JP2007190571A - 打ち抜き廃片の再活用プレス方法及びその設備 - Google Patents

Abstract

【課題】従来、廃棄されていたスクラップ片の有効利用を図ることができ、更には、従来のコイル材（条材）のプレスラインも使用可能な生産性のよい打ち抜き廃片の再活用プレス方法及びその再活用プレス設備を提供する。
【解決手段】プレス加工装置１１から排出される打ち抜き廃片１２を直接又は一旦スクラップ一時保管部１３によっ貯留した後、徐々に排出される打ち抜き廃片１２を、直列状に連結する直列連結装置１４と、連結された打ち抜き廃片１２からなる直列連結板材１５を連続的にプレス加工する廃片プレス加工装置１７と、直列連結装置１４から直列連結板材１５を廃片プレス加工装置１７に送り込む板材搬送装置１６とを有し、板材をプレス加工することによって発生する複数枚の打ち抜き廃片１２を再活用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、板材をプレス加工することによって発生する打ち抜き廃片の再活用プレス方法及びその設備に関する。

例えば、特許文献１や特許文献２に記載されているように、電動機に使用される固定子鉄心片や回転子鉄心片は、長尺の板材（通常、電磁鋼板）を順次プレス装置に送り込んで、所定形状の鉄心片を形成しているが、環状のステータを製造する場合には、中央の円孔部分と、その周囲部分が残り、通常これらは鉄屑（スクラップ）として処理され、打ち抜き廃片を含むスクラップ自体は有効活用されていないのが、現状であった。

特開平１１−９８７７２号公報（図２） 特開２０００−２０１４５７号公報（図１４、図１６〜図２２）

そこで、資源の活用のために、各スクラップ片を材料として利用することが考えられるが、打ち抜き形成されたスクラップ片は個片化されているので、スクラップ片を一枚ずつ金型内に装着し、このスクラップ片を更にプレス加工して製品を抜き出し、その残りのスケルトンを金型から除去して、次に別のスクラップ片をこの金型内に装着するというサイクルの繰り返し加工となり、生産性を上げることができないという問題があった。
また、生産性を向上するために、スクラップ片の自動搬送を行うことも考えられ、この場合は個片化したスクラップ片をトランスファマシン等の搬送手段で把持し、スクラップ片を金型の所定場所に移動させて位置決めし、更に、スクラップ片から製品を打ち抜きした残りのスケルトンを別の搬送手段で金型から取り出して、別の場所に移動させる必要があり、複数の工程を経ることになって搬送能力が劣り、高い生産性の確保が困難であった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、従来、廃棄されていたスクラップ片の有効利用を図ることができ、更には、従来のコイル材（条材）のプレスラインも使用可能な生産性のよい打ち抜き廃片の再活用プレス方法及びその再活用プレス設備を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る打ち抜き廃片の再活用プレス方法は、板材をプレス加工することによって発生する複数枚の打ち抜き廃片（即ち、スクラップ片）を再活用してプレス加工する方法であって、前記各打ち抜き廃片を連結して帯状の直列連結板材を形成し、該直列連結板材を廃片プレス加工装置に通板し、プレス加工を行う。これによって打ち抜き廃片を廃片プレス加工装置に連続的に送り込むことが可能となる。
なお、廃片プレス加工装置によって製造される製品の大きさは、打ち抜き廃片に完全に含まれるのが最も好ましいが、場合によっては製品の一部を形成する場合も本発明に含まれる。

また、この第１の発明に係る打ち抜き廃片の再活用プレス方法において、前記各打ち抜き廃片の連結は、十分な強度を有するかしめ連結や接着剤による接合であってもよいが、前記各打ち抜き廃片を、例えば、レーザー溶接、電子ビーム溶接、アーク溶接、又は抵抗溶接等の溶接法によって接合するのが最も好ましく、これによって十分な連結強度を有する帯状の直列連結板材（即ち、連結打ち抜き廃片）が形成される。
なお、前記各打ち抜き廃片はその端部に形状加工が行われた後、該各打ち抜き廃片を連結する溶接を行ってもよい。

そして、第１の発明に係る打ち抜き廃片の再活用プレス方法において、前記打ち抜き廃片は前記直列連結板材となる前に、位置決め用の抜き孔を形成してもよい。この場合、位置決め用の抜き孔は一枚の打ち抜き廃片に対して２以上あるのが好ましい。また、抜き孔の形成は、打ち抜き廃片となる前後のいずれであってもよい。これによって、打ち抜き廃片の位置決めが行え、その後処理が容易となる。

また、前記目的に沿う第２の発明に係る打ち抜き廃片の再活用プレス設備は、板材をプレス加工装置によってプレス加工することによって発生する複数枚の打ち抜き廃片を再活用する打ち抜き廃片の再活用プレス設備であって、
前記プレス加工装置から排出される前記打ち抜き廃片を直接、又は前記プレス加工装置から排出された前記打ち抜き廃片を一旦スクラップ一時保管部に貯留した後、徐々に排出される前記打ち抜き廃片を、直列状に連結する直列連結装置と、
連結された前記打ち抜き廃片からなる直列連結板材を連続的にプレス加工する廃片プレス加工装置と、
前記直列連結装置から前記直列連結板材を前記廃片プレス加工装置に送り込む板材搬送装置とを有する。

第２の発明に係る打ち抜き廃片の再活用プレス設備において、前記直列連結装置はレーザー溶接装置であって、前記各打ち抜き廃片をレーザー光によって溶接連結しているのが好ましい。また、この第２の発明に係る打ち抜き廃片の再活用プレス設備において、前記直列連結装置の前段に、前記各打ち抜き廃片の接続端部の加工を行う切断装置が設けられているのがより好ましい。これによって、例えば、円形の打ち抜き廃片であっても、その両側を加工して向かい合わせれば、より長い溶接部を得ることができ、帯状の直列連結板材の接合強度を高めることができる。

なお、このレーザー溶接装置の他に、前述のように他の溶接法（例えば、電子ビーム溶接、ＴＩＧ溶接等のアーク溶接、抵抗溶接等）を適用することも可能であり、溶接によって接合部分にビードが発生した場合には、この溶接部を平坦にする押圧プレス加工部や、余盛り部を除去する切削加工部（又は研磨加工部）を設けることもできる。

請求項１〜５記載の打ち抜き廃片の再活用プレス方法及び請求項６〜８記載の打ち抜き廃片の再活用プレス設備においては、従来、廃棄していた打ち抜き廃片の再利用が可能となって、新しい製品の材料費を節約できる。そして、各打ち抜き廃片は帯状の直列連結板材となって、廃片プレス加工装置に搬送されることになるので、生産性が向上すると共に、廃片プレス加工装置への通板機構が単純化し、設備全体の低コスト化を図れる。
特に、請求項６〜８記載の打ち抜き廃片の再活用プレス設備においては、廃片プレス加工装置として従来から使用されている条材をプレス加工する装置をそのまま利用でき、この廃片プレス加工装置に打ち抜き廃片を直列状に連結する直列連結装置とこれを搬送する板材搬送装置とを付設することによって、全体の設備を構成することも可能であるので、極めて廉価に設備全体を構成することができる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の第１の実施の形態に係る打ち抜き廃片の再活用プレス設備の全体図、図２はプレス加工装置の打ち抜き工程の説明図、図３、図４は打ち抜き廃片の処理工程の説明図、図５は本発明の第２の実施の形態に係る打ち抜き廃片の再活用プレス設備の全体図、図６は打ち抜き廃片の処理工程の説明図、図７は本発明の第３の実施の形態に係る打ち抜き廃片の再活用プレス設備の全体図である。

まず、図１を参照しながら、本発明の第１の実施の形態に係る打ち抜き廃片の再活用プレス設備１０について説明しながら、本発明の一実施の形態に係る打ち抜き廃片の再活用プレス方法について説明する。
本発明の第１の実施の形態に係る打ち抜き廃片の再活用プレス設備１０は、プレス加工装置１１から排出される打ち抜き廃片１２を貯留するスクラップ一時保管部の一例である貯留ボックス１３と、貯留ボックス１３から徐々に排出される打ち抜き廃片１２を、直列状に連結する直列連結装置の一例であるレーザー溶接装置１４と、レーザー溶接装置１４によって連結された打ち抜き廃片１２からなる直列連結板材１５を板材搬送装置１６を介して連続的にプレス加工する廃片プレス加工装置１７とを有している。以下、これらについて詳細に説明する。

プレス加工装置１１は、対となるパンチ及びダイを有する従来から使用されている通常の打ち抜き装置であって、この実施の形態にあっては、図２に示すようにステーションＡ〜Ｅを備え、薄板電磁鋼板からなる条材（コイル材、板材の一例）１７ａから固定子鉄心片１８を打ち抜き形成している。即ち、ステーションＡで条材１７ａの両側にそれぞれ位置決め用の抜き孔（即ち、パイロット孔）１９を形成し、ステーションＢでは内形抜きを行い、ステーションＣでは磁極部２０を形成するスロット抜きを行い、ステーションＤでは周囲にかしめ部２１を形成し、ステーションＥでは以上の工程によって製造された固定子鉄心片１８をダイ内に抜き落としてかしめ積層し、固定子積層鉄心を形成している。なお、プレス加工装置１１の上流側には条材搬送手段１１ａ及びアンコイラー装置１１ｂが設けられている。また、この実施の形態では、条材１７ａから打ち抜き廃片１２及び固定子鉄心片１８を抜き落とした滓材（スケルトン）は図示しない巻取り装置によって巻き取られて、最終的にはスクラップ処理されている（以下の実施の形態においても同じ）。

ステーションＢで抜き落とされた円形の打ち抜き廃片１２は、従来はそのままスクラップとして廃棄処理されていたが、この実施の形態では、スクラップ搬送用コンベア（例えば、ベルトコンベア、チェーンコンベア）１３ａによって搬送し、貯留ボックス１３内に収納している。この貯留ボックス１３は平面視して円形となって、上部から投入される打ち抜き廃片１２をそのまま落下させて積み重ねるようになっている。この貯留ボックス１３の底部には、図１及び図３に示すように、一枚の打ち抜き廃片１２のみが側方に排出される出口２４を有し、反対側から貯留ボックス１３内に嵌入する押し出し板２５によって、一枚ずつ打ち抜き廃片１２が貯留ボックス１３の底部から排出されるようになっている。

貯留ボックス１３から排出された打ち抜き廃片１２は、図３に示すように、一部ラップして並べられる。このラップ代ａは打ち抜き廃片１２の直径ｄの例えば０．０１〜０．２倍程度となっている。なお、打ち抜き廃片１２の位置決めは上下動する図示しないストッパーによって行われ、円形の打ち抜き廃片１２の進行方向両側を止めるようにしている。
この後、連続する打ち抜き廃片１２のラップ部２６の中央がレーザー溶接される。図３において、２７はレーザー溶接によるビードを示す。なお、レーザー溶接による溶接接続はこの実施の形態のようにビード状のものに限らず、スポット状であってもよい。このレーザー溶接によって複数枚の打ち抜き廃片１２が帯状に並んだ直列連結板材１５が形成される。図１において、２９はレーザー溶接トーチを示す。

この後、上下の送りローラ３０、３１と、図示しない左右のガイド部材を有する板材搬送装置１６を介して、直列連結板材１５は、廃片プレス加工装置１７に搬送される。廃片プレス加工装置１７は、従来の打ち抜きプレス装置と同一で、昇降するパンチ及びこのパンチと対となるダイを有し、直列連結板材１５中の各打ち抜き廃片１２の形状加工を行う。この廃片プレス加工装置１７によって加工される製品は、打ち抜き廃片が磁性鋼板によって構成されている場合には、更に小型のモータコア片（例えば、固定子鉄心片、回転子鉄心片）等の他、トランスやリアクトルのコア等であってもよい。廃片プレス加工装置１７によって製品が除去された後の抜き滓（スケルトン）は、帯状となって廃片プレス加工装置１７から順次排出される（図示せず）。

前記実施の形態においては、各打ち抜き廃片１２をラップさせ、ラップ部２６の中央をレーザー溶接して隣合う打ち抜き廃片１２を連結しているが、両端を図示しない切断装置で切断して、図４に示すように、打ち抜き廃片１２の両端に溶接開先３３を形成してもよい。ここで、３４は切り落とし片を示す。溶接開先３３の形成された打ち抜き廃片１２を、先行する溶接開先３３の形成された打ち抜き廃片１２と当接させ、当接した部分（即ち、溶接開先３３）のレーザー溶接を連続的又はスポット的に行う。これによって、直列連結板材３５が形成され、この後、直列連結板材３５は板材搬送装置１６を介して廃片プレス加工装置１７に搬送される。なお、切り落とし片３４の幅（打ち抜き廃片１２の進行方向に対する幅）ｊは打ち抜き廃片１２の直径ｄの例えば０．０１〜０．２倍程度とするのがよい。また、図４において３６は溶接ビードを示す。

続いて、図５を参照しながら、本発明の第２の実施の形態に係る打ち抜き廃片の再活用プレス設備３８について説明するが、第１の実施の形態に係る打ち抜き廃片の再活用プレス設備１０と同一の構成要素については同一の番号を付して詳しい説明を省略する（第３の実施の形態に係る打ち抜き廃片の再活用プレス設備４５においても同じ）。
図５に示すように、打ち抜き廃片の再活用プレス設備３８は、スクラップ搬送用シュート３８ａを介してプレス加工装置１１から排出される打ち抜き廃片１２を貯留する貯留ボックス１３と、貯留ボックス１３から徐々に排出される打ち抜き廃片１２の形状加工を行う補助プレス装置３９と、補助プレス装置３９から搬出される打ち抜き廃片１２を連結するレーザー溶接装置１４（直列連結装置の一例）と、レーザー溶接装置１４によって連結された直列連結板材４０を板材搬送装置１６を介して連続的にプレス加工する廃片プレス加工装置１７とを有している。

以下、これらについて詳細に説明する。
第１の実施の形態においては、プレス加工装置１１からコンベア１３ａを介して打ち抜き廃片１２を貯留ボックス１３に投入していたが、この第２の実施の形態においては、スクラップ搬送用シュート３８ａを介して貯留ボックス１３に投入している。貯留ボックス１３の底部から一枚ずつ図示しない押し出し板によって排出されて、補助プレス装置３９に排出される。
補助プレス装置３９では、図６に示すように、円形の打ち抜き廃片１２はその周囲を位置決めされた状態で、進行方向両端部を切断されて溶接開先３３が形成されている。そして、この補助プレス装置３９において、円形の打ち抜き廃片１２の溶接開先３３の中心位置から９０度異なる位置で、打ち抜き廃片１２の周縁には位置決め用の抜き孔４１、４２も合わせて形成される。これによって、打ち抜き廃片１２及びその後に形成される直列連結板材４０の位置決めを行うことができる。

前記実施の形態において、打ち抜き廃片１２の両端部の切断と、抜き孔４１、４２との形成は同時に行ってもよいし、順次形成してもよい。また、抜き孔４１、４２の形成は、最初の工程、即ち、プレス加工装置１１で行うことも可能であるし、場合によっては、隣り合う打ち抜き廃片１２を連結した後に形成してもよい。更には、抜き孔４１、４２を形成することは、第１の実施の形態に示す直列連結板材１５に対しても適用できる。
また、廃片プレス加工装置１７に直列連結板材１５、４０を送り込んだ後に、幅方向両側に位置決め用の抜き孔を構成することもできる。
この後、溶接開先３３を突き合わせてレーザー溶接を行い、直列連結板材４０とした後、廃片プレス加工装置１７に送り込む。

続いて、図７を参照しながら、本発明の第３の実施の形態に係る打ち抜き廃片の再活用プレス設備４５について説明する。
この実施の形態においては、プレス加工装置１１から排出される打ち抜き廃片１２は、スクラップ搬送用シュート４６を介して搬送コンベア４７に一枚ずつ搬送される。搬送コンベア４７では、打ち抜き廃片１２が正確に所定の位置に載置される位置決め機構を備え、接合部４８に打ち抜き廃片１２を搬送し、第１の実施の形態に係る打ち抜き廃片の再活用プレス設備１０と同様に所定のラップ代で、打ち抜き廃片１２を並べ、レーザー溶接を行う。これによって直列連結板材１５が形成され、板材搬送装置１６によって廃片プレス加工装置１７に搬送される。このように、打ち抜き廃片はプレス加工装置から、一時保管を行なわず直接、直列連結装置に送ってもよい。

前記実施の形態においては、円形の打ち抜き廃片１２を例にして本発明を説明したが、その打ち抜き廃片は楕円、多角形等の形であってもよい。
また、前記実施の形態においては、打ち抜き廃片１２の連結にはレーザー溶接法を用いたが、電子ビーム溶接、ＴＩＧ等のアーク溶接、又は抵抗溶接等であってもよいし、場合によっては、かしめ接合、接着剤、片面又は両面接合テープ等で接合する場合も本発明は適用される。
前記実施の形態においては、廃片プレス加工装置１７として、通常の打ち抜きプレス装置を用いたが、打ち抜き廃片の形状、直列連結板材の形状、二次製品の形状に合わせて特別なプレス装置を用いる場合も本発明は適用される。
更には、本発明は、前記第１〜第３の実施の形態に係る打ち抜き廃片の再活用プレス設備の一部を組み合わせて打ち抜き廃片の再活用プレス設備を構成することもできる。

本発明の第１の実施の形態に係る打ち抜き廃片の再活用プレス設備の全体図である。 プレス加工装置の打ち抜き工程の説明図である。 打ち抜き廃片の処理工程の説明図である。 他の実施の形態に係る打ち抜き廃片の処理工程の説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る打ち抜き廃片の再活用プレス設備の全体図である。 打ち抜き廃片の処理工程の説明図である。 本発明の第３の実施の形態に係る打ち抜き廃片の再活用プレス設備の全体図である。

符号の説明

１０：打ち抜き廃片の再活用プレス設備、１１：プレス加工装置、１１ａ：条材搬送手段、１１ｂ：アンコイラー装置、１２：打ち抜き廃片、１３：貯留ボックス、１３ａ：スクラップ搬送用コンベア、１４：レーザー溶接装置、１５：直列連結板材、１６：板材搬送装置、１７：廃片プレス加工装置、１７ａ：条材、１８：固定子鉄心片、１９：抜き孔、２０：磁極部、２１：かしめ部、２４：出口、２５：押し出し板、２６：ラップ部、２７：ビード、２９：レーザー溶接トーチ、３０、３１：送りローラ、３３：溶接開先、３４：切り落とし片、３５：直列連結板材、３６：溶接ビード、３８：打ち抜き廃片の再活用プレス設備、３８ａ：スクラップ搬送用シュート、３９：補助プレス装置、４０：直列連結板材、４１、４２：抜き孔、４５：打ち抜き廃片の再活用プレス設備、４６：スクラップ搬送用シュート、４７：搬送コンベア、４８：接合部

Claims (8)

1. 板材をプレス加工することによって発生する複数枚の打ち抜き廃片を再活用してプレス加工する方法であって、
   前記各打ち抜き廃片を連結して帯状の直列連結板材を形成し、該直列連結板材を廃片プレス加工装置に通板し、プレス加工を行うことを特徴とする打ち抜き廃片の再活用プレス方法。
2. 請求項１記載の打ち抜き廃片の再活用プレス方法において、前記各打ち抜き廃片は溶接によって接合されて前記直列連結板材を形成していることを特徴とする打ち抜き廃片の再活用プレス方法。
3. 請求項２記載の打ち抜き廃片の再活用プレス方法において、前記各打ち抜き廃片はその端部に形状加工が行われた後、該各打ち抜き廃片を連結する溶接が行われていることを特徴とする打ち抜き廃片の再活用プレス方法。
4. 請求項２及び３のいずれか１項に記載の打ち抜き廃片の再活用プレス方法において、前記溶接は、レーザー溶接、電子ビーム溶接、アーク溶接及び抵抗溶接のいずれか１によってなされていることを特徴とする打ち抜き廃片の再活用プレス方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の打ち抜き廃片の再活用プレス方法において、前記打ち抜き廃片は前記直列連結板材となる前に、位置決め用の抜き孔が形成されていることを特徴とする打ち抜き廃片の再活用プレス方法。
6. 板材をプレス加工装置によってプレス加工することによって発生する複数枚の打ち抜き廃片を再活用する打ち抜き廃片の再活用プレス設備であって、
   前記プレス加工装置から排出される前記打ち抜き廃片を直接、又は前記プレス加工装置から排出された前記打ち抜き廃片を一旦スクラップ一時保管部に貯留した後、徐々に排出される前記打ち抜き廃片を、直列状に連結する直列連結装置と、
   連結された前記打ち抜き廃片からなる直列連結板材を連続的にプレス加工する廃片プレス加工装置と、
   前記直列連結装置から前記直列連結板材を前記廃片プレス加工装置に送り込む板材搬送装置とを有することを特徴とする打ち抜き廃片の再活用プレス設備。
7. 請求項６記載の打ち抜き廃片の再活用プレス設備において、前記直列連結装置はレーザー溶接装置であって、前記各打ち抜き廃片をレーザー光によって溶接連結していることを特徴とする打ち抜き廃片の再活用プレス設備。
8. 請求項６及び７のいずれか１項に記載の打ち抜き廃片の再活用プレス設備において、前記直列連結装置の前段に、前記各打ち抜き廃片の接続端部の加工を行う切断装置が設けられていることを特徴とする打ち抜き廃片の再活用プレス設備。

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