JPH0715923A - コア積層装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な機構によってセグメントコアと積層治具
との高精度の位置決めを可能にして、装置全体の機械的
剛性をそれ程高めることなく、直流機の固定子鉄心を構
成しているセグメントコアの積層を自動的に行うことで
ある。 【構成】積層治具Ａに対して進退可能なコア受板１７の
先端部に、ガイド壁２に嵌合される嵌合溝２５を設け
て、コア受板１７における嵌合溝２５の溝底部の両端
を、該溝底が台形の長さの長い対辺を構成するように切
り込んで、この切込み部分を上方に僅かに傾斜させて引
き起こして傾斜位置決め板２６を形成し、コア受板１７
に載せられているセグメントコアＣをガイド壁２に対し
て押し付けるためのコア押付板２８を積層治具Ａに対し
て進退可能に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大型の直流電動機、或
いは直流発電機の固定子鉄心を構成する多数枚のコアを
自動的に積層するためのコア積層装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】上記した直流機の固定子鉄心は、プレス
で打抜成形された薄い鉄板から成るコアを幾枚も積層し
て構成されている。そして、大型の直流機になると、１
層のコアは、複数枚に分割されたセグメントコアＣで構
成され、このセグメントコアＣを積層して固定子鉄心Ｓ
としている（図１６参照）。従来、このセグメントコア
Ｃを積層するには、その内側に設けられている磁極取付
溝１をガイドにして、図１７に示されるような積層治具
Ａを使用して、手作業により行われていた。即ち、セグ
メントコアＣは、１枚のコアを固定子鉄心の内側に設け
られる磁極取付溝の数と同数に分割されて形成され、積
層治具Ａは、上記磁極取付溝と同幅のガイド壁２を１枚
のコアの磁極取付溝の数だけ備えており、積層治具Ａの
外側から、そのガイド壁２にセグメントコアＣの磁極取
付溝１を嵌合させて、セグメントコアＣを幾枚も積層し
ている。なお、このセグメントコアＣは、非対称な形状
であって、各層毎にセグメントコアＣを反転させて積層
することにより、相上下する層におけるセグメントコア
どうしの接合部が重ならないようにしている。

【０００３】上記したように、多数枚（大型機において
は数万枚に及ぶことがある）のセグメントコアを積層治
具を用いて人手により積層する作業は、作業能率が極め
て悪いのに加えて、単調な連続作業であるために、長時
間にわたると作業者にとって苦痛となる。これにもかか
わらず、今日に至るまでセグメントコアの積層作業が自
動化されなかった理由として、以下のことが挙げられ
る。（１）セグメントコアの磁極取付溝と積層治具のガ
イド壁とは、隙間が生じない状態で高精度で位置決めし
て嵌合させる必要があって、機械的にこれを実現するの
は不可能ではないが、装置全体を高剛性に設計しなけれ
ばならないために、装置全体が大型化すると共に、コス
トが嵩む。（２）積層治具は、セグメントコアの積層が
進むに応じて、自身の重量が大幅に増大して機械的な変
形部が発生することがあるため、セグメントコアの磁極
取付溝と積層治具のガイド壁とを終始高精度で位置決め
する必要があるが、これが難しい。（３）セグメントコ
アが薄鉄板で構成されていて、しかも非対称形状である
ために、本来的に位置決めが難しいのに加えて、形状的
に位置決めの基準となる部分が少ない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した実
情を背景にして、簡単な機構によってセグメントコアと
積層治具との高精度の位置決めを可能にすることによ
り、装置全体の機械的剛性をそれ程高めることなくし
て、直流機の固定子鉄心を構成しているセグメントコア
の積層を自動的に行うことを課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、１層のコアをその内側に設けられた磁極取
付溝の数と同数に分割してセグメントコアとし、該磁極
取付溝と同幅のガイド壁を１層のコアの磁極取付溝の数
だけ備えた積層治具を使用して、該セグメントコアを自
動的に積層するための装置であって、割出しテーブルの
上面に前記積層治具が据付けられ、該積層治具の側方に
昇降体が位置するようにして、該昇降体がコラムに昇降
可能に装着され、該昇降体にコア受板が、横方向に微動
可能であって、しかも前記積層治具に対して進退可能に
して取付けられていると共に、該コア受板に載せられた
セグメントコアを前記ガイド壁に対して押し付けるため
のコア押付板が前記昇降体に前記コア受板と同方向に進
退可能にして取付けられ、前記コア受板の先端部には、
前記積層治具のガイド壁に嵌合される嵌合溝が設けられ
ていると共に、該嵌合溝の入口部には、他の部分よりも
広幅となった嵌合ガイド部が形成され、しかも該コア受
板における該嵌合溝の溝底部の両端は、該溝底が台形の
長さの長い対辺を構成するような形状に切り込まれて、
当該部分を上方に僅かに傾斜させて引き起こすことによ
り傾斜位置決め板が形成されている構成を特徴としてい
る。

【０００６】

【発明の作用】昇降体の上昇端においてコア受板にセグ
メントコアが載せられた後に、この昇降体が積層位置ま
で下降し、その後にコア受板を前進させると、その先端
の嵌合溝の入口部に設けられた嵌合ガイド部が積層治具
のガイド壁の両側に当てがわれ、引き続いてコア受板が
前進すると、必要に応じてコア受板が横方向に微動し
て、その先端の嵌合溝がガイド壁に嵌合される。その後
に、コア押付板を前進させると、コア受板に載せられて
いるセグメントコアが傾斜位置決め板の上面に乗り上が
った状態で前進しつつ、積層治具のガイド板に対する該
セグメントコアの位置決めが行われて、該セグメントコ
アの磁極取付溝がガイド板に嵌合される。引き続いて、
コア受板を後退させると、これに載せられていたセグメ
ントコアは、コア押付板にガイドされつつ落下して、最
上段に積層されているセグメントの上面に積層される。
その後に、コア押付板を後退させる。１枚のセグメント
コアの積層を行う毎に、割出しテーブルによって積層治
具が設定角度だけ回動されて、次の積層部がコア受板と
相対向する。

【０００７】

【実施例】以下、実施例を挙げて、本発明を更に詳細に
説明する。図１は、本発明に係るコア積層装置の正面図
であり、図２は、同じく平面図であり、図３は、図１に
おけるＸ−Ｘ線拡大断面図であり、図４は、積層前にお
けるコア受板１７，コア押付板２８及び積層治具Ａとの
位置関係を示す斜視図であり、図５は、同じく積層時に
おける斜視図である。図１ないし図５において、割出し
テーブル３の上面に前記した積層治具Ａが据え付けられ
ており、この積層治具Ａの側方に昇降体４が配置されて
いる。この昇降体４は、コラム５の側面に昇降可能に装
着されている。即ち、コラム５の上下端部でそれぞれ支
持されたボールねじ６と、昇降体４に取付けたボールナ
ット７とが螺合され、回転数を制御できるモータ（図示
せず）により前記ボールねじ６を正逆回転させると、こ
れに応じて昇降体４は、ボールねじ６の回転数に対応し
た量だけ昇降するように構成されている。

【０００８】昇降体４の上面には第１スライダー８が積
層治具Ａに対して進退可能となって取付けられている。
即ち、昇降体４の上面には、一対のガイドレール９が設
けられて、この一対のガイドレール９にガイドされて第
１スライダー８が昇降体４に直線移動可能に取付けら
れ、該第１スライダー８の移動方向に沿ってボールねじ
１０が配置されて、その両端部が該昇降体４の前後端部
で支持され、このボールねじ１０と、第１スライダー８
の下面に取付けたボールナット１１とが螺合されてい
る。また、昇降体４には、回転数を制御できるモータ１
２が取付けられて、このモータ１２の駆動軸に取付けら
れた歯付プーリ１３と、前記ボールねじ１０の後端部に
取付けた歯付プーリ１４との間に歯付ベルト１５が掛装
され、モータ１２によりボールねじ１０を正逆回転させ
ると、昇降体４に対して第１スライダー８が矢印Ｐ（図
２参照）で示される方向に直線移動して、積層治具Ａに
対して第１スライダー８が進退するようになっている。

【０００９】前記第１スライダー８の上面には、第２ス
ライダー１６が該第１スライダー８と同方向に直線移動
可能に取付けられていて、この第２スライダー１６の先
端部にコア受板１７が片持ち状となって取付けられてい
る。即ち、第１スライダー８の上面には、一対のガイド
レール１８が設けられて、この一対のガイドレール１８
にガイドされて第２スライダー１６が第１スライダー８
に直線移動可能に取付けられ、第１スライダー８の上面
に取付けられた第１エアシリンダー１９のロッド１９ａ
と、第２スライダー１６の下面に取付けられたブラケッ
ト２１とが連結されて、第１エアシリンダー１９のロッ
ド１９ａの出入りによって、コア受板１７が矢印Ｐの方
向に直線移動するようになっている。ここで、第２スラ
イダー１６に対するコア受板１７の取付構造は、両者が
一体不動となるようなものではなくて、コア受板１７の
全体、或いはその先端部が横方向に微動できるような取
付構造にすることが必要不可欠である。その具体的構造
の一つとして、図６ないし図８に示されるように、コア
受板１７の基端部の中央下面に嵌合突起２２を一体に取
付けて、この嵌合突起２２と、第１スライダー８の先端
部に設けられた嵌合穴２３とを嵌合させると共に、この
嵌合突起２２の両側方において、コア受板１７と第１ス
ライダー８とを頭付ピン２４で連結するものが挙げられ
る。ここで、頭付ピン２４を挿通させるためにコア受板
１７に設ける挿通穴２０は、前記嵌合突起２２を中心と
するコア受板１７における当該挿通穴２０の部分の回動
方向に沿って長穴状になっている。この構造により、コ
ア受板１７は、その基端部の嵌合突起２２を中心として
僅かに揺動し、これによりコア受板１７の先端部は横方
向に微動する。このように、コア受板１７は、積層治具
Ａと相対向して配置されるが、両者の位置決めは高精度
には行われていない。

【００１０】また、図２及び図４に示されるように、前
記コア受板１７の先端部には、積層治具Ａのガイド壁２
に嵌合される嵌合溝２５が設けられて、この嵌合溝２５
の入口部の両端は、大きく面取りされて嵌合ガイド部２
５ａとなっている。なお、嵌合ガイド部２５ａを構成す
る嵌合溝２５の入口部両端は、円弧状に形成してもよ
い。また、この嵌合溝２５の溝底部の両端は、この溝底
が台形の長さの長い対辺を構成するような形状に切り込
まれて、この部分を上方に僅かに傾斜して引き起こすこ
とにより傾斜位置決め板２６が形成されている。

【００１１】また、第１スライダー８の下面には、第２
エアシリンダー２７が取付けられて、そのロッド２７ａ
の先端部にコア押付板２８が取付けられている。即ち、
コア押付板２８は、水平な連結板部２８ａの両端部に垂
直な押付板部２８ｂが設けられた形状をしていて、各押
付板部２８ｂは、前記コア受板１７の側方にその側端面
に近接して配置されて、その上端部は、コア受板１７の
上面から所定長だけ突出していて、第２エアシリンダー
２７のロッド２７ａの先端部に連結板部２８ａが連結さ
れ、このロッド２７ａの出入りによって、コア押付板２
８は、コア受板１７と同方向に直線移動するようになっ
ている。

【００１２】上記装置によるセグメントコアＣの自動積
層は、以下のようにして行われる。昇降体４の上昇端に
おいて、図２で２点鎖線で示されるように、後退端に位
置しているコア受板１７にセグメントコアＣが載せられ
るが、コア受板１７に対するセグメントコアＣの載置位
置は、このセグメントコアＣに設けられた磁極取付溝１
の長手方向の範囲内に傾斜位置決め板２６の基端部が収
まっていれば足り、高精度に位置決めして載せる必要は
ない。コア受板１７にセグメントコアＣが載せられる
と、モータ（図示せず）が起動してボールねじ６が回転
し、これにより昇降体４は、図１に示される積層位置ま
で下降する。その後に、第１エアシリンダー１９のロッ
ド１９ａが突出して、セグメントコアＣが載せられてい
るコア受板１７が積層治具Ａに対して前進する。上述し
たように、積層治具Ａ（正確には、これを構成している
個々のガイド壁２）に対するコア受板１７の位置決め
は、高精度にはなされていないので、コア受板１７の前
進によって、その先端の嵌合溝２５が積層治具Ａのガイ
ド壁２に嵌合される保証はない。しかし、コア受板１７
は、その全体が僅かに揺動可能なように第１スライダー
８に取付けられており、しかもコア受板１７の先端に設
けた嵌合溝２５の入口部両端は面取りされて、嵌合ガイ
ド部２５ａとなっているために、コア受板１７の前進に
より、この嵌合ガイド部２５ａがガイド壁２の両側に当
てがわれ、引き続いてコア受板１７が前進すると、必要
に応じてコア受板１７が揺動して、その先端の嵌合溝２
５がガイド壁２に嵌合されると同時に、傾斜位置決め板
２６の前端面がガイド壁２の前面に当接する（図９）。
即ち、コア受板１７の先端の嵌合溝２５と積層治具Ａの
ガイド壁２とが、嵌合可能なように位置決めされていな
い場合には、コア受板１７の前進途中において自動的に
両者の位置決めが行われるのである。この構造により、
昇降体４及びコラム５の機械的剛性をそれ程高めなくて
も済むと同時に、長期間の使用によって積層治具Ａ及び
積層装置に機械的変形が発生したり、或いはセグメント
コアの積層が進むに応じて積層治具自体の重量が増し、
これが原因で積層治具に変形が生じたりした場合におい
て、これらの変形を有効に吸収して、積層治具Ａのガイ
ド壁２とコア受板１７の嵌合溝２５との位置決めを行っ
て、両者の嵌合を確実に行える。

【００１３】コア受板１７の嵌合溝２５が積層治具Ａの
ガイド壁２に嵌合された後に、第２エアシリンダー２７
のロッド２７ａが突出して、コア押付板２８が積層治具
Ａに対して前進する。そして、コア押付板２８の前進途
中において、その両端に設けられた各押付板部２８ｂに
よって、コア受板１７に載せられているセグメントコア
Ｃは、該コア受板１７の上面を摺動しながら前方に押さ
れて傾斜位置決め板２６に乗り上がる。この傾斜位置決
め板２６の上面においてセグメントコアＣが前進する途
中において、ガイド壁２に対するセグメントコアＣの位
置決めが行われて、セグメントコアＣの磁極取付溝１が
ガイド壁２に嵌合される（図５、図１０及び図１３）。
即ち、コア受板１７に載せられているセグメントコアＣ
は、このコア受板１７に対しては高精度で位置決めされ
ていないために、コア押付板２８によってセグメントコ
アＣをガイド壁２に対して押し付けても、このセグメン
トコアＣの磁極取付溝１がガイド壁２に嵌合される保証
はないが、セグメントコアＣの磁極取付溝１がガイド壁
２に嵌合される直前においては、このセグメントコアＣ
の磁極取付溝１に傾斜位置決め板２６の最先端部が嵌ま
り込んで、ガイド壁２に対するセグメントコアＣの位置
決めが確実に行われるために、ガイド壁２に対してセグ
メントコアＣの磁極取付溝１が確実に嵌合されるのであ
る。

【００１４】その後に、コア押付板２８によってセグメ
ントコアＣを押し付けたままで、第１エアシリンダー１
９のロッド１９ａを引っ込めて、コア受板１７を積層治
具Ａに対して後退させる（図１１）。これにより、セグ
メントコアＣは、その位置に残って、コア受板１７の後
退途中において、セグメントコアＣの支えがなくなる
と、図１４及び図１５に示されるように、コア受板１７
に載せられていたセグメントコアＣは、そのまま僅かに
落下して、積層済のセグメントコアＣの最上段に更に積
層される。その後に、第２エアシリンダー２７のロッド
２７ａを引っ込めて、コア押付板２８を後退させる（図
１２）。これにより、１枚のセグメントコアＣの積層が
完了する。

【００１５】次に、割出しテーブル３を設定角度（本実
施例は、４分割のコアであるために９０°）だけ回転さ
せて、積層治具Ａの新たなガイド壁２をコア受板１７と
相対向させ、この状態において、上記と全く同様の各操
作を行う。なお、セグメントコアを積層して形成する固
定子鉄心の種類が変わった場合には、これに対応した積
層治具を割出しテーブル３に据え付けて、セグメントコ
アの自動積層を行うのであるが、この際に積層治具の大
きさが変わった場合には、これに対応させて、モータ１
２により第１スライダー８を前後進させて、コア受板１
７及びコア押付板２８を積層治具に対して最適な位置に
移動させる。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、昇降体にコア受板を、横方向
に微動可能であって、しかも積層治具に対して進退可能
にして取付けると共に、該コア受板に載せられたセグメ
ントコアを積層治具のガイド壁に対して押し付けるため
のコア押付板を前記昇降体に前記コア受板と同方向に進
退可能にして取付け、前記コア受板の先端部に、前記積
層治具のガイド壁に嵌合される嵌合溝を設けると共に、
該嵌合溝の入口部に、他の部分よりも広幅となった嵌合
ガイド部を形成し、しかも該コア受板における該嵌合溝
の溝底部の両端を、該溝底が台形の長さの長い対辺を構
成するような形状に切んで、当該部分を上方に僅かに傾
斜させて引き起こすことにより傾斜位置決め板を形成
し、該傾斜位置決め板を備えたコア受板を介して、これ
に載せられているセグメントコアと積層治具との位置決
めを高精度に行う構成であるので、積層治具に対するコ
ア受板の位置決め、及びコア受板に対するセグメントコ
アの位置決めの双方を高精度に行わなくても、従来手作
業で行われていた直流機のセグメントコアの積層を自動
的に行うことができる。この結果、作業性の観点から
は、その能率が著しく高められ、また装置の観点から
は、その機械的剛性をそれ程高める必要がなくなって、
比較的低いコストで装置の製作を行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコア積層装置の正面図である。

【図２】同じく平面図である。

【図３】図１のＸ−Ｘ線拡大断面図である。

【図４】コア受板１７、コア押付板２８及び積層治具Ａ
との位置関係を示す斜視図である。

【図５】同じく積層時における斜視図である。

【図６】コア受板１７の取付構造を示す平面図である。

【図７】図６のＹ−Ｙ線拡大断面図である。

【図８】図６のＺ−Ｚ線拡大断面図である。

【図９】コア受板１７の嵌合溝２５がガイド壁２に嵌合
された状態の平面図である。

【図１０】コア受板１７に載せられたセグメントコアＣ
がコア押付板２８によりガイド壁２に押し付けられて、
セグメントコアＣがガイド壁２に嵌合された状態の平面
図である。

【図１１】セグメントコアＣがガイド壁２に嵌合された
状態において、コア受板１７のみを後退させた状態の平
面図である。

【図１２】セグメントコアＣがガイド壁２に嵌合された
状態において、コア受板１７を後退させた後に、更にコ
ア押付板２８を後退させた状態の平面図である。

【図１３】コア受板１７に載せられたセグメントコアＣ
がコア押付板２８によりガイド壁２に押し付けられて、
セグメントコアＣがガイド壁２に嵌合された状態の側面
図である。

【図１４】図１２の状態において、コア受板１７の後退
途中の側面図である。

【図１５】図１２の状態において、コア受板１７を完全
に後退させた状態の側面図である。

【図１６】直流機の固定子鉄心の斜視図である。

【図１７】積層治具Ａを使用してセグメントコアＣを積
層している状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

Ａ：積層治具 Ｃ：セグメントコア １：セグメントコアの磁極取付溝 ２：積層治具のガイド壁 ３：割出しテーブル ４：昇降体 １７：コア受板 ２５：嵌合溝 ２５ａ：嵌合ガイド部 ２６：傾斜位置決め板 ２８：コア押付板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １層のコアをその内側に設けられた磁極
   取付溝の数と同数に分割してセグメントコアとし、該磁
   極取付溝と同幅のガイド壁を１層のコアの磁極取付溝の
   数だけ備えた積層治具を使用して、該セグメントコアを
   自動的に積層するための装置であって、割出しテーブル
   の上面に前記積層治具が据付けられ、該積層治具の側方
   に昇降体が位置するようにして、該昇降体がコラムに昇
   降可能に装着され、該昇降体にコア受板が、横方向に微
   動可能であって、しかも前記積層治具に対して進退可能
   にして取付けられていると共に、該コア受板に載せられ
   たセグメントコアを前記ガイド壁に対して押し付けるた
   めのコア押付板が前記昇降体に前記コア受板と同方向に
   進退可能にして取付けられ、前記コア受板の先端部に
   は、前記積層治具のガイド壁に嵌合される嵌合溝が設け
   られていると共に、該嵌合溝の入口部には、他の部分よ
   りも広幅となった嵌合ガイド部が形成され、しかも該コ
   ア受板における該嵌合溝の溝底部の両端は、該溝底が台
   形の長さの長い対辺を構成するような形状に切り込まれ
   て、当該部分を上方に僅かに傾斜させて引き起こすこと
   により傾斜位置決め板が形成され、前記コア受板にセグ
   メントコアが載せられた状態で、該コア受板を前進させ
   て先端の嵌合溝を積層治具のガイド壁に嵌合させた後
   に、前記コア押付板を前進させて、コア受板に載せられ
   ているセグメントコアを前記傾斜位置決め板の上面に乗
   り上げさせて前進させつつ、積層治具のガイド板に対す
   る該セグメントコアの位置決めを行って、該セグメント
   コアの磁極取付溝をガイド板に嵌合させ、その後に前記
   コア受板を後退させて、セグメントコアの積層を行うよ
   うに構成したことを特徴とするコア積層装置。
2. 【請求項２】 コア受板の先端に設けられた嵌合溝の入
   口部の両端が面取りされて、嵌合ガイド部が形成されて
   いることを特徴とする請求項１に記載のコア積層装置。