JP2024054602A - 積層体の製造装置、モーターコアの製造システム、および、積層体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配置の自由度が向上したモーターコアの積層体の製造装置およびモーターコアの製造システムを提供する。【解決手段】本発明の積層体Ｗ２の製造装置１は、上型と下型１２とにより打抜加工を行う金型部１０と、床ＦＬへの接地面を備え、前記下型１２を支持する基台２０と、前記上型と前記下型１２とにより打ち抜かれたワークを下方から支持する支持部３０と、を備え、前記支持部３０の下端部３０１は、前記基台２０の前記接地面と同じかそれよりも上方に、かつ、前記下型１２の上面１２１よりも下方に配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、積層体の製造装置、モーターコアの製造システム、および、積層体の製造方法に関する。

特許文献１には、積層体の製造方法において、積層体を下方から支える下受けパットと、下受けパットを上下方向に作動させる支持部とが設けられることが開示されている。

特開２００１－０９６３１８号公報

近年、モーターコアの技術の進歩やモーターコアに要求される性能の高まりを受けて、モーターコアの製造工程のうち、打抜加工により積層体を製造する積層体製造工程の後に行われる打抜後処理工程が占める割合が増加している。打抜後処理工程の長さや理想的な配置は製品によって様々であり、これに伴い積層体の製造装置の好ましい配置場所もより頻繁に変化する。このため、積層体製造工程に係る装置においても、配置の自由度を向上させる必要がある。

本発明は、配置の自由度が向上したモーターコアの積層体の製造装置、モーターコアの製造システム、および、積層体の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る積層体の製造装置は、
上型と下型とにより打抜加工を行う金型部と、
床への接地面を備え、前記下型を支持する基台と、
前記上型と前記下型とにより打ち抜かれたワークを下方から支持する支持部と、を備え、
前記支持部の下端部は、前記基台の前記接地面と同じかそれよりも上方に、かつ、前記下型の上面よりも下方に配置されている。

本発明の一側面に係るモーターコアの製造システムは、
上記の記載の積層体の製造装置と、
前記積層体に打抜後処理を行う打抜後処理装置を有し、
前記積層体の製造装置と前記打抜後処理装置とは共通かつ同じ高さの床に設置されている。

本発明の一側面に係る積層体の製造方法は、上記の記載の積層体の製造装置を用いて行う。

本発明の一側面に係る積層体の製造方法は、
床から所定の高さにある足場に並設された金型部により、ワークが所定形状に打ち抜かれ、打ち抜かれた前記ワークが前記金型部の下型内で積層されることで、積層体が形成される積層体の製造方法であって、
前記床および下型間に配設される支持部により、前記積層体を下方から支持する積層工程と、
前記積層体を前記下型から排出する排出工程と、
前記足場より高い位置にある第一搬送路を介して、前記排出した積層体を搬送する第一搬送工程と、
前記第一搬送路に連結される第二搬送路を介して、前記積層体を下降させる第二搬送工程と、
前記第二搬送路に連結され、前記足場より低い位置にある第三搬送路を介して、前記下降させた積層体を搬送する第三搬送工程と、
を含む。

本発明によれば、配置の自由度が向上したモーターコアの積層体の製造装置、モーターコアの製造システム、および、積層体の製造方法を提供することができる。

図１は、積層体の製造装置の一部の概略図である。 図２は、積層体の製造装置のうち下型および下型よりも下方の部分と、打抜後処理装置とを例示する。 図３は、積層工程に係る支持部を例示している。 図４は、第一搬送工程に係る支持部を例示している。 図５は比較例にかかる製造装置と支持部とを例示している。 図６は、図２においてＶI方向から見た矢視図である。

以下、本発明の一実施形態として、積層体の製造装置およびモーターコアの製造システムと、について図面を参照しながら説明する。本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。

また、説明の便宜上、「上下方向」、「左右方向」、「前後方向」について適宜言及する。ここで、「上下方向」は、「上方向」および「下方向」を含む方向である。「左右方向」は、「右方向」と「左方向」とを含む方向である。「前後方向」とは、「前方向」と「横方向」とを示す。以降に説明する図中に示した符号Ｕは上方向を示す。符号Ｄは下方向を示す。符号Ｆは前方向を示す。符号Ｂは後方向を示す。符号Ｌは左方向を示す。符号Ｒは右方向を示す。「水平方向」は、「左右方向」および「前後方向」を含む方向である。

図１は、積層体Ｗ２の製造装置１の一部の概略図である。図２は、積層体Ｗ２の製造装置１のうち下型１２および下型１２よりも下方の部分と、打抜後処理装置５とを例示する図である。積層体Ｗ２の製造装置１は、シート状のワークＷ１を打ち抜いて打抜部材を形成し、打抜部材を積層させて積層体Ｗ２を製造する。打抜部材は、打ち抜かれたワークの一例である。コイル状に巻かれたワークＷ１は、アンコイラ２から供給され、ワークＷ１の巻き癖を矯正するレベラ３を介して、送り装置４により製造装置１に送られる。本実施形態においては、ワークＷ１が電磁鋼板であり、積層体Ｗ２は、回転電機の回転子または固定子におけるコア部であるモーターコアを製造する場合を例示している。製造装置１と打抜後処理装置５とは、モーターコアの製造システムの少なくとも一部を構成している。

図１、図２に示すように、製造装置１は、金型部１０と、基台２０と、支持部３０とを備える。金型部１０は、上型１１と下型１２を備える。ワークＷ１は上型１１と下型１２との間に送られる。上型１１は、打ち抜きパンチ１１１を備えている。上型１１は、図示しない駆動装置によって上型１１が上下方向に変位するように構成されている。下型１２は、上型１１の下方に設けられている。下型１２には、打ち抜きパンチ１１１の一部が挿通可能なダイ孔１２ａが形成されている。ワークＷ１が上型１１と下型１２との間にあるとき、打ち抜きパンチ１１１の一部がダイ孔１２ａに挿入されるように上型１１が下方に変位することにより、ワークＷ１が打ち抜かれて打抜部材が成形される。打抜部材は、ダイ孔１２ａを通って下方に搬送される。

下型１２は、さらにプッシャ１２ｂを備える。プッシャ１２ｂは、打抜部材を積層させて製造された積層体Ｗ２を、後述する第一搬送路Ｐ１にむけて押し出す。なお、プッシャ１２ｂが押し出す方向は、本実施形態のものと異なっていてもよい。

基台２０は、床ＦＬと接触する脚部２１と、下型１２が載置される載置台２２と、を備える。脚部２１は、製造装置１が載置される床ＦＬと接地する接地面を備える。脚部２１は載置台２２を下方から支持しており、載置台２２は下型１２を下方から支持している。

支持部３０は、ワークＷ１から打抜部材が打ち抜かれる際に打抜部材を下方から支持するように構成されている。支持部３０は、打抜部材と接触して打抜部材を下方から支持するパッド３１を備える。

支持部３０は、内部に油圧室を有するシリンダと、シリンダに進退可能に設けられたロッドを有している。シリンダは基台２０に固定されている。ロッドの先端にはパッド３１が設けられている。これにより、支持部３０は、上下に伸縮するように構成されている。ロッドのシリンダからの突出長さを変えることにより、打抜部材を支持する高さを調節することができる。

支持部３０は、その下端部３０１が接地面よりも上方となるように設けられている。また、支持部３０は、その下端部３０１が、下型１２の上面１２１よりも下方となるように設けられている。換言すれば支持部３０は、製造装置１が載置される床ＦＬから浮いた状態で設けられている。

次に、支持部３０を用いた積層体Ｗ２の製造方法について説明する。図３は、積層工程に係る支持部３０を例示している。図４は、第一搬送工程に係る支持部３０を例示している。

図３に示すように、打抜部材を作製し、積層体Ｗ２を製造している最中である積層工程において、積層体Ｗ２はダイ孔１２ａと接触して、積層体Ｗ２の中心軸方向に加圧されている。このとき、支持部３０は、比較的伸びた状態で積層体Ｗ２を支持している。積層体Ｗ２が、その中心軸方向に加圧されている場合、積層体Ｗ２は下方にたわむように変形しやすくなるが、支持部３０が下方から支持することにより、積層体Ｗ２における下方へのたわみを抑制できる。

支持部３０は、シリンダ内部の油圧を調整することでロッドの突出長さを制御し、積層された打抜部材の枚数等に応じて、支持部３０の長さを変更する。例えば、パッド３１上において積層された打抜部材の枚数が少ないとき、ロッドが前進して支持部３０は比較的長く伸びており、パッド３１上において積層された打抜部材の枚数が増加すると、ロッドが後退して支持部３０が縮むように、油圧が制御される。

打抜部材の積層が完了し積層体Ｗ２が完成したら、積層体Ｗ２は下型１２のダイ孔１２ａから下方に排出される（排出工程）。下型１２のダイ孔１２ａから下方に排出された積層体Ｗ２は、プッシャ１２ｂによって前方に押し出される。プッシャ１２ｂによって押し出された積層体Ｗ２は、第一搬送路Ｐ１（図２参照）によってさらに前方に搬送される（第一搬送工程）。図２に示すように、本実施形態において、第一搬送路Ｐ１によって前方に搬送された積層体Ｗ２は、第二搬送路Ｐ２を通って下方に送られる（第二搬送工程）。第二搬送路Ｐ２によって下方に搬送された積層体Ｗ２は、第三搬送路Ｐ３を通って打抜後処理装置５に送られる（第三搬送工程）。打抜後処理装置５では、積層体Ｗ２への永久磁石の埋め込み、樹脂材料のモールド、溶接、測定、検査等が行われてもよい。第一搬送路Ｐ１、第二搬送路Ｐ２、および、第三搬送路Ｐ３の詳細については後述する。

図５は比較例にかかる製造装置と支持部３０Ａとを例示している。比較例に係る製造装置においても、支持部３０Ａによって打抜部材を下方から支持しながら打抜部材を積層できる。しかしながら、本実施形態の製造装置と比較して、比較例に係る製造装置を載置する床には掘り込みが形成されている点と、これに伴い、支持部３０Ａの下端部３０１Ａが基台２０Ａの接地面よりも下方に設けられている点と、が異なっている。比較例に係る製造装置においては、金型のメンテナンスがしやすいように金型部１０Ａが作業者の背丈かそれよりも低い位置に設けられている。

図５に示したような製造装置においては、主に金型のメンテナンス作業のしやすさを重視して、金型部１０Ａが地面に近い部分に設けられるように構成されることが一般的であった。このため、積層体Ｗ２を下方から支えるための支持部３０Ａの下端部３０１Ａは、床に掘り込みを形成することで床よりも下方に設けられていた。

しかし、近年は、加工工程の増加や、一つの加工工程毎に検査工程を実施するなど、製造システムにおいて打抜後処理装置が占める割合が増加している。また、製造対象の積層体Ｗ２の仕様が変われば、打抜後処理装置の配置や長さも変わる。このため、積層体Ｗ２の製造装置においても打抜後処理装置との兼ね合いも考慮して配置換えしやすいように構成される必要がある。しかしながら、比較例のように支持部３０Ａを配置するための掘り込みがあると積層体Ｗ２の製造装置があった場所に別の装置を配置しづらい。また、積層体Ｗ２の製造装置を新たに設ける場所には新たに掘り込みを形成する必要がある。このように、積層体Ｗ２の製造装置に対して、金型へのアクセス性の良さよりも、製造装置の配置換えの自由度を向上することが望まれつつあった。

本実施形態の製造装置１は、支持部３０の下端部３０１が、基台２０の接地面と同じかそれよりも上方に配置される。このため、製造装置１の配置に際して、床ＦＬに掘り込みを形成されていなくてもよく、平らな床ＦＬに製造装置１は配置されることができる。これにより、積層体Ｗ２の製造装置１を配置換えする必要が出た際にも、別の装置をかつて積層体Ｗ２の製造装置１があった場所に配置換えしやすくなり、積層体Ｗ２の製造装置１についても新しい配置場所に配置するための手間が省ける。

本実施形態のモーターコアの製造システム１００は、積層体Ｗ２の製造装置１と打抜後処理装置５とを備え、積層体Ｗ２の製造装置１と打抜後処理装置５とは共通かつ同じ高さの床ＦＬに設置されている。このため、配置換えに係る労力を軽減できる。特に、本製造システム１００は、打抜装置の設置用の掘り込みを必要としないので、打抜装置の再設置に係る手間を抑制できる。また、打抜装置が設置されていた場所に別の装置を配置しやすくなるので、モーターコアの製造システム１００全体の配置の自由度が向上する。

図６は、図２においてＶI方向から見た矢視図である。図２および図６に示すように、本実施形態の製造装置１は足場４０を備える。本実施形態において、足場４０は製造装置１を囲むように配置されている。図２に示すように、足場４０の高さは基台２０の接地面よりも高く、下型の上面１２１よりも低いことが望ましい。

図５に示した比較例では床ＦＬに掘り込みが形成されて金型部１０へのアクセスのしやすさが確保されていた。しかし、図６に示した例では床ＦＬに掘り込みが形成されないので、床ＦＬから金型部１０までの高さが高くなりやすい。そこで図６に示した例では、基台２０の接地面よりも高く、下型の上面１２１よりも低い高さに足場４０が設けられるので、金型部１０へのアクセスのしやすさが維持されている。

また、図２に示すように、本実施形態において、足場４０の上面へと至る階段４１が設けられている。これにより、作業員の金型部１０へのアクセスが容易となる。

本実施形態の製造装置１は、第一搬送路Ｐ１、第二搬送路Ｐ２、および、第三搬送路Ｐ３を備える。第一搬送路Ｐ１は、製造された積層体Ｗ２を、下型１２直下から水平方向に搬出するように構成されている。第二搬送路Ｐ２は、第一搬送路Ｐ１により搬送された積層体Ｗ２を降下させるように構成されている。第三搬送路Ｐ３は、第二搬送路Ｐ２により搬送された積層体Ｗ２を水平方向に打抜後処理装置５に搬送するように構成されている。第一搬送路Ｐ１と第二搬送路Ｐ２、および、第二搬送路Ｐ２と第三搬送路Ｐ３は、互いに連結されている。第一搬送路Ｐ１および第三搬送路Ｐ３は、例えばベルトコンベアであってもよい。第二搬送路Ｐ２は、昇降部の一例である。第二搬送路Ｐ２は、積層体Ｗ２を下方に搬送すると再び上方に戻るエレベータであってもよい。また、第一搬送路Ｐ１および第三搬送路Ｐ３が積層体Ｗ２を搬送する方向は、本実施形態の例示に限られない。

第一搬送路Ｐ１は、基台２０の上面と略同等の高さに設けられている。昇降部である第二搬送路Ｐ２は、基台２０の上面と略同等の高さから接地面よりも上方かつ足場４０よりも下方の高さまで積層体Ｗ２を降下させるように構成されている。これにより、第三搬送路Ｐ３は足場４０よりも低い高さに設けられるので、本実施形態の製造装置１は、打抜後処理装置５で作業する作業員に対してより良い作業性を提供しやすくなる。

図２、図６に示す通り、昇降部である第二搬送路Ｐ２は、その側面の一部が足場４０に囲われるようにして設けられている。換言すると、第二搬送路Ｐ２は足場４０を貫通するように設けられている。

第三搬送路Ｐ３の一部は、足場４０の下方に設けられている。「足場４０の下方」は、上方から見て足場４０によって覆われる領域を示している。例えば、本実施形態では、図６に示すように、第二搬送路Ｐ２によって降下された積層体Ｗ２は、足場４０の下方で左方向に搬送される。その後、積層体Ｗ２は前方向に搬送される。このとき、左方向に積層体Ｗ２を搬送する第三搬送路Ｐ３と、前方に積層体Ｗ２を搬送する第三搬送路Ｐ３の一部は、上方から見て足場４０によって覆われている。

本実施形態の第三搬送路Ｐ３は、少なくともその一部が足場４０の下方を通るように設けられている。これにより、第三搬送路Ｐ３と足場４０とを備える製造装置１において、省スペース化を実現できる。

図２、図６に示すように、本実施形態の製造装置１は、防音壁５０を有する。防音壁５０は、少なくとも金型部１０の側方と上方とを覆うように設けられている。本実施形態のように、防音壁５０は、基台２０の側方も覆うように設けられていてもよい。また、金型部１０へのアクセスを良好にするために、防音壁５０の一側面には扉（図示せず）が設けられてもよい。

防音壁５０には開口が形成されている。開口は、第一搬送路Ｐ１によって下型１２直下から搬出される積層体Ｗ２が通過可能な大きさで形成されている。

本実施形態の製造装置１は、防音壁５０を有するので、積層体Ｗ２の製造に係る騒音が周囲に与える影響を抑制できる。また、防音壁５０に開口が形成されているので、防音壁５０が設けられていても、積層体Ｗ２の搬出をスムーズに行いやすくなる。

本実施形態の積層体Ｗ２の製造方法は、上記の製造装置１を用いて積層体Ｗ２を製造する方法である。このため、上記の製造装置１と同等の効果が得られる。

本実施形態の積層体Ｗ２の製造方法は、床ＦＬおよび下型１２間に設けられる支持部３０により、積層体Ｗ２を下方から支持する積層工程を備えるので、支持部３０を設けるための掘り込みを床ＦＬに形成する必要がない。このため、積層体Ｗ２の製造装置１の配置の自由度が向上する。

また、本実施形態の積層体Ｗ２の製造方法は、第二搬送工程と第三搬送工程とを備える。第二搬送工程は、第二搬送路Ｐ２を介して、足場４０より高い位置にある積層体Ｗ２を垂直方向に下降させる。第三搬送工程は、第二搬送路Ｐ２に連結され足場４０より低い位置にある第三搬送路Ｐ３を介して積層体Ｗ２を水平方向に搬送する。支持部が床および下型間に設けられることにより、第一搬送路の高さのまま打抜後処理装置に積層体が搬送されると、床から積層体が離れて送られるので打抜後処理装置における作業性が悪い。しかしながら、第二搬送工程および第三搬送工程により、床ＦＬに近い高さで積層体Ｗ２が搬送されるので、積層体Ｗ２の製造後の工程において作業性が向上する。

以上、本発明の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に記載された発明の範囲およびその均等の範囲に基づいて定められるべきである。

以下に列挙される構成もまた、本発明の一部を構成する。
（１）：
上型と下型とにより打抜加工を行う金型部と、
床への接地面を備え、前記下型を支持する基台と、
前記上型と前記下型とにより打ち抜かれたワークを下方から支持する支持部と、を備え、
前記支持部の下端部は、前記基台の前記接地面と同じかそれよりも上方に、かつ、前記下型の上面よりも下方に配置されている、
積層体の製造装置。
（２）：
前記基台の前記接地面と同じかそれよりも上方、かつ、前記下型の上面よりも下方の高さに足場が設けられている、
（１）の積層体の製造装置。
（３）：
前記接地面の高さから前記足場の上面に至る階段が設けられている、
（２）の積層体の製造装置。
（４）：
打ち抜かれた前記ワークを前記接地面よりも上方かつ前記足場よりも下方の高さまで降下させる昇降部を備える、
（２）または（３）の積層体の製造装置。
（５）：
前記昇降部は、その少なくとも一部の側面が前記足場で囲われている、
（４）の積層体の製造装置。
（６）：
前記昇降部によって降下された前記ワークを搬送する搬送路の少なくとも一部が、前記足場の下方に設けられている、
（４）または（５）の積層体の製造装置。
（７）：
前記金型部の少なくとも上方と側方とを覆うように設けられた防音壁を備え、
前記防音壁には前記積層体が通過可能な開口が設けられている、
（１）～（６）のいずれかの積層体の製造装置。
（８）：
（１）～（７）のいずれかの積層体の製造装置と、
前記積層体に打抜後処理を行う打抜後処理装置を有し、
前記積層体の製造装置と前記打抜後処理装置とは共通かつ同じ高さの床に設置されている、
モーターコアの製造システム。
（９）：
（１）～（７）のいずれかの製造装置を用いて行う前記モーターコアの前記積層体の製造方法。
（１０）：
床から所定の高さにある足場に並設された金型部により、ワークが所定形状に打ち抜かれ、打ち抜かれた前記ワークが前記金型部の下型内で積層されることで、積層体が形成される積層体の製造方法であって、
前記床および下型間に配設される支持部により、前記積層体を下方から支持する積層工程と、
前記積層体を前記下型から排出する排出工程と、
前記足場より高い位置にある第一搬送路を介して、前記排出した積層体を搬送する第一搬送工程と、
前記第一搬送路に連結される第二搬送路を介して、前記積層体を下降させる第二搬送工程と、
前記第二搬送路に連結され、前記足場より低い位置にある第三搬送路を介して、前記下降させた積層体を搬送する第三搬送工程と、
を含む積層体の製造方法。

１ 製造装置
２ アンコイラ
３ レベラ
４ 送り装置
５ 打抜後処理装置
１０，１０Ａ 金型部
１１ 上型
１２ 下型
１２ａ ダイ孔
１２ｂ プッシャ
２０，２０Ａ 基台
２１ 脚部
２２ 載置台
３０，３０Ａ 支持部
３１ パッド
４０ 足場
４１ 階段
５０ 防音壁
１００ 製造システム
１１１ パンチ
１２１ 上面
３０１，３０１Ａ 下端部
ＦＬ 床
Ｐ１ 第一搬送路
Ｐ２ 第二搬送路
Ｐ３ 第三搬送路
Ｗ１ ワーク
Ｗ２ 積層体

Claims (10)

1. 上型と下型とにより打抜加工を行う金型部と、
   床への接地面を備え、前記下型を支持する基台と、
   前記上型と前記下型とにより打ち抜かれたワークを下方から支持する支持部と、を備え、
   前記支持部の下端部は、前記基台の前記接地面と同じかそれよりも上方に、かつ、前記下型の上面よりも下方に配置されている、
   積層体の製造装置。
2. 前記基台の前記接地面と同じかそれよりも上方、かつ、前記下型の上面よりも下方の高さに足場が設けられている、
   請求項１に記載の積層体の製造装置。
3. 前記接地面の高さから前記足場の上面に至る階段が設けられている、
   請求項２に記載の積層体の製造装置。
4. 打ち抜かれた前記ワークを前記接地面よりも上方かつ前記足場よりも下方の高さまで降下させる昇降部を備える、
   請求項２に記載の積層体の製造装置。
5. 前記昇降部は、その少なくとも一部の側面が前記足場で囲われている、
   請求項４に記載の積層体の製造装置。
6. 前記昇降部によって降下された前記ワークを搬送する搬送路の少なくとも一部が、前記足場の下方に設けられている、
   請求項４に記載の積層体の製造装置。
7. 前記金型部の少なくとも上方と側方とを覆うように設けられた防音壁を備え、
   前記防音壁には前記積層体が通過可能な開口が設けられている、
   請求項１に記載の積層体の製造装置。
8. 請求項１～７のいずれか一項に記載の積層体の製造装置と、
   前記積層体に打抜後処理を行う打抜後処理装置と、を有し、
   前記積層体の製造装置と前記打抜後処理装置とは、共通かつ同じ高さの床に設置されている、
   モーターコアの製造システム。
9. 請求項１に記載の製造装置を用いて行う前記積層体の製造方法。
10. 床から所定の高さにある足場に並設された金型部により、ワークが所定形状に打ち抜かれ、打ち抜かれた前記ワークが前記金型部の下型内で積層されることで、積層体が形成される積層体の製造方法であって、
    前記床および下型間に配設される支持部により、前記積層体を下方から支持する積層工程と、
    前記積層体を前記下型から排出する排出工程と、
    前記足場より高い位置にある第一搬送路を介して、前記排出した積層体を搬送する第一搬送工程と、
    前記第一搬送路に連結される第二搬送路を介して、前記積層体を下降させる第二搬送工程と、
    前記第二搬送路に連結され、前記足場より低い位置にある第三搬送路を介して、前記下降させた積層体を搬送する第三搬送工程と、
    を含む積層体の製造方法。

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