加工が行われる。

また、プレスラム２には、その下方にストリッパ６が、バネ等の弾性材を介して支持されており、プレス加工に際して、プレスラム２がダイｄ1、ｄ2に対して矢印α1方向に進行することにより、弾性力でプレス対象のワークｗをダイｄ1、ｄ2に押圧して固定する。

図３は、プレス金型装置１の第７ステーションｓ7におけるカシメ積層装置１０によるプレス加工の様子を示す概念的要部側断面図である。

図１、図３に示すように、カシメ積層装置１０は、前述の外形抜きパンチｐ7およびダイｄ2に加え、外形抜きパンチｐ7によりダイｄ2内に外形抜きされた連結鉄心片ｔが載置され支持される支持プレート１１が、ダイｄ2のダイ孔ｄ21に進退動自在に設けられており、この支持プレート１１を昇降させるとともに支持プレート１１上の連結鉄心片ｔに上向きの背圧を付与する昇降駆動装置１２、１２が複数、間隔をおいて並列に配設されている。

ここで、昇降駆動装置１２としては、油圧シリンダー、エアシリンダー等の流体圧駆動装置が採用されており、昇降駆動装置１２は、シリンダ１２cとシリンダ１２c内の流体圧により上下動するシリンダロッド１２dとを有している。

また、昇降駆動装置１２のシリンダロッド１２dの上下動を制御する制御装置１３が設けられ、制御装置１３は、各昇降駆動装置１２を同期をとって均等に動作制御し、支持プレート１１を傾くことなく水平度を保って上下動作させている。

そのため、昇降駆動装置１２、１２に支持される支持プレート１１は、連結鉄心片ｔを水平度を保って支持できるとともに、外形抜きパンチｐ7によるプレス力が連結鉄心片ｔに印加された場合、外形抜きパンチｐ7に対して水平度を保った背圧を付与することができる。

図５は、図３に示すカシメ積層装置１０の変形例のカシメ積層装置２０を示す概念的要部側断面図である。

カシメ積層装置２０は、連結鉄心片ｔを支える支持プレート２１を昇降させるとともに、上向きの背圧を付与する昇降駆動装置２２、２２、２２を３基、並列に配設したものである。

各昇降駆動装置２２は、サーボーモータ等の電動駆動装置２２aと、該電動駆動装置２２aの動力が伝達機構２２bを介して伝達される送りねじ２２cを備えており、送りねじ２２cの上端部に配設される固定部材２２dに、支持プレート２１が固定されている。

昇降駆動装置２２の送りねじ２２cの送りを制御する制御装置２３は、各昇降駆動装置２２を同期をとって均等に動作制御し、支持プレート２１を傾くことなく水平度を保って上下動作させている。

そのため、昇降駆動装置２２、２２、２２に支持される支持プレート１１は、連結鉄心片ｔを水平度を保って支持するとともに、外形抜きパンチｐ7による連結鉄心片ｔに対するプレス力に対し水平度を保った背圧を付与することができる。

上述した構成のプレス金型装置１による第１ステーションｓ1〜第７ステーションｓ7のワークｗに対するプレス加工は、図１に示すように、プレスラム２がダイホルダ３に対して矢印α1に示すように進行し、ストリッパ６でワークｗをダイｄ1、ｄ2上に押圧して固定し、プレスラム２が、さらにダイホルダ３に対して矢印α1に示すように進行することにより、パンチｐ1〜ｐ7のワークｗへの対応するダイ孔ｄ11〜ｄ16、ｄ21内への打ち抜き動作によってプレス加工が行われる。 プレス加工後は、プレスラム２がダイホルダ３に対して矢印α2に示すように退行して、上死点の位置に戻る。

次に、プレス金型装置１によって、ワークｗに対してプレス加工を行う過程について説明する。

図１に示すように、まず、ワークｗが、矢印Ａ方向に第１ステーションｓ１に搬送され、第１ステーションｓ１のパイロット孔抜きパンチｐ1のワークｗに対するダイ孔ｄ11内への打ち抜きにより、パイロット孔ｐ、ｐ、ｐ、ｐ(図２参照)が形成される。

続いて、ワークｗは、矢印Ａ方向に第２ステーションｓ2に搬送され、第２ステーションｓ2の不要箇所抜きパンチｐ2により、ワークｗに第１不要箇所ｆ1、…(図２参照)が打ち抜き形成される。

続いて、ワークｗは、矢印Ａ方向に第３ステーションｓ3に搬送され、第３ステーションｓ3の不要箇所抜きパンチｐ3により、ワークｗに第２不要箇所ｆ2、ｆ2、…(図２参照)が打ち抜き形成される。

続いて、ワークｗは、矢印Ａ方向に第３ステーションｓ3に搬送され、第３ステーションｓ3の不要箇所抜きパンチｐ3により、ワークｗに第２不要箇所ｆ2、ｆ2、…(図２参照)が打ち抜き形成される。

続いて、ワークｗは、矢印Ａ方向に第４ステーションｓ4に搬送され、第４ステーションｓ4の不要箇所抜きパンチｐ4により、ワークｗに第３不要箇所ｆ3、ｆ3、…(図２参照)が打ち抜き形成される。

続いて、打ち抜かれる連結鉄心片ｔが、第１層目の連結鉄心片の場合には、矢印Ａ方向に第５ステーションｓ5に搬送され、第５ステーションｓ5のカシメ穴抜きパンチｐ5により、第１層目の連結鉄心片ｔ1におけるカシメ部ｔa1のカシメ孔(図２参照)がワークｗに打ち抜き形成される。

一方、打ち抜かれる連結鉄心片ｔが、第２層目以降の連結鉄心片ｔの場合には、矢印Ａ方向に第６ステーションｓ６に搬送され、第６ステーションｓ6のカシメ部用パンチｐ6により、ワークｗにカシメ部ｔaのカシメ突起(図４に示す半抜き突起ｋ1、ｖ形突起ｋ2、切り起し突起ｋ3等)が打ち抜き形成される。

続いて、ワークｗは、矢印Ａ方向に第７ステーションｓ7のカシメ積層装置１０に搬送され、第７ステーションｓ7のカシメ積層装置１０の外形抜きパンチｐ7により、ワークｗから、図２に示す連結鉄心片ｔの外形ｔgが打ち抜かれて連結鉄心片ｔが切出され、切出された連結鉄心片ｔが、第１層目の連結鉄心片ｔ1の場合には支持プレート１１上に載置される。

一方、ワークｗから切出された連結鉄心片ｔが、第２層目以降の連結鉄心片ｔの場合には、図３、図５に示すように、カシメ積層装置１０の外形抜きパンチｐ7により、支持プレート１１(２１)上に載置される隣接する下層の連結鉄心片ｔにカシメ部ｔaを介してカシメられ積層される。

ここで、前述したように、カシメ積層装置１０における連結鉄心片ｔが載置され支持される支持プレート１１(２１)は、複数の並列に間隔をもって配設される昇降駆動装置１２(２２)により同期をとって水平に支持されるため、撓むことなく水平を保れる。 そのため、カシメに際して支持プレート１１の連結鉄心片ｔに上向きの背圧力が均等に付与され、連結連結鉄心片ｔのカシメ部ｔaの嵌合不良を起こすことなくカシメることができる。

このようして、プレス加工対象であるワークｗが、プレス金型装置１内を矢印Ａ方向に間欠搬送されることにより、パンチｐ1〜ｐ7による打ち抜きで所定のプレス加工が施され、また、外形抜きパンチｐ7によってワークｗより外形抜きされた連結鉄心片ｔが下層の連結鉄心片ｔにカシメて積層され、図６に示す直線状に展開された所望厚の連結積層鉄心Ｔが製造される。

その後、直線状の連結積層鉄心Ｔの各磁極ｊに巻線が施され、直線状のヨークｙを円筒状になるように回動して、図７に示す円筒形の固定子積層鉄心Ｔ0を形成する。 なお、図７(ａ)は、円筒形の固定子積層鉄心Ｔ0の上面図であり、図７(ｂ)は、円筒形の固定子積層鉄心Ｔ0の側面図であり、巻線は省略して示している。

上記構成によれば、打ち抜かれた連結鉄心片ｔが載置され支持される支持プレート１１を、支持する昇降駆動装置１２を支持プレート１１に対して複数並列に設け、各昇降駆動装置１２の同期をとって支持プレート１１を上下動作させることにより、支持プレート１１の水平度が保たれ撓むことがない。 そのため、支持プレート１１上の連結鉄心片ｔを水平度を保って支持できる。

加えて、外形抜きパンチｐ7からの下方への押込み力に対向して、支持プレートが水平度を保ちつつ背圧力を付与することができる。

そのため、連結鉄心片ｔの長さｓ(図６参照)が長い寸法であった場合においても、各連結鉄心片ｔは全長にわたって等しい背圧を受けつつ外形抜きパンチｐ7の押し込み力により、カシメ用突起ｋ1、ｋ2、ｋ3(図４参照)が下層の鉄心片のカシメ用凹みｋ10、ｋ20、ｋ30に確実に入り込み、傾くことなく強くカシメられる。

こうして、連結鉄心片ｔがカシメ積層された連結積層鉄心Ｔは、反りや傾き(倒れ)等の形状不良が発生することなく、形状精度が優れる。

なお、上述した実施例においては、昇降駆動装置が２基および３基、配設された場合を例示して説明したが、昇降駆動装置の数は、複数であれば適宜選択できることは言うまでもない。

本発明に関わる実施例のカシメ積層装置を備えるプレス金型装置を示す要部側断面図。 実施例のプレス金型装置によってプレス加工中のワークを示す上面図。 実施例のカシメ積層装置によるプレス加工の様子を示す概念的要部側断面図。 (ａ)、(ｂ)、および(ｃ)は、実施例のプレス金型装置によって形成した連結鉄心片のカシメ部を示す断面図。 実施例のカシメ積層装置の変形例であるカシメ積層装置によるプレス加工の様子を示す概念的要部側断面図。 実施例のプレス金型装置により製造した直線状に展開された連結積層鉄心を示す斜視図。 (ａ)および(ｂ)は、実施例の直線状に展開された連結積層鉄心を回動して形成した円筒形の固定子積層鉄心を示す上面図、および側面図。 従来の直線状に展開された連結積層鉄心を示す斜視図。

符号の説明

１０、２０…カシメ積層装置、
１１、２１…支持プレート、
１２、２２…昇降駆動装置、
１３、２３…制御装置、
ｄ2…ダイ、
ｐ7…外形抜きパンチ(パンチ)、
ｔ…連結鉄心片、
ｔa、ｔaｉ…カシメ部、
ｔh…鉄心片、
ｔr…連結部。

Claims (1)

1. 鉄心片を回動可能な連結部を介して複数連続して形成した連結鉄心片を、パンチにより、ダイ内に外形抜きし、支持プレートで支持して各鉄心片に形成したカシメ部を介して互いにカシメ積層するカシメ積層装置であって、
   パンチによりダイ内に外形抜きされた連結鉄心片が載置され支持される支持プレートと、
   前記支持プレートを並列に支持し、前記支持プレートをパンチに対して進退駆動させる複数の昇降駆動装置と、
   前記複数の昇降駆動装置を、同期をとって均等に作動制御し、前記支持プレートをパンチに対して水平度を保ち進退動させる制御装置とを
   備えて成ることを特徴とするカシメ積層装置。

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