JP5545122B2 - コア成形装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えばモータ等の回転電機における回転子コアや固定子コア等のコアの成形装置に係り、特に複数枚のコア片が積層された状態のコアの周面を径方向に押圧することにより、コア片を整列させるようにしたコア成形装置に関するものである。

従来、この種のコア成形装置としては、例えば特許文献１に開示されるような構成が提案されている。この従来構成においては、ポンチとダイとにより、金属材料からコア片が打ち抜かれて積層されるようになっている。ダイの下部には、既に打ち抜かれて積層されているコア片を外周から径方向に押圧するための複数の押圧部材が配設されている。各押圧部材の外側部には、カム部材がコアの軸線方向へ移動可能に配設されている。そして、クランク角検出器により、ポンチが下死点に達したことが検出されたとき、流体シリンダ等のアクチュエータにより、カム部材がコアの軸線方向に沿って一方向に移動されて、押圧部材がコア片の外周に対する押圧位置に移動されるようになっている。

特公平３−１１８５５号公報

ところが、この従来のコア成形装置においては、各押圧部材がカム部材に対して連結されることなく、傾斜カム面を介して接触された状態にある。このため、押圧部材がコア片の外周に対する押圧位置に移動された状態で、そのコア片の外周面に圧接固定されると、アクチュエータにより、カム部材がコアの軸線方向に沿って他方向に復帰移動されても、押圧部材が押圧位置に維持されて、コア片の外周面から離間されないことがあるという問題があった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、押圧部材によるコアの周面の押圧後に、押圧部材をコアの周面から的確に離間させることができるコア成形装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明は、複数枚のコア片が積層された状態のコアの周面を径方向に押圧することにより、コア片を整列させるようにしたコア成形装置において、前記コアに対して軸線方向に相対移動可能な移動部材と、その移動部材に対向して配置され、コアの周面を押圧するための押圧部材と、前記移動部材と押圧部材との間に設けられ、移動部材がコアの軸線方向に沿って一方向に相対移動されたときに、押圧部材をコアの周面に対する押圧位置に変位させるカム手段と、前記移動部材と押圧部材とを連結し、移動部材がコアの軸線方向に沿って他方向に相対移動されたときに、押圧部材をコアの周面から離間させる連結手段とを備えたことを特徴としている。

従って、この発明においては、移動部材がコアの軸線方向に沿って一方向に相対移動されるとき、カム手段を介して押圧部材がコアの周面に対する押圧位置に変位されて、コアの各コア片が積層状態に整列される。その後、移動部材がコアの軸線方向に沿って他方向に相対移動されるとき、連結手段を介して押圧部材がコアの周面から離間する位置に移動される。よって、押圧部材がコアの周面に対する押圧位置において、そのコアの周面に圧接固定されている場合でも、その押圧部材をコアの周面から的確に離間させることができて、押圧部材が押圧位置に維持されるおそれを防止することができる。

前記の構成において、前記移動部材及び押圧部材はコアの外側に配設され、押圧部材はコアの外周面を押圧することが好ましい。
前記の構成において、前記移動部材及び押圧部材はコアの内側に配設され、押圧部材はコアの内周面を押圧することが好ましい。

前記の構成において、前記連結手段は、移動部材と押圧部材とのいずれか一方に設けられた長孔と、その長孔に遊嵌するように他方に設けられたピンとにより構成するとよい。
前記の構成において、コアに対する押圧部材の圧接力を設定するための設定手段を設けるとよい。

以上のように、この発明によれば、押圧部材によるコアの周面の押圧後に、押圧部材をコアの周面から的確に離間させることができるという効果を発揮する。

第１実施形態のコア成形装置を示す断面図。 図１中の２−２線における断面図。 図１のコア成形装置においてコアの成形動作状態を示す断面図。 同コア成形装置において積層厚さの異なったコアの成形動作状態を示す断面図。 第２実施形態のコア成形装置を示す断面図。 （ａ）は図５のコア成形装置の一部を拡大して示す部分断面図。（ｂ）は（ａ）の動作状態を示す部分断面図。 図６（ａ）中の７−７線における断面図。 図５のコア成形装置においてコアの成形動作状態を示す断面図。

（第１実施形態）
以下に、この発明を具体化したコア成形装置の第１実施形態を、図１〜図４に従って説明する。なお、この実施形態においては、複数枚のコア片Ｗａを積層してなるモータの回転子コア等のコアＷに貫設された複数の収容孔Ｈ内に永久磁石Ｍを予め収容し、この状態で各収容孔Ｈ内にエポキシ樹脂等の樹脂材を注入して成形するコア成形装置に具体化されている。

図１に示すように、成形用の型１１は、上型１２と、その上型１２の下部に開閉移動可能に対向配置された下型１３とから構成されている。下型１３上には、受け台１４が配設されている。そして、この受け台１４上には、前記コアＷがパレット１５上にスペーサ１５ａを介して支持するとともに、上端にカルプレート１６を装着した状態で載置される。上型１２の下面には、ゲートプレート１７がカルプレート１６に対向して配設されている。そして、図３に示すように、下型１３が上型１２に対して閉じられたとき、カルプレート１６とゲートプレート１７との間に、コアＷの収容孔Ｈに連なるゲート１８が形成される。上型１２には、ゲート１８を介してコアＷの収容孔Ｈに樹脂材を注入するためのプランジャ１９が設けられている。

図１及び図２に示すように、前記上型１２の下面には、複数（実施形態では４つ）の移動部材２０が下型１３上のコアＷの外周面に対応して配設されている。各移動部材２０の内面には、コアＷの軸線方向に沿って延びる収容溝２０ａが形成されている。そして、下型１３が上型１２に対して開閉移動されるとき、この移動部材２０が下型１３上のコアＷに対して軸線方向に相対移動されるようになっている。各移動部材２０の収容溝２０ａ内には、コアＷの外周面を押圧するための押圧部材２１がコアＷの軸線方向及び径方向に相対移動可能に収容されている。

前記各移動部材２０と押圧部材２１との間には、カム手段としてのカム機構２２が設けられている。このカム機構２２は、移動部材２０の収容溝２０ａの内側面に形成された傾斜カム面２３と、その傾斜カム面２３に摺接するように押圧部材２１の外側面に形成された傾斜カム面２４とから構成されている。各押圧部材２１の下端には、係合突起２５が突設されている。下型１３には複数の緩衝用のエアシリンダ２６が配設され、各エアシリンダ２６のピストンロッド２６ａが各押圧部材２１の係合突起２５に対して係合可能に対応配置されている。このエアシリンダ２６は、コアＷに対する押圧部材２１の圧接力を設定するための設定手段を構成している。つまり、押圧部材２１の係合突起２５がピストンロッド２６ａに係合し、エアシリンダ２６内のエア圧に従ってピストンロッド２６ａが後退することにより、押圧部材２１に加えられた圧力が逃がされる。従って、エアシリンダ２６内に供給されるエアの圧力を調整することにより、押圧部材２１によるコアＷへの圧接力が設定される。

そして、下型１３が上型１２に対して図１に示す型開き状態から図３に示す型閉じ状態に移動されたとき、各エアシリンダ２６のピストンロッド２６ａに押圧部材２１の係合突起２５が係合し、各押圧部材２１が移動部材２０に対してコアＷの軸線方向の上方側に相対移動される。このとき、カム機構２２の両傾斜カム面２３，２４の摺接にともなうカム作用により、各押圧部材２１が内側に移動されて、コアＷの外周面に対する押圧位置に変位される。この変位により、コアＷの外周面が径方向の内側に押圧されて、コアＷの各コア片Ｗａが積層状態に整列される。

また、図３に示すように、エアシリンダ２６のピストンロッド２６ａに押圧部材２１の係合突起２５が係合したときには、その係合にともなう衝撃がエアシリンダ２６の緩衝作用により緩和される。さらに、図４に示すように、コア片Ｗａの積層枚数の少ないコアＷの成形に際しては、エアシリンダ２６に対するエアの供給が調整されて、ピストンロッド２６ａが没入位置に配置された状態で、下型１３が上型１２に対して前記の場合よりも大きなストロークで型閉じ動作される。この動作により、各エアシリンダ２６のピストンロッド２６ａに押圧部材２１の係合突起２５が係合して、前記の場合と同様に、各押圧部材２１が押圧位置に変位されるとともに、係合にともなう衝撃が緩和される。

図１に示すように、下型１３上の受け台１４及びコアＷを支持するパレット１５には、複数の透孔２７，２８が各移動部材２０及び押圧部材２１に対応して貫設されている。そして、図４に示すように、コア片Ｗａの積層枚数の少ないコアＷの成形に際して、下型１３が上型１２に対して大きなストロークで型閉じ動作されたとき、各移動部材２０及び押圧部材２１の下端部がこれらの透孔２７，２８内に挿入されて、各移動部材２０及び押圧部材２１と受け台１４及びパレット１５との干渉が抑制されるようになっている。

図１及び図２に示すように、前記各移動部材２０と押圧部材２１との間には、それらの部材２０，２１を連結するための連結手段としての連結機構２９が設けられている。この連結機構２９は、移動部材２０側において傾斜カム面２３に沿って傾斜状に延びるように形成された長孔３０と、その長孔３０に遊嵌するように押圧部材２１側に設けられたピン３１とにより構成されている。そして、下型１３が上型１２に対して図３に示す型閉じ状態から図１に示す型開き状態に移動されて、各エアシリンダ２６のピストンロッド２６ａが押圧部材２１の係合突起２５から離間されたとき、各押圧部材２１が自重により移動部材２０に対してコアＷの軸線方向の下方側に相対移動される。このとき、連結機構２９のピン３１が傾斜状の長孔３０に沿ってその上端側から下端側に移動されることにより、押圧部材２１がコアＷの外周面から離間する位置に移動される。

次に、前記のように構成されたコア成形装置の動作を説明する。
このコア成形装置においては、成形用の型１１の下型１３が上型１２に対して型開きされた状態で、複数枚のコア片Ｗａを積層してなるコアＷがパレット１５上に支持されて、下型１３の受け台１４上に搬入して載置される。この状態で、下型１３が上型１２に対して型閉じ移動されると、図３に示すように、コアＷが上型１２と下型１３との間で積層方向に挟持される。それとともに、各エアシリンダ２６のピストンロッド２６ａと各押圧部材２１の係合突起２５との係合により、各押圧部材２１が移動部材２０に対してコアＷの軸線方向の上方側に相対移動される。この場合、各押圧部材２１と移動部材２０との間に傾斜カム面２３，２４よりなるカム機構２２が設けられているため、そのカム機構２２のカム作用により、各押圧部材２１がコアＷの外周面に対する押圧位置に変位される。その結果、各押圧部材２１により、エアシリンダ２６によって設定された圧力で、コアＷの外周面が径方向の内側に押圧されて、コアＷの各コア片Ｗａが積層状態に整列される。

また、前記のように下型１３が上型１２に対して型閉じ移動されたときには、図３に示すように、コアＷ上に装着されたカルプレート１６と上型１２の下面のゲートプレート１７との間に、コアＷの収容孔Ｈに連なるゲート１８が形成される。この状態で、上型１２上のプランジャ１９が作動されることにより、ゲート１８を介してコアＷの収容孔Ｈに樹脂材が注入される。この注入により、コアＷの収容孔Ｈ内に予め収容配置された永久磁石Ｍが樹脂材を介して、収容孔Ｈ内に一体的に固定される。

その後、前記下型１３が上型１２に対して、図３に示す型閉じ状態から図１に示す型開き状態に移動されると、各押圧部材２１の係合突起２５が各エアシリンダ２６のピストンロッド２６ａから離間される。このとき、各押圧部材２１が自重により移動部材２０に対してコアＷの軸線方向の下方側に相対移動される。すると、連結機構２９のピン３１が傾斜状の長孔３０に沿ってその上端側から下端側に移動されるため、押圧部材２１がコアＷの外周面から離間する位置に移動される。この場合、押圧部材２１が押圧位置においてコアＷの外周面に圧接固定されていることがあっても、その押圧部材２１が押圧位置に維持されることなく、コアＷの外周面から適切に離間される。すなわち、押圧部材２１がコアＷの外周面に密着する圧接状態が維持されている場合は、移動部材２０の上昇によって長孔３０の下端が押圧部材２１のピン３１を引き上げる。このため、押圧部材２１がコアＷに対する圧接状態から移動され、コアＷの外周面から離間される。

従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１） このコア成形装置においては、移動部材２０がコアＷの軸線方向に沿って一方向に相対移動されるとき、カム機構２２を介して押圧部材２１がコアＷの周面に対する押圧位置に変位されて、コアＷの各コア片Ｗａが積層状態に整列されるようになっている。また、その後に移動部材２０がコアＷの軸線方向に沿って他方向に相対移動されるとき、連結機構２９を介して押圧部材２１が長孔３０とピン３１とを介してコアＷの周面から離間する位置に移動されるようになっている。このため、押圧部材２１がコアＷの周面に対する押圧位置において、そのコアＷの周面に圧接固定されている場合でも、その押圧部材２１をコアＷの周面から適切に離間させることができる。

（２） このコア成形装置においては、押圧部材２１がコアＷの外周面を押圧するように構成されている。このため、押圧部材２１にてコアＷを外周面側から内側に押圧することにより、コアＷの各コア片Ｗａを積層状態に的確に整列させることができる。

（３） このコア成形装置においては、前記連結機構２９が、移動部材２０と押圧部材２１とのいずれか一方に設けられた長孔３０と、その長孔３０に遊嵌するように他方に設けられたピン３１とにより構成されている。このため、連結機構２９の構造が簡単であるとともに、移動部材２０の復帰移動にともなって、押圧部材２１をコアＷの周面から適切に離間させることができる。

（４） このコア成形装置においては、成形用の上下型１２，１３の開閉動作にともなって、移動部材２０がコアＷに対して軸線方向に相対移動されるようになっている。よって、移動部材２０を相対移動させるための別の駆動部材を設ける必要がなく、装置の構成を簡略化することができる。

（５） このコア成形装置においては、エアシリンダ２６内の調整されたエア圧に従い、押圧部材２１によるコアＷに対する圧接力が設定される。従って、押圧部材２１が過大な圧力でコアＷに接触することを防止でき、コアＷに対する押圧部材２１の過度の食い付きを防止できる。

（第２実施形態）
次に、この発明を具体化したコア成形装置の第２実施形態を、図５〜図８に基づいて前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

この第２実施形態では、図５及び図８に示すように、成形用の型１１における上型１２側が下型１３に対して開閉移動されるようになっている。上型１２には、プランジャ１９を含むプランジャユニット３５が下型１３上のコアＷの軸線方向に沿って移動可能に支持されている。下型１３の中央には、透孔３６が形成されている。下型１３の下部中央には、昇降台３７が昇降可能に配設されている。下型１３を支持するテーブル３８上には、昇降台３７を昇降させるための複数の第１シリンダ３９が配設されている。昇降台３７の上面中央には、第２シリンダ４０が支持されている。そして、前記下型１３の透孔３６内に位置するように、第２シリンダ４０のピストンロッド４０ａの上端に１つの移動部材２０が取り付けられている。

図６及び図７に示すように、この実施形態においては、前記移動部材２０が逆円錐台形状に形成され、その移動部材２０の外周には複数（実施形態では４）の突片４１が等角度間隔をおいて形成されている。昇降台３７の上面外側には、４つの押圧部材２１が架台４２を介して、移動部材２０の外周側に位置するように支持されている。押圧部材２１の上端内側には、移動部材２０の突片４１を収容するための収容溝４３が形成されている。そして、この実施形態では、図８に示すように、この押圧部材２１によりコアＷの内周面が径方向の外側に向かって押圧されるようになっている。

また、この実施形態においては、逆円錐台形状をなす移動部材２０の外周面に設けられた傾斜カム面２３と、各押圧部材２１の内側面に設けられた傾斜カム面２４とにより、カム手段としてのカム機構２２が構成されている。さらに、各押圧部材２１の収容溝４３の両側に設けられた長孔３０と、その長孔３０に遊嵌するように移動部材２０上の各突片４１に挿通されたピン３１とにより、連結手段としての連結機構２９が構成されている。

次に、この実施形態のコア成形装置の動作を説明する。
図５に示すように、型開き状態の下型１３上にコアＷが載置された状態で、上型１２が下型１３に対して下方に型閉じ移動されると、図８に示すように、コアＷが上型１２と下型１３との間で積層方向に挟持される。この状態で、第１シリンダ３９が突出動作されると、昇降台３７が図５に示す下降位置から上昇され、移動部材２０及び各押圧部材２１が下型１３の透孔３６内からコアＷの内側に挿入されて、その押圧部材２１がコアＷの内周面に対向配置される。続いて、第２シリンダ４０が没入動作されると、図８に示すように、移動部材２０が押圧部材２１に対して下方に相対移動され、カム機構２２のカム作用により、各押圧部材２１がコアＷの内周面に対する押圧位置に変位される。この変位により、コアＷの内周面が径方向の外側に押圧されて、コアＷの各コア片Ｗａが積層状態に整列される。

この状態で、前記第１実施形態の場合とほぼ同様に、プランジャ１９を含むプランジャユニット３５の作動により、ゲート１８を介してコアＷの収容孔Ｈに樹脂材が注入され、その収容孔Ｈ内に予め収容配置された永久磁石Ｍが一体的に固定される。その後、前記第２シリンダ４０、第１シリンダ３９及び上型１２が前記の場合とほぼ逆順に逆方向へ作動されて型開きが行われる。

すなわち、図８に示す状態で、第２シリンダ４０が突出動作されると、移動部材２０が押圧部材２１に対して上方に相対移動される。この相対移動により、連結機構２９のピン３１が傾斜状の長孔３０に沿って、図６（ｂ）に示す下端側から図６（ａ）に示す上端側に移動され、押圧部材２１がコアＷの内周面から離間する内方の位置に移動される。続いて、第１シリンダ３９が没入動作されると、昇降台３７が図８に示す上昇位置から下降され、図５に示すように、移動部材２０及び各押圧部材２１がコアＷの内側から下型１３の透孔３６内に没入される。その後、上型１２が下型１３に対して上方に型開き移動されることにより、コアＷの上部が開放される。

従って、この第２実施形態によれば、前記第１実施形態における（１）〜（３）及び（５）に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（６） このコア成形装置においては、前記押圧部材２１がコアＷの内周面を押圧するように構成されている。このため、押圧部材２１にてコアＷを内周面側から外側に押圧することにより、コアＷの各コア片Ｗａを積層状態に的確に整列させることができる。また、コアＷの内周面に複数の押圧部材２１を対向配置した場合、それらの押圧部材２１を1つの移動部材２０により作動させることができて、構造を簡略化することができる。

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記第１実施形態において、移動部材２０及び押圧部材２１の数を２若しくは３、または５以上に変更すること。

・ 前記第２実施形態において、押圧部材２１の数を２若しくは３、または５以上に変更すること。
・ カム手段と連結手段とを一体化すること。すなわち、第１，第２実施形態において、傾斜カム面２３，２４を省略するとともに、連結手段としての長孔３０の傾斜した内側面を傾斜カム面２３，２４に代えて、カム手段とすること。この場合、長孔３０及びピン３１を移動部材２０の移動方向に沿って複数組設けることが好ましい。

・ 連結手段を構成する長孔３０を移動部材２０側に、ピン３１を押圧部材２１側に設けること。

１１…成形用の型、１２…上型、１３…下型、２０…移動部材、２０ａ…収容溝、２１…押圧部材、２２…カム手段としてのカム機構、２３，２４…傾斜カム面、２９…連結手段としての連結機構、３０…長孔、３１…ピン、３７…昇降台、３９…第１シリンダ、４０…第２シリンダ、Ｗ…コア、Ｗａ…コア片。

Claims (5)

1. 複数枚のコア片が積層された状態のコアの周面を径方向に押圧することにより、コア片を整列させるようにしたコア成形装置において、
   前記コアに対して軸線方向に相対移動可能な移動部材と、
   その移動部材に対向して配置され、コアの周面を押圧するための押圧部材と、
   前記移動部材と押圧部材との間に設けられ、移動部材がコアの軸線方向に沿って一方向に相対移動されたときに、押圧部材をコアの周面に対する押圧位置に変位させるカム手段と、
   前記移動部材と押圧部材とを連結し、移動部材がコアの軸線方向に沿って他方向に相対移動されたときに、押圧部材をコアの周面から離間させる連結手段とを備えたことを特徴とするコア成形装置。
2. 前記移動部材及び押圧部材はコアの外側に配設され、押圧部材はコアの外周面を押圧することを特徴とする請求項１に記載のコア成形装置。
3. 前記移動部材及び押圧部材はコアの内側に配設され、押圧部材はコアの内周面を押圧することを特徴とする請求項１に記載のコア成形装置。
4. 前記連結手段は、移動部材と押圧部材とのいずれか一方に設けられた長孔と、その長孔に遊嵌するように他方に設けられたピンとにより構成されたことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のコア成形装置。
5. コアに対する押圧部材の圧接力を設定するための設定手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載のコア成形装置。