JP2011020132A - 積層鉄心製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スクイズリングの回転角度を容易に変更可能なインデックス装置を有し、且つインデックス装置の大型化を抑制し且つ安定制御が可能な積層鉄心製造装置を提供すること。
【解決手段】インデックス装置５は、サーボモータ３２と、このサーボモータの出力軸の回転を減速する減速ギヤ機構と、この減速ギヤ機構の減速出力軸の回転角を検出するエンコーダ３６と、サーボモータを制御する制御手段４０とを有し、主軸の特定回転位相を示す同期信号を発生する同期信号発生手段２７とを設け、制御手段は、同期信号と同期して主軸の１回転毎の所定タイミングにスクイズリングを所定角度回転させるようにサーボモータを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は積層鉄心製造装置に関して、特に電磁鋼板の外形打ち抜き加工において、減速ギヤ機構を有するインデックス装置により、上金型の昇降駆動に同期するように、下金型のスクイズリングとこのスクイズリングに保持された鋼板片を間欠的に所定角度回動させる積層鉄心製造装置に関する。

従来、ロボットや工作機械などの機械装置或いは自動車や鉄道車両などにおいては、駆動源として電動モータが使用されている。この電動モータは、一般的に、本体ケースと、この本体ケースに回転自在に支持された回転軸と、この回転軸に外嵌状に固定されたロータとこのロータと相互作用して回転モーメントを発生させる本体ケースに固定されたステータとからなるモータコアなどから構成されている。このモータコアは、複数枚の電磁鋼板（例えば、厚さ０．１５ｍｍ〜０．５ｍｍ）を積層状態にして相互に固着した積層鉄心から構成されている。

ここで、上記のモータコアとなる積層鉄心を製造するための順送り金型を用いた積層鉄心製造装置がある。この積層鉄心製造装置においては、先ず、帯状の電磁鋼板からなる被加工材を材料送り手段によりテーブル上を間欠移送させながら、各ステージに設けた各種形状の上金型側の外形打ち抜きパンチと下金型側の外形打ち抜きダイにより、電磁鋼板に対して所望の形状の型抜き加工を順次施していく。

次に、最終工程の外形打ち抜き加工において、外形打ち抜きパンチで帯状の電磁鋼板から打ち抜かれた鋼板片を、外形打ち抜きダイに固定されて下方へ延びるスクイズリング内に落とし、このスクイズリング内に鋼板片を係止保持して積層状態にする。そして、その後スクイズリング内から取り出してから、何らかの固定手段によって鋼板片の積層体をカシメ係合により相互に固着することで、積層鉄心を製造する。

ところで、上記の帯状の電磁鋼板は、規格に適合したものでも、電磁鋼板の局部的な厚みに数μｍ程度の偏差があることがある。そのため、この帯状の電磁鋼板を順次打ち抜いて例えば１００枚程度積層すると、積層鉄心に１ｍｍ程度の板厚偏差を生じることがある。ここで、特許文献１，２の積層鉄心製造装置のように、電磁鋼板から鋼板片が打ち抜かれる毎に、電動モータを含む回転駆動機構によりベルト式伝達機構を介して、スクイズリングを鋼板片と共に所定角度回転させながら順次鋼板片を積層していくことで、積層鉄心の板厚偏差を改善する技術がある。

しかし、特許文献１，２のスクイズリングの回転駆動機構は、一般に、電動モータでインデックスカムを介して減速するメカカム式減速機構が採用されている。このようなメカカム式減速機構を採用するのは、スクイズリングを含む回転駆動対象物の重量が１００トン以上もあって慣性モーメントも非常に大きく、大トルクの電動モータが必要になるからである。

特開２００５−２１１９６４号公報 特開２００７−２６８５４５号公報

しかし、上記のメカカム式減速機構を採用した場合には、スクイズリングの回転角度（割り出し角度）は、カムの形状に依存して固定されてしまう。このため、ロータやステータの形状や積層条件に応じて、スクイズリングの回転角度を変更したい場合は、インデックスカムを交換する必要があり、手間がかかるうえ、インデックスカムは特殊な構造なのでその製造コストが高価になる。

ところで、帯状の電磁鋼板を打ち抜く毎に、スクイズリングを所定角度回転させるには、上金型の昇降駆動に追従して回転駆動機構の電動モータを制御しなければならない。
従来の制御方法では、上金型の昇降駆動の開始直後から電動モータの追従制御が開始されている。しかし、この作動開始時に上金型を昇降駆動させる主軸駆動モータは、加速中の過渡状態であるため、インデックス装置を主軸駆動モータに追従させる制御が複雑になり、その制御が不安定な状態になりやすく、この過渡状態の主軸駆動モータに対するインデックス装置の電動モータの追従性を確保するには、高性能の大型の電動モータが必要になり、製作コストが非常に高価になる。

本発明の目的は、スクイズリングの回転角度を容易に変更可能なインデックス装置を有する積層鉄心製造装置を提供すること、インデックス装置の大型化を抑制し且つ安定制御が可能な積層鉄心製造装置を提供すること、などである。

請求項１の積層鉄心製造装置は、打ち抜きパンチを含む上金型と、この打ち抜きパンチに対応する外形打ち抜きダイとこのダイに固定されて下方へ延びるスクイズリングとを含む下金型と、主軸と主軸駆動モータとを有し上金型を昇降駆動する為の昇降駆動機構と、上金型の昇降駆動に同期してスクイズリングを間欠的に回動駆動するインデックス装置とを備え、電磁鋼板から鋼板片を打ち抜いて積層した積層鉄心を製造する積層鉄心製造装置において、前記インデックス装置は、サーボモータと、このサーボモータの出力軸の回転を減速する減速ギヤ機構と、この減速ギヤ機構の減速出力軸の回転角を検出するエンコーダと、サーボモータを制御する制御手段とを有し、前記減速ギヤ機構の出力回転をスクイズリングに伝達するベルト式伝動機構と、前記主軸の特定回転位相を示す同期信号を発生する同期信号発生手段とを設け、前記制御手段は、前記同期信号と同期して前記主軸の１回転毎の所定タイミングにスクイズリングを所定角度回転させるように前記サーボモータを制御することを特徴としている。

請求項２の積層鉄心製造装置は、請求項１の発明において、前記制御手段は、前記昇降駆動機構の作動開始時に上金型が最初に下死点に達する時には、電磁鋼板を打ち抜かない空打ちを実行するように電磁鋼板を順送りする材料送り手段に指令することを特徴としている。

請求項３の積層鉄心製造装置は、請求項１又は２の発明において、前記減速ギヤ機構は、夫々非円形歯車からなる駆動側ピニオンと従動側ギヤとを備え、且つ、前記ピニオンが前記所定角度回転のスタート点である０度から１８０度回転する間は減速比が１／３から１／５に変化し、前記ピニオンが１８０度から２７０度回転する間は減速比を１／５に維持され、前記ピニオンが２７０度から３６０度回転する間は減速比が１／５から１／３に変化することを特徴としている。

請求項１の発明によれば、前記インデックス装置は、サーボモータと、このサーボモータの出力軸の回転を減速する減速ギヤ機構と、この減速ギヤ機構の減速出力軸の回転角を検出するエンコーダと、サーボモータを制御する制御手段とを有し、前記減速ギヤ機構の出力回転をスクイズリングに伝達するベルト式伝動機構を設けたので、この制御手段により、サーボモータを制御することで、減速ギヤ機構とベルト式伝動機構を介して、主軸１回転毎のスクイズリングの回転角度を自在に変更することができる。本願の減速ギヤ機構は、安価に製造可能なギヤ部材から構成できるため安価に製造できる。

前記主軸の特定回転位相を示す同期信号を発生する同期信号発生手段とを設け、前記制御手段は、前記同期信号と同期して前記主軸の１回転毎の所定タイミングにスクイズリングを所定角度回転させるように前記サーボモータを制御する。制御手段は、同期信号と同期してサーボモータを制御するので、昇降駆動機構の主軸駆動モータにサーボモータを時々刻々追従制御させる必要がなく、高性能の大型のサーボモータを必要とせずに、サーボモータの制御を簡単化し安定させることができる。

請求項２の発明によれば、前記制御手段は、前記昇降駆動機構の作動開始時に上金型が最初に下死点に達する時には、電磁鋼板を打ち抜かない空打ちを実行するように電磁鋼板を順送りする材料送り手段に指令するので、この制御手段により、昇降駆動機構の主軸駆動モータの駆動が安定状態(定常状態)になってからインデックス装置の制御を開始すればよい。従って、不安定な過渡状態の主軸駆動モータにインデックス装置のサーボモータを追従制御させる必要がなく、高性能の大型のサーボモータを必要としないので、インデックス装置の大型化を抑制することができる。

請求項３の発明によれば、前記減速ギヤ機構は、夫々非円形歯車からなる駆動側ピニオンと従動側ギヤとを備えたので、サーボモータの回転数が最も高くて負荷がかかる状態の時に、減速ギヤ機構の減速比を下げて、減速出力軸の出力を増力させることで消費電力を抑制し、インデックス装置を省エネ化することができる。

本発明の実施例に係る積層鉄心製造装置の正面図である。 インデックス装置の部分縦断面図である。 昇降駆動機構のクランク軸のクランクピンの高さ位置とクランク軸の回転角度との関係を示す線図である。 昇降駆動機構の主軸駆動モータの回転数とクランク軸の回転角度との関係を示す線図である。 昇降駆動機構のインデックス装置のサーボモータの回転数とクランク軸の回転角度との関係を示す線図である。 変更例に係る減速ギヤ機構の平面図である。 図６の減速ギヤ機構の減速比の変化を示す線図である。

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

先ず、本発明の積層鉄心製造装置１の全体構成について説明する。
図１に示すように、積層鉄心製造装置１は、外形打ち抜きパンチ１１を含む上金型２と、この打ち抜きパンチ１１に対応する外形打ち抜きダイ１６とこのダイ１６に固定されて下方へ延びるスクイズリング２０とを含む下金型３と、クランク軸２４と主軸駆動モータ２５とを有し上金型２を昇降駆動する為の昇降駆動機構４と、上金型２の昇降駆動に同期してスクイズリング２０を間欠的に回動駆動するインデックス装置５と、帯状の電磁鋼板Ｗを間欠移送する材料送り手段６と、インデックス装置５の出力をスクイズリング２０に伝達するベルト式伝動機構７などを備えている。この積層鉄心製造装置１は、電磁鋼板Ｗから鋼板片を打ち抜いて積層した積層鉄心１０を製造する。

この積層鉄心製造装置１は、順送り金型を使用した最終工程において、外形打ち抜きパンチ１１と外形打ち抜きダイ１６により、材料送り手段６により間欠移送されてくる帯状の電磁鋼板Ｗのコア用打ち抜き部に対して外形打ち抜き加工を行うものである。この打ち抜かれた鋼板片は、スクイズリング２０内にて順次積層されて積層体１０を構成する。尚、電磁鋼板Ｗを打ち抜く毎に、後述するインデックス装置５によりスクイズリング２０が所定角度回転される。

電磁鋼板Ｗから打ち抜かれた鋼板片は、図示は省略するが、電動モータの回転軸が固着される軸孔以外にも、複数のかしめ用突起(これの裏面側がかしめ用凹部である)が設けられている。積層された鋼板片を相互に固着する場合は、スクイズリング２０内の積層体１０に対して、例えば、外形打ち抜きパンチ１１と下方の支持台（図示略）とで押圧し、上下に隣接する鋼板片のかしめ用突起を嵌合状態にすることで固着することができる。こうして、コアモータとなる積層鉄心１０を製造する。

次に、上金型２について説明する。
図１に示すように、上金型２は、外形打ち抜きパンチ１１と、上金型ホルダ１２と、パンチプレート１３と、ストリッパプレート１４などから構成され、ラム８の下部に設けられている。上金型２は、昇降駆動機構４により昇降駆動される。
外形打ち抜きパンチ１１は、上金型ホルダ１３を介してパンチプレート１２に設けられている。打ち抜きパンチ１１の先端は、ストリッパプレート１４を摺動可能に挿通されている。ストリッパプレート１４は、ガイド部材を介して上下動可能に上金型ホルダ１３の下部に設けられている。ストリッパプレート１４の下面には電磁鋼板Ｗを押える為の押え板１４ａが固定されている。

次に、下金型３について説明する。
図１に示すように、下金型３は、外形打ち抜きダイ１６と、下金型ホルダ１７と、ダイプレート１８と、支持受け台１９と、スクイズリング２０などから構成され、機台（図示略）に設けられている。
外形打ち抜きダイ１６は、スクイズリング２０内周の上部に嵌合固定されている。ダイプレート１８は、下金型ホルダ１７の上部に設けられている。スクイズリング２０の外周には、後述するベルト式伝達機構７の従動側プーリ４６が装着されている。

ここで、スクイズリング２０について説明する。
図１に示すように、スクイズリング２０は、複数のベアリング２２を介して下金型ホルダ１７に設けられた支持受け台１９に回転可能に支持されている。このスクイズリング２０は、順次打ち抜かれて上端開口から内部に抜き落とされてくる鋼板片を積層状態に保持するものである。スクイズリング２０の内周には、鋼板片の平面視形状と同形状の断面形状を有し、上方から圧入された鋼板片を摩擦力で保持できる保持孔２０ａが形成されている。

電磁鋼板Ｗを打ち抜くときは、上金型２を下降させて、ストリッパプレート１４を電磁鋼板Ｗに当接させ、電磁鋼板Ｗをダイプレート１８との間に固定した後に、打ち抜きパンチ１１と打ち抜きダイ１６とで電磁鋼板Ｗを打ち抜き、鋼板片をスクイズリング２０内に抜き落とす。この打ち抜き加工は、１回の打ち抜きに対してコンマ数秒で行われる。尚、これら上金型２と下金型３の具体的な構成については、公知な構成であるため詳細な説明は省略する。

次に、昇降駆動機構４について説明する。
図１に示すように、昇降駆動機構４は、駆動機構本体８内部に設けられたクランク軸２４（主軸に相当する）を含むクランク機構と、このクランク軸２４を回転駆動する主軸駆動モータ２５などから構成されている。このクランク軸２４は、クランク軸２４のクランクピンが１回転する毎に、上金型２が１回昇降駆動されて、電磁鋼板Ｗから１枚の鋼板片が打ち抜かれる。このクランク軸２４には、クランク軸２４の特定回転位相（例えば、クランク軸の基準回転位置から２４０度回転した位置）を示す同期信号を発生する同期信号発生手段２７が設けられている。

次に、インデックス装置５について説明する。
図１，図２に示すように、インデックス装置５は、本体ケース３１と、この本体ケース３１の下部に固定されたサーボモータ３２と、このサーボモータ３２のモータ出力軸３３の回転を減速する減速ギヤ機構３４と、この減速ギヤ機構３４の減速出力軸３５の回転角を検出するエンコーダ３６と、サーボモータ３２を制御する制御ユニット４０（制御手段に相当する）とを有している。このサーボモータ３２の出力は、サーボモータ３２の垂直なモータ出力軸３３から減速ギヤ機構３４に伝達される。モータ出力軸３３は、回転可能に複数のベアリング３７を介して本体ケース３１に支持されている。この減速出力軸３５は、複数のベアリング３８により回転自在に本体ケース３１に支持されている。

次に、減速ギヤ機構３４について説明する。
減速ギヤ機構３４は、駆動側ピニオン４１と、駆動側ピニオン４１に噛合した従動側ギヤ４２から構成されている。駆動側ピニオン４１は、サーボモータ３２のモータ出力軸３３に固定されている。従動側ギヤ４２は、減速出力軸３５に固定されている。減速出力軸３５は中空状に形成され、上端部に後述するベルト式伝達機構７の駆動側プーリ４５が固着されている。エンコーダ３６は、減速出力軸３５の１回転あたり例えば７２０のエンコーダ信号を発生する。この減速ギヤ機構３４の減速比は１／４である。モータ出力軸３３の回転駆動力は約１／４に減速され、且つモータ出力軸３３のトルクは約４倍に増力されて減速出力軸３５に伝達される。

次に、制御ユニット４０について説明する。
図１に示すように、制御ユニット４０は、帯状の電磁鋼板Ｗを間欠移送する材料送り手段６と、同期信号発生手段２７と、エンコーダ３６と、サーボモータ３２の駆動部３９と、外部から情報が入力される操作パネル４９などに電気的に接続されている。この制御ユニット４０は、エンコーダ３６からのエンコーダ信号を受け、同期信号発生手段２７からの同期信号と同期してクランク軸２４の１回転毎の所定タイミングにスクイズリング２０を所定角度（例えば、鋼板片のかしめ用突起の位置に応じて、６０度又は９０度又は１２０度など）回転させるようにサーボモータ３２を制御する。この制御ユニット４０は、昇降駆動機構４の作動開始時に上金型２が最初に下死点に達する時には、電磁鋼板Ｗを打ち抜かない空打ちを実行するように電磁鋼板Ｗを順送りする材料送り手段６に指令する。

次に、ベルト式伝動機構７について説明する。
図１，図２に示すように、ベルト式伝動機構７は、減速出力軸３５に固定された駆動側プーリ４５と、スクイズリング２０の外周に固定された従動側プーリ４６と、駆動側プーリ４５と従動側プーリ４６とに亙って装着されたタイミングベルト４７を有している。駆動側プーリ４５と従動側プーリ４６の直径は等しく形成されている。このベルト式伝動機構７により、インデックス装置５の減速出力軸３５の回転をスクイズリング２０に伝達する。

次に、積層鉄心製造装置１の作用について、図３〜図５に基づいて説明する。
図３において、縦軸はクランク軸２４のクランクピンの高さ位置、横軸はクランク軸２４の回転角度を示し、図４において、縦軸は主軸駆動モータ２５の回転数、横軸はクランク軸２４の回転角度を示し、図５において、縦軸はサーボモータ３２の回転数、横軸はクランク軸２４の回転角度を示している。尚、図３の縦軸の上死点、下死点は、上金型２のストリッパプレート１４の上限位置、下限位置を夫々示している。

この積層鉄心製造装置１の作動開始時において、上金型２が最大限上昇している上死点（クランク軸回転角度０度）に位置している。主軸駆動モータ２５の作動開始により、クランク軸２４が回転駆動され始めると、上金型２が上死点から徐々に下降して、ストリッパプレート１４に固定された押え板１４ａの下面が、電磁鋼板Ｗを介在させ又は介在させずに、下金型３のダイプレート１８に当接する下死点（クランク軸回転角度１２０度）に到達する。尚、本実施例で示す昇降駆動機構４のクランク軸２４の種々の回転角度は、１例を示しているに過ぎず、種々の積層鉄心製造装置の構成に応じて設定変更可能である。

次に、クランク軸回転角度１２０度から２４０度の間は、打ち抜きパンチ１１が下死点を下回って打ち抜きダイ１６に挿入される。最初に上金型２が下死点に達する時には、制御ユニット４０により材料送り手段６に材料を送らないように指令して、電磁鋼板Ｗを打ち抜かない空打ちを実行する。クランク軸２４の回転角度１８０度から、打ち抜きパンチ１１は上昇を開始し、回転角度２４０度で打ち抜きパンチ１１が打ち抜きダイ１６から離脱し、その後、上金型２は上死点まで上昇する。

尚、クランク軸２４の回転角度が作動開始時の０度から最初の２４０度に到達する間は、主軸駆動モータ２５は徐々に回転数を増加させていく不安定な過渡状態である。このとき、この主軸駆動モータ２５が、安定状態（例えば、最大回転数３００ｒｐｍ）に達するまでの時間Ｔ_０は、電磁鋼板Ｗを打ち抜き加工する周期Ｔよりも長い。

次に、主軸駆動モータ２５が安定状態に達した後（最初の打ち抜きが終了した主軸回転角度２４０度以降）は、同期信号発生手段２７から特定回転位相（クランク軸回転角度２４０度）を示す同期信号が制御ユニット４０に送信され、制御ユニット４０により、材料送り手段６に電磁鋼板Ｗを周期Ｔで間欠移送するように指令する。同時に、インデックス装置５にスクイズリング２０を同期信号と同期するように周期Ｔで間欠回動するように指令して、周期Ｔで電磁鋼板Ｗを順次打ち抜いていく（図５参照）。このとき、打ち抜きパンチ１１により、打ち抜かれた鋼板片はスクイズリング２０内にて所定の角度回転された状態で順次積層されていく。

尚、１周期Ｔは打ち抜き加工が終了した２４０度から次の打ち抜き加工が終了する２４０度までのクランク軸２４の１回転の時間である。本実施例では、主軸駆動モータ２５が安定状態になってからの打ち抜き加工の周期Ｔは、０．２秒であるが、特にこの時間に限定する必要はなく種々設定が可能である。スクイズリング２０内の鋼板片が所定枚数積層されたら、相互に固着させて積層鉄心１０を製造する。

ここで、インデックス装置５の作用について説明する。
図５に示すように、積層鉄心製造装置１の作動開始時から最初に下死点に達して空打ちを実行している過渡状態の時間Ｔ_０内（クランク軸回転角度２４０度まで）では、インデックス装置５によりスクイズリング２０は回動駆動されないように制御ユニット４０により制御される。最初の打ち抜きが終わると、制御ユニット４０は、クランク軸２４に設けられた同期信号発生手段２７から、クランク軸回転角度２４０度を示す同期信号を受けて、インデックス装置５の同期運転が開始するように指令する。尚、これ以降は、主軸駆動モータ２５は安定状態になるので、同期信号発生手段２７は、同期信号を周期Ｔで制御ユニット４０に送信することになる。同様に、この同期信号発生手段２７は、打ち抜き加工が開始されるクランク軸回転角度１２０度を示す位相信号を、クランク軸２４の１回転毎に制御ユニット４０に送信する。

主軸駆動モータ２５が安定状態になってからは、制御ユニット４０は、同期信号発生手段２７から送信されてくる同期信号と同期するように、スクイズリング２０が周期Ｔで間欠的に回動駆動するようにサーボモータ３２を駆動させる。このときのスクイズリング２０の所定角度の回転は、例えば、クランク軸２４の２／３回転（クランク軸回転角度２４０度から１２０度）以内に実行される。エンコーダ３６は、減速出力軸３５が例えば０．５度回転する毎にエンコーダ信号を制御ユニット４０に出力する。制御ユニット４０は、同期信号発生手段７からの同期信号と同期してクランク軸２４の１回転毎の所定タイミングにスクイズリング２０を所定角度（例えば、９０度又は６０度又は１２０度）だけ回転するようにサーボモータ３２の回転数を制御する。この制御の具体例は、図５に示すとおりである。尚、このときのサーボモータ３２の最大回転数は９１５ｒｐｍに達する。

インデックス装置５の減速ギヤ機構３４においては、スクイズリング２０を、例えば９０度回転させる場合は、従動側ギヤ４２が１／４回転するようにサーボモータ３２の回転数を例えばクランク軸２４の２／３回転以内に制御する。また、例えば６０度回転させる場合は、従動側ギヤ４２が１／６回転するようにサーボモータ３２の回転数を例えばクランク軸２４の２／３回転以内に制御する。このように、制御ユニット４０によりサーボモータ３２の回転数を制御して、クランク軸２４の１回転毎の所定タイミングにスクイズリング２０を回転させる回転角度を、鋼板片のかしめ用突起の位置に応じて自由に設定することができる。

こうして、インデックス装置５によりスクイズリング２０を所定の角度回転駆動しながら鋼板片をスクイズリング２０内に順次積層していくことで、帯状の電磁鋼板Ｗの圧延時における板圧偏差を解消して均一化し、積層鉄心１０の上下面平行度や内外径の揺れ精度などを向上することがきる。

制御ユニット４０により、周期Ｔで回転駆動される減速出力軸３５の回転角をエンコーダ３６で検出して、エンコーダ信号を制御ユニット４０に送信するが、何らかの原因でこの減速出力軸３５の回転が遅れたりすると、スクイズリング２０の設定された回転角度を示すエンコーダ信号が、クランク軸回転角度１２０度を示す位相信号より遅れて制御ユニット４０に送信される可能性がある。この場合、クランク軸２４の回転位相とスクイズリング２０の回転位相との間にズレが生じるので、警報などの報知手段により報知すると共に積層鉄心製造装置を停止させる。また、クランク軸の周期Ｔの一定回転が何らかの原因で遅れたりすると、同期信号発生手段により発生される同期信号や位相信号の制御ユニット４０への送信が遅れるので、上記と同様に、報知手段により報知すると共に積層鉄心製造装置を停止させる。

次に、本発明の積層鉄心製造装置１の効果について説明する。
この積層鉄心製造装置１において、インデックス装置５は、サーボモータ３２と、このサーボモータ３２の出力軸３３の回転を減速する減速ギヤ機構３４と、この減速ギヤ機構３４の減速出力軸３５の回転角を検出するエンコーダ３６と、サーボモータ３２を制御する制御手段４０とを有し、減速ギヤ機構３４の出力回転をスクイズリング２０に伝達するベルト式伝動機構７を設けたので、この制御手段４０により、サーボモータ３２の回転数を制御するだけで、減速ギヤ機構３４とベルト式伝動機構７を介して、スクイズリング２０の回動角度を自在に変更することができる。本願の減速ギヤ機構３４は、安価に製造可能な既存のギヤ部材から構成可能なので製造コストを抑制することができる。

クランク軸２４の特定回転位相を示す同期信号を発生する同期信号発生手段２７とを設け、制御手段４０は、同期信号と同期してクランク軸２４の１回転毎の所定タイミングにスクイズリング２０を所定角度回転させるようにサーボモータ３２を制御するので、クランク軸２４の１回転毎の所定タイミングにサーボモータ３２を駆動して、スクイズリング２０を所定角度回転させることができる。

制御手段４０は、同期信号と同期してサーボモータ３２を制御するので、昇降駆動機構４の主軸駆動モータ２５にサーボモータ３２を時々刻々連続的に追従制御させる必要がないため、高性能の大型のサーボモータを必要とせずに、サーボモータ３２の制御を簡単化し安定させることができる。

制御手段４０は、昇降駆動機構４の作動開始時に上金型２が最初に下死点に達する時には、電磁鋼板Ｗを打ち抜かない空打ちを実行するように電磁鋼板Ｗを順送りする材料送り手段６に指令するので、この制御手段４０により、昇降駆動機構４の主軸駆動モータ２５の駆動が安定状態になってからスクイズリング２０の回転駆動を開始することができる。
従って、不安定な状態の主軸駆動モータ２５にインデックス装置５のサーボモータ３２を追従させる追従制御をする必要がなく、高性能の大型のサーボモータを必要としないので、インデックス装置５の大型化を抑制することができる。

減速ギヤ機構３４の減速比が１／４であるので、モータ出力軸３３の回転駆動力は１／４に減速され、且つモータ出力軸３３のトルクは約４倍に増力されて減速出力軸３５に伝達される。尚、本実施例では、減速ギヤ機構３４の減速比を１／４と規定しているが、特に減速比の比率はこれに限定する必要はなく、減速比を１／２や１／５などの他の比率を採用して減速ギヤ機構を構成するようにしても良い。

次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
［１］図６に示すように、減速ギヤ機構３４Ａは、夫々非円形歯車からなる駆動側ピニオン４１Ａと従動側ギヤ４２Ａとを備えている。図６，７に示すように、この減速ギヤ機構３４Ａにおいては、ピニオン４１Ａが回転開始するスタート点である０度から図６の矢印方向へ１８０度回転する間は減速比が約１／３から１／５に変化し、モータ出力軸３３の回転駆動力は約１／３から１／５に減速され、且つモータ出力軸３３のトルクは約３倍から約５倍に増力されて減速出力軸３５に伝達される（図６，図７の範囲Ａ）。

ピニオン４１Ａが１８０度から２７０度回転する間は減速比を約１／５に維持され、モータ出力軸３３の回転駆動力は約１／５の減速に維持され、且つモータ出力軸３３のトルクも約５倍に増力された状態を維持して減速出力軸３５に伝達される（図６，図７の範囲Ｂ）。ピニオン４１Ａが２７０度から３６０度回転する間は減速比が約１／５から１／３に変化し、モータ出力軸３３の回転駆動力は約１／５から１／３に減速され、且つモータ出力軸３３のトルクは約５倍から約３倍に減力されて減速出力軸３５に伝達される（図６，図７の範囲Ｃ）。この減速機構３４Ａは、駆動側ピニオン４１Ａが１回転する毎に、従動側ギヤ４２Ａは１／４回転され、スクイズリング２０は９０度回転される。

このように、減速ギヤ機構３４Ａは、夫々非円形歯車からなる駆動側ピニオン４１Ａと従動側ギヤ４２Ａとを備えたので、サーボモータ３２の回転数が最も高くて負荷がかかる状態の時に、減速ギヤ機構３４Ａの減速比を下げて、減速出力軸３５の出力を増力させることで消費電力を抑制し、インデックス装置５を省エネ化することができる。尚、減速ギヤ機構３４Ａの非円形歯車の形状は、上記の形状に限定されずに種々の形状を適用することができる。

［２］本実施例の上金型２や下金型３の構造は１例に過ぎず、特にこの構造に限定されるものではなく、種々の構造の上金型や下金型を適用しても良い。
［３］その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において前記実施例に種々の変形を付加した形態で実施することができる。

本発明は、電動モータに組み込まれる積層鉄心を製造するための種々の積層鉄心製造装置に適用することができる。

Ｗ 電磁鋼板
１ 積層鉄心製造装置
２ 上金型
３ 下金型
４ 昇降駆動機構
５ インデックス装置
６ 材料送り手段
７ ベルト式伝達機構
１０ 積層鉄心（積層体）
１１ 外形打ち抜きパンチ
１６ 外形打ち抜きダイ
２０ スクイズリング
２４ クランク軸（主軸）
２５ 主軸駆動モータ
２７ 同期信号発生手段
３２ サーボモータ
３３ モータ出力軸
３４，３４Ａ 減速ギヤ機構
３５ 減速出力軸
３６ エンコーダ
４０ 制御ユニット（制御手段）
４１，４１Ａ 駆動側ピニオン
４２，４２Ａ 従動側ギヤ

Claims (3)

1. 外形打ち抜きパンチを含む上金型と、この打ち抜きパンチに対応する外形打ち抜きダイとこのダイに固定されて下方へ延びるスクイズリングとを含む下金型と、主軸と主軸駆動モータとを有し上金型を昇降駆動する為の昇降駆動機構と、上金型の昇降駆動に同期してスクイズリングを間欠的に回動駆動するインデックス装置とを備え、電磁鋼板から鋼板片を打ち抜いて積層した積層鉄心を製造する積層鉄心製造装置において、
   前記インデックス装置は、サーボモータと、このサーボモータの出力軸の回転を減速する減速ギヤ機構と、この減速ギヤ機構の減速出力軸の回転角を検出するエンコーダと、サーボモータを制御する制御手段とを有し、
   前記減速ギヤ機構の出力回転をスクイズリングに伝達するベルト式伝動機構と、
   前記主軸の特定回転位相を示す同期信号を発生する同期信号発生手段とを設け、
   前記制御手段は、前記同期信号と同期して前記主軸の１回転毎の所定タイミングにスクイズリングを所定角度回転させるように前記サーボモータを制御することを特徴とする積層鉄心製造装置。
2. 前記制御手段は、前記昇降駆動機構の作動開始時に上金型が最初に下死点に達する時には、電磁鋼板を打ち抜かない空打ちを実行するように電磁鋼板を順送りする材料送り手段に指令することを特徴とする請求項１に記載の積層鉄心製造装置。
3. 前記減速ギヤ機構は、夫々非円形歯車からなる駆動側ピニオンと従動側ギヤとを備え、且つ、前記ピニオンが前記所定角度回転のスタート点である０度から１８０度回転する間は減速比が１／３から１／５に変化し、前記ピニオンが１８０度から２７０度回転する間は減速比を１／５に維持され、前記ピニオンが２７０度から３６０度回転する間は減速比が１／５から１／３に変化することを特徴とする請求項１又は２に記載の積層鉄心製造装置。