JP5907827B2

JP5907827B2 - 積層装置

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Publication number: JP5907827B2
Application number: JP2012150971A
Authority: JP
Inventors: 史生竹島; 邦明阿久津; 英一郎上松; 直也根本; 英樹重松
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2012-07-05
Publication date: 2016-04-26
Anticipated expiration: 2032-07-05
Also published as: JP2014012291A

Description

本発明は、鉄心片を積層して積層鉄心を製造するための積層装置に関する。

例えば、電動機のロータコアは、リング状に成形された薄板鋼板を積層することによりリング状（円筒状）に構成されており、積層鉄心と呼ばれる。従来、積層鉄心の製造においては、鉄心片の板厚偏差や磁気異方性の問題を回避するために、転積を行っていた。この転積では、前工程で所定のプレス加工がされた鋼板を、ダイの上まで搬送し、次にパンチとダイによって鋼板を打ち抜いて鉄心片を形成し、形成された鉄心片を予め定められた角度だけ回転させる。そしてこれらの各工程を繰り返し、鉄心片が順次転積されることで積層鉄心が形成される。

また、鋼板の利用率を向上させるため、複数の扇状の薄板鋼板からなる分割コアプレートを周方向に並べてコアプレートを形成し、コアプレートをレンガ状に積層することで構成された積層鉄心を製造するための装置及び方法が、本出願人により既に提案されている（下記、特許文献１参照）。この装置及び方法では、打ち抜かれた分割コアプレートは、回転積層受型にて所定角度回転させられ、回転と積層を繰り返すことにより積層鉄心が形成される。この装置及び方法によれば、鋼板の利用率が向上するとともに、分割コアプレートの積層時間を短縮させることが可能となる。

また、特許文献１では、積層装置の回転駆動機構として、サーボモータと回転積層受型とを直結し、ベルトや歯車等を介さずに、サーボモータにより回転積層受型を直接駆動するダイレクト駆動方式の駆動機構が提案されている。このようなダイレクト駆動方式によれば、停止位置精度を損なう誤差が少なく、応答待ち時間が少ない等により、正確且つ高速に受型を位置決めすることができる等の利点が得られる。

国際公開第２００８／０６５８３０号パンフレット

サーボモータによるダイレクト駆動方式の場合、装置の分解や組立を伴うメンテナンス作業に多くの時間を要してしまう。また、打抜き金型は成形加工に伴って刃先の摩耗が進行すると所要の製品精度が得られなくなるため、一般的には定期的に刃先を再生させるために研削加工を実施する必要があるが、サーボモータ等の電装機器を内蔵している場合、研削液や切り屑が電装機器に入ると故障の原因となってしまう。さらに、異なる種類の打抜き金型毎に、サーボモータが専用の駆動源として搭載されるため、設備コストの増加を招く。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、メンテナンス性と汎用性を高めつつ、製品精度を損なうことなく、高速に積層できる積層装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、板状片を積層して積層鉄心を成形する積層装置であって、パンチに対向して配置されたダイを含む回転積層主型と、前記回転積層主型を回転可能に支持する枠体とを有する金型本体と、前記回転積層主型と同心状に配置されたモータを含み、前記回転積層主型を回転駆動させる駆動ユニットと、を備え、前記駆動ユニットは、前記金型本体に対して着脱可能に構成されており、前記駆動ユニットは、モータロータと、前記モータロータを保持し前記回転積層主型に対して回転力を伝達可能に当接するインナ部材とを有するロータ側ユニットと、前記モータロータの外側に対向配置されたモータステータと、前記モータステータを保持し、前記インナ部材を回転可能に支持し且つ前記枠体に対して着脱可能なアウタ部材とを有するステータ側ユニットと、を備えることを特徴とする。

本発明に係る積層装置によれば、ダイの切れ刃を再生させるための研削加工等のメンテナンス作業を行うに際し、ダイを含む金型本体に対して、主型を回転駆動させる駆動ユニットを容易に取り外すことができる。このため、該メンテナンス作業に要する時間を大幅に短縮することができる。また、メンテナンス作業時には、駆動ユニットが金型本体から分離することから、ダイの研削加工時の研削液や切り屑が、駆動ユニットのモータ等の電装機器に入ることがなく、該電装機器の損傷を防止することができる。さらに、駆動ユニットは、それ単体で取り扱うことが可能であるようにユニット化されたものであるため、製品形状が異なる複数種類の積層装置（打ち抜き金型）へ取り付けることが可能な汎用性を備える。従って、種類が異なる積層装置毎に専用の駆動部を搭載する必要がなく、設備コストを削減できる。

上記の積層装置において、前記駆動ユニットは、前記ロータ側ユニットと前記ステータ側ユニットとの間に配置された軸受を有し、前記積層装置は、さらに、前記軸受に潤滑剤を供給するための潤滑用回路と、前記軸受が配置された箇所と前記モータが配置された箇所との間に設けられ、前記軸受側から前記モータ側への前記潤滑剤の浸入を防止するシール構造とを備えるとよい。

上記の構成によれば、潤滑剤のモータ側（モータロータとモータステータとの間）への浸入が阻止され、潤滑剤によりモータが損傷することを有効に防止することができる。

上記の積層装置において、前記モータロータと前記モータステータとの間に冷却用気体を供給し、排出するための第１冷却用回路をさらに備えるとよい。

上記の構成によれば、モータの発熱によるワークへの熱伝達が抑制されることにより、金型本体の熱膨張に伴う位置変化が起こらないため、所望の製品精度を得ることができる。また、モータへの冷却用気体の供給によって、モータ側の圧力が軸受側の圧力よりも高くなるため、潤滑剤のモータ側への浸入を一層効果的に防止することができる。さらに、モータへの冷却用気体の供給によって、防塵効果も発揮されるため、トラブルを起こさず長時間安定した稼働が可能となる。

上記の積層装置において、前記第１冷却用回路は、前記シール構造に連通するとよい。

上記の構成によれば、冷却用気体の流れの作用により、潤滑剤のモータ側への浸入を一層効果的に防止できる。

上記の積層装置において、前記モータステータの外周部には、冷却用液体を流通させる第２冷却用回路が設けられるとよい。

上記の構成によれば、モータの過熱を一層抑制し、周囲への熱伝達をより効果的に防止することができる。

上記の積層装置において、前記駆動ユニットは、ロータリエンコーダを有するとよい。

上記の構成によれば、ロータリエンコーダは金型本体に直接取り付けられておらず、駆動ユニットを取り外すことにより、ロータリエンコーダも金型本体から取り外されることになる。従って、ダイのメンテナンス作業時に研削液や切り屑がロータリエンコーダに入ることを本質的に回避でき、ロータリエンコーダの損傷を有効に防止できる。

上記の積層装置において、前記駆動ユニットと前記金型本体との相互の位置関係を規定する位置決め手段を備え、前記ロータリエンコーダは、アブソリュート式であるとよい。

上記の構成によれば、メンテナンス作業において駆動ユニットを金型本体に取り付ける際に、位置決め手段により位置精度の再現性が確保される。また、アブソリュート式のロータリエンコーダであるために、駆動ユニットと金型本体の再組立後に原点較正を実施する必要がなく、回転積層主型の原点位置合わせをプログラム制御により迅速に行うことができる。従って、原点較正による時間ロスがなく、その分、メンテナンス作業に要する時間を大幅に削減することができる。

上記の積層装置において、前記枠体は、前記パンチの進出動作時に、前記回転積層主型からの荷重を受ける支持面を有するとよい。

上記の構成によれば、パンチによる打抜き成形時のように荷重がかかった場合でも、枠体において荷重を負担することにより、駆動ユニットにかかる荷重を軽減できる。

上記の積層装置において、前記駆動ユニットが前記金型本体に取り付けられた状態で、前記駆動ユニットの最下端位置は、前記金型本体の下面と同じか上方にあるとよい。

上記の構成によれば、金型本体に駆動ユニットを取り付けた状態で、駆動ユニットが金型本体の下面から下方にはみ出ることがないため、金型本体をボルスタに取り付ける際に、駆動ユニットがボルスタに干渉することがなく、金型本体のボルスタへの取り付けを容易に実施することができる。

本発明の積層装置によれば、メンテナンス性と汎用性を高めつつ、製品精度を損なうことなく、高速に積層できる。

本発明の一実施形態に係る積層装置の断面構成図である。図１に示した積層装置における金型本体と駆動ユニットを示す一部省略断面図である。図２に示した積層装置における金型本体を部分的に示した平面図である。図４Ａは、積層装置のメンテナンス作業を説明する第１の図であり、図４Ｂは、積層装置のメンテナンス作業を説明する第２の図であり、図４Ｃは、積層装置のメンテナンス作業を説明する第３の図であり、図４Ｄは、積層装置のメンテナンス作業を説明する第４の図である。

以下、本発明に係る積層装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る積層装置１０の断面構成図である。この積層装置１０は、鋼板２００からなる複数のコアプレート２０２（板状片、鉄心片）を周方向の位相を互いにずらして積層して積層鉄心２０４（リングコア）を製造するための装置である。具体的には、前工程で所定のプレス加工がされた鋼板２００を、ダイ１４を含む回転積層主型２６の上まで搬送し、次にパンチ１２とダイ１４によって鋼板２００を打ち抜いてコアプレート２０２を形成し、形成されたコアプレート２０２を予め定められた角度だけ回転させる。そしてこれらの各工程を繰り返し、コアプレート２０２が順次転積されることで、所定枚数（例えば５０枚）のコアプレート２０２からなる積層鉄心２０４が形成される。

積層鉄心２０４は、例えば、電動機又は発電機のロータを構成する一部品であるロータコアとして構成され、その中空部に図示しないロータ軸が嵌挿されることでロータが構成される。このロータと、図示しないステータにより電動機又は発電機が構成される。積層鉄心２０４におけるコアプレート２０２の積層枚数は、その使用条件等に応じて適宜変更可能である。

図１に示すように、この積層装置１０は、上下方向に進退するパンチ１２と、パンチ１２の下方に対向して設けられパンチ１２と協働してコアプレート２０２を打ち抜くダイ１４を含む金型本体１６と、金型本体１６に着脱可能であり金型本体１６の回転積層主型２６を回転駆動する駆動ユニット１８（図４Ａも参照）と、金型本体１６が載置及び固定されるボルスタ２０と、積層されたコアプレート２０２が載せられる載置台２２と、載置台２２を昇降させるシリンダ機構２４とを備える。

図２は、図１に示した積層装置１０における金型本体１６と駆動ユニット１８を示す一部省略断面図である。図２に示すように、金型本体１６は、回転積層主型２６（以下、単に「主型２６」という）と、主型２６を回転可能に支持する枠体２８とを有する。回転積層主型２６は、円環状に構成されその上部内周縁に切れ刃が形成されたダイ１４と、ダイ１４を保持し中空円筒状に構成されたダイホルダ３０と、ダイホルダ３０の内周部に固定されたスクイズリング３２とを有する。

ダイ１４は、パンチ１２の下方に対向して設けられる。ダイ１４の内側にパンチ１２が上方から進入すると、ダイ１４の上部内周縁に設けられた切れ刃と、パンチ１２の下部外周縁とにより鋼板２００が剪断されることで、鋼板２００からコアプレート２０２が下方に打ち抜かれる。すなわち、積層装置１０では、パンチ１２を上型とし、ダイ１４を下型として、鋼板２００からコアプレート２０２を打ち抜く金型が構成される。

ダイホルダ３０は、軸受３４（例えば、ローラベアリング）を介して枠体２８に軸線ａを中心に回転可能に支持されている。ダイホルダ３０の上部内周部には、円環状の段差からなるダイ固定部３６が設けられ、このダイ固定部３６にダイ１４が装着されて固定される。ダイホルダ３０の上部には、半径方向外方に膨出し且つ全周に亘って周方向に延在するフランジ部３１が設けられる。スクイズリング３２は、ダイ１４の下側に設けられ、ダイ１４及びパンチ１２によって打ち抜かれたコアプレート２０２の外側面を押圧することでコアプレート２０２を保持する中空円筒状の部材である。コアプレート２０２は、スクイズリング３２に保持されながら順次積層される。

枠体２８は、主型２６に接触して支持するダイプレート３８と、ダイプレート３８が固定されたハウジング４０とを有する。

ダイプレート３８は、主型２６が挿通される上下に開口した円形貫通孔３８ａを有する。ダイプレート３８の内周部と、ダイホルダ３０のフランジ部３１の外周部との間に、軸受３４が配置される。主型２６は、軸受３４により半径方向の荷重が支持される。また、ダイプレート３８の内周部には、ダイホルダ３０のフランジ部３１の水平な下面と当接する水平な支持面３８ｂが設けられる。この支持面３８ｂは、パンチ１２の進出動作時に、主型２６からの荷重を受ける。

ハウジング４０は、ダイプレート３８の外端の下方に配置され、ダイプレート３８を支持する中空筒状の穴部を備えた部材であり、枠体２８の側壁を構成する部分である。ダイプレート３８とハウジング４０とは、適宜の連結手段によって相互固定されている。

駆動ユニット１８は、金型本体１６に対して着脱可能に構成され、金型本体１６に適正に取り付けられている状態では、金型本体１６の主型２６を回転駆動することが可能である。駆動ユニット１８は、モータロータ４２ａを含み主型２６に対して回転力を伝達可能な状態で当接するロータ側ユニット４４と、モータロータ４２ａの外側に対向配置されたモータステータ４２ｂを含みロータ側ユニット４４を回転可能に支持するステータ側ユニット４６と、ロータ側ユニット４４とステータ側ユニット４６との間に配置された軸受４８とを有する。

ロータ側ユニット４４は、駆動ユニット１８が金型本体１６に取り付けられた状態で、回転することにより金型本体１６の主型２６を回転させるものである。ロータ側ユニット４４は、中空円筒形状の第１インナリング５０と、中空円筒形状の第２インナリング５２と、第１インナリング５０と第２インナリング５２の外周側に配置されたモータロータ４２ａとを有し、これらが一体となってステータ側ユニット４６に対して回転する。

第１インナリング５０と第２インナリング５２とは、軸線方向に同心上に連結されている。本実施形態において、第１インナリング５０の内径は、第２インナリング５２の内径よりも大きい。第１インナリング５０の高さ方向（軸線方向）の途中位置には、半径方向外方に向かって環状に突出した第１環状突出部５１が設けられる。当該第１環状突出部５１には、第１環状突出部５１の上面と下面を連通する気体用通路９５と潤滑用通路９６とが設けられている。第２インナリング５２には、半径方向外方に向かって環状に突出した第２環状突出部５３が設けられる。

モータロータ４２ａは、円環状（中空円筒状）に構成され、第１環状突出部５１と第２環状突出部５３の外周部によって保持及び固定される。第１インナリング５０、第２インナリング５２及びモータロータ４２ａによって、ロータ側ユニット４４の内部に円環状の空間９８が構成される。

ステータ側ユニット４６は、駆動ユニット１８が金型本体１６に取り付けられた状態で、ロータ側ユニット４４を回転駆動させるものである。本実施形態において、ステータ側ユニット４６は、上部壁を構成する第１アウタリング５６と、側壁を構成する第２アウタリング５８と、上側底部壁を構成する第３アウタリング６０と、第３アウタリング６０の内周縁に固定された第４アウタリング６２と、下側底部壁を構成する第５アウタリング６４と、第２アウタリング５８の内側に配置及び固定されたモータステータ４２ｂとを有する。

モータステータ４２ｂは、モータロータ４２ａの外側に当該モータロータ４２ａに対して同心状に配置される。モータステータ４２ｂから延出した動力線４３は、第３アウタリング６０に設けられた溝６１及びハウジング４０に設けられた孔部４１を介して、金型本体１６の外部まで引き出されている。

モータロータ４２ａとモータステータ４２ｂとにより、金型本体１６の主型２６の回転駆動及び位置決めを行うためのモータ４２が構成される。本実施形態において、モータ４２は、主型２６の外周側に同心状に配置され、ベルトや歯車等を介さずに主型２６を直接的に回転駆動するダイレクトドライブモータとして構成されている。従って、モータ４２の駆動力は、実質的に機械的ガタなしに、主型２６に伝達される。

モータ４２は、サーボモータとして構成されており、駆動ユニット１８に設けられたロータリエンコーダ６８により検出されるロータ側ユニット４４の回転角度情報及び角度位置（位相）情報がサーボ制御部（図示せず）に入力され、当該サーボ制御部では前記回転角度情報及び角度位置情報に基づき、モータ４２をフィードバック制御する。従って、当該サーボ制御部の制御下に、モータ４２によって主型２６を高精度に所定角度回転させることができる。

ロータリエンコーダ６８は、ロータ側ユニット４４に設けられた円環状のスケール６８ａと、ステータ側ユニット４６に設けられたセンサ６８ｂとを有する。センサ６８ｂは、図示しない信号線を介して、上述したサーボ制御部に接続されている。本実施形態において、具体的には、スケール６８ａは、ロータ側ユニット４４の第２インナリング５２の外周部に取り付けられ、センサ６８ｂは、ステータ側ユニット４６の第４アウタリング６２の内周部側下端面に、スケール６８ａに対向するように配置されている。なお、センサ６８ｂは、第３アウタリング６０の内周部に設けてもよい。また、本実施形態では、ロータリエンコーダ６８は、アブソリュート（絶対位置検出）式のエンコーダである。

本実施形態において、軸受４８は、第１インナリング５０と第１アウタリング５６との間に配置される。軸受４８は、アンギュラ玉軸受として構成されており、軸方向荷重と半径方向荷重を支持することができる。また、第４アウタリング６２には、ローラベアリングにより構成された軸受７５が設けられる。

金型本体１６と駆動ユニット１８とは、内径側及び外径側の複数のボルト７０、７２により締結され、互いに固定される。具体的には、金型本体１６の主型２６と、駆動ユニット１８のロータ側ユニット４４とが内側の複数のボルト７０により締結される。ボルト７０は、周方向に間隔を置いて複数設けられる。本実施形態では、主型２６と第１インナリング５０とにそれぞれ周方向に間隔をおいて複数のボルト孔７３、７４が設けられ、これのボルト孔７３、７４にボルト７０が螺合することにより締結される。

図３は、主型２６の部分平面図である。図３に示すように、ダイ１４は、その外周部が周方向に間隔をおいて円弧状に切り欠かれた切欠き部７３ａを有し、ダイホルダ３０の上部は、その内周部が周方向に間隔をおいて円弧状に切り欠かれた切欠き部７３ｂを有する。ダイ１４側の複数の切欠き部７３ａと、ダイホルダ３０側の複数の切欠き部７３ｂとは、周方向に互いに対応する位置に設けられており、ボルト孔７３の上部を構成する。このように構成されているため、ダイ１４をダイホルダ３０に載せてボルト７０を締結すると、ダイ１４がダイホルダ３０に対して周方向及び軸方向が位置決めされた状態で固定されるとともに、主型２６とロータ側ユニット４４とが相互固定される。

図２に示すように、積層装置１０は、駆動ユニット１８と金型本体１６との相互の位置関係を規定する位置決め手段７６を備える。具体的には、当該位置決め手段７６は、主型２６とロータ側ユニット４４との周方向の位置決めを行う位置決めピン７６Ａと位置決め穴７６Ｂとにより構成される。位置決めピン７６Ａは、周方向に間隔をおいて、ダイホルダ３０の下端に複数設けられる。位置決めピン７６Ａは、ダイホルダ３０の下端に代えて、第２インナリング５２の上部に設けられてもよい。位置決めピン７６Ａ及び位置決め穴７６Ｂによる周方向の位置決めに代えて、キーとキー溝によるもの、あるいはスプライン嵌合を利用したものであってもよい。

金型本体１６のダイプレート３８と、駆動ユニット１８のステータ側ユニット４６とが外側の複数のボルト７２により締結される。ボルト７２は、周方向に間隔を置いて複数設けられる。本実施形態では、ダイプレート３８と第１アウタリング５６とにそれぞれ周方向に間隔をおいて複数のボルト孔８０、８１が設けられ、これらのボルト孔８０、８１にボルト７２が螺合することにより締結される。なお、別の実施形態では、金型本体１６の上面側でダイプレート３８と第１アウタリング５６とを締結するボルト７２に代えて、駆動ユニット１８の下面側で第３アウタリング６０とハウジング４０とを締結する別のボルトが設けられてもよい。このような別の実施形態の場合、当該別のボルトは、周方向に間隔を置いて複数設けられ、第３アウタリング６０とハウジング４０とにそれぞれ周方向に間隔を置いて複数のボルト孔が設けられ、これらのボルト孔に前記別のボルトが螺合することにより締結される。この構成の場合、メンテナンス時に、金型本体１６及び駆動ユニット１８の下面側から前記別のボルトの取外し及び再締結を実施することができる。

駆動ユニット１８の全高（軸方向長さ）は、ハウジング４０の全高と同じか小さい。このため、駆動ユニット１８が金型本体１６に取り付けられた状態で、駆動ユニット１８の最下端位置は、金型本体１６の下面と同じか上方にある。なお、図２では、駆動ユニット１８の全高は、ハウジング４０の全高と略同じである。

本実施形態に係る積層装置１０には、さらに、軸受４８に潤滑剤Ａを供給するための潤滑用回路８４と、モータ４２内部に冷却用気体Ｂを供給してモータ４２を冷却する第１冷却用回路８６と、モータ４２の外周部に冷却用液体Ｃを供給してモータ４２を冷却する第２冷却用回路８８とが設けられる。

潤滑用回路８４は、ダイプレート３８に設けられた供給路９０と、ダイプレート３８とダイホルダ３０との間の摺動面９２及び隙間９４と、第１インナリング５０に設けられた潤滑用通路９６と、ロータ側ユニット４４内の空間９８と、ダイホルダ３０及び第１インナリング５０と第２インナリング５２との間に設けられた通路１００とを含む。

供給路９０の外端は、ダイプレート３８の外側面に開口する。供給路９０の内端は、ダイプレート３８の、ダイホルダ３０のフランジ部３１の外側面に対向する箇所に開口する。通路１００は、ダイホルダ３０及び第１インナリング５０の各々の下面に設けられた溝により形成される。

潤滑剤Ａ（例えば、グリス）は、ダイプレート３８の外周部から供給路９０に供給され、当該供給路９０、摺動面９２、隙間９４、潤滑用通路９６、空間９８及び通路１００を通り、金型本体１６の外部に排出される。このような潤滑剤Ａの流通の過程で、潤滑剤Ａは、ダイプレート３８の支持面３８ｂとダイホルダ３０のフランジ部３１の下面との摺動面９２、ダイプレート３８とダイホルダ３０との間の軸受３４、及び第１インナリング５０と第１アウタリング５６との間の軸受４８を潤滑する。

本実施形態では、軸受４８が配置された箇所とモータ４２が配置された箇所との間に、軸受４８側からモータ４２側への潤滑剤Ａの浸入を防止するシール構造１０１が設けられる。具体的には、シール構造１０１は、第１アウタリング５６の下面に設けられた複数の環状リブにより構成された第１凹凸形状１０２と、第１インナリング５０の第１環状突出部５１の上面に設けられた複数の環状リブにより構成された第２凹凸形状１０４とを有し、第１凹凸形状１０２と第２凹凸形状１０４とが非接触状態で対向したラビリンス構造として構成されている。このようなシール構造１０１により、軸受４８側からモータ４２側（モータロータ４２ａとモータステータ４２ｂとの間）への潤滑剤Ａの浸入が防止される。なお、ラビリンス構造の代わりに、接触式のシール構造１０１が設けられてもよい。

また、ダイプレート３８の内端部には、下方に環状に突出し且つ軸受４８の外輪４８ａの上面に全周に亘って当接した環状当接部１０６が設けられる。この環状当接部１０６が障壁となって、潤滑剤Ａが、ダイプレート３８と第１アウタリング５６との間の環状空間１１２に浸入することが有効に防止される。

本実施形態では、第１冷却用回路８６は、ダイプレート３８に設けられた気体供給路１１０と、ダイプレート３８と第１アウタリング５６との間の環状空間１１２と、第１アウタリング５６に上下に貫通して設けられた第１通路１１４及び第２通路１１６と、モータロータ４２ａ及びモータステータ４２ｂが設けられた空間１１８と、ロータ側ユニット４４とステータ側ユニット４６との間の隙間１２０と、第５アウタリング６４に設けられた溝１２２と、ハウジング４０に設けられた孔部１２４とを含む。気体供給路１１０は、ダイプレート３８の下面で開口し、環状空間１１２に連通する。

第１アウタリング５６に設けられた第１通路１１４は、周方向に間隔を置いて設けられ、モータロータ４２ａとモータステータ４２ｂとが配置された空間１１８に連通する。第１アウタリング５６に設けられた第２通路１１６は、周方向に間隔を置いて設けられ、シール構造１０１に連通する。冷却用気体Ｂは、例えば、エアであり、ダイプレート３８の外周部から気体供給路１１０に供給され、当該気体供給路１１０を通り、環状空間１１２で周方向及び半径方向に拡散されて、第１通路１１４及び第２通路１１６を介して、それぞれ、空間１１８と、シール構造１０１内（第１凹凸形状１０２と第２凹凸形状１０４との間）に流入する。

第１通路１１４を介して空間１１８に流入した冷却用気体Ｂは、モータロータ４２ａとモータステータ４２ｂとの間を通過した後、ロータ側ユニット４４とステータ側ユニット４６との間の隙間１２０を通り、さらに、溝１２２及び孔部１２４を介して金型本体１６の外部へと排出される。また、第１通路１１４を介して空間１１８に流入した冷却用気体Ｂは、モータロータ４２ａとモータステータ４２ｂとの間を通過した後、溝６１を介して外部へと排出される。冷却用気体Ｂは、モータロータ４２ａとモータステータ４２ｂとの間を通る過程で、これらを冷却し、これによりモータ４２の過熱が防止される。

一方、第２通路１１６を介してシール構造１０１へと流入した冷却用気体Ｂは、モータステータ４２ｂ側と軸受４８側とに分かれる。すなわち、冷却用気体Ｂは、シール構造１０１内を通ってモータステータ４２ｂとモータロータ４２ａとが設けられた空間１１８に向かう流れと、シール構造１０１内を通って気体用通路９５へ向かう流れとがある。気体用通路９５を通った冷却用気体Ｂは、空間９８及び通路１００を介して、金型本体１６の外部へと排出される。冷却用気体Ｂは、空間９８を通る過程で、モータロータ４２ａを冷却する。これにより、モータ４２の過熱が一層効果的に防止される。

第２通路１１６を出て気体用通路９５へと流れる冷却用気体Ｂは、潤滑剤Ａが軸受４８側からシール構造１０１内に浸入することを防止する作用を営む。すなわち、気体用通路９５は、第２通路１１６よりも径方向内方（軸線ａに近い箇所）に設けられているため、第２通路１１６を出て気体用通路９５へと流れる冷却用気体Ｂは、モータ４２側とは反対方向に流れるため、潤滑剤Ａのモータ４２側への流れを阻止する。従って、軸受４８側からモータ４２側への潤滑剤Ａの浸入がより一層防止される。

本実施形態では、第２冷却用回路８８は、モータステータ４２ｂの外周部に設けられた冷却部１２６と、冷却部１２６に冷却用液体Ｃ（例えば、水）を供給する液体供給路１２８と、冷却部１２６から冷却用液体Ｃを排出する液体排出路１３０とを有する。冷却部１２６は、モータステータ４２ｂの外周部において円環状に形成されたジャケットでもよく、あるいは、モータステータ４２ｂの外周部に巻回され内部に冷却用液体Ｃを流通可能なチューブであってもよい。液体供給路１２８と液体排出路１３０は、ハウジング４０と第２アウタリング５８を貫通して形成される。液体供給路１２８に供給された冷却用液体Ｃは、冷却部１２６に導入され、モータステータ４２ｂを冷却した後、液体排出路１３０を介して金型本体１６の外部へと排出される。

図１に示すように、上記のように構成された金型本体１６及び駆動ユニット１８は、ボルスタ２０上に載置及び固定される。ボルスタ２０は、プレス機のベッドを構成する部分である。ボルスタ２０には、上下方向に貫通する挿通孔１３２が設けられ、当該挿通孔１３２を介してシリンダ機構２４が金型本体１６及び駆動ユニット１８の内部へと進入可能である。シリンダ機構２４の先端（上端）には、コアプレート２０２を載置する載置台２２が設けられる。コアプレート２０２がパンチ１２によって下方に打ち抜かれ、載置台２２上に積層されることに伴い、シリンダ機構２４により載置台２２を下降させる。

上記のように構成された積層装置１０では、以下のようにして積層鉄心２０４が成形される。先ず、前工程で所定のプレス加工がされた鋼板２００が、ダイ１４を含む主型２６の上まで搬送される。次に、パンチ１２がダイ１４に向かって進出（下降）し、パンチ１２とダイ１４によって鋼板２００を打ち抜くと、円環状のコアプレート２０２が形成される。形成されたコアプレート２０２は、スクイズリング３２に保持される。次に、モータ４２を回転駆動させることにより、主型２６を所定角度だけ回転させると、この主型２６の回転に伴い、スクイズリング３２により保持されたコアプレート２０２も一体的に回転させられる。そしてこれらの各工程（打ち抜き工程、回転工程）を交互に繰り返し、コアプレート２０２が順次転積されることで、所定枚数（例えば５０枚）のコアプレート２０２からなる積層鉄心２０４が形成される。

なお、鋼板２００の利用率を向上させるため、複数の扇状の薄板鋼板からなる分割コアプレートを周方向に並べてコアプレートを形成し、複数の当該コアプレートを、上下層間で分割位置が周方向にずれるようにレンガ状に積層することで、積層鉄心２０４を成形してもよい。

次に、図４Ａ〜図４Ｄを参照し、上述した積層装置１０のメンテナンス作業として、ダイ１４に対してリグラインドを施す場合を説明する。積層装置１０では、成形加工を継続することに伴ってダイ１４の刃先が摩耗し、切れ味が悪くなる。そのため、刃先を再生させるためリグラインドを定期的に実施する必要がある。リグラインドにおいては、研削液を使用し、またダイ１４の切り屑が発生する。そのため、金型本体１６に駆動ユニット１８が取り付けられた状態でリグラインドを実施した場合には、研削液や切り屑が、ロータリエンコーダ６８等の電装機器に入り、当該電装機器の故障の原因となる。

そこで、積層装置１０に対するリグラインドを実施することに先立ち、図４Ａに示すように、金型本体１６と駆動ユニット１８を分離させる。具体的には、金型本体１６とボルスタ２０との固定を解除するとともに、金型本体１６と駆動ユニット１８との固定（本実施形態ではボルト７０、７２による固定）を解除したうえで、金型本体１６を持ち上げると、駆動ユニット１８が、ボルスタ２０上に載せられた状態で残る。これにより、金型本体１６と駆動ユニット１８を分離させることができる。あるいは、金型本体１６とボルスタ２０との固定を解除して、金型本体１６を駆動ユニット１８ごとボルスタ２０から取り外し、その後、金型本体１６と駆動ユニット１８との固定（本実施形態ではボルト７０、７２による固定）を解除して、金型本体１６と駆動ユニット１８とを分離させてもよい。

次に、図４Ｂに示すように、研削装置１４０によりダイ１４を研削加工し、ダイ１４の刃先を再生させる。この研削加工の際、ダイ１４には研削液が供給されるとともに、研削による切り屑が発生するが、駆動ユニット１８は金型本体１６から分離し、研削加工の影響を受けない場所にあるため、モータ４２やロータリエンコーダ６８等の電装機器に研削液や切り屑が入ることがない。従って、電装機器の故障が有効に防止される。一方、金型本体１６から取り外された駆動ユニット１８に対しては、軸受４８への潤滑剤Ａの補給（給油）や、ロータリエンコーダ６８の汚れ除去等のメンテナンスを施す。

次に、図４Ｃに示すように、ラップ研磨により仕上処理を施す。また、主型２６を枠体２８から取り外し、主型２６と枠体２８との摺動部分を洗浄し、汚れを除去する。洗浄後、主型２６と枠体２８との摺動部分に潤滑剤を塗布する。

上記のように金型本体１６と駆動ユニット１８に対する作業が終了したら、図４Ｄに示すように、ボルト７０、７２により、金型本体１６に駆動ユニット１８を取り付ける。この場合、位置決め手段７６（位置決めピン７６Ａ及び位置決め穴７６Ｂ）の作用により、主型２６とロータ側ユニット４４との周方向の位置が、予め定められた位置に正確に位置決めされるため、位置精度の再現性が確保される。

以上説明したように、本実施形態に係る積層装置１０によれば、ダイ１４の切れ刃を再生させるための研削加工等のメンテナンス作業を行うに際し、ダイ１４を含む金型本体１６に対して、主型２６を回転駆動させる駆動ユニット１８を容易に取り外すことができる。このため、該メンテナンス作業に要する時間を大幅に短縮することができる。また、メンテナンス作業時には、駆動ユニット１８が金型本体１６から分離することから、ダイ１４の研削加工時の研削液や切り屑が、駆動ユニット１８のモータ４２等の電装機器に入ることがなく、該電装機器の損傷を防止することができる。

さらに、駆動ユニット１８は、それ単体で取り扱うことが可能であるようにユニット化されたものであるため、製品形状が互いに異なる複数種類の積層装置１０（打抜き金型）に取り付けることが可能な汎用性を備える。従って、種類が異なる積層装置１０毎に専用の駆動部を搭載する必要がなく、設備コストを削減できる。

本実施形態の場合、積層装置１０は、軸受４８に潤滑剤Ａを供給するための潤滑用回路８４と、軸受４８側からモータ４２側への潤滑剤Ａの浸入を防止するシール構造１０１とを備える。この構成によれば、軸受４８の潤滑剤Ａのモータ４２側（モータロータ４２ａとモータステータ４２ｂとの間）への浸入が阻止され、潤滑剤Ａによりモータ４２が損傷することを有効に防止することができる。

本実施形態の場合、モータロータ４２ａと前記モータステータ４２ｂとの間に冷却用気体Ｂを供給し、排出するための第１冷却用回路８６を備える。この構成によれば、モータ４２の発熱によるワークへの熱伝達が抑制されることにより、金型本体１６の熱膨張に伴う位置変化が起こらないため、所望の製品精度を得ることができる。また、モータ４２への冷却用気体Ｂの供給によって、モータ４２側の圧力が軸受４８側の圧力よりも高くなるため、潤滑剤Ａのモータ４２側への浸入を一層効果的に防止することができる。さらに、モータ４２への冷却用気体Ｂの供給によって、防塵効果も発揮されるため、トラブルを起こさず長時間安定した稼働が可能となる。

特に、第１冷却用回路８６は、シール構造１０１に連通しているため、冷却用気体Ｂの流れの作用により、潤滑剤Ａのモータ４２側への浸入を一層効果的に防止できる。

また、本実施形態の場合、モータステータ４２ｂの外周部には、冷却用液体Ｃを流通させる第２冷却用回路８８が設けられる。この構成によれば、モータ４２の過熱を一層抑制し、周囲への熱伝達をより効果的に防止することができる。

本実施形態の場合、駆動ユニット１８は、ロータリエンコーダ６８を有する。この構成によれば、ロータリエンコーダ６８は金型本体１６に直接取り付けられておらず、駆動ユニット１８を取り外すことにより、ロータリエンコーダ６８も金型本体１６から取り外されることになる。従って、ダイ１４のメンテナンス作業時に研削液や切り屑がロータリエンコーダ６８に入ることを本質的に回避でき、ロータリエンコーダ６８の損傷を有効に防止できる。

また、本実施形態と異なり、ロータリエンコーダ６８のスケール６８ａが金型本体１６に恒久的に設けられる場合、分解を伴うメンテナンスの際に、スケール６８ａとセンサ６８ｂとが接触し、損傷する可能性がある。これに対し、本実施形態のようにロータリエンコーダ６８が駆動ユニット１８側に設けられると、駆動ユニット１８を金型本体１６から取り外しても、ロータリエンコーダ６８のスケール６８ａとセンサ６８ｂはそのままの位置関係を維持するため、上述したような接触による損傷の問題は生じない。

本実施形態の場合、積層装置１０は、駆動ユニット１８と金型本体１６との相互の位置関係を規定する位置決め手段７６を備え、ロータリエンコーダ６８は、アブソリュート式である。この構成によれば、メンテナンス作業において主型２６を枠体２８に再び載せる際に、位置決め手段７６により位置精度の再現性が確保されるとともに、アブソリュート式のロータリエンコーダ６８であるために原点較正を実施する必要がなく、回転積層主型２６の原点位置合わせをプログラム制御により迅速に行うことができる。従って、原点較正による時間ロスがなく、その分、メンテナンス作業に要する時間を大幅に削減することができる。

本実施形態の場合、枠体２８は、パンチ１２の進出（下降）動作時に、主型２６からの荷重を受ける支持面３８ｂを有する。この構成によれば、パンチ１２による打抜き成形時のように荷重がかかった場合でも、枠体２８において荷重を負担することにより、駆動ユニット１８にかかる荷重を軽減できる。

本実施形態の場合、駆動ユニット１８が金型本体１６に取り付けられた状態で、駆動ユニット１８の最下端位置は、金型本体１６の下面と同じか上方にある。この構成によれば、金型本体１６に駆動ユニット１８を取り付けた状態で、駆動ユニット１８が金型本体１６の下面から下方にはみ出ることがないため、金型本体１６をボルスタ２０に取り付ける際に、駆動ユニット１８がボルスタ２０に干渉することがなく、金型本体１６のボルスタ２０への取り付けを容易に実施することができる。

上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。

１０…積層装置１２…パンチ
１４…ダイ１６…金型本体
１８…駆動ユニット２６…回転積層主型
２８…枠体３８ｂ…支持面
４２…モータ４２ａ…モータロータ
４２ｂ…モータステータ４８…軸受
６８…ロータリエンコーダ８４…潤滑用回路
８６…第１冷却用回路８８…第２冷却用回路
１０１…シール構造

Claims

板状片を積層して積層鉄心を成形する積層装置であって、
パンチに対向して配置されたダイを含む回転積層主型と、前記回転積層主型を回転可能に支持する枠体とを有する金型本体と、
前記回転積層主型と同心状に配置されたモータを含み、前記回転積層主型を回転駆動させる駆動ユニットと、を備え、
前記駆動ユニットは、前記金型本体に対して着脱可能に構成されており、
前記駆動ユニットは、
モータロータと、前記モータロータを保持し前記回転積層主型に対して回転力を伝達可能に当接するインナ部材とを有するロータ側ユニットと、
前記モータロータの外側に対向配置されたモータステータと、前記モータステータを保持し、前記インナ部材を回転可能に支持し且つ前記枠体に対して着脱可能なアウタ部材とを有するステータ側ユニットと、を備える、
ことを特徴とする積層装置。
請求項１記載の積層装置において、
前記駆動ユニットは、前記ロータ側ユニットと前記ステータ側ユニットとの間に配置された軸受を有し、
前記積層装置は、さらに、
前記軸受に潤滑剤を供給するための潤滑用回路と、
前記軸受が配置された箇所と前記モータが配置された箇所との間に設けられ、前記軸受側から前記モータ側への前記潤滑剤の浸入を防止するシール構造とを備える、
ことを特徴とする積層装置。
請求項２記載の積層装置において、
前記モータロータと前記モータステータとの間に冷却用気体を供給し、排出するための第１冷却用回路をさらに備える、
ことを特徴とする積層装置。
請求項３記載の積層装置において、
前記第１冷却用回路は、前記シール構造に連通する、
ことを特徴とする積層装置。
請求項３又は４記載の積層装置において、
前記モータステータの外周部には、冷却用液体を流通させる第２冷却用回路が設けられる、
ことを特徴とする積層装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の積層装置において、
前記駆動ユニットは、ロータリエンコーダを有する、
ことを特徴とする積層装置。
請求項６記載の積層装置において、
前記駆動ユニットと前記金型本体との相互の位置関係を規定する位置決め手段を備え、
前記ロータリエンコーダは、アブソリュート式である、
ことを特徴とする積層装置。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の積層装置において、
前記枠体は、前記パンチの進出動作時に、前記回転積層主型からの荷重を受ける支持面を有する、
ことを特徴とする積層装置。
請求項１〜８のいずれか１項に記載の積層装置において、
前記駆動ユニットが前記金型本体に取り付けられた状態で、前記駆動ユニットの最下端位置は、前記金型本体の下面と同じか上方にある、
ことを特徴とする積層装置。