JP5708024B2 - 転積装置 - Google Patents

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積層製品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等のワークを回転させながら積層する場合に用いられる転積装置に関するものである。

従来、この種のモータのコアの製造装置としては、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、パンチとダイとによって打ち抜かれた分割コア片が外側挟持体と内側挟持体との間で挟持され、その分割コア片が両挟持体の回転によって回転されながら回転台上に環状に並べられる。このことによって、環状コア片が形成される。そして、この環状コア片が両挟持体の回転により回転台上で位相をずらしつつ回転されながら複数枚積層されることによって、つまり転積されることによって、積層コアが製造されるようになっている。

また、この環状コア片の転積時には、積層コアを支持した回転台が外側挟持体とともに回転される。この回転により、回転台の上面と積層コアの下面との間のスリップが防止されて、積層コアにスリップ傷が生じないようになっている。

特開２０１０−４５９２１号公報

ところが、この種の構成においては、積層コアを載置する回転台の上面が金属材料により構成されているのが通常である。従って、金属材料は摩擦係数が小さいため、回転台の上面と積層コアの下面との間にスリップが生じ易くて、積層コアにスリップ傷が発生するおそれがあった。

また、この従来構成においては、回転台上に所定枚数の環状コア片よりなる積層コアが製造された後、回転台が製品排出位置まで下降され、その位置でプッシャにより積層コアが横方向に押し出されて、回転台上から排出されるようになっている。このため、積層コアが回転台の上面に沿って横方向に押し出し移動される際に、積層コアにスライド傷を発生するというおそれもあった。

これを解消するためには、回転台の上面を鏡面状に平滑加工して、積層コアに傷が付きにくいようにすることも考えられるが、このようにしたとしても、回転台の上面に鉄粉等の異物が存在すれば、その異物によって積層コアに傷がつくおそれがあった。

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、打ち抜かれたワークが回転台上に転積される際、及び積層製品が回転台上から排出される際に、積層製品に傷が発生する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、垂直軸線を中心に回転可能な転積用回転台を備え、打ち抜かれた複数枚のワークが転積用回転台上に転積されるようにした転積装置において、前記転積用回転台の上面全体を金属より摩擦係数が高い材料からなる支持部材によって構成し、前記転積用回転台には、ワークを移動可能に支持するために前記支持部材に形成された孔から出没可能な回転体と、その回転体を突出方向に付勢するための付勢手段とを設けたことを特徴としている。

従って、この発明の転積装置では、打ち抜かれたワークが回転台上に転積される際に、積層製品が回転台上において金属より摩擦係数が高い材料からなる支持部材に摩擦接触される。このため、ワークの転積に際して、回転台と積層製品との間のスリップを防止できる。よって、積層製品に傷が発生するおそれを防止することができる。

また、回転台上に複数枚のワークが転積されて、積層製品が形成された場合には、回転台が製品排出位置まで下降される。このとき、回転台上の積層製品に対する押圧荷重が軽減されて、回転台上の回転体が付勢手段の付勢力により回転台の上面から突出した位置に移動される。このため、積層製品が回転台上の支持部材から離間されて回転体上に支持され、この状態でプッシャにより積層製品が回転台上から横方向へ円滑に押し出されて、回転体の回転にともなって排出される。よって、積層製品の排出時に、積層製品に傷が発生するおそれを防止することができる。

前記の構成において、前記支持部材を金属より柔らかい材料によって構成するとよい。
前記の構成において、前記回転体を全方向に回転可能なボールによって構成するとよい。

以上のように、この発明によれば、打ち抜かれたワークが回転台上に転積される際、及び積層製品が回転台上から排出される際に、積層製品に傷が発生する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の転積装置における転積用回転台を拡大して示す平面図。 図２の３−３線における部分拡大断面図。 図３の動作状態を示す部分断面図。 第２実施形態の転積装置を示す要部断面図。 図５の転積装置における転積用回転台を拡大して示す平面図。 図５の転積装置における回転体の部分を拡大して示す平面図。

（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〜図４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、筒状をなす保持部材１１が一垂直軸線Ｃを中心に回転可能に設けられている。この保持部材１１は、図示しないモータにより一定角度ずつ一方向に間欠回転される。保持部材１１の内周上端縁には、円環状のダイ１２が固定されている。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から所要形状のワークとしてのコア片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、打ち抜かれたコア片Ｗａよりわずかに小さい内径を有し、コア片Ｗａの外周面に対して圧力を付与するための円筒状の側圧リング１４が固定されている。ダイ１２、側圧リング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が側圧リング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、打ち抜きに先立って保持部材１１が図示しないモータにより回転されて、ダイ１２及び側圧リング１４が保持部材１１と一体的に回転される。このため、保持部材１１上の薄板Ｗが回転されることなく静止した状態で、打ち抜かれたコア片Ｗａがその直下の積層状態のコア片Ｗａに対して位相を変えながら積層されて、モータのステータコアやロータコア等の積層製品としての積層コア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及びコア片Ｗａがパンチ１３とともに下降される。次いで、パンチ１３の反転上昇に従って載置台１５及びコア片Ｗａ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の押圧方向と逆方向の圧力が付与される。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の上面と一致する位置に配置される。

図１に示すように、前記載置台１５は、シャフト１７の上端に固定された支持台１８と、その支持台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円板状の転積用回転台２１とを備えている。そして、打ち抜かれたコア片Ｗａがこの回転台２１の上面に転積されるとともに、その転積時に回転台２１が積層コアＷＡの下面に摩擦接触した状態で、その摩擦接触を介して保持部材１１、ダイ１２及び側圧リング１４と一体的に回転される。

図１〜図３に示すように、前記転積用回転台２１の上面には、金属より摩擦係数が高くて柔らかい弾性材料からなる平板状の支持部材２２が複数のネジ２３により固定されている。前記支持部材２２としては、例えば、ウレタンゴム，アクリルゴム，シリコーンゴム，クロロプレンゴム（ＣＲ），ニトリルゴム（ＮＢＲ）等が用いられる。回転台２１の上面には支持部材２２を介して複数の凹部２４が形成されており、各凹部２４内にはホルダ２５が上下方向へ移動可能に配置されている。各ホルダ２５上には、積層されたコア片Ｗａを移動可能に支持するためのボールよりなる回転体２６が、球軸受２７を介して全方向に回転可能に保持されている。そして、ホルダ２５が上下動されることにより、回転体２６が支持部材２２の上面から出没されるようになっている。凹部２４の内底部とホルダ２５との間には、回転体２６を突出方向に付勢するための付勢手段としてのバネ２８が介装されている。なお、前記回転体２６の回転によりコア片Ｗａが回転台２１上から外部に移動される際、コア片Ｗａの周縁が支持部材２２の上面に接触されないようにするために、その周縁が下がらないように回転体２６の配置位置及び配置密度が決定されている。

図１に示すように、前記保持部材１１の下部には、回転台２１上から所定枚数のコア片Ｗａよりなる積層コアＷＡを排出するための排出機構２９が配置されている。この排出機構２９には、側圧リング１４の下方において保持部材１１の軸孔に連通する排出口３０が設けられている。保持部材１１の軸孔を挟んで排出口３０と反対側の位置には、プッシャ３１が前記垂直軸線Ｃと直交する方向へ移動可能に配置されている。そして、載置台１５の回転台２１上に所定枚数のコア片Ｗａが転積されて、所定厚さの積層コアＷＡが形成された後、前記昇降機構１６により載置台１５が図１に鎖線で示す製品排出位置Ｐまで下降される。この状態で、プッシャ３１が突出移動されることにより、積層コアＷＡが載置台１５の回転台２１上から排出口３０内に排出される。

次に、前記のように構成された転積装置の作用を説明する。
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から所要形状のコア片Ｗａが打ち抜かれる。そして、打ち抜かれたコア片Ｗａが側圧リング１４により外周から押圧保持されながら、載置台１５の回転台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圧力が付与される。このため、図３に示すように、回転台２１上の各回転体２６がバネ２８の付勢力に抗して回転台２１上の支持部材２２の上面から没入する位置に移動され、積層コアＷＡの下面が支持部材２２の上面に摩擦接触される。

そして、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及び側圧リング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、打ち抜かれた各コア片Ｗａの板厚偏差を相殺することができて、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。

また、前記ダイ１２及び側圧リング１４の回転により、コア片Ｗａが載置台１５の回転台２１上に転積される際には、回転台２１が積層コアＷＡの下面に摩擦接触した状態で、保持部材１１、ダイ１２及び側圧リング１４と一体的に回転される。このとき、図３に示すように、回転台２１上の各回転体２６が没入位置に配置されて、積層コアＷＡの下面が金属より摩擦係数が高くて柔らかい材料よりなる支持部材２２の上面に摩擦接触されている。このため、回転台２１と積層コアＷＡとの間にスリップが発生することはなく、積層コアＷＡにスリップ傷が生じるおそれはない。なお、各コア片Ｗａは、図示しない突起と凹部との嵌合関係により相互に連結されるため、各コア片Ｗａ間に相対移動が生じることはない。

さらに、前記載置台１５の回転台２１上に所定枚数のコア片Ｗａが転積されて、所定厚さの積層コアＷＡが形成されたときには、昇降機構１６により載置台１５が図１に鎖線で示す製品排出位置Ｐまで下降される。このとき、積層コアＷＡが側圧リング１４から抜け出すことにより、回転台２１上の積層コアＷＡに対する押圧荷重が軽減され、図４に示すように、回転台２１上の各回転体２６がバネ２８の付勢力により支持部材２２の上面から突出する位置に移動される。この移動により、積層コアＷＡが支持部材２２の上面から離間されて、回転体２６上に支持される。この状態で、プッシャ３１により積層コアＷＡが各回転体２６を回転させつつ回転台２１上から横方向に押し出されて、排出口３０内へ円滑に排出される。よって、積層コアＷＡの排出に際して、積層コアＷＡにスライド傷が発生するおそれもない。

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、打ち抜かれたコア片Ｗａが回転台２１上に転積される際に、積層コアＷＡが回転台２１上において金属より摩擦係数が高い材料からなる支持部材２２に支持される。このため、コア片Ｗａの転積に際して、回転台２１上の積層コアＷＡと回転台２１との間にスリップを生じることを防止できる。よって、積層コアＷＡにスリップ傷が発生するおそれを防止することができる。

（２） この転積装置においては、回転台２１上の積層コアＷＡの排出に際して、回転台２１が製品排出位置まで下降されたとき、回転台２１上の回転体２６がバネ２８の付勢力により突出位置に移動され、積層コアＷＡが回転台２１上の支持部材２２から離間されて回転体２６上に支持されるようになっている。このため、この状態でプッシャ３１により積層コアＷＡが回転台２１上から横方向に押し出し排出されるとき、積層コアＷＡを回転台２１上の支持部材２２の上面に接触することなく、回転体２６に支持した状態で円滑に排出することができる。よって、積層コアＷＡの排出に際して、積層コアＷＡにスライド傷が発生するおそれを防止することができる。

（３） この転積装置においては、前記支持部材２２が金属より柔らかい材料によって構成されている。このため、コア片Ｗａと回転台２１との間に切り屑等の異物が介在されても、その異物は支持部材２２内に食い込む。従って、コア片Ｗａの転積時に、積層コアＷＡに傷が発生するおそれを効果的に防止することができる。

（４） この転積装置においては、前記回転体２６が全方向に回転可能なボールによって構成されている。このため、回転体２６がどの角度の回転位置に停止されている場合でも、積層コアＷＡを回転体２６の回転支持状態で排出口３０に向かって円滑に排出することができる。

（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、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実施形態においては、図５に示すように、中心部に孔Ｗｂが形成されたドーナツ状のコア片Ｗａを転積するために用いられる。図５及び図６に示すように、転積用回転台２１の上面側が円環状に形成されている。そして、前記第１実施形態の場合と同様に、回転台２１の上面には、金属より摩擦係数が高くて柔らかい材料からなる支持部材２２が固定されるとともに、前記第１実施形態と同様に、ボールよりなる複数の回転体２６が出没可能に設けられている。

前記回転台２１の中央上部には円形の保持板３５がスラスト軸受３６を介して相対回転可能に配置されている。この保持板３５の直径はコア片Ｗａの中心孔Ｗｂより小さく形成されており、コア片Ｗａが保持板３５上には載置されないようになっている。保持板３５は複数のボルト３７によって支持台１８に固定されることにより、回転台２１が支持台１８上に抜け止め保持されている。保持板３５の上面には、摩擦係数が高くて柔らかい材料からなる支持部材２２は設けられておらず、保持板３５の上面はボルト３７によって取り付けられた金属板３５Ａになっている。

図７に示すように、保持板３５の上面には、ローラよりなる複数の回転体３８が支持されている。回転体３８は、支持部材２２の上面から出没可能に、かつ積層コアＷＡの排出方向と直交する水平軸線上の軸３８ａを中心に回転可能に設けられている。回転体３８は、前記実施形態と同様にバネ２８により上方へ付勢されている。この回転体３８は、その回転方向が前記プッシャ３１の押し出し方向と同方向になっている。

そして、前記第１実施形態の場合と同様に、打ち抜かれたコア片Ｗａが回転台２１上に転積される際には、回転台２１上の各回転体２６が支持部材２２の上面から没入する位置に移動されて、積層コアＷＡが回転台２１の支持部材２２の上面に摩擦接触される。また、積層コアＷＡが回転台２１上から排出される際には、各回転体２６が支持部材２２の上面から突出する位置に移動されて、積層コアＷＡが回転体２６上に支持され、回転台２１の回転体２６及び保持板３５の回転体３８の回転にともなって排出口３０に向かって排出される。

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）〜（４）に記載の効果とほぼ同様な効果を得ることができる。
（５） この実施形態においては、保持板３５上の回転体３８をローラによって構成できるため、部品のコストを下げることができる。

（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２実施形態において、回転体３８を固定位置で支持すること。この場合、回転体３８の上端を排出口３０に移動される積層コアＷＡの下面に位置するようにする。このようにすれば、バネ２８等の構成を省略できて、構成を簡素化できる。

・ 付勢手段を構成するバネ２８をゴム材に変更すること。

１１…保持部材、１２…ダイ、１３…パンチ、１４…側圧リング、１５…載置台、１６…昇降機構、１８…支持台、２１…転積用回転台、２２…支持部材、２５…ホルダ、２６…ボールよりなる回転体、２８…付勢手段としてのバネ、３５…保持板、３８…ローラよりなる回転体、Ｃ…垂直軸線、Ｗａ…ワークとしてのコア片、ＷＡ…積層製品としての積層コア。

Claims (3)

1. 垂直軸線を中心に回転可能な転積用回転台を備え、打ち抜かれた複数枚のワークが転積用回転台上に転積されるようにした転積装置において、
   前記転積用回転台の上面全体を金属より摩擦係数が高い材料からなる支持部材によって構成し、
   前記転積用回転台には、ワークを移動可能に支持するために前記支持部材に形成された孔から出没可能な回転体と、その回転体を突出方向に付勢するための付勢手段とを設けたことを特徴とする転積装置。
2. 前記支持部材を金属より柔らかい材料によって構成したことを特徴とする請求項１に記載の転積装置。
3. 前記回転体を全方向に回転可能なボールによって構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の転積装置。

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