JP4428977B2

JP4428977B2 - 積層金型装置

Info

Publication number: JP4428977B2
Application number: JP2003336048A
Authority: JP
Inventors: 剛克藤田
Original assignee: Mitsui High Tech Inc
Current assignee: Mitsui High Tech Inc
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2023-09-26
Also published as: JP2005103551A

Description

本発明は、例えばモータコア（ロータ、ステータを含む）を製造する場合に使用する積層金型装置に係り、特に、外形に比較して板厚が薄い磁性鋼板（被打ち抜き板）より積層鉄心を製造する場合に最適に使用できる積層金型装置に関する。

金型装置により金属板から外形抜きされた打ち抜き片、例えば鉄心片は、先に抜かれた鉄心片にかしめ部を介してかしめ積層され、モータコアが製造される。鉄心片を金型装置内で積層する際、ダイに外形抜きされた鉄心片を下から油圧シリンダーで支え、パンチによる外形抜き押圧力とで先に形成されたかしめ部同士を介して鉄心片をかしめ積層するシリンダーかしめ方式を採用するのが一般的ではあるが、ダイの下部に油圧シリンダーを含む装置が必要であり、構造が複雑化するという問題がある。

そこで、例えば、特許文献１に開示されているように、ダイの下部に、ダイの直径より僅小径のスクィーズリングを設け、打ち抜かれてきた鉄心片を、この部分で保持し、次いでパンチによって抜き落とされる鉄心片と、かしめ積層するスクィーズリングかしめ方式が提案され、金型装置の簡略化を図っている。

特開平７−２０４７６４号公報

しかしながら、特許文献１の技術においては、鉄心片の直径が大きい場合、あるいは鉄心片の厚みが径のわりには薄い場合、スクィーズリングで鉄心片を半径方向内側に押圧すると、鉄心片の中央部分が下がることがあり、かしめ部は一般に鉄心片の内側にあるので、上下の鉄心片を層間隙間なくかしめ積層できないという問題が生じるおそれがある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、比較的大型で厚みの薄い打ち抜き片や、剛性が小さく曲がり易い打ち抜き片であっても、スクィーズリングかしめ方式で、打ち抜き片同士が密着したかしめ積層が可能な積層金型装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う請求項１記載の積層金型装置は、磁性鋼板からなる被打ち抜き板よりかしめ部が形成された打ち抜き片をダイ内に外形抜きして、該ダイの下方に設けられたスクィーズリングによって把持し、順次外形抜きされた打ち抜き片を、前記ダイと対となるパンチによって、前記把持された打ち抜き片に押圧してかしめ積層する積層金型装置において、
前記スクィーズリングは非磁性体からなって、前記スクィーズリングの外側に該スクィーズリングを囲繞する４個の磁石を均等角度で、かつ隣り合う磁極を異極にして配置し、前記打ち抜き片に磁力を与えて、該打ち抜き片の保持を行う。
これによって、打ち抜き片に周囲から磁力が働き、打ち抜き片を半径方向外側から引っ張る状態となり、例えば大きさのわりに板厚が薄い打ち抜き片、あるいは剛性が小さい打ち抜き片であっても、打ち抜き片の中央部分の弛みは生せず、打ち抜き片の周囲は磁力によって引っ張られて保持される。
なお、スクィーズリングは一体型でも、分割型であって各分割スクィーズリングが周囲からスプリング等によって半径方向中央側に押圧されるものであってもよい。

そして、前記スクィーズリングは非磁性体からなっている。これによって、周囲の磁石から磁力線が、スクィーズリングを通って隣の磁極にバイパスすることがなくなる。なお、スクィーズリングが磁性体であっても、十分に薄ければ、スクィーズリングが磁気飽和するので、磁石からの磁力が打ち抜き片に作用する。

請求項２記載の積層金型装置は、請求項１記載の積層金型装置において、前記磁石は永久磁石からなって、複数の磁極が前記スクィーズリングに当接又は近接配置されている。永久磁石を使用すると、特別な電源等が不要である。

請求項３記載の積層金型装置は、請求項１記載の積層金型装置において、前記磁石は電磁石からなって、複数の磁極が前記スクィーズリングに当接又は近接配置されている。電磁石を使用することによって、磁力の必要のない場合は、電源を切ることができる。特に、積層金型装置の場合は、周囲に被打ち抜き板の切り滓や切削粉が発生するので、電源を切ることによって、これらを簡単に除去できる。

請求項１〜３記載の積層金型装置においては、スクィーズリングの外側に磁石を配置しているので、磁石からの磁力は打ち抜き片に作用し、例えば打ち抜き片の剛性が弱く弛もうとしても、該打ち抜き片の弛みを防止できる。そして、磁石からの磁力によって支持された打ち抜き片の上に、パンチによってダイ内に抜き込まれた打ち抜き片と層間隙間を生じることなく密にかしめ積層される。
隣り合う磁極は異極となっているので、打ち抜き片の周囲を積極的に半径方向外側に引っ張ることになり、打ち抜き片を緊張状態で保持できる。

特に、スクィーズリングが非磁性体からなっているので、スクィーズリングの外側に配置されている磁石の磁力が直接打ち抜き片に伝わり、より強固に打ち抜き片を保持できる。

請求項２記載の積層金型装置においては、永久磁石を使用することによってより強固な磁気で打ち抜き片を外側に引っ張っておくことができる。また、磁石として電磁石を使用した場合の電力消費や発熱に伴う問題が解消される。

請求項３記載の積層金型装置は、磁石を電磁石としているので、磁石の消磁を簡単に行うことができ、これによって、スクィーズリングや磁石に付着した磁性物を容易に除去できる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した一実施の形態に係る積層金型装置について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る積層金型装置の概略説明図、図２は同積層金型装置の部分平断面図、図３は同積層金型装置の打ち抜き工程を示す説明図、図４は本発明の他の実施の形態に係る積層金型装置を示す平面図である。

図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る積層金型装置１０は、下型１１と、これと対となる上型１２とを有している。下型１１は、ダイ１３及びダイ１３の直下に配置されているスクィーズリング１４を備え、スクィーズリング１４の周囲には磁石の一例である電磁石１５〜１８が設けられている（図２参照）。なお、複数の磁極はスクィーズリング１４に当接又は近接配置されている。
スクィーズリング１４はこの実施の形態では非磁性体の一例であるステンレス鋼（オーステナイト系ステンレス）で構成され、電磁石１５〜１８によって発生する磁力がバイパスしないようになっている。

一方、上型１２は、前記したダイ１３と対となるパンチ１９及びストリッパー２０を備えている。なお、図１において、２１はガイドポストを、２２、２３は他のパンチを、２４、２５はこのパンチ２２、２３と対となるダイを、２６はダイホルダーを示す。また、２７は被打ち抜き板（磁性鋼板の条材）を示す。

スクィーズリング１４の内径は、パンチ１９及びダイ１３によって打ち抜かれた打ち抜き片２８の自然状態の外径Ｄより僅少の範囲（δ）で小さくなっている。この僅少の範囲δは、打ち抜き片２８の弾性変形の範囲で、実際的には最大弾性変形幅をＷとすると、δは、（１／５〜２／３）Ｗとするのが好ましい。これによって、スクィーズリング１４によって打ち抜き片２８を支持するが、その変形は弾性範囲（弾性変形領域）となる。

電磁石１５〜１８は、強力な電磁石であって、スクィーズリング１４の外側から内部の打ち抜き片２８を吸引する。

続いて、図３を参照しながら、積層金型装置１０に設けられているステーションＡ〜Ｅによって、条材である被打ち抜き板２７から積層鉄心を製造する方法について説明する。なお、ステーションＡ〜Ｄで使用するパンチ及びダイの構造及びその動作は、周知であるので、詳しい説明は省略する。
まず、ステーションＡでは、被打ち抜き板２７の両側にパイロット孔３０、３１を順次形成する。

ステーションＢでは、内側の磁極鉄心の内径に相当する円形抜き３２を行う。そして、ステーションＣでロータの内側磁極３３を形成する打ち抜きを行い、ステーションＤでかしめ用突起３４（かしめ部の一例）の加工を行う。なお、積層鉄心の最下部の打ち抜き片２８については、かしめ用突起３４の代わりに貫通孔として、直上部の打ち抜き片２８のかしめ用突起３４が、かしめ嵌入できるようにしておく。ステーションＥは、図１に対応し、打ち抜き片２８のダイ１３内への外形抜きを行う。

積層鉄心の下側に位置する打ち抜き片２８の外形抜きを行う場合には、電磁石１５〜１８には電流を流しておく。この場合、隣り合う磁極が異極となるように電流を流す。
これによって、打ち抜き片２８は外側に吸引されるので、緊張状態を保持でき弛みを抑制できる。上部からパンチ１９で押圧された打ち抜き片２８がそのかしめ用突起３４を下部の打ち抜き片２８のかしめ用貫通孔又はかしめ突起背面凹みに無理なく十分嵌入しかしめ結合される。
所定の枚数の打ち抜き片２８がかしめ積層された後は、電磁石１５〜１８の電源を切って励磁を解く。これによって、余分な鉄心粉や切り滓等がスクィーズリング１４に付着しない。

前記した第１の実施の形態においては、磁石として電磁石を使用したが、永久磁石を使用することもできる。永久磁石の場合には、ネオジウム等強力な磁石を使用するのが好ましい。また、極数も多極にし、隣り合う磁極は異極とするのがよい。
磁極の磁性が極めて強い場合には、スクィーズリング１４の少なくとも高さ方向下側の内径は、打ち抜き片２８の弾性の範囲でよい。またスクィーズリング１４の上側は、打ち抜き片２８の内径より僅少の範囲（弾性範囲）で小さくし、積層された打ち抜き片２８を保持できるようにするのが好ましい。

図４に本発明の他の実施の形態に係る積層金型装置の一部を示すが、スクィーズリング１４に対して同心状にコイル３６を巻いて電磁石を形成している。この場合、スクィーズリング１４は、前述のように、打ち抜き片２８の直径に対して小さい。コイル３６の最下部は、スクィーズリング１４に保持される打ち抜き片２８の最下部の位置より上側の位置にしておく。これによって、最下部及びその上、更にはその上の打ち抜き片２８に対してコイル３６による磁場が働き、これらの打ち抜き片２８がコイル３６からなる電磁石に引き寄せられ積層形状のよい積層鉄心が得られる。
なお、使用しない場合には、コイル３６の通電はオフにしておくのが好ましい。

本発明の一実施の形態に係る積層金型装置の概略説明図である。同積層金型装置の部分平断面図である。同積層金型装置の打ち抜き工程を示す説明図である。本発明の他の実施の形態に係る積層金型装置を示す平面図である。

１０：積層金型装置、１１：下型、１２：上型、１３：ダイ、１４：スクィーズリング、１５〜１８：電磁石、１９：パンチ、２０：ストリッパー、２１：ガイドポスト、２２、２３：パンチ、２４、２５：ダイ、２６：ダイホルダー、２７：被打ち抜き板、２８：打ち抜き片、３０、３１：パイロット孔、３２：円形抜き、３３：内側磁極、３４：かしめ用突起、３６：コイル

Claims

磁性鋼板からなる被打ち抜き板よりかしめ部が形成された打ち抜き片をダイ内に外形抜きして、該ダイの下方に設けられたスクィーズリングによって把持し、順次外形抜きされた打ち抜き片を、前記ダイと対となるパンチによって、前記把持された打ち抜き片に押圧してかしめ積層する積層金型装置において、
前記スクィーズリングは非磁性体からなって、前記スクィーズリングの外側に該スクィーズリングを囲繞する４個の磁石を均等角度で、かつ隣り合う磁極を異極にして配置し、前記打ち抜き片に磁力を与えて、該打ち抜き片の保持を行うことを特徴とする積層金型装置。
請求項１記載の積層金型装置において、前記磁石は永久磁石からなって、複数の磁極が前記スクィーズリングに当接又は近接配置されていることを特徴とする積層金型装置。
請求項１記載の積層金型装置において、前記磁石は電磁石からなって、複数の磁極が前記スクィーズリングに当接又は近接配置されていることを特徴とする積層金型装置。