JP4604766B2 - 積層コア成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、電機回転体のステータを形成する積層コアの内外径を含む形状を高精度に成形するための成形装置に関する。

従来の積層コア成形装置では、図２に示すようにスロット成形矢（スロット成形部）６、内径芯金（内径成形部）４、外径しごきリング（外径成形部）８を組み込んだ型に、積層コア（ワーク）９を押し込み、積層コアの内径、スロット、外径を押し込み同時成形するため、高加重が必要で、かつ同時成形のため歪が避けられず高精度に成形することは困難であった。

また、本発明のように積層コアの内径、スロット、外径をシリーズに成形するためには、少なくとも２回の成形工程が必要となり、高精度な成形が困難でかつ、設備費および加工時間が多くなるという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、積層コアの内径、スロット、外径を１工程でかつシリーズに加工することで、内外径およびスロットの形状を高精度に成形可能な積層コア成形装置を提供することである。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の積層コア成形装置を提供する。
請求項１に記載の積層コア成形装置は、積層コア１０を支持するワーク受け部２と、ワーク受け部２を昇降可能に支持する第１加圧部３と、ワーク受け部２の内部に設置され、固定基盤４１上に固定された、積層コア１０の内径を成形する内径成形部４と、積層コア１０をワーク受け部２に押圧、移動させる押え部５と、スロットを成形するスロット成形部６と、押え部５とスロット成形部６とを移動させる第２加圧部７と、押え部５スロット成形部６及び第２加圧部７とを保持し、これらを包囲する形で設けられた、積層コア１０の外径を成形する外径成形部８と、外径成形部８を移動させる第３加圧部９とから構成されていて、第１、第２、第３加圧部３，７，９の加圧力を切り替える一連の動作により、ワーク受け部２の開口端面２１ａ上にセットした積層コア１０の内径、スロット、外径を一度にシリーズで成形するものである。特に内径成形部４を固定し、ワーク受け部２を第１加圧部３で支持し、第２加圧部７で押え部５を移動させるようにしたことにより、第２加圧部７の加圧力を第１加圧部３の加圧力より大きくした場合に、積層コア１０は押え部５に押圧され、ワーク受け部２と一緒に下降し固定された内径成形部４でしごかれ、内径が成形されるようになる。更に、外径成形部８が第３加圧部９で移動される構成としているので、先の状態で、第３加圧部９の加圧力を第２加圧部７の加圧力より大きくした場合に、外径成形部８が下降し外径が成形できるようになる。したがって、１工程で積層コア１０の内外径およびスロットの形状を高精度に成形することができる。

請求項２の積層コア成形装置は、第１加圧部、第２加圧部及び第３加圧部とを加圧シリンダとしたものであり、これにより、加圧力及び移動量の制御が容易になり、高速に高精度な成形が可能となる。

以下、図１に基づいて本発明の実施の形態の積層コア成形装置について説明する。本発明の積層コア成形装置について説明する前に、まず従来の積層コア成形装置について図２に基づいてもう少し具体的に説明する。従来の積層コア成形装置１は、ワークである積層コア１０を支持するワーク受け（ワーク受け部）２、ワーク受け２を支持する第１加圧部３、積層コア１０の内径を成形する内径成形部４、積層コア１０のスロットを成形するスロット成形矢（スロット成形部）６、積層コア１０の外径を成形する外径成形部８、積層コア１０をワーク受け２に押圧、移動させるワーク押え（押え部）５及びワーク押え５を移動させる仕上げシリンダ（第２加圧部）７等より構成されている。

この場合、従来の積層コア成形装置１では、内径成形部４と、この内径成形部４の外側に配置されるスロット成形矢６とが、ワーク受け２の内側にその位置が固定されて設置されている。また、外径成形部８もまたワーク受け２の外側に、その位置が固定されて設置されている。
ワーク押え５の下面には、内径成形部４及びスロット成形矢６の先端部を受け入れることができるように、先端部の形状に沿って受け入れ凹部が形成されている。

このような従来の積層コア成形装置１において、図２（ａ）に示すように積層コア１０の下面周縁を支持するようにワーク受け２にセットされる。この状態で仕上げシリンダ７を作動しワーク押え５を下降し、ワーク押え５を積層コア１０に当接させる。このとき、第１加圧部３は、ワーク受け２に背圧をかける（図２（ｂ）参照）。次いで、図２（ｃ）に示すように仕上げシリンダ７の加圧力を増加し、ワーク押え５を更に降下させ、積層コア１０を内径成形部４、スロット成形矢６及び外径成形部８に押し込み、積層コア１０に内外径及びスロットを同時成形する。次に、図２（ｄ）に示すように第１加圧部３を加圧し、ワーク受け２を上昇し、積層コア１０を内径成形部４、スロット成形矢６及び外径成形部８から取り外す。

このように、従来の積層コア成形装置１では、積層コア１０に内外径及びスロットを同時に成形するために、仕上げシリンダ７は高荷重の加圧力を掛ける必要があると共に、歪の発生が避けられず、積層コア１０を高精度に成形することは困難であった。

本発明は、この従来技術の問題を解決したものである。次に本発明の実施の形態の積層コア成形装置１について説明する。なお、同様の役割をしている構成部品には、同じ符号を付して説明する。積層コア成形装置１は、積層コア１０を支持するワーク受け部２、この受け部２を支持する第１加圧部３、積層コア１０の内径を成形する内径成形部４、積層コア１０をワーク受け部２に押圧、移動させる押え部５、積層コア１０のスロットを成形するスロット成形部６、押え部５とスロット成形部６を移動させる第２加圧部７、押え部５とスロット成形部６及び第２加圧部７を保持し、積層コア１０の外径を成形する外径成形部８、及びこの外径成形部８を移動させる第３加圧部９等より構成されている。

ワーク受け部２は、上端が開放され下端が閉鎖された小外形部２１と大外形部２２よりなる段付き筒状体よりなり、閉鎖された底部２３が第１加圧部３によって支持されている。ワーク受け部２の開口端面２１ａは、積層コア１０と略じ大きさであり、この開口端面２１ａで積層コア１０の下面の周縁を支持している。第１加圧部３は、ピストン体３１とシリンダ部３２となりなる加圧シリンダであり、流体圧によるピストン体の上下動に合わせて、ワーク受け部２が昇降するようになっている。

ワーク受け部２の内部には、積層コア１０の内径を成形する内径成形部４が固定基盤４１上に取り付けられて設置されている。したがって、ワーク受け部２が第１加圧部３によって上下動しても、内径成形部４は動かず固定されたままの状態にある。積層コア１０の上方には、押え部５及びスロット成形部６が配置されている。この押え部５とスロット成形部６とは、第２加圧部７によって降下すると共に、スロット成形部６は第２加圧部７によって上昇することもできる。

第２加圧部７は、それぞれ結合した２つのピストン体７１Ａ，７１Ｂと２つのシリンダ部７２Ａ，７２Ｂとよりなる加圧シリンダである。２つのピストン体７１Ａ，７１Ｂは、Ｉ字状に連結され、下方のピストン体７１Ｂには、スロット成形部６が固定されている。従って、ピストン体７１Ｂの上下動にしたがってスロット成形部６も上下動する。シリンダ部７２Ｂは、押え部５の周縁上に載っている。押え部５の上面には、第２加圧部７のピストン体７１Ｂを受け入れることができる上面凹部５１が、また押え部５の下面には、内径成形部４の上端部を受け入れることができる下面凹部５２がそれぞれ形成されている。

押え部５、スロット成形部６及び第２加圧部７を保持し、これらを包囲する形で吊鐘形をした外径成形部８が設けられている。外径成形部８の上部は、第３加圧部９に連結していて、第３加圧部９の流体圧の作動により外径成形部８は上下動する。第３加圧部９もまたピストン体９１とシリンダ部９２とよりなる加圧シリンダである。

第２加圧部７の２つのシリンダ部７２Ａ，７２Ｂは、外径成形部８内を摺動できると共に、ピストン体７１Ａの上方に第１作用室７３を、ピストン体７１Ａの下方に第２作用室７４を形成している。第１作用室７３に加圧流体を導入することにより、ピストン体７１Ａ，７１Ｂは下降すると共に、押え部５及びスロット成形部６に加圧力を作用させることができる。また、第２作用室７４に加圧流体を導入することにより、ピストン体７１Ａ，７１Ｂを上昇させることができる。

以上の構成よりなる本発明の実施の形態の積層コア成形装置の作動について、図１に基づいて説明する。
まず、図１（ａ）に示すように積層コア１０をワーク受け部２の開口端面２１ａ上にセットする。このとき、ワーク受け部２の位置は、初期状態の位置にある。次に図１（ｂ）に示すように第１加圧部３に１トンの背圧力を掛けると共に、第２加圧部７の第１作用室７３に２０トンの加圧力を掛けて押え部５で積層コア１０を押しながら、ピストン体７１Ａ，７１Ｂを降下してスロット成形部６を積層コア１０に挿入する。このようにして、積層コア１０にスロットが成形される。

更に、この状態を継続すると、図１（ｃ）に示すように第２加圧部７は、押え部５、スロット成形部６、積層コア１０及びワーク受け部２とを一緒に下降させ、ワーク受け部２内に固定された内径成形部４を積層コア１０に挿入する。このようにして、積層コア１０に内径が成形される。

次に、図１（ｄ）に示すように第２加圧部７の加圧力を除去し、第３加圧部８に３３トンの加圧力を掛けて外径成形部８を下降し、積層コア１０の外径を成形する。
このようにして、積層コア１０にスロット、内径及び外径をシリーズで成形する。

次に、図１（ｅ）に示すように第３加圧部９の加圧力を除去し、第２加圧部７の第１作用室７３に２０トンの加圧力を掛けて、外径成形部８を上昇させる。これによって、外径成形部８が積層コア１０から引き抜かれる。次いで、第２加圧部７の加圧力を第１作用室７３から第２作用室７４に切り替えて作用するようにして、ピストン体７２Ａ，７２Ｂを上昇させる。これにより、スロット成形部６が積層コア１０から引き抜かれる。

次に、図１（ｆ）に示すように第１加圧部３に２０トンの加圧力をかけてワーク受け部２を上昇させて、積層コア１０から内径成形部４を引き抜く。
このようにして、本実施形態の積層コア成形装置では、第１、第２、第３加圧部３，７，９の加圧力を切り替える一連の動作により積層コア１０の内径、スロット、外径を一度にシリーズで成形することができる。

以上説明したように、本発明では、内径成形部を固定し、ワーク受け部を第１加圧部で支持し、押え部とスロット成形部を第２加圧部で移動させ、外径成形部を第３加圧部で移動させる構成とすることにより、１工程で内外径及びスロットの形状を高精度で成形することができる。

本発明の実施の形態の積層コア成形装置の説明図である。 従来の積層コア成形装置の説明図である。

符号の説明

１ 積層コア成形装置
２ ワーク受け部
３ 第１加圧部
４ 内径成形部
５ 押え部
６ スロット成形部
７ 第２加圧部
８ 外径成形部
９ 第３加圧部
１０ 積層コア

Claims (2)

1. 少なくとも、被加工物である積層コア（１０）を支持するワーク受け部（２）と、
   前記ワーク受け部を昇降可能に支持する第１加圧部（３）と、
   前記ワーク受け部（２）の内部に設置され、固定基盤（４１）上に固定された、積層コア（１０）の内径を成形する内径成形部（４）と、
   積層コア（１０）を前記ワーク受け部（２）に押圧、移動させる押え部（５）と、スロットを成形するスロット成形部（６）と、
   前記押え部（５）と、前記スロット成形部（６）を移動させる第２加圧部（７）と、
   前記押え部（５）、前記スロット成形部６及び前記第２加圧部（７）を保持し、これらを包囲する形で設けられた、積層コア（１０）の外径を成形する外径成形部（８）と、
   前記外径成形部（８）を移動させる第３加圧部（９）と、
   からなり、
   前記第１、第２、第３加圧部（３，７，９）の加圧力を切り替える一連の動作により、前記ワーク受け部（２）の開口端面（２１ａ）上にセットした積層コア（１０）の内径、スロット、外径を一度にシリーズで成形することを特徴とする積層コア成形装置。
2. 前記第１加圧部（３）、前記第２加圧部（７）及び前記第３加圧部（９）とが、加圧シリンダであることを特徴とする請求項１に記載の積層コア成形装置。

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