JP2013116497A - 積層鉄心の転積方法及び転積装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転積時のダイホルダーの回転を円滑にし、回転摺動部の摩擦抵抗を減らして負荷を軽減することが可能な積層鉄心の転積方法及び転積装置を提供する。
【解決手段】ダイ１１及びダイ１１の下部に設けられたスクイズリング１２を固定支持するダイホルダー１３と、ダイホルダー１３を軸受１４、１５を介して回転自由に保持する固定配置されたダイ保持金物１６と、ダイホルダー１３の回転駆動手段１７を備え、ダイ保持金物１６に、ダイホルダー１３に浮上力を加える圧縮空気の噴出孔２２、２３、２３ａを設け、ダイホルダー１３の回転抵抗を減少させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、薄板条材から鉄心片を打ち抜き、これを金型内で積層して積層鉄心を製造するに際して、積層鉄心の厚み偏差を解消するため、積層鉄心を転積する方法及びその転積装置に関する。

薄板条材は圧延して形成されるので、幅方向に厚み偏差を有し、この薄板条材から鉄心片を打ち抜き、金型内に抜き落として積層すると、薄板条材の厚み偏差がそのまま積み重なって、製造された積層鉄心の厚みが場所によって異なり傾きが発生する。そこで、鉄心片を金型内に積み重ねる際に、ダイ、スクイズリング及びこれらを連結するダイホルダーを３６０度／ｎ（ｎは２以上の自然数）回転させる転積が行われていた（特許文献１参照）。

一方、特許文献２には、僅かな寸法差で嵌合している外形打ち抜きパンチとダイとの間や、内外形が摩擦係合しているスクイズリングと各鉄心片間の隙間が、温度上昇による熱膨張によって過剰に小さくなる、又は無くなるのを防止するために、ダイ内のスクイズリング、積層鉄心等を外部から空気等にて冷却する方法が提案されている。

特開２０１１−１５６５８５号公報 特開２００７−２６８５４５号公報

図５に従来の一般的なモータコア（積層鉄心）を製造する金型装置５０を示すが、図に示すように、金型装置５０は、回転するダイホルダー５１とダイ保持金型５２との間に、ラジアル荷重及びスラスト荷重を受け持つ転がり軸受５３（２個以上）が配置され、ダイ５４及びスクイズリング５５を備えるダイホルダー５１を円滑に所定角度ずつ回転させるようにしている。図５において、５６は受け台、５７はパンチホルダー、５８はブランクパンチ、５９はストリッパーを示す。このような構成は、特許文献１、２に記載されている金型装置でも標準的に装備されている。

ところが、近年、ハイブリッド自動車や電気自動車に使用する駆動用又は発電用モータは、高出力を狙って大型化しており、これらのモータに使用されるモータコアも大径化している。そうすると、モータコアの大径化に比例して製造装置の金型も大型化し、これに伴う重量増によって外形抜きしたコア板（鉄心片）を順次転積するブランクダイを含むダイホルダーの回転摺動部（軸受を含む）にかかる負荷も増大する。その結果、ブランクダイの回転速度が制限されたり、また、回転摺動部（具体的にはダイホルダーとベアリングホルダーとの摺動面）で摩擦抵抗が増加して焼き付きを起こし、場合によってはダイホルダーが回転できない場合があった。この傾向は、コア受け用のシリンダーを設けない金型（即ち、スクイズリングのみで製品を型内に保持する金型）においては顕著であった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、転積時のダイホルダーの回転を円滑にし、回転摺動部の摩擦抵抗を減らして負荷を軽減することが可能な積層鉄心の転積方法及び転積装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る積層鉄心の転積方法は、昇降するパンチと対となるダイの下部にスクイズリングを配置し、前記ダイ及び前記スクイズリングを固定支持するダイホルダーを回転駆動手段によって間欠駆動し、前記スクイズリング内に順次抜き落とされた鉄心片を所定枚数毎に転積する積層鉄心の転積方法において、
前記ダイホルダーを回転可能に支持するダイ保持金物に噴出孔を設け、該噴出孔から前記ダイホルダーに浮上力を加える圧縮空気を供給し、前記ダイホルダーの回転抵抗を減少させた状態で転積を行う。

第２の発明に係る積層鉄心の転積方法は、第１の発明に係る積層鉄心の転積方法において、前記ダイ保持金物は水平上向き円座を有すると共に、前記ダイホルダーには前記水平上向き円座に対向する水平下向き円座を有し、前記水平上向き円座に複数の前記噴出孔が設けられ、前記水平上向き円座と前記水平下向き円座との間に圧縮空気を充填し、前記浮上力を前記ダイホルダーに与える。

第３の発明に係る積層鉄心の転積装置は、ダイ及び該ダイの下部に設けられたスクイズリングを固定支持するダイホルダーと、該ダイホルダーを軸受を介して回転自由に保持する固定配置されたダイ保持金物と、前記ダイホルダーの回転駆動手段を備えた転積装置において、
前記ダイ保持金物に、前記ダイホルダーに浮上力を加える圧縮空気の噴出孔を設け、前記ダイホルダーの回転抵抗を減少させた。

第４の発明に係る積層鉄心の転積装置は、第３の発明に係る積層鉄心の転積装置において、前記軸受は上軸受と下軸受とを有し、前記ダイ保持金物は前記上軸受を支持する軸受ボックスと該軸受ボックスの外側に配置された固定ハウジングとを有し、前記軸受ボックスに前記噴出孔が複数設けられた水平上向き円座が形成されると共に、前記ダイホルダーには前記水平上向き円座に対向する水平下向き円座が設けられ、前記水平上向き円座と前記水平下向き円座の間に圧縮空気が充填されている。

第５の発明に係る積層鉄心の転積装置は、第４の発明に係る積層鉄心の転積装置において、前記軸受ボックスは平面視して円形となって、該軸受ボックスには複数対の前記噴出孔が円周方向に均等配置され、しかも、該軸受ボックスの周囲には前記各噴出孔に通ずる円周溝が形成され、前記固定ハウジングに形成された空気導入孔から前記円周溝を介して前記各噴出孔に圧縮空気が供給されている。

そして、第６の発明に係る積層鉄心の転積装置は、第４、第５の発明に係る積層鉄心の転積装置において、前記上軸受と前記下軸受との間の前記ダイホルダーに前記回転駆動手段の一部となる歯付きプーリ又は歯車が設けられている。

本発明に係る積層鉄心の転積方法及び装置は、以下のような効果を有する。
（１）回転摺動部（軸受）の摩擦抵抗を軽減することができるので、モータコアの大型化に伴うブランクダイの回転駆動力を軽減することができる。
（２）また、転積用機器（インデックス機構、サーボモータ）の小型化あるいはこれらの機器を大型化しないで、積層鉄心の転積の高速化を図ることができ、生産性も向上する。
（３）ブランクダイ及びこれに付設する機器の焼き付きを防止することができる。
（４）供給される圧縮空気によって回転部が冷却されるので、転積動作に伴う摩擦熱による温度上昇を抑制できる。
（５）ダイの温度上昇が抑制されることで、金型の寸法精度が確保され、製品精度が向上する。
（６）特に、本発明はコア受けシリンダーを持たない金型（即ち、スクイズリングのみで製品を型内に保持する）においても優れた効果を発揮する。

本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の転積装置の一部詳細断面図である。 同積層鉄心の転積装置に用いる軸受ボックスの平面図である。 同積層鉄心の転積装置の一部拡大断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る積層鉄心の転積装置の部分断面図である。 従来例に係る積層鉄心の転積装置を備えた金型装置の断面図である。

続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施の形態について説明する。
図１〜図３に示すように、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の転積装置１０は、昇降するパンチと対となるダイ１１及びダイ１１の下部に設けられたスクイズリング１２を固定支持するダイホルダー１３と、ダイホルダー１３を上軸受１４及び下軸受１５（以上、軸受の一例、以下同じ）を介して回転自由に保持する固定配置されたダイ保持金物１６と、ダイホルダー１３を間欠駆動する回転駆動手段の一部となる歯付きプーリ１７（又は歯車）を備えている。以下、これらについて詳しく説明する。

ダイ保持金物１６は、平面視して円形の軸受けボックス１８とこの軸受ボックス１８の外側に配置された固定ハウジング１９とを有している。上軸受１４は軸受ボックス１８に収納され、軸受ボックス１８の下部は環状板部２０を有し、環状板部２０の表面は水平上向き円座２１となっている。
図２に示すように、この水平上向き円座２１の上面には複数の圧縮空気の噴出孔２２、２３が対となって複数組、円周方向に均等に設けられている。この噴出孔２２、２３は環状板部２０を外側から内側方向に設けられた空気路２４、２５に垂直路２６を介して連通している。なお、一部の噴出孔２３ａは横路（又は斜め路）２３ｂによって噴出孔２２に連通している。空気路２４、２５の外側端部は、軸受ボックス１８の下部外側に設けられた円周溝２７に連続している。

ダイホルダー１３の内側には、前述のようにダイ１１及びスクイズリング１２を備えているが、外側上部に上軸受１４が装着される大径部２９と、その下にあって歯付きプーリ１７が固着されている中径部３１と、その下にあって下軸受１５が装着されている小径部３２を備えている。なお、この実施の形態では小径部３２にスラスト軸受３４も設けられている。

大径部２９と中径部３１との中間には、前記した軸受ボックス１８がダイホルダー１３とは僅少の隙間を有して設けられている。これによって、ダイホルダー１３は上軸受１４、下軸受１５を介して、ダイ保持金物１６内を回転できるようになっている。なお、軸受ボックス１８が取付けられている部分３６ａは、大径部２９と中径部３１の間にあって、大径部２９寸法と中径部３１寸法の中間にある直径を有し、軸受ボックス１８の最小径部３８ａとは隙間を有し、かつ軸受ボックス１８と歯付きプーリ１７との間にも僅少の隙間を有している。

水平上向き円座２１の上部には、ダイホルダー１３の大径部２９の直下に設けられている水平下向き円座３６が対向して設けられている。従って、水平上向き円座２１に設けられている噴出孔２２、２３から圧縮空気を噴出して、その圧力によって水平下向き円座３６に浮上力がかかる。この浮上力の大きさは、圧縮空気の圧力をＰとし、水平下向き円座３６の面積をＳ（ｃｍ²）とすると、ＰＳ（ｋｇ）となる。なお、固定ハウジング１９には、円周溝２７に圧縮空気を送る空気導入孔２７ａが設けられ、端部には接続金具２７ｂが設けられている。

このように圧縮空気の噴出によりダイホルダー１３が上方に持ち上げられることで、摺動部にかかる摩擦抵抗を減少させることができるので、より小さい荷重でダイホルダー１３が回ることになる。これによって、歯付きプーリ１７に連結された回転駆動手段の一部であるモータの負荷、起動トルクも減少し、ダイホルダー１３もより高速で回転させることができる。
この場合、噴出孔２２、２３、２３ａから噴出される圧縮空気は、ダイホルダー１３とダイ保持金物１６との間を通って全体を冷却するので、軸受１４、１５、その他の摺動部分の焼き付きを防止できる。

続いて、図４を参照しながら、本発明の他の実施の形態に係る積層鉄心の転積装置３８について説明する。積層鉄心の転積装置１０と相違する部分は、水平上向き円座３９が軸受ボックス４０の上位置に設けられ、これに対向する水平下向き円座４１がダイホルダー４２の上位置に設けられていることである。ダイホルダー４２の内部には、ダイ１１及びスクイズリング１２が設けられている。また、上軸受４５は軸受ボックス４０の下側に設けられ、ダイホルダー４２の下部に下軸受４３が設けられて、スラスト軸受は特別には設けられていない。その他の構成については、積層鉄心の転積装置１０と同一であるので、同一の番号を付す。

従って、これらの積層鉄心の転積装置１０、３８を用いた積層鉄心の転積方法において、ダイ保持金物の一部である軸受ボックス１８、４０に水平上向き円座２１、３９を設けて噴出孔２２、２３、２３ａから圧縮空気を噴出し、上位置にある水平下向き円座３６、４１に圧力を与えて、ダイホルダー１３、４２を浮上させて、軸受を含む摺動部の摩擦抵抗（回転抵抗）を減少したものである。

本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成（例えば、形状、配置）を変更することもでき、この場合も本発明は適用される。

１０：積層鉄心の転積装置、１１：ダイ、１２：スクイズリング、１３：ダイホルダー、１４：上軸受、１５：下軸受、１６：ダイ保持金物、１７：歯付きプーリ、１８：軸受ボックス、１９：固定ハウジング、２０：環状板部、２１：水平上向き円座、２２、２３、２３ａ：噴出孔、２３ｂ：横路、２４、２５：空気路、２６：垂直路、２７：円周溝、２７ａ：空気導入孔、２７ｂ：接続金具、２９：大径部、３１：中径部、３２：小径部、３４：スラスト軸受、３６：水平下向き円座、３６ａ：部分、３８：積層鉄心の転積装置、３８ａ：最小径部、３９：水平上向き円座、４０：軸受ボックス、４１：水平下向き円座、４２：ダイホルダー、４３：下軸受、４５：上軸受

Claims (6)

1. 昇降するパンチと対となるダイの下部にスクイズリングを配置し、前記ダイ及び前記スクイズリングを固定支持するダイホルダーを回転駆動手段によって間欠駆動し、前記スクイズリング内に順次抜き落とされた鉄心片を所定枚数毎に転積する積層鉄心の転積方法において、
   前記ダイホルダーを回転可能に支持するダイ保持金物に噴出孔を設け、該噴出孔から前記ダイホルダーに浮上力を加える圧縮空気を供給し、前記ダイホルダーの回転抵抗を減少させた状態で転積を行うことを特徴とする積層鉄心の転積方法。
2. 請求項１記載の積層鉄心の転積方法において、前記ダイ保持金物は水平上向き円座を有すると共に、前記ダイホルダーには前記水平上向き円座に対向する水平下向き円座を有し、前記水平上向き円座に複数の前記噴出孔が設けられ、前記水平上向き円座と前記水平下向き円座との間に圧縮空気を充填し、前記浮上力を前記ダイホルダーに与えることを特徴とする積層鉄心の転積方法。
3. ダイ及び該ダイの下部に設けられたスクイズリングを固定支持するダイホルダーと、該ダイホルダーを軸受を介して回転自由に保持する固定配置されたダイ保持金物と、前記ダイホルダーの回転駆動手段を備えた転積装置において、
   前記ダイ保持金物に、前記ダイホルダーに浮上力を加える圧縮空気の噴出孔を設け、前記ダイホルダーの回転抵抗を減少させたことを特徴とする積層鉄心の転積装置。
4. 請求項３記載の積層鉄心の転積装置において、前記軸受は上軸受と下軸受とを有し、前記ダイ保持金物は前記上軸受を支持する軸受ボックスと該軸受ボックスの外側に配置された固定ハウジングとを有し、前記軸受ボックスに前記噴出孔が複数設けられた水平上向き円座が形成されると共に、前記ダイホルダーには前記水平上向き円座に対向する水平下向き円座が設けられ、前記水平上向き円座と前記水平下向き円座の間に圧縮空気が充填されていることを特徴とする積層鉄心の転積装置。
5. 請求項４記載の積層鉄心の転積装置において、前記軸受ボックスは平面視して円形となって、該軸受ボックスには複数対の前記噴出孔が円周方向に均等配置され、しかも、該軸受ボックスの周囲には前記各噴出孔に通ずる円周溝が形成され、前記固定ハウジングに形成された空気導入孔から前記円周溝を介して前記各噴出孔に圧縮空気が供給されていることを特徴とする積層鉄心の転積装置。
6. 請求項４又は５記載の積層鉄心の転積装置において、前記上軸受と前記下軸受との間の前記ダイホルダーに前記回転駆動手段の一部となる歯付きプーリ又は歯車が設けられていることを特徴とする積層鉄心の転積装置。

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