JP5581903B2

JP5581903B2 - 転積装置

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Publication number: JP5581903B2
Application number: JP2010194063A
Authority: JP
Inventors: 和之平田; 志郎藤村; 肇坂野
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2030-08-31
Also published as: US9511576B2; DE102011081626A1; CN104353722A; CN104353722B; US9016345B2; US20150202856A1; CN102441596B; JP2012055046A; CN102441596A; US20120048471A1; DE102011081626B4

Description

この発明は、例えばモータにおけるステータコアやロータコア等の回転電機のコアを製造する製造装置において、薄板から打ち抜かれたコア片を回転させながら積層するようにした転積装置に関するものである。

図６及び図７に示す回転電機のコアＷＡは、コア片Ｗａが積層されるとともに、各コア片Ｗａの複数の突部Ｐａが嵌合し合うことによって積層状態に保持される。
そして、このようなコアを製造する製造装置としては、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されるような構成が提案されている。

特許文献１に記載の従来構成では、ダイの上方にパンチが軸線方向へ移動可能に対向配置され、ダイに対するパンチの往復動により、ダイ上の薄板からコア片が打ち抜かれる。ダイの下部には押圧リングが設けられるとともに、ダイ及び押圧リングの中心の軸孔内には載置台がダイの軸線方向に移動可能に設けられている。そして、パンチ及びダイによって打ち抜かれたコア片が押圧リングにより外周から押圧保持されながら、載置台上に載置されて順に積層されることにより、コアが製造される。さらに、打ち抜かれたコア片が載置台上に積層される際に、載置台上に設けられた弾性部材により積層コアに対して、パンチの押圧方向と逆方向の力（逆圧）が付与されて、積層コアの平行度不良や層間隙間の発生が抑制されるとしている。

一方、特許文献２に記載の従来構成では、ダイが回転可能に構成されている。そして、パンチ及びダイによってコア片が１枚または所定枚数打ち抜かれるごとに、ダイ及び押圧リングが所定角度ずつ一体回転され、そのダイ及び押圧リングの回転によりコア片が回転されながら、位相をずらせた状態で積層される。このような積層により、打ち抜かれたコア片の板厚偏差に起因して、積層コアの積層厚さにバラつきが生じるおそれを防止するようになっている。

特開２００６−２６７３５号公報特開２００３−１９５２０号公報

ところが、前記の従来構成においては、次のような問題があった。
特許文献１に記載の従来構成においては、打ち抜かれたコア片が回転されることなく、載置台上に一定の位相（向き）状態で積層されるようになっている。このため、各コア片の板厚偏差により、積層コアの積層厚さにバラつきが生じ、例えばモータのロータコア等を製造した場合、回転バランス等の回転精度が低くなってモータの特性が低下するという問題があった。

これに対して、特許文献２に記載の従来構成においては、ダイ及び押圧リングの回転により、コア片が回転されながら積層されるようになっているため、前記特許文献１の従来構成のような問題を生じることはない。しかしながら、この特許文献２の従来構成では、積層コアに逆圧を付与するための載置台が設けられていないため、特許文献１における積層コアの平行度不良や層間隙間の発生を抑制する効果は期待することができない。

一方、特許文献２の従来構成のように、回転可能なダイ及び押圧リングを備えた装置において、特許文献１の従来構成のように、ダイの軸孔内に載置台を設ける構成も考えられる。ところが、このように構成した場合には、載置台が回転されることなく静止した状態で、ダイ及び押圧リングの回転によりコア片が載置台上に転積されるようになる。このため、載置台上で形成される積層コアが載置台に対して相対回転されて、それらの間で擦れが生じて、コア片に擦過傷が形成されるおそれがある。また、既にコアが載置台上に載置された状態で、その下側のコア片上にさらにコア片が転積されると、上下のコア間の相対回転により、前記突部Ｐａによりコアに明瞭な筋状の擦過傷が形成されるおそれがある。そして、このような擦過傷は、磁路形成に影響を与えて、製品の性能低下を招くおそれがある。

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、ダイの回転によりコア片が載置台上に転積されて積層コアが形成される際に、積層コアと載置台との間等で擦過が生じることを抑制することができて、製品の性能低下を招くおそれを防止することができる転積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、一軸線を中心に回転可能なダイの軸孔の内方に載置台を備え、前記ダイの回転によって打ち抜かれたコア片が載置台上に転積されるようにした転積装置において、前記載置台を前記ダイの軸線を中心にダイとともに一体に回転させるため駆動手段を設け、前記駆動手段は前記ダイであって、ダイと載置台との間にはダイの回転を載置台に伝達するための伝達手段を設けたことを特徴としている。

従って、この発明においては、コア片が１枚または所定枚数打ち抜かれるごとに、ダイが所定角度ずつ回転され、そのダイの回転により、コア片が回転されながら位相をずらせた状態で積層されて、積層コアが形成される。これにより、打ち抜かれたコア片の板厚偏差に起因して、積層コアの積層厚さにバラつきが生じるのを防止することができる。また、打ち抜かれたコア片がダイの回転により載置台上に転積される際には、駆動手段により載置台がダイの軸線を中心にしてダイとともに一体に回転される。このため、載置台上に形成される積層コアと載置台との間等で擦れが生じるのを抑制することができて、擦れにより製品の品質低下を招くおそれを防止することができる。

前記の構成において、前記伝達手段は、ダイの内周面と載置台の外周面との間に設けられ、載置台の軸線方向への移動を許容する噛合い手段より構成するとよい。

上記の目的を達成するために、この発明は、一軸線を中心に回転可能なダイの軸孔の内方に載置台を備え、前記ダイの回転によって打ち抜かれたコア片が載置台上に転積されるようにした転積装置において、前記載置台を前記ダイの軸線を中心にダイとともに一体に回転させるため駆動手段を設け、前記駆動手段は、ダイの回転と同期して回転されるモータよりなり、前記載置台は、前記モータの回転軸と噛合していることを特徴としている。
前記の構成において、前記載置台は、支持部材と、その支持部材に前記ダイの軸線を中心に回転可能に支持された受け台とより構成し、その受け台上にコア片が載置されるようにするとよい。

以上のように、この発明によれば、ダイの回転によりコア片が載置台上に転積されて積層コアが形成される際に、積層コアと載置台との間等で擦れが生じるのを抑制することができて、製品の品質低下を招くおそれを防止することができるという効果を発揮する。

第１実施形態の転積装置を示す要部断面図。図１の２−２線における部分断面図。第２実施形態の転積装置を示す要部断面図。図３の４−４線における断面図。第３実施形態の転積装置を示す要部断面図。コアを示す斜視図。コアの一部断面図。

（第１実施形態）
以下に、この発明を具体化した転積装置の第１実施形態を、図１及び図２に従って説明する。

図１に示すように、この実施形態の転積装置においては、保持部材１１が一垂直軸線Ｃを中心に回転可能に設けられている。保持部材１１は、図示しないモータにより一定角度ずつ間欠回転される。保持部材１１の内周上端縁には、円環状のダイ１２が固着されている。ダイ１２の上方には、パンチ１３が垂直軸線Ｃに沿って往復移動可能に配置されている。そして、前記保持部材１１上に帯状の薄板Ｗが配置された状態で、パンチ１３がダイ１２に対して上下方向に往復動されることにより、薄板Ｗから所定形状のコア片Ｗａが打ち抜かれる。

前記ダイ１２の下部において保持部材１１の内周には、円筒状の押圧リング１４が固着されている。この押圧リング１４は、打ち抜かれたコア片Ｗａに対してその外周面に圧力を付与する。

前記ダイ１２,押圧リング１４及び保持部材１１の軸孔内には、載置台１５が垂直軸線Ｃに沿って移動可能に設けられている。そして、パンチ１３及びダイ１２によって打ち抜かれたコア片Ｗａが押圧リング１４により外周から押圧保持されながら、載置台１５上に載置されて順に積層される。このとき、保持部材１１が図示しないモータ等により回転されて、ダイ１２及び押圧リング１４が保持部材１１と一体に回転される。このため、保持部材１１上の薄板Ｗは回転されないが、打ち抜かれたコア片Ｗａは回転されながら載置台１５上に積層されて、モータのステータコアやロータコア等の回転電機の積層コアＷＡが形成される。

この場合、打ち抜かれたコア片Ｗａが載置台１５上に積層される際に、載置台１５がモータ等を含む昇降機構１６によりシャフト１７を介して上昇移動されて、載置台１５上の積層コアＷＡに対してパンチ１３による押圧方向と逆方向の逆圧が付与される。このとき、載置台１５上の最上端のコア片Ｗａの上面がダイ１２の上面の位置に配置される。

前記載置台１５は、シャフト１７の上端に固定された支持部材１８と、その支持部材１８上にラジアル軸受１９及びスラスト軸受２０を介して、前記垂直軸線Ｃを中心に回転可能に支持された受け台２１とを備えている。受け台２１上にはスラスト軸受２２を介して保持板２３が相対回転可能に設けられ、この保持板２３が複数のボルト２４によって支持部材１８に固定されることにより、受け台２１が支持部材１８上に抜け止め保持されている。そして、この受け台２１上にコア片Ｗａが載置されるようになっている。前記保持板２３上には受け台２１上のコア片Ｗａの存在を検出するためのセンサ２３ａが設けられている。

前記載置台１５の近傍には、その載置台１５をダイ１２の垂直軸線Ｃを中心にしてダイ１２とともに一体に回転させるため駆動手段としての駆動機構２５が設けられている。この実施形態では、前記駆動機構２５がダイ１２，押圧リング１４及び保持部材１１によって構成されている。そして、保持部材１１と載置台１５との間には、保持部材１１の回転を載置台１５に伝達するための伝達手段としての伝達機構２６が設けられている。

前記伝達機構２６は、保持部材１１の内周面と載置台１５の外周面との間に設けられ、載置台１５の軸線方向への移動を許容する噛合い手段より構成されている。すなわち、保持部材１１の内周面にはスプライン内歯（以下、単に内歯という）２７が形成されるとともに、載置台１５における受け台２１の内周面には、内歯２７に対して軸線方向へ相対移動可能に噛合うスプライン外歯（以下、単に外歯という）２８が形成されている。そして、保持部材１１の回転により、ダイ１２及び押圧リング１４が一体に回転されるとき、伝達機構２６の内歯２７及び外歯２８を介して、載置台１５の受け台２１がダイ１２及び押圧リング１４と一体に回転される。

次に、前記のように構成された転積装置の動作を説明する。
さて、この転積装置において、保持部材１１上に薄板Ｗが配置された状態で、パンチ１３がダイ１２に対して往復動されると、薄板Ｗから所定形状のコア片Ｗａが打ち抜かれる。そして、打ち抜かれたコア片Ｗａが押圧リング１４により外周から押圧保持されながら、載置台１５の受け台２１上に載置されて順に積層される。このとき、昇降機構１６により載置台１５がシャフト１７を介して上昇移動されて、載置台１５上の積層コアＷＡに対してパンチ１３の押圧方向と逆方向の逆圧が付与される。この場合、伝達機構２６において受け台２１側の外歯２８が保持部材１１側の内歯２７に対して軸線方向に相対移動されて、載置台１５の下降移動が許容される。

さらに、前記コア片Ｗａが１枚または所定枚数打ち抜かれるごとに、ダイ１２及び押圧リング１４が保持部材１１と一体に所定角度ずつ回転されて、コア片Ｗａが回転されながら位相をずらせた状態で積層され、積層コアＷＡが形成される。このため、打ち抜かれたコア片Ｗａの板厚偏差により、積層コアＷＡの積層厚さにバラつきが生じるおそれはない。

その上に、前記ダイ１２及び押圧リング１４の回転により、コア片Ｗａが載置台１５の受け台２１上に転積される際には、駆動機構２５を構成する保持部材１１の回転が、伝達機構２６を介して載置台１５の受け台２１に伝達されて、受け台２１上の積層コアＷＡが一体に回転される。このため、載置台１５上に形成される積層コアＷＡと載置台１５との間で擦れが生じるおそれはない。また、既に載置台１５上に積層された積層コアＷＡが載置台１５上に載置された状態で、その上側にコアＷＡが転積される場合にも、それらのコアＷＡ間で擦れが生じるおそれもない。なお、保持部材１１及び載置台１５の間欠回転における１回転ピッチは、コア片Ｗａの突部Ｐａの配列ピッチと等しい。

このようにして、載置台１５上に所定枚数のコア片Ｗａが転積されると、載置台１５が図１の２点鎖線位置よりもさらに下がって、保持部材１１の下方に位置して、その位置においてコアＷＡが載置台１５上から次工程に送られる。

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）この転積装置においては、載置台１５をダイ１２の軸線を中心にして、ダイ１２とともに一体に回転させるため駆動機構２５が設けられている。

このため、コア片Ｗａが打ち抜かれるごとに、ダイ１２を所定角度ずつ回転させることができ、そのダイ１２の回転により、コア片Ｗａが回転されながら載置台１５上のコア片Ｗａに対して位相をずらせた状態で積層されて、積層コアＷＡが形成される。よって、打ち抜かれたコア片Ｗａの板厚偏差に起因して、積層コアＷＡの積層厚さにバラつきが生じることを防止することができる。また、打ち抜かれたコア片Ｗａがダイ１２の回転により載置台１５上に転積される際には、駆動機構２５により載置台１５がダイ１２の軸線を中心にしてダイ１２とともに一体に回転される。よって、コア片Ｗａが載置台１５あるいは他のコア片Ｗａと擦れることはなく、コア片Ｗａに擦過傷が形成されるおそれを防止することができる。従って、積層厚さが一定で、擦過傷のないコアＷＡを形成でき、特性の優れたコアＷＡとすることができる。

（２）この転積装置においては、前記駆動機構２５がダイ１２より構成され、そのダイ１２と載置台１５との間にはダイ１２の回転を載置台１５に伝達するための伝達機構２６が設けられている。このため、ダイ１２の回転を利用して、載置台１５をダイ１２とともに回転させることができ、載置台１５を回転させるための構成が簡単である。

（３）この転積装置においては、前記伝達機構２６が、ダイ１２の内周面と載置台１５の外周面との間に設けられ、載置台１５の軸線方向への移動を許容する噛合い手段より構成されている。このため、伝達機構２６の構成が簡単であるとともに、ダイ１２の回転を載置台１５に対してロスを生じることなく的確に伝達することができる。

（第２実施形態）
次に、この発明を具体化した転積装置の第２実施形態を、図３及び図４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、前記第１実施形態と同様に、ダイ１２及び押圧リング１４を含む保持部材１１によって駆動機構２５が構成されているが、伝達機構２６の構成において第１実施形態と相違している。

すなわち、この実施形態の伝達機構２６では、載置台１５における受け台２１の下部に筒状部３１が突設されている。筒状部３１の外周には凹凸状のガイド部３２が形成されるとともに、筒状部３１の下端外周にはバネ受け部３３が形成されている。筒状部３１の外周には、環状のスライダ３４がガイド部３２を介して一体回転可能及び軸線方向へ相対移動可能に嵌挿支持されている。

前記保持部材１１の下端内周縁とスライダ３４の上端外周縁との間には、複数の連結歯部を環状に配列した互いに噛合う連結部材３５，３６が設けられている。スライダ３４とバネ受け部３３との間には、複数のバネ３７が介装されている。そして、このバネ３７により、スライダ３４が上方に移動付勢されて、常に連結部材３５，３６が噛合い状態に保持されている。このため、ダイ１２及び押圧リング１４が保持部材１１と一体に所定角度ずつ回転されて、コア片Ｗａが載置台１５の受け台２１上に転積される際には、保持部材１１の回転が連結部材３５，３６、スライダ３４、ガイド部３２及び筒状部３１を介して受け台２１に伝達されて、受け台２１上の積層コアＷＡが一体に回転される。

また、この実施形態では、載置台１５が下降移動された場合、受け台２１の下部の筒状部３１がガイド部３２を介して軸線方向へ相対移動される。このとき、バネ３７のバネ力によりスライダ３４は一定位置に保持される。従って、連結部材３５，３６の連結状態は継続され、載置台１５に対する回転伝達状態が維持される。

従って、この第２実施形態においても、前記第１実施形態における（１）〜（３）に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができる。
（第３実施形態）
次に、この発明を具体化した転積装置の第３実施形態を、図５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３実施形態では、載置台１５を回転させるための駆動機構２５の構成において、前記第１実施形態と相違している。すなわち、載置台１５の支持部材１８の外側下部には、駆動機構２５を構成する減速機３９付きのサーボモータ３８が上下方向へ一体移動可能に支持されている。サーボモータ３８の回転軸４０には、外歯よりなる駆動歯車４１が固定されている。載置台１５の受け台２１の下端には、駆動歯車４１に噛合い可能な内歯よりなる被動歯車４２が固定されている。

そして、ダイ１２及び押圧リング１４が保持部材１１と一体に所定角度ずつ回転されて、コア片Ｗａが載置台１５の受け台２１上に転積される際には、サーボモータ３８が保持部材１１と同期して回転される。この回転により、駆動歯車４１及び被動歯車４２を介して受け台２１が回転されて、その受け台２１上の積層コアＷＡがダイ１２及び押圧リング１４と一体的に回転される。

従って、この第３実施形態によれば、前記第１実施形態における（１）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。
（４）この実施形態の転積装置においては、駆動機構２５が、載置台１５をダイ１２の回転と同期して回転させるためのモータ３８より構成されている。このため、従来の装置に僅かな変更を加えて、モータ３８を搭載すれば、実施形態と同様な作用を有する転積装置を実現できる。

（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。
・押圧リング１４を有しない転積装置において本発明を具体化すること。

・前記第３実施形態において、モータ３８を載置台１５から離れた位置に搭載して、モータ３８と載置台１５との間に歯車等の動力伝達機構を設けること。

１１…保持部材、１２…ダイ、１３…パンチ、１４…押圧リング、１５…載置台、１８…支持部材、２１…受け台、２５…駆動手段としての駆動機構、２６…伝達手段としての伝達機構、２７…噛合い手段を構成する内歯、２８…噛合い手段を構成する外歯、３８…駆動手段としての駆動機構を構成するサーボモータ、４１…駆動歯車、４２…被動歯車、Ｃ…垂直軸線、Ｗ…薄板、Ｗａ…コア片、ＷＡ…積層コア。

Claims

一軸線を中心に回転可能なダイの軸孔の内方に載置台を備え、前記ダイの回転によって打ち抜かれたコア片が載置台上に転積されるようにした転積装置において、
前記載置台を前記ダイの軸線を中心にダイとともに一体に回転させるため駆動手段を設け、
前記駆動手段は前記ダイであって、ダイと載置台との間にはダイの回転を載置台に伝達するための伝達手段を設けたことを特徴とする転積装置。
前記伝達手段は、ダイの内周面と載置台の外周面との間に設けられ、載置台の軸線方向への移動を許容する噛合い手段よりなることを特徴とする請求項１に記載の転積装置。
一軸線を中心に回転可能なダイの軸孔の内方に載置台を備え、前記ダイの回転によって打ち抜かれたコア片が載置台上に転積されるようにした転積装置において、
前記載置台を前記ダイの軸線を中心にダイとともに一体に回転させるため駆動手段を設け、
前記駆動手段は、ダイの回転と同期して回転されるモータよりなり、
前記載置台は、前記モータの回転軸と噛合していることを特徴とする転積装置。
前記載置台は、支持部材と、その支持部材に前記ダイの軸線を中心に回転可能に支持された受け台とを有し、その受け台上にコア片が載置される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転積装置。