JP5606138B2 - 積層コアの転積方法及び転積装置 - Google Patents

Description

本発明は、プレス加工により電磁鋼板から打ち抜いた複数のコアプレートを転積しつつ積層する積層コアの転積方法及びそれに用いる転積装置に関するものである。

モータにはロータとステータとが備えられている。これらのローター及びステータは、プレス加工により電磁鋼板の圧延材から所定形状のコアプレートを打ち抜き、このコアプレートを複数積層して積層コアを形成することにより製造される。

ところが、上記の電磁鋼板の圧延工程に用いる圧延ローラには僅かな撓みが存在し、この撓みのために圧延材の厚さを完全に均一とすることが難しく、打ち抜かれたコアプレートには板厚偏差が生じてしまうといった問題を有している。そのため、打ち抜かれたコアプレートを複数積層して形成された積層コアにおいてはその数倍もの板厚偏差が生じ、モータを構成した際の軸孔の直角度やスロットの倒し等に著しい悪影響を及ぼすこととなる。

この板厚偏差に対応する技術としては、打ち抜いた薄板鋼板を積層用固定筒体の内部空間に１枚ずつ挿入し、これを所定角度だけ回転させることにより、プレス加工機器を高速稼働した場合にもダイとポンチとの相対位置を常に高精度に保持しつつ、板厚偏差を相殺或いは分散することができる積層体の製造方法及びその装置が報告されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、従来、積層コアを製造する場合においては、位置決め精度の向上と連結強度の向上を目的として、打ち抜くコアプレートの平面部にカシメダボ、例えば表面が凹部であり裏側が凸部となる凹凸を形成し、コアプレートを積層する際に凸部を凹部に圧入させて凹凸部を嵌め合わせることにより、コアプレートどうしを接合させる方法が用いられている（例えば、特許文献２参照。）。

しかしながら、上記の特許文献１における技術は単板処理をする装置であるため、この技術をカシメダボを有する積層コアに適用した場合には、積層コアを所定の長さに分離する際に、積層コアのブロック間において適切に分離することが困難であり、分離する際に力を掛けすぎると、積層コアが変形してしまうおそれがあった。

特開２００５−２１１９６４号公報 特開平６−１６５４４７号公報

したがって、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、積層コアをブロックごとに確実かつ容易に分離して転積することにより、短時間で板厚偏差を相殺させることができる積層コアの転積方法及びそれに用いる転積装置を提供することを目的としている。

本発明の積層コアの転積装置は、複数のリング状コアプレートを積層したコアブロックを支持するとともに、上下方向へ可動自在な支持手段と、昇降及び回転自在な昇降回転手段と、上記コアブロックの内側面に対向し、離間して円状に配置され、それぞれが放射状に半径方向に移動自在な複数の把持部を備える把持手段とを備え、前記昇降回転手段及び前記把持手段は、それぞれ接触部分に傾斜面からなる複数の凹部と凸部とを備え、上記昇降回転手段が上下方向に移動することにより上記凸部同士が押し合う、または凹部と凸部が嵌合して、上記把持手段が半径方向に移動することを特徴としている。

また、本発明の積層コアの転積方法は、上記の本発明の積層コアの転積装置を用いた積層コアの転積方法であって、複数のリング状コアプレートを積層してコアブロックを形成し、これを積層方向に複数保持する工程と、上記複数のコアブロックから最下側のコアブロックを分離する工程と、上記分離されたコアブロックを所定角度回転する工程と、上記回転されたコアブロックを上記複数のコアブロックに再び接合する工程と、上記複数のコアブロックから上記回転されたコアブロックとその１つ上側のコアブロックとを分離する工程と、上記分離されたコアブロックを所定角度回転する工程と、上記回転されたコアブロックを上記複数のコアブロックに再び接合する工程とを備え、その後、回転させるコアブロック数が所定数になるまで、上記回転されたコアブロックとその１つ上側のコアブロックとを分離する工程から上記回転されたコアブロックを上記複数のコアブロックに再び接合する工程までを繰り返すことを特徴としている。

本発明によれば、積層コアをブロックごとに確実かつ容易に分離して転積することによって、短時間で板厚偏差を相殺させた積層コアを生産することができる。

本発明の積層コアの転積装置の一実施形態を示す側断面図（ａ）及び上面図（ｂ）である。 本発明の積層コアの転積装置の一実施形態を示す側断面図（ａ）及び上面図（ｂ）である。 本発明の積層コアの転積装置の一実施形態を示す側断面図である。 本発明の積層コアの転積装置の一実施形態を示す側断面図である。 本発明の積層コアの転積装置の一実施形態を示す側断面図（ａ）及び上面図（ｂ）である。 本発明の積層コアの転積装置の一実施形態を示す側断面図である。 本発明の積層コアの転積装置の一実施形態を示す側断面図である。 本発明の積層コアの転積装置の一実施形態を示す側断面図である。 本発明の積層コアの転積装置の一実施形態を示す側断面図である。 本発明の積層コアの転積装置の一実施形態を示す側断面図である。 本発明の積層コアの転積装置の一実施形態を示す側断面図である。

１．積層コアの転積装置
以下、図面を用いて本発明の積層コアの転積装置について具体的に説明する。図１は本発明の積層コアの転積装置の一実施形態を示す側断面図（ａ）及び上面図（ｂ）である。本発明の積層コアの転積装置には、図に示されたように、受け型１、支持手段２、昇降回転手段３、把持手段４及び固定手段５が設けられている。受け型１は、その内部に複数のコアブロック６を上下方向に積層して保持する通路を備えており、この通路の内側面とコアブロック６の外側面との摩擦によってコアブロック６が保持され、上方から新たなコアブロック６が収容されるにしたがって保持されているコアブロック６が押圧されて下方へと降下していく構成である。この場合、コアブロック６は、電磁鋼板から打ち抜かれたリング状コアプレート７を受け型１内で連続的に積層して形成及び保持されてもよく、また、予め電磁鋼板から打ち抜かれたリング状コアプレート７を複数積層して形成され、受け型１内に収容及び保持されてもよい。

本発明における積層コアには、ロータコアだけではなくステータコアも含まれるが、以下の実施形態においてはロータコアについて説明する。コアプレート７は、図１（ｂ）に示されているように、中心にモータの回転軸となるシャフトを通すための開口部８が設けられ、モータの極数に応じた個数の磁石用穴９が周方向に等角度で配置されている。

また、コアプレート７には、位置決め精度の向上と連結強度の向上ために、厚み方向に互いに嵌合可能なカシメダボ１０が形成されている。このカシメダボ１０の形状、形成位置、個数は特に限定されるものではないが、形状の例としては、丸カシメ形状、Ｖカシメ形状、台形カシメ形状等が挙げられる。より具体的には、カシメダボ１０は、コアプレート７の平面部において、表面が凹部であり裏側が凸部となる凹凸を半径方向に２箇所形成し、複数枚のコアプレートを積層する際に凸部を隣接するコアプレートの凹部に圧入させて凹凸部を嵌め合わせ、コアプレートどうしを接合させる構成とすることができる。

さらに、本発明においては、複数のコアブロック間の境界面となるコアプレートについては、カシメダボの連結強度を低下させることにより、コアブロックごとを確実に分離させることができる。具体的には、上記のような２箇所の凹凸からなるカシメダボの場合には、一方の凸部を削除する方法がある。また、カシメダボの形状が一体的な場合には、凸部の一部又は全部を削除することにより、同様の効果を得ることもできる。

また、本発明における支持手段２は、図１（ａ）に示されているように、受け型１から押圧されて降下したコアブロック６を下方から支持するとともに、必要に応じて、上下方向に所定量上昇及び降下する機構を有している。この支持手段２は、コアブロック６の昇降に用いられるだけでなく、受け型１内を降下するコアプレート７を下方から押圧することにより、カシメダボ１０の嵌合をより確実にするためにも用いられる。

さらに、本発明における昇降回転手段３は、図１（ａ）及び（ｂ）に示されているように、昇降回転手段３の回転軸がコアプレート７の開口部８の中心と一致するように配置されており、この回転軸を中心に所定角度回転するとともに、上下方向に所定量上昇及び降下する機構を備えている。また、この昇降回転手段３には、半径方向外側に向けて放射状に複数（本実施形態においては１２個）の把持手段４が設けられている。この把持手段４には、最も半径方向外側に把持部１１が弾性部材１２を介して備えられている。さらに、本発明の積層コアの転積装置においては、この把持手段４の上下方向の移動を制限する固定手段５が設けられている。

本発明における昇降回転手段３と把持手段４との接触部分には、それぞれ傾斜面が設けられており、相対的に上下方向に移動させると、互いの傾斜面が押し合って、これらの部材を左右方向に移動させるよう構成されている。そのため、固定手段５に上下方向の移動を制限された状態の把持手段４に対して昇降回転手段３を相対的に降下させると、把持手段４が半径方向外側に押し出され、全ての把持手段４の把持部１１により形成される円形が拡径される。これにより、コアブロック６を内側から把持することが可能となる。

また、電磁鋼板から打ち抜かれたリング状コアプレートでは僅かに内周に誤差が生じ、上記のように、コアブロックを内側から把持すると、内周が僅かに大きなものでは把持力が不足してしまい、また、反対に内周が僅かに小さなものではコアブロックに変形してしまうといった問題を有していた。そこで、本発明における把持手段４には、上記の弾性部材１２が設けられており、コアブロックの内周に誤差が生じている場合であっても把持力を一定に保持することができる。このような弾性部材１２としては適切な弾性力を有するものであればいずれのものでもよいが、具体的には皿ばねやゴム部材等が挙げられる。

２．積層コアの転積方法
次に、上記積層コアの転積装置を用いた本発明の積層コアの転積方法について具体的に説明する。
本発明の積層コアの転積方法は、複数のリング状コアプレートを積層してコアブロックを形成し、これを積層方向に複数保持する工程と、上記複数のコアブロックから最下側のコアブロックを分離する工程と、上記分離されたコアブロックを所定角度回転する工程と、上記回転されたコアブロックを上記複数のコアブロックに再び接合する工程と、上記複数のコアブロックから上記回転されたコアブロックとその１つ上側のコアブロックとを分離する工程と、上記分離されたコアブロックを所定角度回転する工程と、上記回転されたコアブロックを上記複数のコアブロックに再び接合する工程とを備え、その後、回転させるコアブロック数が所定数になるまで、上記回転されたコアブロックとその１つ上側のコアブロックとを分離する工程から上記回転されたコアブロックを上記複数のコアブロックに再び接合する工程までを繰り返すことを特徴としている。

（１）コアブロックの保持工程
まず、図１（ａ）に示されているように、電磁鋼板から打ち抜かれたリング状コアプレート７を受け型１の通路内に連続的に積層してコアブロック６を複数形成及び保持させるか、または、予め電磁鋼板から打ち抜かれたリング状コアプレート７を複数積層してコアブロック６を形成し、これを複数受け型１の通路内に収容及び保持させる。その際、受け型１の通路の内側面とコアブロック６の外側面との摩擦によってコアブロック６が保持される。そして、上方から新たなコアブロック６が収容されるにしたがって保持されているコアブロック６が押圧されて下方へと降下していき、受け型１の下端からコアブロック１個分下方の位置に配置された支持手段２上で上下方向に積層される。つまり、最下側のコアブロック６の外側面が受け型１の通路の内側面から開放された状態となる。また、この状態においては、把持手段４の把持部１１が最下側のコアブロック６の内側面に対向し僅かに離間して配置されている。そして、把持手段４は、固定手段５により上下方向の移動が規制されている。

（２）コアブロックの分離工程
次いで、図２（ａ）に示されているように、固定手段５に上下方向の移動を制限された状態の把持手段４に対して昇降回転手段３を相対的に降下させることにより、昇降回転手段３と把持手段４との接触部分の傾斜面が互いに押し合って、図２（ａ）及び（ｂ）に示されているように、把持手段４が半径方向外側に押し出され、全ての把持手段４の把持部１１により形成される円形が拡径される。これにより、最下側のコアブロック６を内側から把持させる。

そして、図３に示されているように、固定手段５による把持手段４の規制を解除し、支持手段２を降下してコアブロック６の下方からの支持も解除する。この状態においては、最下側のコアブロック６は、把持手段４により内側から把持されているため、下方へ落下することなくこれまでの位置に保持されている。

次に、図４に示されているように、昇降回転手段３を降下させることにより、把持手段４に把持された最下側のコアブロック６が受け型１の通路内に積層された他のコアブロック６から分離させる。ここで、本発明においては、上記したように、分離させるコアブロック６間の境界面となるコアプレート７のカシメダボの凸部の一部を削除することにより連結強度を低下させて、コアブロックごとの分離を確実にしている。

（３）コアブロックの回転工程及び接合工程
次いで、図５（ａ）及び（ｂ）に示されているように、分離されたコアブロック６とともに昇降回転手段３を所定角度回転させる。そして、図６に示されているように、昇降回転手段３を上昇させることにより、把持手段４に把持された最下側のコアブロック６を受け型１の通路内に積層された他のコアブロック６に再び接合させる。

（４）複数コアブロックの転積工程
次に、図７に示されているように、支持手段２を上昇させてコアブロック６を下方から支持した後、図８に示されているように、把持手段４に対して昇降回転手段３を相対的に上昇させることにより、昇降回転手段３と把持手段４との接触部分の押し合いが解除され、把持手段４が半径方向内側に移動し、全ての把持手段４の把持部１１により形成される円形が縮径される。これにより、コアブロック６の内側からの把持が解除される。

次いで、図９に示されているように、把持手段４を固定手段５により上下方向の移動を規制した後、図１０に示されているように、支持手段２上に積層されたコアブロック６をさらにコアブロック１個分降下させて、最下側のコアブロック６とその１つ上側のコアブロックのコアブロック２個分が受け型１の下端から押し出された状態とする。そして、この状態において、図１１に示されているように、再び、固定手段５に上下方向の移動を制限された状態の把持手段４に対して昇降回転手段３を相対的に降下させて、把持手段４を半径方向外側に押し出し、全ての把持手段４の把持部１１により形成される円形を拡径させる。これにより、最下側のコアブロックとその１つ上側のコアブロックを内側から把持させる。

その後、上記のコアブロックの回転工程及び接合工程を行い、最下側のコアブロックとその１つ上側のコアブロックの転積を行う。そして、上記と同様にして、回転されたコアブロックとその１つ上側のコアブロックとを所定角度ずつ回転させて、回転させたコアブロック数が所定数になるまで繰り返す。

コアブロック６を回転させる角度は任意に設定することができるが、例えば６０度に設定する場合、６ブロックを回転させることにより、積層コアの一周分の転積が実施される。この転積効果はコアプレートを一枚一枚転積させた場合と同等の効果が得られる。

１…受け型、２…支持手段、３…昇降回転手段、４…把持手段、５…固定手段、
６…コアブロック、７…コアプレート、８…開口部、９…磁石用穴、１０…カシメダボ、
１１…把持部、１２…弾性部材。

Claims (7)

1. 複数のリング状コアプレートを積層したコアブロックを支持するとともに、上下方向へ可動自在な支持手段と、
   昇降及び回転自在な昇降回転手段と、
   上記コアブロックの内側面に対向し、離間して円状に配置され、それぞれが放射状に半径方向に移動自在な複数の把持部を備える把持手段とを備え、
   前記昇降回転手段及び前記把持手段は、それぞれ接触部分に傾斜面からなる複数の凹部と凸部とを備え、上記昇降回転手段が上下方向に移動することにより上記凸部同士が押し合う、または凹部と凸部が嵌合して、上記把持手段が半径方向に移動することを特徴とする積層コアの転積装置。
2. 前記把持手段が上下方向へ移動することを規制する固定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の積層コアの転積装置。
3. 前記把持手段は、コアブロックを把持する際にコアブロックに掛かる圧力を一定にするための弾性部材を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の積層コアの転積装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の装置を用いた積層コアの転積方法であって、
   複数のリング状コアプレートを積層してコアブロックを形成し、これを積層方向に複数保持する工程と、
   上記複数のコアブロックから最下側のコアブロックを分離する工程と、
   上記分離されたコアブロックを所定角度回転する工程と、
   上記回転されたコアブロックを上記複数のコアブロックに再び接合する工程と、
   上記複数のコアブロックから上記回転されたコアブロックとその１つ上側のコアブロックとを分離する工程と、
   上記分離されたコアブロックを所定角度回転する工程と、
   上記回転されたコアブロックを上記複数のコアブロックに再び接合する工程とを備え、
   その後、回転させるコアブロック数が所定数になるまで、上記回転されたコアブロックとその１つ上側のコアブロックとを分離する工程から上記回転されたコアブロックを上記複数のコアブロックに再び接合する工程までを繰り返すことを特徴とする積層コアの転積方法。
5. 前記コアブロックを分離する工程及び前記コアブロックを所定角度回転する工程は、上記コアブロックの内面側から放射状外側にコアブロックを把持した状態で行うことを特徴とする請求項４に記載の積層コアの転積方法。
6. 前記コアブロックの把持工程は、コアブロックの内側面を把持することを特徴とする請求項４または５に記載の積層コアの転積方法。
7. 前記コアブロックを分離工程は、分離するコアブロック間の界面において、凸部の一部又は全部を削除したカシメダボを備えたコアプレートを用いていることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の積層コアの転積方法。

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