JP2010283937A - 積層コアの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】積層コアを高速で加工できる積層コアの製造装置を提供すること。
【解決手段】積層コアの製造装置は、上型４に配置する高さ調節部材９を周期的に押圧するプッシャ駆動装置１０を備えて構成する。プッシャ駆動装置１０は、カムシャフト１５を駆動するサーボモータ１３と、カム１２と、プッシャ１７とを備えている。プッシャ１７は、カムシャフト１５の軸線と直交する方向に配置し、カム１２の回転により、カムフォロア１６を介して高さ調節部材９を押圧する。プッシャ１７の先端の押圧面１７１の高さ方向の長さをスライド３のストロークより大きく形成するとともに、プッシャ１７を、プッシャ１７の中間位置に２個の並設するリンク１８，１９で揺動可能に支持する。積層コアの初めの薄板鉄心が積層工程に搬送されると、カム１２はサーボモータの駆動により回転する。
【選択図】図１

Description

本発明は、薄板鉄心を積層して積層コアを製造する際に、より高速に製造できる積層コアの製造装置に関する。

積層コアは、周知の通り、複数の工程を経て加工された薄板鉄心を積層してカシメ結合することにより形成されていた。コアは磁気効率を向上するために、単体の材料で形成するよりも、薄板鉄心を積層することが望ましく、特に、１枚の厚みをできるだけ薄くしたものを所定の高さに積層して形成することが磁気効率を向上するために望ましい。できるだけ薄い鉄心を積層することは、その分、薄板鉄心の積層枚数を増加することになるため、プレス機の生産効率を妨げることになっていた。しかし、積層コアとしてのモータコア等の需要が増加することになれば、プレス機をできるだけ高速で稼働しなければならなかった。

従来、積層コアを製造する場合、１枚の薄板鉄心を複数の工程で加工した後、最終工程の積層工程において、積層された薄板鉄心をカシメ結合することにより１個の積層コアを形成していた。１個の積層コアがカシメ結合されるとプレス機の金型内に貯留されるかあるいは積層工程から排出される。そして次の積層コアをカシメ結合することになる。

この際、前の積層コアと次の積層コアとを区別するため、特許文献１に示すように、積層鉄心の製造装置では、積層コアを構成する最初の鉄心が搬送されると、前に搬送された鉄心との間でカシメ結合しない半抜き加工を行なっている。通常、カシメ結合する場合には、上型に装着されたパンチの上部に高さ調整用部材を挿入してカシメ結合を行なうものであるが、高さ調整用部材をずらすことにより、パンチ高さを上方に逃がし新たに供給された鉄心と下方に隣接する前の鉄心との間には、カシメ結合が施されない。これを半抜き加工と呼んでいる。

つまり、特許文献１の積層鉄心の製造装置では、パンチの上面に当接する高さ調整用部材が配置されている。高さ調整用部材には、パンチが高位置で当接する第１のカム面と、パンチが低位置で当接する第２のカム面を備えている。高さ調整用部材は、可動体側に装着されたシリンダ装置により水平方向に往復移動可能に配置されている。したがって、カシメ結合を行なうときには、第１のカム面をパンチの上面に当接させ、カシメ結合を施さないときには、第２のカム面を当接させていた。

特開２００２−２７７１２公報

しかし、特許文献１の積層鉄心の製造装置では、高さ調整用部材を移動させるのにエアシリンダや電磁シリンダ等のシリンダ装置を使用して構成していたから、高速化するには限界があった。例えば、エアシリンダを使用する場合には、バルブが必要となり、バルブの入り切りの際、流体の出入に時間を要するため、高速化を達成できなかった。また、電磁シリンダの場合、電磁バルブを使用するため、電気的な入り切りが必要となり、やはり、高速化を達成できなかった。しかも、特許文献１におけるシリンダ装置は、上下移動する上型に装着されているから、プレス加工をする際の衝撃を直接受けることとなり、破損しやすかったから、この点においても高速化を妨げることとなっていた。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、高さ調整用部材をカシメ位置から移動させる作業を高速で行って、従来に比べて大幅に高速加工できる積層コアの製造装置を提供することを目的とする。

そのため、本発明に係る積層コアの製造装置は、以下のように構成するものである。すなわち、
請求項１記載の発明は、薄板鉄心を複数枚積層する積層工程において、上下方向に隣接する前記薄板鉄心同士をカシメ結合して１個の積層コアを形成する積層コアの製造装置であって、下型に対して接近離隔する方向に連続的に往復移動する上型に対向して、機枠に支持されて前記上型の移動に対して直交する方向に移動可能なプッシャを有するプッシャ駆動機構が配設され、前記プッシャ駆動機構が、サーボモータで回転するカム部材を備え、前記プッシャが、前記カム部材により前記上型への接近移動を行うとともに、前記上型に対して平行移動可能に支持され、積層される前記積層コアが積層枚数に達し、次に加工される積層コアの初めの鉄心が供給される前のタイミングで、前記プッシャが、前記上型に向かって移動されることを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１の発明に係るものであって、前記プッシャの前記上型に対する対向面は、前記上型のストロークより長く形成されていることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明に係るものであって、前記プッシャ駆動機構は、機枠に揺動可能に並設する２個のリンクを備えて、前記プッシャを平行移動可能に支持していることを特徴としている。

本発明の請求項１の構成によれば、所定枚数積層して形成される１個の積層コアに対して、積層される初めの薄板鉄心が積層工程に搬送されると、プッシャ駆動機構のプッシャが上型側に向かって移動することになる。このプッシャの移動を、カム機構を使用して構成する機械的な手段で行い、これをサーボモータで駆動しているから、バルブ等の流体の切り替えに必要な時間を削除することができ、高速化を図ることができる。プッシャの移動を高速で行えるということは、例えば、連続して形成される積層コアの区別を行うために、積層コアの上方で、カシメ結合をするための高さ調整用部材を高速カシメ位置から移動させて半抜き加工を行なわせることができる。しかも、この構成は、往復移動している上型に対して、機枠に支持されたプッシャ駆動機構を備えているから、稼動中の振動や衝撃を直接受けるものではなく、プッシャ駆動機構の破損が少なく、長期間の使用に耐えることができる。

また、請求項２の発明の構成によれば、プッシャの上型の対向面は、上型のストロークより長く形成しているから、高速で往復移動していても、例えば、上型に装着された高さ調整用部材を確実に押圧することができる。しかも、押圧するタイミングをカム駆動により行うことから、確実に１サイクル中のタイミングを取ることができる。

さらに、請求項３の発明の構成によれば、プッシャを平行リンク機構で支持しているから、プッシャの押圧面が高さ調整用部材と直交する面で押圧することができ、高さ調整用部材の移動をスムーズに行えることとなる。なお、プッシャの移動が平行移動できるものであれば、平行リンク機構以外の構成であってもよい。

本発明における積層コアの製造装置のプッシャ駆動装置を示す断面図である。 プッシャ駆動装置を示す平面断面図である。 図１における要部拡大断面図である。 積層コアのカシメ結合部を示す断面図である。 １個の積層コアを示す斜視図である。

次に、本発明の積層コアの製造装置の実施形態を図面に基づいて説明する。

実施形態の積層コアの製造装置は、帯状部材をプレス機内に挿入して、複数の加工を施して薄板鉄心を形成し、最終工程において、複数の薄板鉄心を積層してカシメ結合することにより１個の積層コアとして形成するものである。図１は、プレス機１のスライド３を中心にして前後方向に切断した状態の断面を示すものであり、スライド３の下面には、積層コアを製造するための上型４が装着されており、ボルスタ５上には下型６が装着されている。

上型４と下型６との間には、上型４に装着された高さ調整用部材９が配置されている。高さ調整用部材９は、上型４内において、プレス機１の前後方向に移動可能に支持されるとともに、積層工程で積層された薄板鉄心Ｗ１が上下に隣接する薄板鉄心Ｗ１との間でカシメ結合される際、薄板鉄心Ｗ１と共にパンチで叩かれる。高さ調整用部材９は、１個の積層コアＷが形成された後、後述のプッシャ駆動装置１０で押圧移動される。

プッシャ駆動装置１０は、上型４・下型６からなる金型の後方に、ボルスタ５上に支持されて配置されている。

図１〜２に示すように、プッシャ駆動装置１０は、筐体状のフレーム１１と、フレーム１１内に配置されるカム１２と、カム１２を回転駆動するサーボモータ１３とを備えている。詳細に説明すると、ボルスタ５における材料搬送位置より後方に配置されたフレーム１１内には、サーボモータ１３の駆動軸１４に連結されたカムシャフト１５が材料搬送方向と平行して配置されている。カムシャフト１５は、フレーム１１に回動可能に支持されて、カム１２が嵌合されている。カム１２は、カムシャフト１５とともに回転され、カム１２の外周面にカムフォロア１６が当接されている。

カム１２の外周面は、それぞれ回転中心からの半径が異なる寸法で形成され、カム１２が回転すると、カムフォロア１６の当接面に対するカム１２の中心からの半径の長さの高低によりカムフォロア１６を水平方向に移動させることとなる。カムフォロア１６は、カムシャフト１５の軸線と直交する方向に配置されている。カムフォロア１６の支持軸１６１はプッシャ１７に支持されている。

プッシャ１７は、カムフォロア１６を支持するとともに上型４に向かって延設され、先端面に押圧面１７１を有して形成されている。さらに、プッシャ１７の中間部は、フレーム１１に揺動可能に装着されている２個のリンク１８、１９に支持されている。

図３に示すように、２個のリンク１８、１９は、プッシャ１７の軸方向に沿って並設して配置され、それぞれフレーム１１に揺動可能に支持される支点部１８１、１９１と、プッシャ１７を軸支する軸支部１８２、１９２とを備え、プッシャ１７を水平移動可能に支持している。つまり、２個のリンク１８、１９及びプッシャ１７とフレーム１１とで平行リンク機構を構成している。そのため、カム１２によって移動されるプッシャ１７は、２個のリンク１８、１９の揺動運動により水平方向に沿って移動可能に支持されることになる。プッシャ１７が平行移動することにより押圧面１７１は、高さ調整用部材９に対して常に直交する面で、押圧することになり、高さ調整用部材９を直線上にスムーズに移動させるとともに移動した位置を精度よく認識させることができる。

なお、２個のリンク１８、１９のうち、一方のリンク１８には、支点部１８１から、軸支部１８２と反対側に向かって延設された延設部１８３が形成され、延設部１８３に、コイルばね２０の一端が係止されている。コイルばね２０は、カム１２によって移動されたプッシャ１７を、復帰方向に付勢している。コイルばね２０は、フレーム１１に支持されたコイルばね収納部２１内に収納され、他端をコイルばね収納部２１に螺合されたナット部材２２に係止されている。

なお、プッシャ１７の先端の押圧面１７１の高さ方向の長さは、上型４（スライド３）のストロークより長く形成され、上型４とともに上下動する高さ調整用部材９の移動ストロークの範囲を含んでいる。

また、フレーム１１は、ボルスタ５の後端面を基準にして位置調整可能に配置されている。実施形態では、フレーム１１の後部にボルスタ取付け部材２４を装着し、ボルスタ取付け部材２４とボルスタ５の後端面との間にスペーサ２３を介して取付けている。プッシャ１７と高さ調整用部材９との取付け位置を所定位置に設定する際、プッシャ１７の初期位置を所定寸法にするために、スペーサ２３の厚みを切削加工して、フレーム１１の位置合わせを行なうことになる。

次に、上述のように構成された積層コアの製造装置の作用について説明する。

プッシャ駆動装置１０がボルスタ５との間でスペーサ２３を削ることにより位置調整されると、高さ調整用部材９は、薄板鉄心Ｗ１をカシメ結合するための所定の位置にセットされる。また、高さ調整用部材９は、カム１２によりプッシャ１７で押圧されていないカシメ位置の初期位置にセットされる。そしてプレス機１が稼働する。プレス機１内には、図示しない材料供給部から薄板に形成された帯状ワークが搬送される。プレス機１内では、例えば、第１工程で円板状の薄板鉄心Ｗ１を形成する。薄板鉄心Ｗ１は、順次搬送されて、図４に示すかしめ孔Ｍを含んで所定の加工が施され、最終工程で積層工程に搬送される。

積層工程に薄板鉄心Ｗ１が搬送されると、図４に示すように前に搬送された薄板鉄心Ｗ１のカシメ孔Ｍに、新たに搬送された薄板鉄心Ｗ１のカシメ孔Ｍが重ねられ、上型４の下降により新たに搬送された薄板鉄心Ｗ１のカシメ孔Ｍと前の薄板鉄心Ｗ１のカシメ孔Ｍとの間でカシメ結合される。そして、連続的に新たな薄板鉄心Ｗ１が供給されて順次積み重ねられる。積層枚数が所定の枚数に達すると、図５に示すように、１個の積層コアＷが形成されることになり、形成された積層コアＷは、積層工程から排出されるか、そのまま貯留される。

そのまま貯留される場合、次に形成される積層コアＷと区別する必要があるから、次の積層コアＷが積層される際に、初めの薄板鉄心Ｗ１が、形成された前の積層コアＷとの間でカシメ結合されないようにする。つまり、プッシャ駆動装置１０のプッシャ１７を高さ調整用部材９に押圧して、高さ調整用部材９を、カシメ位置からずらすように移動させる。

前の積層コアＷが所定枚数の薄板鉄心Ｗ１で積層されたことを、サーボモータ１３が感知すると、サーボモータ１３は、駆動軸１４を回転させてカムシャフト１５を回転させる。カムシャフト１５の回転に伴い、カム１２が回転すると、カム１２に当接するカムフォロア１６が支持軸１６１の回りを回転するとともに、プッシャ１７を水平方向に移動させる。

プッシャ１７は、フレーム１１に並設されて揺動可能に支持された２個のリンク１８、１９に支持されているから、平行リンク機構が構成されて、水平方向に平行に移動される。しかも、プッシャ１７の押圧面１７１の高さ方向の長さは、上型４のストロークより長く形成されているから、高さ調整用部材９のストローク中のどの位置であっても、高さ調整用部材９は、上下移動しつつプッシャ１７で押圧される。

なお、プッシャ１７を平行移動させるものは、２個の揺動リンクを配置させるものでなくてもよい。例えば、プッシャ１７を平行移動させるためのガイド部を設けて、カム１２の駆動によりプッシャ１７の一端を押圧するようにしてもよい。

高さ調整用部材９が、カシメ位置からずれることにより、上型４のパンチで高さ調整用部材９を押圧する際、新たに供給された薄板鉄心Ｗ１が、前の工程でカシメ孔Ｍが形成されていたとしても、前の薄板鉄心Ｗ１との間で、カシメ結合されることはない。そのため、新たに形成される積層コアＷは、既に形成された積層コアＷと区別されて別の製品として製造される。

移動された高さ調整用部材９は、次のプッシャの薄板鉄心Ｗ１が搬送される前に、プッシャ１７が、コイルばね２０によって復帰移動されると同時に、例えば、上型４内に配置されたばね部材によってカシメ位置に復帰される。そして、通常通りカシメ結合が行なわれ、次の積層コアＷが製造される。

上述のように、本発明の積層コアの製造装置では、所定枚数を積層して形成される積層コアＷは、新たに形成される積層コアＷの最初の薄板鉄心Ｗ１との間でカシメ結合されないことによって、別の製品として区別される。この際、半抜き加工を行なうための高さ調整用部材９のカシメ位置からの着脱を、カム駆動によるプッシャ駆動機構を採用して行っているからプレス機の可動を高速化できる。

プッシャ駆動機構を構成するプッシャ駆動装置１０は、プレス機１の固定側に装着されて、上下移動中の高さ調整用部材９を、プッシャ１７で押圧可能に構成しているから、スライド３の往復運動による振動を直接受けることがなく、プッシャ駆動装置１０の損傷を防止できる。

しかも、プッシャ１７の押圧面１７１の高さ方向の長さが、スライド３の移動ストロークより長く形成されるとともに、プッシャ１７の高さ調整用部材９への移動を平行移動させるように駆動しているから、高さ調整用部材９への押圧を確実に行うことができる。

１、プレス機
３、スライド
４、上型
６、下型
９、高さ調整用部材
１０、プッシャ駆動装置
１２、カム
１３、サーボモータ
１７、プッシャ
１８、リンク
１９、リンク
Ｗ、積層コア
Ｗ１、薄板鉄心

Claims (3)

1. 薄板鉄心を複数枚積層する積層工程において、上下方向に隣接する前記薄板鉄心同士をカシメ結合して１個の積層コアを形成する積層コアの製造装置であって、
   下型に対して接近離隔する方向に連続的に往復移動する上型に対向して、機枠に支持されて前記上型の移動に対して直交する方向に移動可能なプッシャを有するプッシャ駆動機構が配設され、
   前記プッシャ駆動機構が、サーボモータで回転するカム部材を備え、
   前記プッシャが、前記カム部材により前記上型への接近移動を行うとともに、前記上型に対して平行移動可能に支持され、
   積層される前記積層コアが積層枚数に達し、次に加工される積層コアの初めの鉄心が供給される前のタイミングで、前記プッシャが、前記上型に向かって移動されることを特徴とする積層コアの製造装置。
2. 前記プッシャの前記上型に対する対向面は、前記上型のストロークより長く形成されていることを特徴とする請求項１記載の積層コアの製造装置。
3. 前記プッシャ駆動機構は、機枠に揺動可能に並設する２個のリンクを備えて、前記プッシャを平行移動可能に支持していることを特徴とする請求項１又は２記載の積層コアの製造装置。

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