JP2009072794A - 積層コアの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤が塗布された鋼板下面を下金型と接触させることなく、鋼板を装置内で移動させて必要な加工を行うことができる積層コアの製造装置を提供する。
【解決手段】上下金型１，２で構成される装置本体Ａが、コア材外周以外の打ち抜き加工を行う機構部３と、鋼板下面に接着剤を塗布する機構部４と、コア材外周の打ち抜き加工を行う機構部５と、打ち抜かれたコア材を積層させてコア材どうしを接着剤で結合する機構部６を有する製造装置において、下金型２に、鋼板を下金型上面よりも上方位置に保持することができる保持機構７を設け、該保持機構７は、上端部が下金型上面から出没可能な鋼板保持体７０と、該鋼板保持体７０を上方に付勢する付勢手段または上下動させる駆動手段７１を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、軟磁性鋼板などの鋼板を用いた積層コアの製造装置に関するものである。

モータやトランスなどに使用される積層コア（積層鉄心）を製造する方法として、鋼板を打ち抜いて得られた複数枚のコア材（鉄芯材料）を接着剤で結合し、積層コアとして一体化する方法が知られている（例えば、特許文献１〜３２）。一般にこの製造方法では、接着剤塗布手段および打ち抜き手段（パンチ・ダイ）を備えた装置内に鋼板を送り込み、まず、鋼板にコア材外周以外の打ち抜き加工を施した後、コア材となる鋼板部分に接着剤を塗布し、しかる後、鋼板にコア材外周の打ち抜き加工を施す。打ち抜かれたコア材は、打ち抜き手段（ダイ）の抜き孔内に順次積層され、積層したコア材どうしが上記塗布された接着剤で結合され、これにより複数枚のコア材が接着剤で一体に結合された積層コアが得られる。
特開２００１−３２１８５０号公報 特開２００２−１５１３３９号公報 特開２００１−０２５２１８号公報

このような積層コアの製造方法において、接着剤塗布手段により鋼板上面に接着剤を塗布した場合、打ち抜き加工用のパンチにより接着剤が押しつぶされることがあり、このような問題が生じると、コア材どうしを安定的に接着させることが難しくなる。
一方、接着剤塗布手段により鋼板下面に接着剤を塗布した場合、接着剤を塗布した鋼板面が下金型に接触すると、付着した接着剤が乱され、この場合もコア材どうしの接着性に問題を生じさせることがある。このため、接着剤の塗布面が下金型に接触しないように、装置内で鋼板を移動させる必要がある。

特許文献１には、鋼板下面に接着剤を塗布する工程を含む製造方法において、リフターピンによって鋼板を上下金型間で上下動させるとしているが、その具体的な構造は明らかでなく、金型（装置）の外側に設けられた保持機構を利用している可能性がある。しかし、打ち抜き加工される鋼板には強い張力は付与されていないため、金型（装置）の外側で鋼板を保持した場合、鋼板の撓みにより接着剤の塗布面が下金型に接触してしまう。
一方、特許文献３では、接着剤塗布部からコア材外周打ち抜き加工部までの下金型上面に凹溝を形成し、接着剤が塗布された鋼板面と下金型との接触を回避するようにしているが、金型の構造上の制約から、コア材外周打抜き加工部のダイ周囲に凹溝を設けることは困難であるため、接着剤の塗布面と下金型との接触を完全に防止することはできない。

したがって本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、鋼板下面に接着剤を塗布し、鋼板から打ち抜かれた複数枚のコア材を前記接着剤で結合して積層コアを製造する装置において、接着剤が塗布された鋼板下面を下金型と接触させることなく、鋼板を装置内で移動させて必要な加工を行うことができ、これによって高い積層強度を有する積層コアを安定して製造することができる製造装置を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明の要旨は、以下のとおりである。
［1］上下金型（１，２）で構成される装置本体（Ａ）が、鋼板にコア材外周以外の打ち抜き加工を施す打ち抜き機構部（３）と、コア材となる鋼板部分の下面に接着剤を塗布する接着剤塗布機構部（４）と、鋼板にコア材外周の打ち抜き加工を施す外周打ち抜き機構部（５）を、鋼板送り方向においてこの順で有するとともに、打ち抜かれたコア材を積層させてコア材どうしを前記接着剤で結合するコア材積層・結合機構部（６）を有する製造装置において、
下金型（２）に、鋼板を下金型上面よりも上方位置に保持することができる保持機構（７）を設け、該保持機構（７）は、上端部が下金型上面から出没可能な鋼板保持体（７０）と、該鋼板保持体（７０）を上方に付勢する付勢手段または上下動させる駆動手段（７１）を有することを特徴とする積層コアの製造装置。

［2］上記［1］の製造装置において、鋼板保持体（７０）は、鋼板下面をその幅方向で保持することを特徴とする積層コアの製造装置。
［3］上記［1］または［2］の製造装置において、少なくとも装置本体（Ａ）の鋼板入側位置および出側位置に保持機構（７）を設けることを特徴とする積層コアの製造装置。
［4］上記［3］の製造装置において、さらに、接着剤塗布機構部（４）および／または外周打ち抜き機構部（５）の各入側位置に、鋼板保持体（７０）が鋼板下面に塗布された接着剤と干渉しないように、保持機構（７）を設けることを特徴とする積層コアの製造装置。

本発明の製造装置によれば、上金型が非作動の状態において、保持機構により鋼板を下金型上面よりも上方位置に保持することができるので、接着剤が塗布された鋼板下面を下金型と接触させることなく、鋼板を装置内で移動させて必要な加工を行うことができ、これにより高い積層強度を有する積層コアを安定して製造することができる。

図１〜図３は、本発明の積層コアの製造装置の一実施形態を示すもので、図１（イ）は各製造段階での鋼板ｘの加工・処理状況を示す説明図、図１（ロ）は製造装置の断面を示す説明図、図２は図１に示す保持機構の正面図、図３は図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
この積層コアの製造装置は、装置本体Ａが上下金型１，２で構成され、上金型１が打抜パンチを備える可動金型、下金型２がダイを備える固定金型となっている。上金型１は、図示しない油圧式駆動機構などにより上下動する。
このような上下金型１，２からなる装置本体Ａは、以下に示すような各機構部を備えている。また、装置本体Ａの入側には、帯状の鋼板ｘを装置本体Ａ内に順送りするための材料送り機構Ｂ（送りロール）が設けられている。

前記装置本体Ａは、鋼板ｘにコア材外周以外の打ち抜き加工を施す打ち抜き機構部３と、コア材となる鋼板部分の下面に接着剤を塗布する接着剤塗布機構部４と、鋼板ｘにコア材外周の打ち抜き加工を施す外周打ち抜き機構部５を、鋼板送り方向においてこの順で有している。なお、本発明の装置では、これら機構部３〜５の間または前後などに他の機構部が設けられることは妨げない。
前記打ち抜き機構部３は、上金型１に設けられるパンチ３０と、下金型２に設けられるダイ３１を備え、コア材内周やティースなどのようなコア材外周以外の打ち抜き加工を行う。このようなコア材外周以外の打ち抜き加工は、複数工程で行われる場合があり、その場合には、打ち抜き機構部３は鋼板送り方向で複数設けられる。

前記接着剤塗布機構部４は、下金型２に設けられる接着剤吐出部４０（吐出ノズル）で構成され、コア材となる鋼板部分の下面に接着剤を部分的に塗布する。接着剤塗布機構部４には、接着剤供給部８から接着剤が供給される。
前記外周打ち抜き機構部５は、上金型１に設けられるパンチ５０と、下金型２に設けられるダイ５１を備え、コア材外周の打ち抜き（コア材の切り離し）を行う。パンチ５０は、打ち抜かれたコア材ｙをその下側のコア材ｙに対して押圧（加圧）する押圧手段を兼ねていてもよい。

前記外周打ち抜き機構部５を構成するダイ５１の抜き孔５２およびその下方には、打ち抜かれたコア材ｙを積層させてコア材どうしを前記接着剤で結合するコア材積層・結合機構部６が設けられている。このコア材積層・結合機構部６は、前記抜き孔５２の下方でコア材を支持する支持体６０、積層されたコア材を加熱し、接着剤を加熱硬化させるための加熱装置６１（電熱ヒータなど）などを備えている。
また、上下金型１，２の間には、打ち抜き加工する際に鋼板ｘを下金型２に対して押さえるための板状のストリッパ９（板押さえ）が配置されている。このストリッパ９は、前記パンチ３０，５０を、それぞれ挿通させる挿通孔９０，９１を有しており、例えば、スプリングを備えた保持手段（図示せず）により上金型１に保持されている。

以上のような装置構成は従来装置と同様であるが、本発明の製造装置は、下金型２に、鋼板ｘを下金型上面よりも上方位置に保持することができる保持機構７を設けた点に特徴がある。この保持機構７は、鋼板ｘを安定的に保持するため、少なくとも装置本体Ａの鋼板入側位置および出側位置に設けることが好ましい。
本実施形態でも、保持機構７は装置本体Ａの鋼板入側位置および出側位置に設けられている。また、鋼板ｘをより安定的に保持するためには、図１に仮想線で示すように、さらに、接着剤塗布機構部４および／または外周打ち抜き機構部５の各入側位置に保持機構７を設けることが好ましい。

前記各保持機構７は、図２及び図３に示すように、下金型２の上面側に形成された取付凹部１０内に出没可能に配置された鋼板保持体７０と、取付凹部１０内で鋼板保持体７０を上方に付勢するスプリングからなる付勢手段７１を有している。
前記取付凹部１０は、下金型幅方向に沿ったスリット状の開口部１００を有している。前記鋼板保持体７０は下部にフランジ部７０１を有しており、その上端部７００が開口部１００から出没可能なように取付凹部１０内に配置されている。取付凹部１０内には鋼板保持体７０を支持する付勢手段７１（スプリング）が配置され、上端部７００が開口部１００から突出するよう、鋼板保持体７０を上方に付勢している。また、鋼板保持体７０は、そのフランジ部７０１が開口部１００の内側縁部と係合することで、取付凹部１０内に係止される。

前記鋼板保持体７０は棒状のものでもよいが、鋼板ｘを安定して保持するという点から、本実施形態のように鋼板下面をその幅方向で保持する幅を有するものであることが好ましい。但し、外周打ち抜き機構部５の入側位置に保持機構７を設ける場合には、その上流側で鋼板下面に塗布された接着剤に鋼板保持体７０が干渉しないように、鋼板保持体７０の幅や形状を適宜選択することが必要である。
なお、接着剤が塗布された鋼板下面を下金型の上面と接触させないようにするには、鋼板下面と下金型上面との間隔が０．５ｍｍ以上となるように、保持機構７（鋼板保持体７０）より鋼板ｘを保持することが好ましい。
本発明の保持機構７では、上記実施形態のようなスプリングなどからなる付勢手段７１に代えて、鋼板保持体７０を上下動させる駆動手段を用いてもよい。この駆動手段としては、例えば、油圧式アクチュエータなどを用いることができ、取付凹部１０内に配置して鋼板保持体７０を支持させ、鋼板保持体７０を上下動させることで、鋼板保持体７０の上端部を下金型２の上面から出没させるようにする。この駆動手段は、上金型１の昇降動作に連動して鋼板保持体７０を上下動させるように制御される。

次に、以上のような製造装置を用いた積層コアの製造工程について説明する。
図１の製造装置において、鋼板ｘの打ち抜き、接着剤の塗布は、上金型１（可動金型）が下金型２に対して下降することになされる。この際、ストリッパ９が鋼板ｘを下金型２に対して押さえて拘束する。
また、鋼板ｘは、材料送り機構Ｂにより装置本体Ａ内に送り込まれるとともに、各工程に対して順送りされる。

装置本体Ａ内に送り込まれた鋼板ｘには、まず、打ち抜き機構部３において、パンチ３０とダイ３１によりコア材外周以外（本実施形態ではコア材内周）の打ち抜き加工が施される。ここで行われる加工は、コア材内周やティースなどの打ち抜き加工である。なお、このようなコア材外周以外の打ち抜き加工は複数の工程で行われる場合があり、その場合には、複数の工程毎に打ち抜き機構部３が設けられ、鋼板が順送りされる。次いで、鋼板ｘは接着剤塗布機構部４に送られ、コア材となる鋼板部分の下面に接着剤吐出部４０によって接着剤ｓが部分的に塗布される。次いで、鋼板ｘは外周打ち抜き機構部５に送られ、ここでパンチ５０とダイ５１によりコア材外周の打ち抜き加工が施され、コア材ｙが鋼板ｘから打ち抜かれる。

以上のような鋼板ｘの打ち抜き加工や接着剤の塗布において、上金型１が下金型２に対して下降するまでは、保持機構７が鋼板ｘを下金型２の上面よりも上方位置に保持しているが、打ち抜き加工、接着剤の塗布のために上金型１が下降する（作動状態となる）と、ストリッパ９が保持機構７の付勢手段７１の付勢力に抗して、鋼板ｘを介して鋼板保持体７０を押し下げ、鋼板ｘを下金型２の上面に押し当てる。この状態で打ち抜き加工、接着剤の塗布が行われる。このような打ち抜き加工、接着剤の塗布が完了して上金型１およびストリッパ９が上昇すると、付勢手段７１の付勢力により再び鋼板保持体７０が上昇し、鋼板ｘを下金型２の上面よりも上方位置に保持する。なお、保持機構７が付勢手段７１に代えて鋼板保持体７０を上下動させる駆動手段を有する場合には、上記のような上金型１の昇降に伴う鋼板保持体７０の上下動作は、駆動手段で鋼板保持体７０を上下動させることによりなされる。
したがって、接着剤塗布機構部４で接着剤ｓが塗布された鋼板ｘは、保持機構７で下金型２の上面よりも上方位置に保持された状態で外周打ち抜き機構部５に送られ、接着剤ｓが塗布された鋼板下面が下金型２と接触することはない。

外周打ち抜き機構部５において打ち抜かれたコア材ｙは、ダイ５１の抜き孔５２内に積層し、この抜き孔５２内とその下方のコア材積層・結合機構部６において、積層したコア材ｙどうしが前記接着剤ｓで結合する。この際、パンチ５０により、打ち抜かれたコア材ｙをその下側のコア材に対して押圧（加圧）し、接着性を高めるようにしてもよい。
前記接着剤塗布機構部４では、積層コアの最下部となるコア材ｙを構成する鋼板部分には接着剤ｓを塗布しないので、所定枚数のコア材ｙのみが接着剤ｓで一体に結合された積層コアｚが得られる。支持体６０は、抜き孔５２の下方で積層したコア材ｙおよび積層コアｚを支持し、打ち抜かれたコア材ｙが積層する毎に順次下降する。また、積層コアｚは加熱装置６１で加熱され、コア材ｙ間の接着剤ｓを加熱硬化する。
以上のとおり、本発明の製造装置によれば、接着剤が塗布された鋼板下面が下金型と接触することがないので、高い積層強度を有する積層コアを安定して製造することができる。

本発明の製造装置の一実施形態を示す説明図 図１に示す保持機構の正面図 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図

符号の説明

１ 上金型
２ 下金型
３ 打ち抜き機構部
４ 接着剤塗布機構部
５ 外周打ち抜き機構部
６ コア材積層・結合機構部
７ 保持機構
８ 接着剤供給部
９ ストリッパ
１０ 取付凹部
３０，５０ パンチ
３１，５１ ダイ
４０ 接着剤吐出部
５２ 抜き孔
６０ 支持体
６１ 加熱装置
７０ 鋼板保持体
７１ 付勢手段
９０，９１ 挿通孔
１００ 開口部
７００ 上端部
７０１ フランジ部
Ａ 装置本体
Ｂ 材料送り機構
ｘ 鋼板
ｙ コア材
ｚ 積層コア
ｓ 接着剤

Claims (4)

1. 上下金型（１，２）で構成される装置本体（Ａ）が、鋼板にコア材外周以外の打ち抜き加工を施す打ち抜き機構部（３）と、コア材となる鋼板部分の下面に接着剤を塗布する接着剤塗布機構部（４）と、鋼板にコア材外周の打ち抜き加工を施す外周打ち抜き機構部（５）を、鋼板送り方向においてこの順で有するとともに、打ち抜かれたコア材を積層させてコア材どうしを前記接着剤で結合するコア材積層・結合機構部（６）を有する製造装置において、
   下金型（２）に、鋼板を下金型上面よりも上方位置に保持することができる保持機構（７）を設け、該保持機構（７）は、上端部が下金型上面から出没可能な鋼板保持体（７０）と、該鋼板保持体（７０）を上方に付勢する付勢手段または上下動させる駆動手段（７１）を有することを特徴とする積層コアの製造装置。
2. 鋼板保持体（７０）は、鋼板下面をその幅方向で保持することを特徴とする請求項１に記載の積層コアの製造装置。
3. 少なくとも装置本体（Ａ）の鋼板入側位置および出側位置に保持機構（７）を設けることを特徴とする請求項１または２に記載の積層コアの製造装置。
4. さらに、接着剤塗布機構部（４）および／または外周打ち抜き機構部（５）の各入側位置に、鋼板保持体（７０）が鋼板下面に塗布された接着剤と干渉しないように、保持機構（７）を設けることを特徴とする請求項３に記載の積層コアの製造装置。

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