專利名稱：疊片式鐵心沖裁裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種疊片式鐵心沖裁裝置，該疊片式鐵心沖裁裝置用于從帶狀鋼板沖裁形成馬達等旋轉電機中的轉子鐵心以及定子鐵心的轉子用鐵心片以及定子用鐵心片并使其層疊，從而形成轉子層疊體以及定子層疊體。
背景技術：
近年來，像在混合動力汽車、電動汽車等中使用的比較大型的馬達的需要增高。在馬達等旋轉電機中，使用對鋼板進行層疊而構成的疊片式鐵心。對于疊片式鐵心的制造，通常通過將作為坯料的帶狀鋼板沖裁成圓盤狀并依次層疊來制作。作為以往的批量生產用的疊片式鐵心沖裁裝置，使用利用儲存器(accumulator) 連結轉子沖裁沖床和定子沖裁沖床而成的大型裝置，轉子沖裁沖床一邊將卷成卷狀的帶狀鋼板展開(unwinding) —邊依次對轉子用鐵心片進行沖裁并層疊,定子沖裁沖床對定子用鐵心片進行沖裁并層置。上述儲存器是用于貯存某一程度的長度的帶狀鋼板的機構，以便吸收帶狀鋼板伴隨著上一工序、亦即利用轉 子沖裁沖床進行的沖裁動作而行進的時刻和帶狀鋼板伴隨著下一工序、亦即定子沖裁沖床的沖裁動作而行進的時刻之間的偏差。轉子沖裁沖床與定子沖裁沖床的沖裁動作的偏差是因二者的穩態動作中的停止時刻的偏差、沖裁速度差等而產生的。為了減輕帶狀鋼板的板厚凸起(plate thickness crown)的影響,轉子沖裁沖床以及定子沖裁沖床多進行旋轉層疊動作,在該旋轉層疊動作中，每當層疊規定片數時就使層疊體沿周方向旋轉規定角度。在該情況下，需要使轉子沖裁沖床以及定子沖裁沖床停止。實質上無法使上述的停止時刻在轉子沖裁沖床與定子沖裁沖床中相同，上述儲存器是必不可少的。例如如圖12所示，上述儲存器9構成為該儲存器9分別具備一個或者多個輥 91 93，將帶狀鋼板依次搭掛于上部輥91、92和下部輥93，通過調整上部輥91、93與下部輥93之間的距離，能夠將帶狀鋼板8貯存在儲存器9內，或者將帶狀鋼板8從儲存器9排出。以往的疊片式鐵心沖裁裝置的大型化的因素之一就在于具有如上的儲存器。專利文獻I :日本特開昭58 - 108948號公報對于具有上述儲存器的疊片式鐵心沖裁裝置，越是使沖裁速度高速化，則停止過程中所應當貯存的帶狀鋼板的長度越長，從而越需要使儲存器進一步大型化。并且，也存在若提高通過儲存器內部及其前后的帶狀鋼板的速度則行駛狀態容易變得不穩定的問題。因此，期望開發出一種不具備儲存器就能夠實現沖裁速度的高速化的疊片式鐵心沖裁裝置。為了提高沖床的效率，需要減少沖床的停止動作。為此考慮了各種各樣的對策， 例如像專利文獻I中所提出的那樣，使鐵心層疊工序能夠在兩個工作站進行的做法是有效的。然而，雖然專利文獻I的對策對于使一個沖壓裝置、即轉子沖裁沖床或者定子沖裁沖床自身高效是有效的，但并不能簡單地刪除在串聯地排列轉子沖裁沖床和定子沖裁沖床這兩個沖床的情況下需要的上述儲存器。
發明內容
本發明就是鑒于上述問題而完成的，欲提供一種無需在轉子沖裁沖床和定子沖裁沖床之間設置儲存器就能夠實現高速運轉的疊片式鐵心沖裁裝置。本發明涉及一種疊片式鐵心沖裁裝置，該疊片式鐵心沖裁裝置具有開卷機，將卷成卷狀的鐵心用的帶狀鋼板設置于該開卷機，從而將帶狀鋼板展開；轉子沖裁沖床，該轉子沖裁沖床從上述帶狀鋼板沖裁轉子用鐵心片并對其進行層疊；以及定子沖裁沖床，該定子沖裁沖床從沖裁出上述轉子用鐵心片之后的上述帶狀鋼板沖裁定子用鐵心片并對其進行層疊，其中，上述轉子沖裁沖床具備以接近上述轉子用鐵心片的形狀的方式逐漸進行局部沖裁的成形模具，并且，上述轉子沖裁沖床具備沖裁模具，該沖裁模具從上述帶狀鋼板沖裁上述轉子用鐵心片；以及兩組轉子層疊工作站，上述兩組轉子層疊工作站對沖裁出的上述轉子用鐵心片進行層疊，當進行一方的上述轉子層疊工作站中的沖裁動作時，停止另一方的轉子層疊工作站中的沖裁動作，并且，在處于沖裁停止的過程中的上述轉子層疊工作站中，能夠實施使層疊有上述轉子用鐵心片而成的轉子層疊體沿周方向旋轉規定角度的旋轉層疊動作， 上述定子沖裁沖床具備以接近上述定子用鐵心片的形狀的方式逐漸進行局部沖裁的成形模具，并且，上述定子沖裁沖床具備成形模具，該成形模具從上述帶狀鋼板沖裁上述定子用鐵心片；以及兩組定子層疊工作站，上述兩組定子層疊工作站對沖裁出的上述定子用鐵心片進行層疊，當進行一方的上述定子層疊工作站中的沖裁動作時，停止另一方的定子層疊工作站中的沖裁動作，并且，在處于沖裁停止的過程中的上述定子層疊工作站中，能夠實施使層疊有上述定子用鐵心片而成的定子層疊體沿周方向旋轉規定角度的旋轉層疊動作，上述轉子沖裁沖床和上述定子沖裁沖床同步地進行沖裁動作，在上述轉子沖裁沖床與上述定子沖裁沖床之間設置有中間彎曲部，該中間彎曲部能夠使上述帶狀鋼板呈彎曲狀地垂下，以便調整位于上述轉子沖裁沖床與上述定子沖裁沖床之間的上述帶狀鋼板的長度，在該中間彎曲部的上方，以能夠升降的方式配設有彎曲引導部，該彎曲引導部從上方對上述帶狀鋼板的彎曲軌跡進行引導，以免上述帶狀鋼板的彎曲軌跡反轉。對于本發明的疊片式鐵心沖裁裝置，如上所述，上述轉子沖裁沖床具備兩組轉子層疊工作站。進而，當進行一方的上述轉子層疊工作站中的沖裁動作時，能夠停止另一方的轉子層疊工作站中的沖裁動作，能夠在該停止過程中實施上述旋轉層疊動作。因此，上述轉子沖裁沖床作為單獨設備，只要正常地持續供給帶狀鋼板就無需停止。同樣，如上所述，上述定子沖裁沖床具備兩組定子層疊工作站。進而，當進行一方的上述定子層疊工作站中的沖裁動作時，能夠停止另一方的定子層疊工作站處的沖裁動作，能夠在該停止過程中實施上述旋轉層疊動作。因此，上述定子沖裁沖床作為單體，同樣只要正常地持續供給帶狀鋼板就無需停止。
并且，上述轉子沖裁沖床和定子沖裁沖床同步地進行沖裁動作。即，上述轉子沖裁沖床和定子沖裁沖床處于全都以相同的沖裁速度持續進行沖裁、或者同時停止中的任一種狀態。因此，只要在上述轉子沖裁沖床和定子沖裁沖床未發生故障，那么只要作為沖裁對象的轉子以及定子的尺寸沒有改變，則存在于串聯地排列的二者之間的帶狀鋼板的所需長度就是恒定的。因此，在持續進行相同尺寸的處理的期間不需要儲存器。另一方面，當沖裁的轉子用鐵心片和定子用鐵心片的尺寸變化，并更換模具組的情況下，上述兩個沖床之間所需的帶狀鋼板的長度變化。在該情況下，能夠在設置于上述轉子沖裁沖床與定子沖裁沖床之間的上述中間彎曲部調整兩個沖床之間的帶狀鋼板的長度。此外，應當注意，在上述中間彎曲部的上方設置有上述彎曲引導部。如上所述，上述彎曲引導部以能夠升降的方式配設。因此，即便彎曲高度根據所沖裁的轉子用鐵心片和定子用鐵心片的尺寸不同而變化，上述彎曲引導部也能夠設置在合適的位置。進而，由于存在該彎曲引導部，因此能夠使上述中間彎曲部中的彎曲的形成狀態穩定，即便使上述轉子沖裁沖床和定子沖裁沖床的沖裁速度、即線速度比以往的速度快，也能夠防止彎曲反轉等情況，能夠穩定地工作。
正常情況下，上述中間彎曲部構成為使帶狀鋼板在自然狀態下朝下方呈彎曲 狀地垂下。進而，對于該自然狀態下的彎曲，雖然在帶狀鋼板的進給速度比較慢的情況下并不特別成為問題，但在進給速度高的情況下，因與各個沖壓機的沖裁相適應的帶狀鋼板的行駛和停止而導致的振動存在較大影響，擔心上述彎曲狀態紊亂，從而在帶狀鋼板產生折彎等， 發生故障。上述彎曲引導部設置于在上述中間彎曲部形成的彎曲性狀的最佳位置，并以適度地按壓帶狀鋼板的方式引導該帶狀鋼板，由此，能夠抑制因帶狀鋼板的行駛/停止而導致的振動的影響，能夠將彎曲形狀始終維持在正常形狀。由此，與以往相比，能夠明顯地實現線速度的高速化。這樣，在本發明的疊片式鐵心沖裁裝置中，具備如下的所有必要條件設置有兩組上述轉子層疊工作站、設置有兩組上述定子層疊工作站、使上述轉子沖裁沖床和上述定子沖裁沖床的沖裁動作同步化、配設有上述中間彎曲部、以及配設有能夠升降的上述彎曲引導部，由此，能夠提供一種無需設置儲存器、結構緊湊、且與以往相比能夠高速運轉的疊片式鐵心沖裁裝置。
圖I是示出實施例I的疊片式鐵心沖裁裝置的整體結構的說明圖。圖2是示出實施例I的轉子沖裁沖床和定子沖裁沖床的連結狀態以及它們之間的中間彎曲部(loop portion)的說明圖。圖3是示出實施例I的轉子沖裁工序的說明圖。圖4是示出實施例I的定子沖裁工序的說明圖。圖5是示出在實施例I的轉子層疊工作站(定子層疊工作站)對轉子層疊體(定子層疊體)進行層疊的狀態的說明圖。圖6是示出在實施例I的轉子層疊工作站(定子層疊工作站)將轉子層疊體(定子層疊體)輸出的狀態的說明圖。
圖7是示出實施例I的處于沖裁狀態的沖模的結構的說明圖。圖8是示出實施例I的處于空沖狀態的沖模的結構的說明圖。圖9是示出使實施例I的中間彎曲部的彎曲引導部上升至上限后的狀態的說明圖。圖10是示出使實施例I的中間彎曲部的彎曲引導部下降至使用狀態后的狀態的說明圖。圖11是示出實施例I的轉子沖裁沖床的動作的時序圖的說明圖。圖12是示出現有例的儲存器的一例的說明圖。
具體實施方式
在本發明的疊片式鐵心沖裁裝置中，上述轉子沖裁沖床和上述定子沖裁沖床均伴隨著曲軸的旋轉而進行沖裁動作，并且，優選上述轉子沖裁沖床的上述曲軸和上述定子沖裁沖床的上述曲軸連結并一體地旋轉。S卩，上述轉子沖裁沖床和上述定子沖裁沖床分別具備下模具部和上模具部，通過使下模具部和上模具部中的一方升降而進行沖裁動作。作為優選，該升降動作并非使用液壓缸等致動器進行，而是如上所述借助曲軸的旋轉來進行，并且將上述兩個沖床的曲軸機械連結而使之一體化。由此，能夠使上述轉子沖裁沖床和定子沖裁沖床的沖裁動作完全一致，能夠實現更穩定的運轉。并且，上述疊片式鐵心沖裁裝置在上述定子用鐵心片的外徑處于200mm 300mm 的范圍的情況下尤為有效。即，沖裁對象的外徑越大，則需要使每行進一個行程所進給的帶狀鋼板的進給量增多，從而難以實現高速化。特別是在進行定子用鐵心片半徑處于 200_ 300_的范圍的大型產品的沖裁的以往的大型的疊片式鐵心沖裁裝置中，處于難以實現超過220spm (I分鐘內的行程數)的高速運轉化的狀況。與此相對，通過應用如上所述的能夠實現穩定的高速運轉的上述結構的疊片式鐵心沖裁裝置，能夠實現超過220spm 的運轉。并且，上述疊片式鐵心沖裁裝置在上述轉子用鐵心片和上述定子用鐵心片為在汽車的驅動用馬達中使用的汽車用鐵心片的情況下尤為有效。即，由于汽車用鐵心片需要大量生產，因此，應用如上所述的能夠實現穩定的高速運轉的上述結構的疊片式鐵心沖裁裝置是非常有利的。實施例(實施例I)使用圖I 圖11對本發明的實施例所涉及的疊片式鐵心沖裁裝置進行說明。如圖I所示,本例的疊片式鐵心沖裁裝置I具有開卷機(uncoiIer)11,將卷成卷狀的鐵心用的帶狀鋼板8設置于該開卷機11并將其展開；轉子沖裁沖床2，該轉子沖裁沖床2從帶狀鋼板8沖裁轉子用鐵心片81 (圖3)并使其層疊；以及定子沖裁沖床4，該定子沖裁沖床4從沖裁了轉子用鐵心片81后的帶狀鋼板8沖裁定子用鐵心片82 (圖4)并使其層疊。轉子沖裁沖床2具備以接近轉子用鐵心片81的形狀的方式逐漸進行局部沖裁的成形模具23，并且，轉子沖裁沖床2還具備沖裁模具24，該沖裁模具24從帶狀鋼板8沖裁轉子用鐵心片81 ；以及兩組轉子層疊工作站25，在轉子層疊工作站25對轉子用鐵心片81 進行層疊。當在一方的轉子層疊工作站25a (25b)進行沖裁動作時，停止另一方的轉子層疊工作站25b (25a)中的沖裁動作，在處于沖裁停止的過程中的轉子層疊工作站25b (25a) 中，能夠實施使層疊轉子用鐵心片81而成的轉子層疊體810沿周方向旋轉規定角度的旋轉
層疊動作。定子沖裁沖床4具備以接近定子用鐵心片82的形狀的方式逐漸進行局部沖裁的成形模具43，并且，定子沖裁沖床4還具備沖裁模具44，該沖裁模具44從帶狀鋼板8沖裁定子用鐵心片82 ；以及兩組定子層疊工作站45，在定子層疊工作站45對定子用鐵心片82 進行層疊。當在一方的定子層疊工作站45a (45b)進行沖裁動作時，停止另一方的定子層疊工作站45b (45a)中的沖裁動作，在處于沖裁停止的過程中的定子層疊工作站45b (45a) 中，能夠實施使層疊定子用鐵心片82而成的定子層疊體(省略圖示)沿周方向旋轉規定角度的旋轉層疊動作。
并且，轉子沖裁沖床2和定子沖裁沖床4同步地進行沖裁動作。進而，在轉子沖裁沖床2與定子沖裁沖床4之間設置有中間彎曲部3，該中間彎曲部3使帶狀鋼板8能夠呈彎曲狀地垂下，以便調整位于轉子沖裁沖床2與定子沖裁沖床4 之間的帶狀鋼板8的長度，在中間彎曲部3的上方，以能夠升降的方式配設有彎曲引導部 35，該彎曲引導部35從上方對帶狀鋼板的彎曲軌跡進行引導，以免帶狀鋼板8的彎曲軌跡反轉。以下，更詳細地進行說明。如圖I所示，本例的疊片式鐵心沖裁裝置I在上述開卷機11和轉子沖裁沖床2之間具有輥式矯直機(roller leveler) 15。輥式矯直機15呈鋸齒狀地配置有多個矯正輥， 通過使帶狀鋼板通過上述矯正輥之間來進行矯正，以提高帶狀鋼板8的平坦度。進而，本例的疊片式鐵心沖裁裝置I通過串聯地排列上述開卷機11、輥式矯直機15、轉子沖裁沖床2、 中間彎曲部3以及定子沖裁沖床4而構成。在開卷機11與輥式矯直機15之間設置有進入側彎曲部12。進入側彎曲部12是用于吸收由開卷機11展開的帶狀鋼板8的速度與通過行進前方的輥式矯直機15的帶狀鋼板8的速度之間的速度差。以下述方式對開卷機11的旋轉速度進行控制利用未圖示的傳感器檢測進入側彎曲部12的帶狀鋼板8的最低點的位置，使得該最低點始終落入規定的范圍內。為了避免帶狀鋼板8產生形狀不良，控制輥式矯直機15在運轉中不停止。因此， 始終從輥式矯直機15導出帶狀鋼板8。另一方面，當位于輥式矯直機15的行進前方的上述轉子沖裁沖床2進行沖裁時，必須停止帶狀鋼板8的行進。因此，在輥式矯直機15與轉子沖裁沖床2之間設置有前彎曲部16，以便能夠吸收該前彎曲部16前后的帶狀鋼板8的進給速度之差。如圖I、圖2所示，轉子沖裁沖床2在其進入側以及排出側配設有用于控制帶狀鋼板8的進給量的第一進料器51以及第二進料器52。第一進料器51以及第二進料器52均由上下一對輥構成，且對第一進料器51以及第二進料器52進行伺服控制。并且，轉子沖裁沖床2具有組裝于下模組(die set) 21和上模組22的上下一對成形模具23以及沖裁模具24。如圖2所示，上模組22安裝于壓力機滑塊(press slide)220，壓力機滑塊220經由接頭部293而連結于與曲軸29的偏心軸291連結的連桿292，根據曲軸29的旋轉而相應地上下移動。并且，轉子沖裁沖床2的曲軸29和后述的定子沖裁沖床4的曲軸49通過將二者的端部的凸緣部296、496螺栓緊固而機械連結。成形模具23串聯地排列有多組，分別由沖模和沖頭構成(省略圖示)。沖模設置于下模組21，沖頭設置于上模組22。沖裁模具24排列有兩組，如后述的圖5所示，分別由設置于下模組21的旋轉沖模241、和設置于上模組22的沖裁沖頭242構成。如圖3所示，多組成形模具23a d以及沖裁模具24a、24b與針對帶狀鋼板8進行的沖裁工序Sll S17對應地以下述方式排列。如該圖所示，首先，在轉子沖裁沖床2的最靠近進入側的位置，配置有如該圖所示的用于進行第一成形工序Sll的第一組成形模具 23a (省略圖示)。其次，依次配置有用于進行第二成形工序S12的第二組成形模具23b、用于進行第三成形工序S13的第三組成形模具23c以及用于進行第四成形工序S14的第四組成形模具23d。其次，如該圖所示，配置有用于進行第一沖裁工序S15的第一組沖裁模具24a。接著,經過不進行任何沖裁的閑置工序(idle step) S16,配置有用于進行第二沖裁工序S17 的第二組沖裁模具24b。上述沖裁模具24a、24b如后所述能夠適當地切換沖裁狀態和空沖狀態。
并且，如圖I、圖2所示，在轉子沖裁沖床2的下模組21的下方，與上述沖裁模具 24a、24b的位置對應地設置有兩組轉子層疊工作站25a、25b。如圖5、圖6所示，轉子層疊工作站25構成為包括組裝于下模組21的沖裁模具24 中的沖模、亦即旋轉沖模241。在旋轉沖模241的下方配設有從下方對該旋轉沖模241進行支承的旋轉保持件252、和配設于旋轉保持件252的內周側的筒狀的擠壓環253。擠壓環 253的內徑在上半部和下半部稍稍不同。上半部的內徑尺寸被調整成能夠以適度的保持力對通過層疊沖裁出的轉子用鐵心片81而成的轉子層疊體810的外周部進行保持的尺寸。另一方面，下半部的內徑尺寸被調整成比上半部的內徑大的尺寸，以使得下半部不發揮能夠保持轉子層疊體810的外周部的保持力。并且，在旋轉沖模241的下方設置有用于從下方對沖裁出的上述轉子層疊體810 進行支承的背壓墊254。背壓墊254構成為借助設置于其下方的背壓缸255升降，且能夠從下方對轉子層疊體810賦予適度的壓力。并且，如圖6所示，當一個產品的轉子層疊體810移動到上述擠壓環253的下半部之后，背壓墊254下降，由此，能夠使該一個產品的轉子層疊體810從上方的轉子層疊體 810分離并下降。在該下降位置的側方配設有產品搬出缸256。通過利用該產品搬出缸256 使末端的推動器257前進，能夠朝轉子沖裁沖床2的側方輸出背壓墊254上的轉子層疊體 810。并且，上述旋轉沖模241、旋轉保持件252、擠壓環253構成為能夠借助未圖示的旋轉層疊驅動機構沿周方向旋轉。在本例中構成為使上述旋轉沖模241、旋轉保持件252、擠壓環253每次旋轉180°。并且，上述背壓墊254構成為當保持在該背壓墊254的上方的轉子層疊體810沿周方向旋轉時，背壓墊254隨之一起旋轉。并且，如圖5、圖6所示，在上述轉子層疊工作站25的上方的上模組22，固定有環狀的沖頭接板260、以及經由彈簧261與該沖頭接板260連結的環狀的脫模板262，在其內側配設有用于沖裁轉子用鐵心片81的沖裁沖頭242。沖裁沖頭242以夾著凸輪板27的狀態經由沖頭固定銷263而連結于上模組22。沖頭固定銷263被彈簧264朝上方施力，沖裁沖頭242借助該作用力而被壓靠于凸輪板27。在凸輪板27和沖裁沖頭242的對置的面，分別設置有相互嵌合的凹凸凸輪面275、 245。并且，在凸輪板27卡合有使該凸輪板27進退的外形沖壓缸279。如圖7所示，在初始狀態，外形沖壓缸279 (圖5)位于前進位置，形成凸輪板27的凹凸凸輪面275的凸部與沖裁沖頭242的凹凸凸輪面245的凸部抵接的狀態。如圖8所示，當使外形沖壓缸279(圖 5)后退時，凸輪板27的凹凸凸輪面275的凸部嵌入于沖裁沖頭242的凹凸凸輪面245的凹部，沖裁沖頭242后退(上升)與凹部和凸部的聞低差相應的量。進而，如圖5 圖7所示，在沖裁沖頭242前進的狀態下，當上模組22下降時，沖裁沖頭242進入旋轉沖模241的內部，從而能夠實施沖裁。另一方面，如圖8所示，在沖裁沖頭242后退的狀態下，即便當上模組22下降時，沖裁沖頭242也不會到達旋轉沖模241， 形成無法實施沖裁的空沖狀態。并且，如圖5 圖8所示，在上模組22，以被彈簧266朝下方施力的狀態配設有貫通沖頭接板260和脫模板262的沖模旋轉異常檢測銷28。沖模旋轉異常檢測銷28構成為 當該沖模旋轉異常檢測銷28與上模組22 —起下降時，在下方的旋轉沖模241被設置于周方向的規定位置的情況下，沖模旋轉異常檢測銷28進入設置于旋轉沖模241的位置檢測孔 (省略圖示)，當旋轉沖模241的周方向位置從規定的位置偏離的情況下，沖模旋轉異常檢測銷28抵接于旋轉沖模241的上表面，克服彈簧266的作用力而后退。如圖7、圖8所示，沖模旋轉異常檢測銷28是通過在其外周面設置具有錐面281的槽而形成的。并且，在上述凸輪板27的末端設置有與上述錐面281對置的錐面276。如圖 7所示，在凸輪板27處于前進位置從而沖裁沖頭272處于前進位置的狀態下，錐面276和錐面281形成抵接狀態。因此，在萬一旋轉沖模241的周方向位置從規定的位置偏離的情況下，當上模組22下降時，沖模旋轉異常檢測銷28后退，錐面276和錐面281滑動從而凸輪板27后退，沖裁沖頭242后退，成為空沖狀態，能夠避免發生故障。其次，如圖I、圖2所示，定子沖裁沖床4也在其進入側以及排出側配設有用于控制帶狀鋼板8的進給量的第三進料器53以及第四進料器54。第三進料器53以及第四進料器 54均由上下一對輥構成，且對第三進料器53以及第四進料器54進行伺服控制。并且，定子沖裁沖床4具有組裝于下模組41和上模組42的上下一對成形模具43 以及沖裁模具44。如圖2所示，上述上模組42安裝于壓力機滑塊420，壓力機滑塊420經由接頭部493而連結于與曲軸49的偏心軸491連結的連桿492，從而根據曲軸49的旋轉而相應地上下移動。并且，定子沖裁沖床4的曲軸29和前述的轉子沖裁沖床2的曲軸29通過將二者的端部的凸緣部496、296螺栓緊固而機械地一體化。與轉子沖裁沖床2的情況相同，定子沖裁沖床4中的成形模具43串聯地排列有多組，分別由沖模和沖頭構成(省略圖示)。沖模設置于下模組41，沖頭設置于上模組42。沖裁模具44排列有兩組，且分別由設置于下模組41的旋轉沖模和設置于上模組42的沖裁沖頭構成(省略圖示)。如圖4所示，多組成形模具43a c以及沖裁模具44a、44b與針對帶狀鋼板8進行的沖裁工序S21 S26對應地以下述方式排列。如該圖所示，首先，在定子沖裁沖床4的最靠近進入側的位置，配置有如該圖所示的用于進行第一成形工序S21的第一組成形模具 43a (省略圖示)。其次，如該圖所示，依次配置有用于進行第二成形工序S22的第二組成形模具43b以及用于進行第三成形工序S23的第三組成形模具43c。其次，如該圖所示，配置有用于進行第一沖裁工序S24的第一沖裁模具44a。接著， 經過不進行任何沖裁的閑置工序S25,配置有用于進行第二沖裁工序S26的第二組沖裁模具24b。上述沖裁模具44a、44b構成為始終只有一方有效。進而，對于定子沖裁沖床4中的沖裁模具44 (省略圖示)的結構和設置于其下方的定子層疊工作站45的結構，除了外徑尺寸等不同以外，都與轉子沖裁沖床2中的沖裁模具24和轉子層疊工作站25的結構大致相同，因此省略詳細的說明。另外，轉子層疊工作站 45的沿周方向旋轉角度為每次旋轉120°。其次，如圖I、圖2所示，在上述轉子沖裁沖床2和定子層疊工作站4之間設置有上述中間彎曲部3。如圖9、圖10所示，中間彎曲部3由設置于位于轉子沖裁沖床2的排出側的第二進料器52的排出側的曲面狀的支架31、設置于位于定子沖裁沖床4的進入側的第三進料器53的進入側的曲面狀的支架32、以及二者之間的空間形成。支架31具有隨著離開第二進料器52而從水平狀態逐漸朝向下方的圓弧狀曲面，其曲率半徑設定在帶狀鋼板8的彈性變形范圍內。支架32具有隨著離開第三進料器53而從水平狀態逐漸朝向下方的圓弧狀曲面，其曲率半徑與支架31的曲率半徑相同。在支架31和支架32，沿著其形狀配設有多個能夠自由旋轉的自由棍(free roller) 39。在中間彎曲部3的位于上述支架31和支架32之間的空間的上方設置有彎曲引導部35。彎曲引導部35的下 表面呈圓弧狀曲面形狀，且沿著其形狀配設有多個能夠自由旋轉的自由輥39。該圓弧狀曲面的曲率半徑也設定在帶狀鋼板8的彈性變形范圍內。進而，彎曲引導部35安裝于升降裝置350，從而配設成能夠沿上下方向升降。如圖9所示，彎曲引導部35的上升端設定在相比利用直線連結第二進料器52和第三進料器53之間的位置稍靠上方的位置。彎曲引導部35的下降端設定在與上述支架31以及支架32抵接的位置(省略圖示)。其次，對使用上述結構的疊片式鐵心沖裁裝置I制作疊片式鐵心時的流程進行說明。如圖I所示，設置于開卷機11的帶狀鋼板8依次通過輥式矯直機15、轉子沖裁沖床2、中間彎曲部3以及定子沖裁沖床4而行進，最終，沖裁出轉子用鐵心片81以及定子用鐵心片82之后的被稱作框架(skeleton)的骨架狀的廢料從定子沖裁沖床4的排出側導出。疊片式鐵心沖裁裝置I整體的控制由未圖示的控制裝置進行，轉子沖裁沖床2以及定子沖裁沖床4的沖裁速度(spm (—分鐘的沖裁次數))是表示裝置整體的速度的指標。 在本例中，當制作定子用鐵心片82的外徑為大約250mm的大型的疊片式鐵心時，能夠將速度從此前的220spm的限度提高至400spm。并且，在本例中，如圖10所示，將中間彎曲部3的彎曲引導部35設置在相比利用直線連結第二進料器52和第三進料器53之間的位置靠下方的位置，以便從上方將帶狀鋼板8引導成期望的彎曲形狀。以轉子沖裁沖床2為中心，使用圖11所示的時序圖對疊片式鐵心沖裁裝置I的各部分的動作進行說明。該圖中，以時間作為橫軸，以轉子沖裁沖床2的各部分的項作為縱軸，針對各項以實線的變化示出上下兩個工位的狀態。該圖(a)示出轉子沖裁沖床2的曲軸29在上死點與下死點之間的旋轉動作。在下死點的時刻，示出上模組22下降到最低點，由各模具進行沖裁的狀態。雖然省略了說明，該圖(b)示出最初使分離沖壓缸(cut punch cylinder)(省略圖示)前進的時刻，該分離沖壓缸用于進行由擠壓環253保持的轉子層疊體810和其上方的轉子層疊體810的層疊體之間的分離。該圖(C)示出轉子沖裁沖床2的第一轉子層疊工作站25a的背壓缸255的升降動作。該圖(d)示出轉子沖裁沖床2的第二轉子層疊工作站25b的背壓缸255的升降動作。該圖(e)示出轉子沖裁沖床2的第一轉子層疊工作站25a的產品搬出缸256的進退動作。該圖(f)示出轉子沖裁沖床2的第二轉子層疊工作站25b的產品搬出缸256的進退動作。該圖(g)示出使轉子沖裁沖床2的第一轉子層疊工作站25a的旋轉沖模241等旋轉180°的旋轉層疊驅動 機構的旋轉/停止狀態。該圖(h)示出使第二轉子層疊工作站25b 的旋轉沖模241等旋轉180°的旋轉層疊驅動機構的旋轉/停止狀態。該圖(i)示出轉子沖裁沖床2中的位于與第一轉子層疊工作站25a對置的位置的外形沖壓缸279的進退動作。該圖(j)示出轉子沖裁沖床2中的位于與第二轉子層疊工作站25b對置的位置的外形沖壓缸279的進退動作。如該圖(a) (j)所示，在疊片式鐵心沖裁裝置I的穩態工作過程中，上模組22根據曲軸29的旋轉而有規律地升降，進行沖裁動作，且各部分根據沖裁動作的行進而進行動作。首先，如該圖(b)所示，在沖裁開始的初期階段，使分離沖壓缸(省略圖示)前進一個循環的量，進行用于使轉子層疊體810的層疊體之間分離的操作。另外，在兩個轉子層疊工作站25中，最初利用第一轉子層疊工作站25a進行沖裁積載。然后，如該圖(i)所示，使與第一轉子層疊工作站25a對應的外形沖壓缸279后退，使沖裁沖頭242后退到空沖位置。與此同時，如該圖(g)所示，驅動第一轉子層疊工作站25a處的旋轉層疊驅動機構進行旋轉，實施使旋轉沖模241以及轉子層疊體810等旋轉 180°的旋轉層疊動作。在此期間，第一轉子層疊工作站25a處的沖裁處于停止中。并且，在與上述第一轉子層疊工作站25a對應的外形沖壓缸279后退之后的兩個行程中，在第二轉子層疊工作站25b中仍繼續處于空沖狀態，并且，在進入第三行程之前， 如該圖(j)所示，使與第二轉子層疊工作站25b對應的外形沖壓缸279前進，使沖裁沖頭 242前進到能夠進行沖裁的位置。由此，在從第一轉子層疊工作站25a處的沖裁變成空沖起的剛好第三個行程，開始進行第二轉子層疊工作站25b的沖裁。如圖3所示，這對應于在進行第一沖裁工序S15的第一轉子層疊工作站25a的后面，經過閑置工序S16，配置有用于進行第二沖裁工序S17的第二轉子層疊工作站25b。 其次，如該圖(g)所示，第一轉子層疊工作站25a的旋轉層疊動作完畢，將用于使旋轉沖模241以及轉子層疊體810等進行旋轉的旋轉層疊驅動機構的旋轉停止。此后，直至第二轉子層疊工作站25b到達旋轉層疊時刻為止，第一轉子層疊工作站25a中的沖裁都繼續處于空沖狀態。其次，如該圖(i )所示，使與第一轉子層疊工作站25a對應的外形沖壓缸279前進， 使沖裁沖頭242前進到能夠進行沖裁的位置。由此，再次開始第一轉子層疊工作站25a中的沖裁，此后的兩個行程中，在第一以及第二轉子層疊工作站25a、25b同時進行沖裁。如該圖(j)所示，從再次開始第一轉子層疊工作站25a中的沖裁起的剛好第三個行程，使與第二轉子層疊工作站25b對應的外形沖壓缸279后退，使沖裁沖頭242后退到空沖位置。與此同時，如該圖(h)所示，驅動第二轉子層疊工作站25b的旋轉層疊驅動機構進行旋轉，實施使旋轉沖模241以及轉子層疊體810等旋轉180°的旋轉層疊 動作。在此期間，第二轉子層疊工作站25b中的沖裁處于停止中。這樣，在轉子沖裁沖床2中，在使曲軸29持續旋轉以便不停止基本的沖裁動作時， 分開使用第一、第二轉子層疊工作站25a、25b交替地進行旋轉層疊動作。在該例中，如該圖(d)所示，在第二轉子層疊工作站25b中，當在上升后的背壓墊 254上層疊有一個產品以上的規定量的轉子層疊體810之后，利用背壓缸255使背壓墊254 下降。由此，在第二轉子層疊工作站25b中，從上方的轉子層疊體分離出一個產品的量的轉子層疊體810并使之下降。其次，如該圖(f)所示，通過使第二轉子層疊工作站25b處的產品搬出缸256前進， 由此，朝轉子沖裁沖床2的側方輸出背壓墊254上的轉子層疊體810。由于不需要停止沖裁動作，因此能夠隨時進行這一系列的輸出動作。如上，在轉子層疊工作站2中，無需停止基于曲軸29的旋轉而進行的基本的沖裁動作就能夠實施第一、第二轉子層疊工作站25a、25b中的沖裁、空沖的變更以及旋轉層疊動作，并且能夠隨時進行產品的輸出。該情況在借助與轉子層疊工作站2同步運轉的曲軸49的旋轉來進行基本的沖裁動作的定子沖裁沖床4中也相同。另外，在定子沖裁沖床4中，由于旋轉層疊動作的旋轉角度為120°、且一個產品的層疊片數與轉子沖裁沖床2的情況不同，因此各動作的時刻與轉子沖裁沖床2不一致。然而，通過使沖裁時刻完全同步，帶狀鋼板8在二者中的行進的速度相同。由于帶狀鋼板8在轉子沖裁沖床2和定子沖裁沖床4中的行進速度相同，因此，在二者之間的中間彎曲部3中，始終存在有相同長度的帶狀鋼板8。因此，中間彎曲部3處的彎曲長度是恒定的。另一方面，如上所述，在以400spm的非常高的速度進行運轉的情況下，中間彎曲部3處的彎曲在一分鐘內反復進行400次行駛和停止。因此，若彎曲保持自然狀態的話，則會因由行駛和停止產生的振動而導致彎曲性狀紊亂、反轉，從而產生帶狀鋼板8彎折的故障。此處，在本例中，如上所述，使中間彎曲部3中的彎曲引導部35下降到合適的位置，從而對彎曲進行引導以免彎曲反轉。由此，即便以400spm的非常高的速度運轉，也能夠實現穩定的工作狀態。這樣，在本例的疊片式鐵心沖裁裝置I中，具有如下的所有必要條件設置有兩組轉子層疊工作站25、設置有兩組定子層疊工作站45、使轉子沖裁沖床2和定子沖裁沖床4 的沖裁動作同步化、配設有中間彎曲部3、以及配設有能夠升降的彎曲引導部35，由此，無需設置儲存器、結構緊湊、且與以往相比能夠高速運轉。
權利要求
1.一種疊片式鐵心沖裁裝置， 該疊片式鐵心沖裁裝置具有 開卷機，將卷成卷狀的鐵心用的帶狀鋼板設置于該開卷機，從而將帶狀鋼板展開； 轉子沖裁沖床，該轉子沖裁沖床從上述帶狀鋼板沖裁轉子用鐵心片并對其進行層疊；以及 定子沖裁沖床，該定子沖裁沖床從沖裁出上述轉子用鐵心片之后的上述帶狀鋼板沖裁定子用鐵心片并對其進行層疊， 上述疊片式鐵心沖裁裝置的特征在于， 上述轉子沖裁沖床具備以接近上述轉子用鐵心片的形狀的方式逐漸進行局部沖裁的成形模具，并且，上述轉子沖裁沖床還具備沖裁模具，該沖裁模具從上述帶狀鋼板沖裁上述轉子用鐵心片；以及兩組轉子層疊工作站，上述兩組轉子層疊工作站對沖裁出的上述轉子用鐵心片進行層疊，當進行一方的上述轉子層疊工作站中的沖裁動作時，停止另一方的轉子層疊工作站中的沖裁動作，在處于沖裁停止的過程中的上述轉子層疊工作站中，能夠實施使層疊有上述轉子用鐵心片而成的轉子層疊體沿周方向旋轉規定角度的旋轉層疊動作， 上述定子沖裁沖床具備以接近上述定子用鐵心片的形狀的方式逐漸進行局部沖裁的成形模具，并且，上述定子沖裁沖床還具備成形模具，該成形模具從上述帶狀鋼板沖裁上述定子用鐵心片；以及兩組定子層疊工作站，上述兩組定子層疊工作站對沖裁出的上述定子用鐵心片進行層疊，當進行一方的上述定子層疊工作站中的沖裁動作時，停止另一方的定子層疊工作站中的沖裁動作，并且，在處于沖裁停止的過程中的上述定子層疊工作站中，能夠實施使層疊有上述定子用鐵心片而成的定子層疊體沿周方向旋轉規定角度的旋轉層疊動作， 上述轉子沖裁沖床和上述定子沖裁沖床同步地進行沖裁動作， 在上述轉子沖裁沖床與上述定子沖裁沖床之間設置有中間彎曲部，該中間彎曲部能夠使上述帶狀鋼板呈彎曲狀地垂下，以便調整位于上述轉子沖裁沖床與上述定子沖裁沖床之間的上述帶狀鋼板的長度，在該中間彎曲部的上方，以能夠升降的方式配設有彎曲引導部，該彎曲引導部從上方對上述帶狀鋼板的彎曲軌跡進行引導，以免上述帶狀鋼板的彎曲軌跡反轉。
2.根據權利要求I所述的疊片式鐵心沖裁裝置，其特征在于， 上述轉子沖裁沖床和上述定子沖裁沖床均伴隨著曲軸的旋轉而進行沖裁動作，并且，上述轉子沖裁沖床的上述曲軸和上述定子沖裁沖床的上述曲軸連結并一體地旋轉。
3.根據權利要求I或2所述的疊片式鐵心沖裁裝置，其特征在于， 上述定子用鐵心片的外徑處于200mm 300mm的范圍。
4.根據權利要求I 3中任一項所述的疊片式鐵心沖裁裝置，其特征在于， 上述轉子用鐵心片和上述定子用鐵心片是在汽車的驅動用馬達中使用的汽車用轉子用鐵心片和定子用鐵心片。
全文摘要
疊片式鐵心沖裁裝置具備開卷機(11)、轉子沖裁沖床(2)以及定子沖裁沖床(4)。轉子沖裁沖床(2)具備兩組對沖裁出的轉子用鐵心片進行層疊的轉子層疊工作站(25)。定子沖裁沖床(4)具備兩組對定子用鐵心片進行層疊的定子層疊工作站(45)。轉子沖裁沖床(2)和定子沖裁沖床(4)同步地進行沖裁動作。在轉子沖裁沖床(2)和定子沖裁沖床(4)之間設置有能夠使帶狀鋼板(8)呈彎曲狀地垂下的中間彎曲部(3)，在中間彎曲部(3)的上方以能夠升降的方式配設有彎曲引導部(35)，該彎曲引導部(35)從上方對帶狀鋼板(8)的彎曲軌跡進行引導，以免帶狀鋼板(8)的彎曲軌跡反轉。
文檔編號H02K15/02GK102714449SQ201180006878
公開日2012年10月3日 申請日期2011年2月4日 優先權日2010年3月26日
發明者前田秀, 加藤進, 大浦卓也, 早渕正宏, 松原哲也, 西口創, 郡智基, 高木篤哉 申請人:愛信艾達株式會社