JP2010238817A - 積層コアの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼板面に対する接着剤の異常塗布が生じにくく、積層異常や接着剤のはみ出し等のない優れた品質の積層コアを製造する。
【解決手段】打ち抜き機構部ａ、接着剤塗布機構部ｂ、外周打ち抜き機構部ｃ及びコア材積層・結合機構部ｄを有する製造装置において、接着剤塗布機構部ｂは、上下方向にノズルガイド孔４が形成され、上金型１の下面に突設されたノズルガイド３と、下端にノズル吐出口５０を有し、ノズルガイド３のノズルガイド孔４内に上下スライド移動可能に設けられた接着剤塗布用のノズル５とを有し、ノズル５のノズル吐出口５０は、ノズルガイド孔４の内方に退避した位置からノズルガイド３の下端面３０と面一となる位置まで移動可能であり、ノズルガイド３は、その下端面３０が接着剤塗布時に鋼板面に当接し、鋼板押さえ手段として機能する。
【選択図】図２

Description

本発明は、軟磁性鋼板などの鋼板を素材とする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１〜５）。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 特開２００６−３３４６４８号公報 特開２００７−３２４４５５号公報

上記のような積層コアの製造工程において、コア材となる鋼板部分に接着剤を塗布するには、通常、接着剤塗布用のノズルが用いられるが、従来技術の装置では、鋼板面に対して接着剤が過剰に塗布されたり、本来接着剤を塗布しない工程で接着剤が供給されてしまうなどの異常塗布が生じることがあり、積層異常や接着剤のはみ出し等の原因となっていた。
このうち積層異常は、本来、積層コアどうしの切り離しのために接着剤を塗布してはならない鋼板部分に接着剤が塗布されてしまうことで発生する異常であり、この積層異常を生じると積層コアが不良品となる。このような接着剤の予定外の異常塗布は、接着剤塗布用のノズルと鋼板との異常接触や、ノズルからの接着剤のもれ等が原因となって起きる。

また、接着剤のはみ出しは、積層コアが完成した以降の工程での加工に大きな影響を与え、例えば、溶接時のガス発生や、絶縁材との接着における接着不良を引き起こす。このような接着剤のはみ出しは、接着剤が過剰に塗布されたり、決められた所定位置以外の部分に塗布されるなどの異常塗布により生じる。
接着剤の異常塗布を回避する方法としては、接着剤の吸引手段を用いたり、スプレー式の供給手段を用いることなども考えられるが、均一な塗布条件を確保するには装置が高価なものとなり、また、接着剤の粘度（温度）の微妙な調整・管理が必要となるため、製造条件の管理が難しくなる。

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、鋼板面に対する接着剤の異常塗布が生じにくく、積層異常や接着剤のはみ出し等がない優れた品質の積層コアを製造することができ、しかも比較的安価で且つ製造条件の管理も容易な積層コアの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］上金型（１）と下金型（２）で構成される装置本体が、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（ａ）と、コア材となる鋼板部分に接着剤を塗布する接着剤塗布機構部（ｂ）と、鋼板にコア材外周の打ち抜き加工を施す打ち抜き機構部（ｃ）と、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（ｄ）を有する製造装置において、
前記接着剤塗布機構部（ｂ）は、上下方向にノズルガイド孔（４）が形成され、上金型（１）の下面に突設されたノズルガイド（３）と、下端にノズル吐出口（５０）を有し、前記ノズルガイド（３）のノズルガイド孔（４）内に上下スライド移動可能に設けられた接着剤塗布用のノズル（５）とを有し、
前記ノズル（５）のノズル吐出口（５０）は、前記ノズルガイド孔（４）の内方に退避した位置からノズルガイド（３）の下端面（３０）と面一となる位置まで移動可能であり、
前記ノズルガイド（３）は、その下端面（３０）が接着剤塗布時に鋼板面に当接し、鋼板押さえ手段として機能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、ノズル（５）を付勢してノズル吐出口（５０）をノズルガイド孔（４）内の内方に退避させるスプリング（６）と、該スプリング（６）の付勢に抗して、ノズル（５）を接着剤塗布位置まで押し下げる押下手段（７）とを有す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、通常はノズル（５）のノズル吐出口（５０）をノズルガイド孔（４）の内方位置に退避させておき、必要な場合にだけ接着剤塗布位置に移動（下降）させて接着剤塗布を行うことができるため、鋼板面に対する接着剤の異常塗布が生じにくく、また、ノズル吐出口（５０）がノズルガイド孔（４）の内方位置に退避した状態でノズル吐出口（５０）から接着剤の垂れやもれ等が生じても、接着剤がノズル吐出口（５０）の下方にあるノズルガイド孔内面に付着して保持されるので、予定外の鋼板面に接着剤が付着するようなことが防止できる。これらの結果、積層異常や接着剤のはみ出し等がない優れた品質の積層コアを製造することができる。また、接着剤塗布機構部（ｂ）は簡易な構成であり、難かしい操作や管理も必要がないので、設備コストや操業コストも低く抑えることができる。

本発明の製造装置の一実施形態を示す説明図 図１の製造装置の接着剤塗布機構部について、接着剤塗布時の状態を示す縦断面図 図１の製造装置の接着剤塗布機構部について、接着剤非塗布時の状態を示す縦断面図

図１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）は製造装置の各機構部での鋼板ｘの加工・処理状況を示す説明図、図１（ロ）は製造装置を縦断面した状態で示す説明図である。また、図２および図３は、図１の実施形態における接着剤塗布機構部の縦断面図であり、図２は接着剤塗布時の状態を、図２は接着剤非塗布時の状態を、それぞれ示している。
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、鋼板送り方向の上流側から、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ａ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ｃを備えている。
前記打ち抜き機構部ａは、上金型１に設けられるパンチ１５と、下金型２に設けられるダイ１６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ａは鋼板送り方向で複数設けられる。
前記外周打ち抜き機構部ｃは、上金型１に設けられるパンチ１７と、下金型２に設けられるダイ１８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１７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。

鋼板送り方向において、打ち抜き機構部ａと外周打ち抜き機構部ｃとの間には、コア材となる鋼板部分に接着剤を塗布する接着剤塗布機構部ｂを備えている。図２および図３は、この接着剤塗布機構部ｂの詳細（縦断面）を示している。
この接着剤塗布機構部ｂは、上金型１の下面に突設されたノズルガイド３を有し、このノズルガイド３には上下方向にノズルガイド孔４が貫設されている。このノズルガイド３は、その下端面３０が接着剤塗布時に鋼板面に当接し、鋼板押さえ手段として機能する。
上金型１の本体には、前記ノズルガイド孔４に連通するノズルガイド孔４ａが貫設されている。この上金型１内のノズルガイド孔４ａは、その上部に第１の拡径部４０ａを有し、さらにその上部（ノズルガイド孔４ａの上端）に、拡径部４０ａよりもさらに拡径した第２の拡径部４１ａを有している。
上金型１には、接着剤供給管用の導孔１０が形成され、その先端が前記ノズルガイド孔４ａの途中に開口（連通）している。

前記ノズルガイド孔４，４ａ内には、下端にノズル吐出口５０を有する接着剤塗布用のノズル５が上下スライド移動可能に設けられている。このノズル５のノズル吐出口５０は、図３に示すようなノズルガイド孔４の内方に退避した位置（上昇点）から、図２に示すようなノズルガイド３の下端面３０と面一となる位置（下降点）、すなわち接着剤塗布位置まで移動可能である。
前記ノズル５のノズル孔５１はノズル長手方向の途中まで形成され、その上端５３がノズル５の側面に開口している。
前記導孔１０内には接着剤供給管１１が配置され、この接着剤供給管１１の先端が、ノズル５の側面に開口したノズル孔５１の上端５３に、樹脂などからなるフレキシブルな連結管１２を介して接続されている。
前記接着剤供給管１１は、図示しない接着剤供給部に接続され、この接着剤供給部から適宜接着剤が供給される。

前記ノズル５の上部には拡径部５２が設けられ、その上端には、上面にカム係合用の凹凸部９０を有する部材９が連結されている。そして、前記拡径部５２と部材９が、それぞれノズルガイド孔４ａの拡径部４０ａと拡径部４１ａにそれぞれ収納されている。
前記ノズル５にはスプリング６が外装され、このスプリング６の上端がノズル５の拡径部５２の端面に、また下端がノズルガイド孔４ａの拡径部４０ａの端面にそれぞれ係止される。このスプリング６は、ノズル５を上方に付勢してノズル吐出口５０をノズルガイド孔４の内方位置に退避させる働きをする。

上金型１の上面または本体内部には、ノズル５の押下手段７を構成するスライドカム１３が水平方向スライド移動可能に設けられている。このスライドカム１３の下面にはカム１３０が突設されている。このスライドカム１３は、水平方向でスライド移動し、カム１３０が部材９の凹凸部９０の凸部と噛み合うことにより、スプリング６の付勢に抗して、ノズル５を接着剤塗布位置（図２の位置）まで押し下げる。一方、このスライドカム１３が水平方向でスライド移動し、カム１３０が部材９の凹凸部９０の凹部と噛み合った場合には、スプリング６の付勢によりノズル５は上方に移動し、ノズル吐出口５０がノズルガイド孔４の内方に退避する。スライドカム１３は、図示しない駆動手段（例えば、シリンダ装置）で駆動される。
なお、図２および図３は、１組のノズルガイド孔４，４ａとノズル５のみが示されているが、通常、接着剤は図１（イ）に示すように複数箇所に塗布されるので、これら複数箇所の接着剤塗布部に対応した組数のノズルガイド孔４，４ａとノズル５が設けられる。
また、接着剤塗布機構部ｂは、鋼板送り方向において外周打ち抜き機構部ｃの上流側の任意の位置に設けることができ、例えば、打ち抜き機構部ａの上流側に設けもよいし、複数ある打ち抜き機構部ａの間に設けてもよい。

前記外周打ち抜き機構部ｃを構成するダイ１８の抜き孔１９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ｄが設けられている。このコア材積層・結合機構部ｄは、前記抜き孔１９の下方でコア材を支持する支持体２０、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２１（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８（板押さえ）が配置されている。このストリッパ８は、前記パンチ１５、ノズルガイド３およびパンチ１７を、それぞれ挿通させる挿通孔８０，８１，８２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。

次に、以上のような製造装置による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よりなされる。この際、ストリッパ７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ａにおいて、パンチ１５とダイ１６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。
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ａ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ｂに送られ、コア材となる鋼板部分の上面にノズル５から接着剤ｓが部分的に塗布される。
上金型１が下降することにより、ノズルガイド３は、その下端面３０が鋼板面に当接し、鋼板押さえ手段として機能する。
本発明の製造装置の１つの使用形態では、ノズル５（ノズル吐出口５０）の移動をコア材となる各鋼板部分への接着剤塗布毎に行う。この場合には、ノズル５は、図３に示すようにノズル吐出口５０がノズルガイド孔４の内方に退避した位置から、図２に示すようにノズル吐出口５０がノズルガイド３の下端面３０と面一となる位置（接着剤塗布位置）まで、押下手段７（スライドカム１３）により押し下げられる。この状態で、ノズル５のノズル孔５１に接着剤供給管１１から接着剤が供給され、ノズル吐出口５０から接着剤が吐出され、鋼板面に塗布される。

接着剤塗布完了後、押下手段７（スライドカム１３）の作動を解除することで、ノズル吐出口５０をノズルガイド孔４の内方に退避させ、これと相前後して上金型１が上昇する。
以上のように、非接着剤塗布時にはノズル吐出口５０をノズルガイド孔４の内方に退避させておけば、ノズル吐出口５０から接着剤の垂れやもれ等が生じても、接着剤がノズル吐出口５０の下方にあるノズルガイド孔４の内面に付着して保持されるので、予定外の鋼板面に接着剤が付着するようなことが防止できる。
接着剤塗布機構部ｂでは、積層コアの最上部のコア材を構成する鋼板部分には接着剤ｓを塗布しない。したがって、この鋼板部分が接着剤塗布機構部ｂに移動して来た場合も、ノズル５のノズル吐出口５０は、ノズルガイド孔４の内方位置に退避した状態とする。

本発明の製造装置の他の使用形態では、ノズル吐出口５０をノズルガイド孔４の内方に避難させるのを、積層コアの最上部のコア材を構成する鋼板部分に対して接着剤塗布機構部ｂで接着剤を塗布しない場合のみとする。すなわち、
そのような鋼板部分が接着剤塗布機構部ｂに移動して来た場合のみ、ノズル吐出口５０をノズルガイド孔４の内方に避難させる。一方、鋼板部分に接着剤を塗布する工程では、常時、ノズル吐出口５０を図２に示すような接着剤塗布位置に保持する。
なお、接着剤の塗布形状に特別な制限はないが、接着剤の塗布面積が著しく小さいと、積層コア形状が波打ちなどを起こし、所定形状にできない恐れがあるため、積層コアが所定の形状を確保できるよう、外周打ち抜き形状に近い形状で、部分的に塗布することが好ましい。

次いで、鋼板ｘは外周打ち抜き機構部４に送られ、ここでパンチ１７とダイ１８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。
打ち抜かれたコア材ｙは、ダイ１８の抜き孔１９内に積層し、この抜き孔１９内とその下方のコア材積層・結合機構部ｄ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１７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ｂでは、積層コアの最上部のコア材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２０は、抜き孔１９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２１で加熱され、コア材ｙ間の接着剤ｓを加熱硬化する。

以上のように、本発明の製造装置では、ノズル５のノズル吐出口５０をノズルガイド孔４の内方位置に退避させておき、必要な場合にだけ接着剤塗布位置に移動（下降）させて接着剤塗布を行うことができるため、鋼板面に対する接着剤の異常塗布が生じにくい。また、ノズル吐出口５０がノズルガイド孔４の内方位置に退避した状態でノズル吐出口５０から接着剤の垂れやもれ等が生じても、接着剤がノズル吐出口５０の下方にあるノズルガイド孔内面に付着して保持されるので、予定外の鋼板面に接着剤が付着ようなことが防止できる。これらの結果、積層異常や接着剤のはみ出し等がない積層コアが製造される。

１ 上金型
２ 下金型
３ ノズルガイド
４，４ａ ノズルガイド孔
５ ノズル
６ スプリング
７ 押下手段
８ ストリッパ
９ 部材
１０ 導孔
１１ 接着剤供給管
１２ 連結管
１３ スライドカム
１５ パンチ
１６ ダイ
１７ パンチ
１８ ダイ
１９ 抜き孔
２０ 支持体
２１ 加熱装置
３０ 下端面
４０ａ，４１ａ 拡径部
５０ ノズル吐出口
５１ ノズル孔
５２ 拡径部
５３ 上端
８０，８１，８２ 挿通孔
９０ 凹凸部
１３０ カム
Ａ 装置本体
Ｂ 材料送り機構
ａ 打ち抜き機構部
ｂ 接着剤塗布機構部
ｃ 外周打ち抜き機構部
ｄ コア材積層・結合機構部
ｘ 鋼板
ｙ コア材
ｚ 積層コア
ｓ 接着剤

Claims (2)

1. 上金型（１）と下金型（２）で構成される装置本体が、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（ａ）と、コア材となる鋼板部分に接着剤を塗布する接着剤塗布機構部（ｂ）と、鋼板にコア材外周の打ち抜き加工を施す打ち抜き機構部（ｃ）と、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（ｄ）を有する製造装置において、
   前記接着剤塗布機構部（ｂ）は、上下方向にノズルガイド孔（４）が形成され、上金型（１）の下面に突設されたノズルガイド（３）と、下端にノズル吐出口（５０）を有し、前記ノズルガイド（３）のノズルガイド孔（４）内に上下スライド移動可能に設けられた接着剤塗布用のノズル（５）とを有し、
   前記ノズル（５）のノズル吐出口（５０）は、前記ノズルガイド孔（４）の内方に退避した位置からノズルガイド（３）の下端面（３０）と面一となる位置まで移動可能であり、
   前記ノズルガイド（３）は、その下端面（３０）が接着剤塗布時に鋼板面に当接し、鋼板押さえ手段として機能することを特徴とする積層コアの製造装置。
2. ノズル（５）を付勢してノズル吐出口（５０）をノズルガイド孔（４）内の内方に退避させるスプリング（６）と、該スプリング（６）の付勢に抗して、ノズル（５）を接着剤塗布位置まで押し下げる押下手段（７）とを有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。

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