层积铁芯的制造装置及其制造方法与流程

1.本发明涉及一种层积铁芯的制造装置及其制造方法。


背景技术：

2.本发明涉及一种在旋转电机的定子或转子中使用的层积铁芯的制造装置及其制造方法，尤其涉及一种用于将由带状薄钢板冲切为特定形状的铁芯薄板层积并粘接的装置及其制造方法。
3.一般，通过以电磁钢板的窄带材(带状薄钢板)为原材料并将该带状薄钢板依次送至模具装置而制造旋转电机用层积铁芯。在模具装置中，通过对带状薄板部依次进行导向孔、切槽部或内径齿等特定冲切加工而连续形成铁芯薄板，并且使特定张数的冲切后的铁芯薄板层积并使之固定，由此制造层积铁芯。在铁芯薄板的固定时，虽然还具有在各铁芯薄板上预先形成压紧用凹凸并在层积时使之压接而压紧结合的层积压紧法、或在层积后通过激光焊接等将铁芯薄板结合的层积焊接法，但从不易产生结合部位的磁性特性的劣化等角度来看，广泛提案有在模具装置内将粘接剂涂布于带状薄钢板的表面并冲切的同时层积铁芯薄板使之粘接的层积粘接法。
4.例如，在专利文献1中记载有一种层积铁芯的制造装置，如图13所示，装置本体71由上模具72与下模具73构成，上模具72为具备冲头的可动模具，下模具73为具备压模的固定模具，上模具72通过油压式驱动机构上下运动，在装置本体71的进入侧设置有用于将带状的钢板74依次送入装置主体71内的输送辊75，且装置本体71在钢板输送方向上依次具有：冲切机构部76，对钢板74实施芯材外周以外的冲切加工；粘接剂涂覆机构部77，对成为芯材的钢板部分的下表面涂布粘接剂；及外周冲切机构部78，对钢板74实施芯材外周的冲切加工。
5.另外，在专利文献2中记载有一种层积铁芯制造模具装置，如图14所示，具有固定模具81、可动模具82、脱模器兼模具导向器83、导向孔冲头84、切槽冲头85、外形冲头86、压模87及将粘接剂从下表面侧附加于被冲切金属板88的喷出局部附着装置89，在冲切出的铁芯片90的下表面附有粘接剂。
6.此外，在专利文献3中记载有一种薄板材的冲切装置，如图15所示，薄板材的冲切装置91具备下模92与上模93，设置有可上提薄板材94的升降机构95，在下模92的上表面，设置有剖面为倒l字状的成对的导轨96、97，该导轨96、97配置于薄板材94的宽度方向两侧，并且沿搬送方向引导薄板材94，升降机构95具有成对的升降杆98、99与支撑杆100，支撑杆100水平配置于薄板材94的下方，从下方遍及宽度方向全体支撑薄板材94。
7.专利文献1：日本专利特开2009
‑
72794号公报
8.专利文献2：日本专利特开2001
‑
25218号公报
9.专利文献3：日本专利特开2016
‑
120511号公报
10.然而，专利文献1所记载的层积铁芯的制造装置具有因涂布有粘接剂的钢板74的刚性较低的部分下垂而与下模具73接触的可能性。
11.另外，专利文献2所记载的层积铁芯制造模具装置因未具备保持被冲切金属板88的构件而无法稳定地进行操作作业。
12.此外，就专利文献3所记载的薄板材的冲切装置而言，虽然保持薄板材94的宽度方向全体，但在薄板材94的搬送方向上存在未配置保持构件的部位，无法稳定地保持薄板材94。


技术实现要素：

13.本发明是鉴于现有技术的上述问题点而对此进行改良的，其目的在于提供一种可稳定地保持冲切为特定形状的铁芯薄板的带状薄钢板的层积铁芯的制造装置及其制造方法。
14.为了解决上述问题，本技术的第一技术方案的特征在于，其为使通过将利用粘接剂涂布装置涂布有粘接剂的带状薄钢板在模具中冲切为特定形状而得到的铁芯层积的层积铁芯的制造装置，在模具内具有用于从下方保持带状薄钢板的保持机构。
15.本技术的第二技术方案的特征在于，在本技术的第一技术方案中，保持机构遍及宽度方向与输送方向从下方保持带状薄钢板。
16.本技术的第三技术方案的特征在于，在本技术的第一或第二技术方案中，为了保持带状薄钢板的除了粘接剂涂布部分以外的部分，保持机构在带状薄钢板的输送方向上具有凹槽部。
17.本技术的第四技术方案的特征在于，在本技术的第一至第三技术方案中任一项所述的技术方案中，包含带状薄钢板的多个冲切步骤，在该多个冲切步骤的各模具中，具有带状薄钢板的保持机构。
18.本技术的第五技术方案的特征在于，在本技术的第一至第四技术方案中任一项所述的技术方案中，带状薄钢板的保持机构被分割为多个。
19.本技术的第六技术方案的特征在于，在本技术的第一至第五技术方案中任一项所述的技术方案中，在模具以外的部位具有粘接剂涂布装置。
20.本技术的第七技术方案的特征在于，其为使通过将利用粘接剂涂布装置涂布有粘接剂的带状薄钢板在模具中冲切为特定形状而得到的铁芯层积的层积铁芯的制造方法，具有粘接剂涂布装置与用于从下方保持带状薄钢板的保持机构，在使利用粘接剂涂布装置涂布有粘接剂的带状薄钢板在所述保持机构上移动并在模具中冲切为特定形状后，使通过将带状薄钢板冲切为特定形状而得到的铁芯层积。
21.根据本技术的第一、第二及第七技术方案，不存在因带状薄钢板的刚性较低的部分下垂而与模具接触的情况。根据本技术的第三技术方案，不存在粘接剂附着于模具的情况。因此，设置粘接剂涂布装置的部位不受制约。根据本技术的第四技术方案，可谋求各模具的小型化。根据本技术的第五技术方案，不论模具的设备制约如何，均可设置保持机构。根据本技术的第六技术方案，粘接剂涂布装置的维护较容易。
附图说明
22.图1是包含可在本发明的层积铁芯的制造装置中使用的粘接剂涂布装置及其前后设备的一实施形态的概略构成图。
23.图2是可在本发明的层积铁芯的制造装置中使用的粘接剂涂布装置及其后续设备的一实施形态的放大立体图。
24.图3是表示包含可在本发明的层积铁芯的制造装置中使用的粘接剂涂布装置的剖面的一实施形态的动作状态的放大主视图。
25.图4是表示包含可在本发明的层积铁芯的制造装置中使用的粘接剂涂布装置的剖面的一实施形态的另一动作状态的放大主视图。
26.图5是表示包含可在本发明的层积铁芯的制造装置中使用的粘接剂涂布装置的剖面的一实施形态的另一动作状态的放大主视图。
27.图6是具有本发明的带状薄钢板的保持机构的一实施形态的下模具的立体图。
28.图7是图6的vii
‑
vii线向视剖视图。
29.图8是图6的viii
‑
viii线向视剖视图。
30.图9是本发明的层积铁芯的制造装置的一实施形态的概略剖视图。
31.图10是本发明的层积铁芯的制造装置的另一实施形态的概略剖视图。
32.图11是具有本发明的带状薄钢板的保持机构的另一实施形态的下模具的立体图。
33.图12是具有本发明的带状薄钢板的保持机构的另一实施形态的下模具的立体图。
34.图13的(a)、(b)是专利文献1所记载的层积铁芯的制造装置的概略图。
35.图14是专利文献2所记载的层积铁芯制造模具装置的剖视图。
36.图15的(a)、(b)、(c)是专利文献3所记载的薄板材的冲切装置的概略图。
具体实施方式
37.下面，虽然基于附图来说明本发明的实施形态，但在不脱离本发明的技术范围的范围内，可进行各种变形或修改。
38.图1是包含可在本发明的层积铁芯的制造装置中使用的粘接剂涂布装置及其前后设备的一实施形态的概略结构图。在图1中，1是卷绕有带状薄钢板2的卷材。3是粘接剂涂布装置，6是包含上模具4与下模具5的模具装置。如图1所示，粘接剂涂布装置3设置在模具装置6的正前面。在通过粘接剂涂布装置3对从卷材1送出的带状薄钢板2的下表面涂布粘接剂后，带状薄钢板2在模具装置6中被冲切为特定形状，并向箭头所示方向输送。
39.图2是可在本发明的层积铁芯的制造装置中使用的粘接剂涂布装置及其后续设备的一实施形态的放大立体图。在图2中，7是储存有粘接剂的贮槽，经由软管7a以特定压力对稍后叙述的具备喷出粘接剂的喷出孔的粘接剂喷出部时常供给粘接剂。8是收纳粘接剂喷出部的粘接剂容器。9是可使带状薄钢板2升降的升降销(可不使粘接剂容器升降而仅使带状薄钢板升降的机构)，10是第一升降装置，11是在内部收纳有滑块的矩形状容器。
40.图3是表示包含可在本发明的层积铁芯的制造装置中使用的粘接剂涂布装置的剖面的一实施形态的动作状态的放大主视图。在图3中，通过转动第一升降装置10的旋钮10a，可使粘接剂容器8、升降销9及矩形状容器11升降。收纳于矩形状容器11的滑块包含上侧的第一滑块12a与下侧的第二滑块12b。下侧的第二滑块12b连接于滑片13，滑片13连接于杆14。杆14可进入至缸体15内或从缸体15内退避，通过从气压源向开口部15a供给适当压力的压缩空气或从油压源向开口部15a供给适当压力的压力油，从而可使杆14进入至缸体15内或从缸体15内退避。16是通过使缸体15升降而使缸体15的下表面与第二滑块12b的下表面
的上下方向位置一致的第二升降装置，可通过转动旋钮16a使缸体15升降，从而使缸体15的下表面与第二滑块12b的下表面的上下方向位置一致。
41.如图5所示，若通过杆14进入缸体15内，从而将第二滑块12b向左侧拉动，则第一滑块12a在与第二滑块12b接触的斜面17上逐渐上升。其结果，支撑于第一滑块12a的升降销9上升，从而使带状薄钢板2上升。如此，升降销9可在将粘接剂容器8置于其位置不动的状态下，使带状薄钢板2升降。
42.在图3中，18是喷出粘接剂的喷出孔。如图3、图4及图5所示，喷出孔18相对于粘接剂容器8的端面朝内侧离开。另外，具备该喷出孔18的粘接剂喷出部固定于粘接剂容器8。在本实施形态中，喷出孔18虽然为六个，但当然并非限定于六个。关于储存于贮槽7并以特定压力供给的粘接剂，可经由软管7a及粘接剂积存部19，从六个喷出孔18中的每一个喷出孔稳定地喷出相同量的粘接剂。六个喷出孔18与粘接剂积存部19连通。20是用于将粘接剂升温至特定温度的电加热器，与未图示的电源连接，以包围喷出孔18的方式配置于粘接剂容器8的周缘部。通过利用电加热器20使粘接剂升温，提高粘接剂容器8内的粘接剂的流动性，从而可从喷出孔18稳定地喷出粘接剂。由于粘接剂容器8设置于模具装置6的外部，因此由电加热器20引起的升温不会对模具装置造成影响，反之，模具装置的温度变化不会对粘接剂的流动性造成影响。
43.关于使用如上所述那样构成的粘接剂涂布装置对带状薄钢板涂布粘接剂的方法进行说明。
44.并非对带状薄钢板2不间断地涂布粘接剂，在图1中，与使上模具4向下模具5下降以将带状薄钢板2冲切为特定形状的时机同步，对带状薄钢板2涂布粘接剂。即，如图3所示，在冲切以外的时机，在带状薄钢板2与粘接剂容器8的上表面及升降销9的前端之间设置有特定间隔(几mm左右)。并且，在图1中，在将带状薄钢板2冲切为特定形状的时机，通过使上模具4向下模具5下降而向下模具5侧按压带状薄钢板2，因此如图4所示，带状薄钢板2的下表面与粘接剂容器8的上表面抵接。储存于贮槽7并以特定压力供给的粘接剂经由软管7a及粘接剂积存部19时常从喷出孔18喷出。由于粘接剂容器8的上表面与喷出孔18的前端之间的上下方向的距离不变，且冲切时与粘接剂容器8的上表面抵接的带状薄钢板2的下表面与喷出孔18的前端之间的距离固定，因此在喷出孔18中上涌的粘接剂是大致定量的。因此，可将大致定量的粘接剂涂布于带状薄钢板2的下表面。
45.如上所述，通过在对带状薄钢板2的下表面涂布粘接剂后将带状薄钢板2冲切为特定形状而得到的铁芯层积于下模具5内。若该层积铁芯到达特定张数，则从下模具5排出。在对从下模具5排出的层积铁芯，实施加热等特定后处理后进行组装。在本实施形态中，由于对带状薄钢板2的下表面涂布粘接剂，因此在从下模具5排出的特定张数的铁芯薄板的批次中，不能对位于最下层的铁芯薄板涂布粘接剂。因此，为了不对各批次中最初冲切而得到的铁芯薄板涂布粘接剂，如图5所示，当杆14进入缸体15内时，将第二滑块12b向左侧拉动，第一滑块12a在与第二滑块12b接触的斜面17上逐渐上升。其结果，支撑于第一滑块12a的升降销9上升而使带状薄钢板2上升。其结果，由于带状薄钢板2的下表面与喷出孔18的前端之间的距离大于图4的状态，因此在喷出孔18中上涌的粘接剂不会涂布于带状薄钢板2的下表面。此时，由于只需将带状薄钢板2的下表面从喷出孔18的前端拉开即可，因此不对升降销9的上升量要求较高的精度。
46.并且，为了对各批次的最下层以外的铁芯薄板的下表面确实地涂布粘接剂，在各批次中最初冲切成铁芯薄板的带状薄钢板2的一部分通过粘接剂涂布装置3之后，杆14立即以从缸体15退避的方式向右侧移动而将第二滑块12b向右侧按压，因此第一滑块12a在与第二滑块12b接触的斜面17上下降，如图3所示，恢复至在带状薄钢板2与粘接剂容器8的上表面及升降销9的前端之间设置有特定间隔的状态。
47.如上所述，在冲切带状薄钢板2时，如图4所示，为了能够通过使带状薄钢板2的下表面抵接于粘接剂容器8的上表面而将从喷出孔18喷出的粘接剂成功地涂布于带状薄钢板2的下表面，在冲切之前，进行通过转动旋钮10a而使粘接剂容器8、升降销9及矩形状容器11升降适当距离的操作。另外，为了使粘接剂容器8、升降销9及矩形状容器11升降适当距离，也可以利用高度调整板，取代上述第一升降装置10。
48.另外，在从下模具5排出的铁芯薄板的各批次中，为了不对最初冲切而得到的铁芯薄板涂布粘接剂，如图5所示，必须使升降销9上升而使带状薄钢板2上升，使得在喷出孔18中上涌的粘接剂不会被涂布于带状薄钢板2的下表面。因此，为了顺利地进行该动作，在冲切之前，进行通过转动旋钮16a使缸体15升降而使得缸体15的下表面与第二滑块12b的下表面的上下方向位置一致的操作。
49.如以上那样，虽然在带状薄钢板2的下表面涂布粘接剂，但为了确实地层积带状薄钢板2，非常重要的是，以涂布粘接剂后的带状薄钢板2在模具内输送的期间不会因下垂与下模具接触而变形，或涂布的粘接剂不会附着于模具的方式，将带状薄钢板2的上下方向的位置保持为与下模具不接触的高度。因此，具有图6所示的带状薄钢板的保持机构的下模具是有效的机构。在图6中，下模具21具有用于遍及宽度方向与输送方向从下方保持带状薄钢板22的保持体23a。保持体23a在带状薄钢板22的输送方向上具有多个凹槽部24。
50.图7是图6的vii
‑
vii线向视剖视图。如图7所示，凹槽部24是长方体状的开口部，且可接纳涂布于带状薄钢板22的下表面的粘接剂25。保持体23a由设置于下模具21内并贯通下模具21上的压模26的带弹簧的螺栓27a、27b支撑。在带状薄钢板22的输送方向(图7的纸面垂直方向)上，多个带弹簧的螺栓27a、27b以适当间隔设置于下模具21。由于保持体23a由带弹簧的螺栓27a、27b支撑，因此虽然不会从当前的位置上升，但在冲切时保持体23a与带状薄钢板22一起下降后，也通过带弹簧的螺栓27a、27b的弹力被推回至上方，因此在输送带状薄钢板22时，可保持当前的位置。
51.保持体23a用于遍及宽度方向与输送方向从下方保持带状薄钢板22，如图6所示，下模具21进一步具有用于保持带状薄钢板22的宽度方向的中央部的辅助保持体23b。如作为图6的viii
‑
viii线向视剖视图的图8所示，保持体23b由设置于下模具21的带弹簧的螺栓27c支撑。由于保持体23b由带弹簧的螺栓27c支撑，因此虽然不会从当前的位置上升，但在冲切时保持体23b与带状薄钢板22一起下降后，也通过带弹簧的螺栓27c的弹性力被推回至上方，因此可保持当前的位置。
52.在图6中，将带状薄钢板22向箭头28方向输送。在带状薄钢板22到达下模具21之前，对其下表面涂布粘接剂25，在下模具21中按以下顺序冲切带状薄钢板22。
53.如图8所示，在保持体23a上形成有圆形的开口部29，在压模26上形成有以适当的间隔按圆环状配置的多个开口部30，在下模具21中在开口部30的正下方位置形成有圆环状的开口部31。此外，如图6所示，在保持体23a、压模26及下模具21上，形成有小径的圆形开口
部32与大径的圆形开口部33。
54.因此，在图6中，通过使未图示的上模具向下模具21下降，首先在带状薄钢板22上按圆环状形成与以适当的间隔按圆环状配置的多个开口部30的形状一致的多条狭缝。其次，带状薄钢板22被冲切为与圆形开口部32的形状一致的圆形，最终带状薄钢板22被冲切为与圆形开口部33的形状一致的圆形。34a、35a是用于在输送带状薄钢板22时将其上推至与下模具不接触的高度的导销，34b、35b是用于限制带状薄钢板22的宽度方向的移动的导销。如图7所示，导销34a及35a的前端与带状薄钢板22的下表面接触。如图8所示，导销34b及35b具有可接纳带状薄钢板22的宽度方向端部的凹槽部d。在带状薄钢板22的输送方向上设置有多个导销34a、34b、35a、35b，如图7与图8所示，该导销34a、34b、35a、35b由发挥与上述带弹簧的螺栓27a、27b、27c同样的作用的弹簧36支撑，因此在通过导销34a、34b、35a、35b输送带状薄钢板22时，可使带状薄钢板22的上下方向的位置不变动。不过，导销34a、34b、35a、35b也使用于以往的层积铁芯的制造装置，但在本发明中，可通过这些导销将带状薄钢板22上推至高于保持体23a的上表面的位置。在该情况下，带状薄钢板22的下垂部分由保持体23a保持，且也不会因带状薄钢板22经由加工油黏附于保持体23a而成为阻力，带状薄钢板22的输送较为顺利。
55.图9是本发明的层积铁芯的制造装置的一实施形态的概略剖视图，载置台41支撑上模具42，框体43支撑载置台44，载置台44支撑下模具45与粘接剂涂布装置46。作为下模具45，可使用图6所示的结构，作为粘接剂涂布装置46，可使用图1～图5所示的结构。
56.图10是本发明的层积铁芯的制造装置的另一实施形态的概略剖视图，且表示在粘接剂涂布装置的前后具有上模具与下模具的情况。载置台51支撑上模具52与53，框体54支撑载置台55，载置台55支撑下模具56、粘接剂涂布装置57及下模具58。作为下模具56及58，可使用图6所示的结构，作为粘接剂涂布装置57，可使用图1～图5所示的结构。在图10中，下模具包含56与58，因此可将图6所示的结构适当进行分割。例如，可在下模具56上形成相当于图8所示的圆环状的开口部31的开口部及相当于图6所示的小径的圆形开口部32的开口部，在下模具58上形成相当于图6所示的大径的圆形开口部33的开口部。虽然在图9及图10中未示出，但下模具45、56、58可具备与图6、图7及图8所示的压模26相同的压模。
57.图11是具有本发明的带状薄钢板设为保持机构的与图6不同的实施形态的下模具的立体图。在图11中，将压模分割为37a、37b、37c这三个。在压模37a中，与图6同样，形成有以适当的间隔按圆环状配置的多个开口部30，在下模具21a中在开口部30的正下方位置形成有相当于图8所示的圆环状的开口部31的开口部。此外，在压模37b及下模具21a上，形成有小径的圆形开口部32，在压模37c及下模具21a上，形成有大径的圆形开口部33。在本实施形态中，带状薄钢板22由多个保持体61保持。多个保持体61配置在与涂布在带状薄钢板22的下表面的粘接剂不接触的位置。多个保持体61由发挥与上述带弹簧的螺栓27a、27b、27c同样的作用的弹簧支撑。
58.图12是具有本发明的带状薄钢板的保持机构的与图6进一步不同的实施形态的下模具的立体图。在图12中，用于遍及宽度方向与输送方向从下方保持带状薄钢板的保持体包含62、63、64这三个部分。除了被分割为三个这一点以外，保持体62、63、64可具备与图6所示的保持体23a相同的结构。即，各保持体62、63、64可由设置于下模具的弹簧(发挥与图7所示的带弹簧的螺栓27a、27b及图8所示的带弹簧的螺栓27c相同的作用)支撑。当存在无法设
置图6所示的用于遍及宽度方向及输送方向从下方全面地保持带状薄钢板22的保持体23a的设备制约时，具有分割带状薄钢板的保持体的效果。
59.产业上的可利用性
60.本发明的层积铁芯的制造装置可应用于步进电机或电机铁芯用的层积铁芯。
61.附图标记说明
62.1卷材
63.2带状薄钢板
64.3、46、57粘接剂涂布装置
65.4、42、52、53上模具
66.5、45、56、58下模具
67.6模具装置
68.7贮槽
69.8粘接剂容器
70.9升降销
71.10第一升降装置
72.10a旋钮
73.11矩形状容器
74.12a第一滑块
75.12b第二滑块
76.13滑片
77.14杆
78.15缸体
79.15a开口部
80.16第二升降装置
81.16a旋钮
82.17斜面
83.18喷出孔
84.19粘接剂积存部
85.20电加热器
86.21下模具
87.22带状薄钢板
88.23a、61、62、63、64保持体
89.23b辅助保持体
90.24凹槽部
91.25粘接剂
92.26、37a、37b、37c压模
93.27a、27b、27c带弹簧的螺栓
94.29圆形的开口部
95.30开口部
96.31圆环状的开口部
97.32小径的圆形开口部
98.33大径的圆形开口部
99.34a、34b、35a、35b导销
100.36弹簧
101.41、44、51、55载置台
102.43、54框体