JP2012095368A - Core manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各層が複数の円弧状部材からなる環状の積層鉄心を製造する鉄心製造装置に関する。 The present invention relates to an iron core manufacturing apparatus for manufacturing an annular laminated iron core in which each layer is composed of a plurality of arcuate members.
従来、電磁鋼板をプレス加工等して得られる円環状の薄板部材を、数十枚から数百枚積層し、積層鉄心として製造するようにしたモータコアが知られている。薄板部材の厚さは0.15〜0.5mm程度であり、薄いほどエネルギー効率が良好であるとされている。さらに、モータコアの素材を効率的に使用するために、円環状の薄板部材を、複数の円弧状の薄板部材により構成するようにしたものも知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a motor core in which dozens to hundreds of annular thin plate members obtained by pressing a magnetic steel sheet are laminated and manufactured as a laminated core. The thickness of the thin plate member is about 0.15 to 0.5 mm, and the thinner the plate member, the better the energy efficiency. Furthermore, in order to use the motor core material efficiently, an annular thin plate member is constituted by a plurality of arc-shaped thin plate members.
たとえば、特許文献1には、円弧状の複数の薄板セグメントにより1枚の円環状の薄板部材を構成し、これを多数積層して結合させることにより成層鉄心を製造する装置が記載されている。円弧状の薄板セグメントの中心角は360°/nであり、n枚の薄板セグメントにより1枚の円環状の薄板部材が構成される。隣接する各層の円環状の薄板部材は、それらを構成する各円弧状の薄板セグメントが、れんが積みのようにずれて重なるように、ずらして積層される。 For example, Patent Document 1 describes an apparatus for manufacturing a stratified iron core by forming a single annular thin plate member by a plurality of arc-shaped thin plate segments and laminating and bonding a large number of them. The central angle of the arc-shaped thin plate segment is 360 ° / n, and one thin thin plate member is constituted by n thin plate segments. The annular thin plate members of the adjacent layers are laminated so that the respective arc-shaped thin plate segments constituting them are shifted and overlapped like bricks.
この装置においては、薄板セグメントはプレス機で母型内に打ち抜かれる。上述のnが3であるとすれば、打ち抜かれた薄板セグメントは、母型の回転により、周方向に120°回転される。そして、次の薄板セグメントが打ち抜かれる。打ち抜かれた薄板セグメントは隣接する他の薄板セグメントと互いに結合される。このようにして3枚の薄板セグメントにより1枚の円環状の薄板部材が構成されると、母型が60°回転された後、その薄板部材の上に、次の層の円環状の薄板部材が同様にして構成される。 In this apparatus, the thin plate segment is punched into a mother die by a press machine. If the above-mentioned n is 3, the punched thin plate segment is rotated 120 ° in the circumferential direction by the rotation of the mother die. Then, the next thin plate segment is punched out. The punched sheet segments are joined together with other adjacent sheet segments. Thus, when one annular thin plate member is constituted by the three thin plate segments, after the master mold is rotated by 60 °, the annular thin plate member of the next layer is formed on the thin plate member. Is configured in the same manner.
これによれば、薄板セグメントの打抜き及び薄板部材の積層が、母型を回転する機構により行われるので、成層鉄心の製造装置をコンパクトに構成することができる。 According to this, since the punching of the thin plate segments and the lamination of the thin plate members are performed by the mechanism that rotates the mother die, the manufacturing apparatus for the stratified core can be configured in a compact manner.
しかしながら、上述の成層鉄心の製造装置によれば、薄板セグメントの打抜き毎に母型を回転させるようにしているため、母型の回転及び位置決めに一定時間を要するので、生産速度の向上を図るのが困難であるという問題がある。 However, according to the above-described laminated core manufacturing apparatus, since the mother die is rotated every time the thin plate segment is punched, it takes a certain time to rotate and position the mother die, thereby improving the production speed. There is a problem that is difficult.
本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑み、生産速度を容易に向上させることができる鉄心製造装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an iron core manufacturing apparatus capable of easily improving the production speed in view of the problems of the prior art.
この目的を達成するため、本発明の鉄心製造装置は、各層が複数の円弧状部材で構成される環状の積層鉄心を製造する鉄心製造装置であって、帯状の鉄心材における複数の加工対象部分を順次所定の加工位置に移送する移送手段と、前記加工位置で剪断加工により各加工対象部分から円弧状部材を分離する加工手段と、前記剪断加工が行われる毎に、分離されて下降する円弧状部材を、先に下降して一層を構成した複数の円弧状部材の上に受け取り、該円弧状部材の周方向に所定角度だけ回転することにより、順次下降した円弧状部材を、前記積層鉄心を構成する位置に配置する積層手段とを具備することを特徴とする。 In order to achieve this object, an iron core manufacturing apparatus according to the present invention is an iron core manufacturing apparatus for manufacturing an annular laminated core in which each layer is composed of a plurality of arc-shaped members, and a plurality of parts to be processed in a belt-shaped iron core material Are sequentially transferred to a predetermined processing position, processing means for separating the arc-shaped member from each processing target portion by shearing at the processing position, and a circle that is separated and lowered each time the shearing is performed. The arc-shaped member is first lowered and received on a plurality of arc-shaped members constituting one layer, and the arc-shaped member that is sequentially lowered by rotating the arc-shaped member by a predetermined angle in the circumferential direction of the arc-shaped member. And laminating means arranged at a position that constitutes.
これによれば、加工位置で円弧状部材が剪断されて下降し、積層手段に受け取られる。そして、積層手段が回転することにより円弧状部材の配置が行われる。すなわち、従来のイナーシャの大きな母型を回転させるのではなく、積層手段を回転させるので、先行特許の装置よりもはるかに速く回転させて位置決めすることができ、積層鉄心の生産速度を向上させることができる。 According to this, the arcuate member is sheared and lowered at the processing position and is received by the laminating means. Then, the arcuate member is arranged by rotating the stacking means. In other words, the rotating means is rotated instead of rotating the conventional large mold of inertia, so that it can be rotated and positioned much faster than the device of the prior patent, and the production speed of the laminated core is improved. Can do.
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。図1は本発明の一実施形態に係る鉄心製造装置により積層鉄心が製造される様子を示す。この積層鉄心は、ステータコアとして用いられるものである。この積層鉄心は、同図に示すように、帯状の鉄心材10を加工して得られる3枚の円弧状部材21により1つの環状層20を構成し、環状層20を所定数積層することにより製造される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows how a laminated core is manufactured by an iron core manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. This laminated iron core is used as a stator core. As shown in the figure, this laminated iron core is formed by forming one
同図に示すように、鉄心製造装置は、鉄心材10上の各加工対象部分が順次各加工位置A〜Fに位置するように鉄心材10をY方向に所定の送りピッチで断続的に送る送り手段30と、最後の加工位置Fにおいて切断加工により円弧状部材21を形成し、下方に位置する環状層20に結合させる切断手段40とを備える。
As shown in the figure, the iron core manufacturing apparatus intermittently feeds the
鉄心材10は電磁鋼板を帯状に薄く加工したものであり、一定の板厚を有する。板厚は、0.15〜0.5mm程度である。鉄心材10上の各加工対象部分は、送り手段30により、順次各加工位置A〜Fに移送され、所定の加工がなされ、円弧状部材21の形成に供される。
The
円弧状部材21の中心角は120°である。したがって、3枚の円弧状部材21により積層鉄心の1層分の環状層20が構成される。積層鉄心は所定数の環状層20が積層されたものとして構成される。なお、1つの環状層20を構成する円弧状部材21の枚数は、3枚に限らず、他の枚数たとえば2枚や4枚、6枚等であってもよい。ただし、この枚数は、多いほど歩留りは向上するが、生産速度は低下する。
The central angle of the arc-
図2は鉄心製造装置の要部を図1のII−II線で切断した断面図である。同図に示すように、鉄心製造装置は、切断手段40による円弧状部材21の結合が、下方の環状層20上の適切な位置に対して行われるように環状層20の周方向の回転位置を制御する積層ガイド50を備える。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. As shown in the figure, the iron core manufacturing apparatus has a circumferential rotational position of the
切断手段40は、鉄心材10を支持するダイ41と、鉄心材10をダイ41に対して押し込むことにより、図1で示される斜線を施した部分22を鉄心材10から切り離し、円弧状部材21を最終的に形成するパンチ42と、パンチ42による切断が行われるときに鉄心材10を押さえるストリッパプレート43とを備える。
The cutting means 40 separates the hatched
パンチ42は、切り離した円弧状部材21をそのまま下方の環状層20の上に押圧して結合させる機能も有する。ダイ41は、ダイプレート44に保持され、一定位置に固定されている。
The
図中の60はパンチ42による切断加工に同期して、所定角度ずつ積層ガイド50を回転させる回転機構である。積層ガイド50は円筒状の内壁51を備え、その中心軸52の周りに回転可能に支持される。積層ガイド50上部の円筒状の側壁は、ダイプレート44により、ベアリング54を介して支持される。回転機構60は、積層ガイド50の外周に固定されたプーリ61、プーリ61を回転させる図示していない歯付ベルト等により構成することができる。
積層ガイド50は、積層ガイド50と一体的に回転し、かつ図示していない駆動手段により上下動する支持部材53を備える。支持部材53は、切断手段40により切り離された円弧状部材21により構成される環状層20を支持し、かつ環状層20の積層数に応じて上下方向位置が制御される。
The
すなわち支持部材53の支持面53aが、環状層20が積層されていない初期状態においては、ダイ41における切刃面41aの下端近傍の位置まで上昇し、環状層20の積層数が増加するに従って下降するように、支持部材53の位置が制御される。これにより、支持部材53が支持している一番上の環状層20の位置が、常に切刃面41aの下端近傍の所定位置となるように制御される。
That is, in the initial state where the
積層ガイド50は、円弧状部材21の切り離しが行われる毎に、中心軸52の周りに所定角度だけ回転するように制御される。この回転により、積層ガイド50によって支持されている円弧状部材21も、その周方向に、所定角度だけ回転することになる。この回転は、最上の環状層20に順次結合されてゆく円弧状部材21が、積層鉄心を構成する位置に配置されるように行われる。
The
図3は環状層20が形成される様子を示す。同図に示すように、1つの環状層20(20i)が3枚の円弧状部材21(21a〜21c)により構成され(同図(e))、かつ円弧状部材21がレンガ積み状に重なるように、所定角度の回転は、120°で2回(同図(b)及び(d))、60°で1回(同図(f))という回転を繰り返すことにより行われる。
FIG. 3 shows how the
すなわち、積層ガイド50は、i−1番目の環状層20i−1の上に、i番目の環状層20iを構成する最初の円弧状部材21aを受け取ると(同図(a))、120°回転する(同図(b))。そして、次の円弧状部材21bを受け取ると(同図(c))、さらに120°回転し(同図(d))、次の円弧状部材21cを受け取る(同図(d))。これにより、i番目の環状層20iを構成する位置に対する3枚の円弧状部材21a〜21cの配置が完了する(同図(e))。
That is, when the
次に、積層ガイド50は、60°回転する(同図(f))。このとき、支持部材53が1つの環状層20の厚さ分だけ下降する。この後、同図(a)と同様にして、次のi+1番目の環状層20を形成するための円弧状部材21dを受け取る(同図(g))。このようにして、各環状層20が3枚の円弧状部材21で構成され、かつ各円弧状部材21がレンガ積み状に重なった積層鉄心を構成するように、円弧状部材21が配置される。
Next, the
積層鉄心を製造する際には、図1に示すように、送り手段30により、鉄心材10が所定の送りピッチでY方向に送られる。これにより、鉄心材10上の各加工対象部分が順次各加工位置A〜Fに移送される。各加工位置A〜Fにおいては、次のような加工が施される。
When the laminated iron core is manufactured, as shown in FIG. 1, the
加工位置Aにおいては、各加工対象部分を位置決めするための基準となるパイロット孔11が鉄心材10上に設けられる。パイロット孔11は、後続する各加工位置B〜Fにおいて、各加工対象部分の正確な位置決めに利用される。
At the processing position A,
加工位置Bにおいては、かしめにより円弧状部材21を環状層20に結合させるための半抜き穴23が設けられる。半抜き穴23は鉄心材10の上面側において凹部、下面側において凸部を構成する。すなわち、上下に重なる円弧状部材21は、上下の半抜き穴23の凸部及び凹部同士が嵌合することにより、結合するようになっている。
In the processing position B, a
半抜き穴23は、複数のものが、円弧状部材21となる部分の周方向に沿って等間隔で設けられる。ただし、図3(g)のように、周方向に60°ずれた位置で、上下の環状層20における円弧状部材21の半抜き穴23の位置が一致し、上下の環状層20が結合し得るように、たとえば4つの半抜き穴23が、同一の半径方向位置において、周方向に30°間隔で配置される。
A plurality of half-cut holes 23 are provided at equal intervals along the circumferential direction of the portion to be the
加工位置Cにおいては、打抜き加工により、巻き線スロット24を構成する部分が設けられる。次の加工位置Dにおいては、隣接する加工対象部分の間の不要部分25が、打抜き加工により除去される。さらに、加工位置Eにおいて、円弧状部材21の周方向における端縁を画定するスリット26が設けられる。
In the processing position C, a portion constituting the winding
最後の加工位置Fにおいては、切断手段40が、ダイ41及びパンチ42により、円弧状部材21となる部分22の両端を鉄心材10から切り離す。これにより形成された円弧状部材21は、そのままパンチ42により下方に押し下げられ、積層ガイド50上において既に支持されている最も上の環状層20の上に押圧される。
At the last processing position F, the cutting means 40 separates both ends of the
これにより、形成された円弧状部材21は、直下の環状層20に対し、半抜き穴23を介してかしめられ、結合する。ただし、結合する円弧状部材21は、図3(g)のように、下の円弧状部材21に対し、60°ずれているので、2つの下の円弧状部材21に跨って、これらの円弧状部材21と結合する。
As a result, the formed arc-shaped
このようにして、加工位置Fにおいて積層ガイド50が順次受け取る円弧状部材21は、図3のように、積層ガイド50の回転、及び支持部材53の上下動により、積層鉄心を構成する位置に配置され、積層される。
In this manner, the
つまり、結合された円弧状部材21が1つの環状層20を構成する1枚目又は2枚目の円弧状部材21である場合には、積層ガイド50は、その円弧状部材21を受け取った後、120°回転する(図3(a)〜(d))。3枚目の円弧状部材21である場合には、次の円弧状部材21を60°ずらしてレンガ積みのように重ねるために、60°回転し、支持部材53を環状層20の厚さ分だけ下降させる(図3(e)、(f))。
That is, when the combined
なお、加工位置Fにおいて切り離された円弧状部材21が、1つの積層鉄心における最初の環状層20を構成するものである場合には、その円弧状部材21の半抜き穴23を、半抜き穴ではなく、貫通孔として形成することにより、不要な凸部が積層鉄心の下端に形成されるのを回避することができる。
When the arc-shaped
このようにして、数十〜数百の環状層20の積層が完了すると、積層された環状層20は、積層ガイド50から積層鉄心として取り出される。
In this way, when the lamination of several tens to several hundreds of
図4は切断手段40及び積層ガイド50に対応する従来の切断手段80及び積層ガイド70部分の断面図である。切断手段80は鉄心材10から円弧状部材21を切り離すダイ81及びパンチ82を備える。ダイ81は積層ガイド70と一体的に中心軸72の周りで回転し得るように積層ガイド70と一体的に保持されている。
FIG. 4 is a sectional view of a conventional cutting means 80 and lamination guide 70 corresponding to the cutting means 40 and the
そして、ダイ81と、積層ガイド70とは一体的に回転し、パンチ82により切り離された円弧状部材21はダイ81内に押し込められ、ダイ81とともに回転するようになっている。したがって、ダイ81としては、1つの環状層20を構成する3枚分の円弧状部材21をそれぞれ切断するための別個の切刃を備えたものを用いている。
The
したがって、回転機構60は、重いダイ81と一体的に積層ガイド70を回転させるとともに、ダイ81の別個の切刃を、パンチ82に対応する回転位置において位置決めする必要がある。つまり、大きなイナーシャに対抗して、回転を制御する必要がある。このイナーシャは、特に、大型モータのコアを製造する場合には大きくなるので、生産速度を低下させる原因となる。
Therefore, the
これに対し、本実施形態では、ダイ41は、ダイプレート44に保持され、一定位置に固定されている。そして、比較的軽い材質で構成可能な積層ガイド50のみを回転させるようにしている。このため、制御すべきイナーシャは、従来に比べ、大幅に小さい。したがって、積層ガイド50の位置決め速度が従来に比べて高い。
On the other hand, in this embodiment, the
以上説明したように、本実施形態によれば、ダイ41は一定位置に固定し、積層ガイド50のみを回転させるようにしたため、積層ガイド50の位置決め速度を向上させ、生産速度を向上させることができる。また、ダイ41としては、1つの環状層20を構成する3枚分の円弧状部材21をそれぞれ切断するための別個の切刃を備えたものを必要としないため、装置構成を簡便なものとすることができる。
As described above, according to the present embodiment, since the
なお、本発明は、上述実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。たとえば、上述においては言及しなかったが、各環状層20間の結合を、レーザ光による溶接により強化させるようにしてもよい。また、各環状層20間の結合を、打抜き穴23を用いたかしめにより行う代わりに、接着剤により接着することにより行うようにしてもよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with appropriate modifications. For example, although not mentioned above, the connection between the
また、上述においては、複数の加工位置において、順次所定の加工を行い、最後の加工位置Fにおいては、切断加工により円弧状部材21となる部分の両端を切り離すことにより円弧状部材21を形成するようにしているが、この代わりに、最後の加工位置に置いて、打抜き加工により円弧状部材21を形成するようにしてもよい。
Further, in the above description, predetermined processing is sequentially performed at a plurality of processing positions, and at the final processing position F, the arc-shaped
また、上述においては、積層鉄心としてステータコアを製造する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、ロータコア等の他の積層鉄心を製造する場合にも適用することができる。 In the above description, the case where the stator core is manufactured as a laminated core has been described. However, the present invention is not limited to this and can be applied to the case where other laminated cores such as a rotor core are manufactured.
10…鉄心材、20…環状層、21…円弧状部材、30…送り手段(移送手段)、40…切断手段、41…ダイ、42…パンチ、50…積層ガイド。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
帯状の鉄心材における複数の加工対象部分を順次所定の加工位置に移送する移送手段と、
前記加工位置で剪断加工により各加工対象部分から円弧状部材を分離する加工手段と、
前記剪断加工が行われる毎に、分離されて下降する円弧状部材を、先に下降して一層を構成した複数の円弧状部材の上に受け取り、該円弧状部材の周方向に所定角度だけ回転することにより、順次下降した円弧状部材を、前記積層鉄心を構成する位置に配置する積層手段とを具備することを特徴とする鉄心製造装置。 An iron core manufacturing apparatus for manufacturing an annular laminated core composed of a plurality of arc-shaped members in each layer,
Transfer means for sequentially transferring a plurality of parts to be processed in the belt-shaped iron core material to a predetermined processing position;
Processing means for separating the arc-shaped member from each processing target portion by shearing at the processing position;
Each time the shearing process is performed, the separated and descending arc-shaped member is received on the plurality of arc-shaped members that are first lowered and constitute one layer, and rotated by a predetermined angle in the circumferential direction of the arc-shaped member. Thus, an iron core manufacturing apparatus comprising: a laminating unit that arranges the arc-shaped members that are sequentially lowered at positions that constitute the laminated iron core.
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