JP2022533931A - プレス加工した板金部品を積層スタックにプレス積層する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、プレス加工した複数の板金部品（２）を積層し複数の積層スタック（３）を形成する方法に関する。接合した複数の板金部品（２）の複数の積層スタック（３）への分離を容易にするため、第１の外形打抜き工程並びにそこから第２の板金部品（２０）が打抜かれた電磁鋼帯（５）の部分に離型要素（１９）を押し戻す工程に先行して少なくとも１つの第２の板金部品（２０）の第２の外形打抜き工程が行われ、次いで第１の外形打抜き工程で電磁鋼帯（５）に離型要素（１９）が押し戻される。【選択図】図１

Description

本発明は、プレス加工した複数の板金部品を積層し複数の積層スタックを形成する方法に関し、本方法は：最初に、硬化性接着剤層、特にホットメルト接着剤塗布層をその平面側の少なくとも一方に有する電磁鋼帯から第１の板金部品を外形打抜き加工する工程と、続いてその複数の第一の板金部品を積層し、接合、特に素材間接合により複数の第１の板金部品を接合する工程と、を備える。本方法は、接合した第１の板金部品を積層スタックに分離することを容易とする手段を備え、この手段は、複数の板金部品とともに少ないとも１つの離型要素を積層することを備える。

順送型プレス金型の最終プレスステージに隣接する縦穴に積層された複数の第１の板金部品間に離型要素を設けることは、先行技術（国際公開第２０１７／０６０４８３号）で知られている。この離型要素、例えば、非粘着性コーティングが施された表面は、隣接する第１の板金部品の硬化性ポリマー接着剤層の接着性を低減し、材料接合した複数の板金部品の複数の積層スタックへの分離を容易にする。そのような離型要素は、最終プレス工程で外形打抜き加工のために電磁鋼帯の下に挿入され、第１の板金部品の外形打抜き加工により縦穴に入り、他の外形打抜き加工された第１の板金部品と積層スタックを形成する。欠点は、この離型要素を電磁鋼帯の下へ挿入する際、離型要素が同様に外形打抜き加工されないように、相対的に高精度な位置決めが必要なことであり、離型要素が同様に外形打抜き加工されるととりわけプレス金型に損傷をもたらす可能性がある。

国際公開第２０１７／０６０４８３号

本発明の課題は、離型要素を複数の第１の板金部品と一緒に積層に使用した場合でも高い安定性が保証されるように上述の種類の方法を改良することにある。

本発明の課題は請求項１の機能により解決される。

接合した複数の第１の板金部品を積層スタックに分離することを容易にする手段が、第１の外形打抜き工程に先行する少なくとも１つの第２の板金部品を打抜く第２の外形打抜き工程を含む場合、電磁鋼帯は、接合した複数の第１の板金部品を積層スタックに分離することを容易にする工程に既に含まれ得る。この電磁鋼帯には第２の外形打抜き工程による凹部があり、電磁鋼帯側の受けとして機能することができる。

離型要素を、第２の板金部品が打抜かれた電磁鋼帯の部分に押し戻せば、離型要素は電磁鋼帯と結合し、第１の外形打抜き工程に一緒に供給することができる。

すなわち、離型要素は、第１の板金部品と同じ方法で積層工程に供給される。したがって最後のプレスステージで複数の板金部品間に離型要素を挿入するための高価な手段は回避でき、これには第１の外形打抜き工程を使用した電磁鋼帯からの離型要素の打抜きで十分である。さらに、第１のプレスステージでの電磁鋼帯の位置決めが、プレスステージを使用した離型要素の再現性あるアラインメントを保証するため、プレスステージの損傷を信頼性高く防止する。したがって従来技術とは対照的に、本発明の方法によれば、特に長い耐用寿命を実現することができる。

たとえば、硬化性接着剤層は、ポリビニルブチラール系、ポリアミド系、ポリエステル系、修飾ポリアミド系又はエポキシ樹脂であっても良い。好適には、接着剤層は焼き付けワニスであり、特に熱硬化型ワニスである。硬化型ポリマー接着剤のコーティングは有利であることが判明している。

この手段に、第２の板金部品の接着剤層を不活性化、硬化及び／又は除去する工程が含まれている場合、この第２の板金部品を離型要素として使用することができる。これにより、追加の離型要素が不要になるだけでなく、押し戻された離型要素が、電磁鋼帯の打ち抜きされた領域の寸法に常に対応する。したがって、離型要素は再現性良く電磁鋼帯に結合することができ、プレス金型の耐用年数をさらに延長することができる。

押し戻しの間に少なくとも部分的に除去されていれば、第２の板金部品は電磁鋼帯の離型要素として提供することができる。長尺化は、例えば、引張り、押圧などにより行うことができる。

第２の板金部品が第１の板金部品と接合して積層スタックを形成する場合、第２の板金部品を積層スタックの一部としても使用することができ、電磁鋼帯から積層スタックを形成する際の使用効率をさらに向上し、これにより廃棄物を削減することができる。

接合した第１の板金部品の積層スタックへの分離を容易にする手段を講じても、プレス金型において第２の外形打抜き工程と押し戻し工程が異なるステージで行われていれば工程のスループットを変化せずに保つことができる

第２の外形打抜き工程は、第１の外形打抜き工程を第２のプレスステージで行う順送型プレス金型で行うことも考えられる。すなわち、離型要素を電磁鋼帯に結合するために順送型プレス金型の設計を変更する必要がない。

これに代えて、第２の外形打抜き工程を第１の外形打抜き工程を第２のプレスステージで行うプレス金型の下流側の第３のプレスステージで行うことも考えられる。これは、従来技術で公知の順送型プレス金型の設計変更を必要とするが、各ステージを同期させることで工程の再現性をさらに向上させることができる。

第１の外形打抜き工程の直前のステージで押し戻しが適用されれば、離型要素は、順送型プレス金型の先行するステージで打抜かれることがなく、工程の信頼性を向上させることができる。

押し戻し直後のステージで第２の外形打抜き工程を行うことで、順送型プレス金型の先行するステージの空運転を回避できる。これにより、とりわけ、プレス金型又は協働する金型の損傷のリスクを低減できる。

第２の外形打抜き工程の前もしくはその間に、少なくとも１つのガイド穴が打抜かれると、押し戻し工程の際にこのガイド穴上に離型要素と電磁鋼帯を相対的に位置決めすることができ、工程の信頼性をさらに向上させることができる。

第２の板金部品の外形が第１の板金部品の外形よりも小さくなるように打抜かれている場合、電磁鋼帯は押し戻し用に特に有利な方法で用意できる。

好適には、第２の板金部品は外形が最大２ｍｍ小さくなるように打抜かれる。

離型要素と電磁鋼帯との間に締りばめが形成された場合、離型要素は電磁鋼帯にしっかりと保持されることができる。
離型要素及び／又は電磁鋼帯に締まりばめが形成される突起が存在する場合、この締まりばめは特に再現性良く形成されることができる。

好適には、接合した複数の第１の板金部品の複数の積層ステックへの分離を容易にするために、隣接する第１の板金部品との接着力を低減するように離型要素が構成される。

有利には、硬化性接着剤層を有する電磁鋼帯の一部に押し戻された少なくとも１つの離型要素を使用することで、プレス積層の間に接合した複数の第１の板金部品の複数の積層ステックへの分離が容易となることが分かる。

図には、例えば、本発明の目的がいくつかの実施形態に基づき詳細に示されている。

図１は第１の実施例による方法を実施するための装置の一部を破断した側面図である。 図２ａは図１に示した装置における電磁鋼帯の上面図である。 図２ｂは図２ａの詳細図である。 図３は、第２の実施例による方法を実施するための装置の側面図である。

図１に示す第１の実施例には、本発明の方法を実施するための装置１が模式的に示されている。この装置１は、打抜き加工された複数の板金部品２を複数の積層スタック３に積層するために使用される。この目的から、電磁鋼帯５はコイル４から巻き戻され、その機能面６、７の１面又は両面は、完全に平坦な、硬化性ポリマー接着剤層８、９、すなわちホットメルト接着剤層、例えば熱硬化焼結ワニスを有する。これらの接着剤層８、９は、例えば、図１の拡大部に表示されている。

このような熱硬化性又は熱硬化性ホットメルト接着剤又はホットメルト接着剤層は、ベーキングワニスとして知られている。たとえば、ホットメルト接着剤ワニスはエポキシ樹脂系であっても良い。好適には、ホットメルト接着剤ワニスは、たとえば、ジシアンジアミド系の硬化剤を使用するビスフェノール系エポキシ樹脂システムである。特に、言及したホットメルト接着剤ワニスは、硬化剤としてジシアンジアミドを使用するビスフェノールＡエピクロロヒドリン樹脂システムであっても良い。この２段階硬化エポキシ樹脂システムは、電磁鋼帯上ではＢ状態にある。したがって、部分的に交差架橋したホットメルトワニスはまだ反応的である。加熱により、Ｂ状態のホットメルトワニスの反応が進み、したがって結合とも参照される完全に交差架橋したＣ状態へと転移することができる。典型的には、この部分的に交差架橋したホットメルトコーティングの厚さは数ミクロンである。

複数の第１の板金部品２は、順送型プレス金型１０．１を用いてベーキングラッカーがコーティングされた電磁鋼帯５から外形打抜き加工されるか分離される。そのような外形打抜き加工は、一般的に、切り抜き、切り取り、切り離し、切り落とし、押圧による分離などである。

図１に示すように、プレス金型１０は、例えばここでは順送型パンチ金型１０．１であり、下型１３と協働する上型１２の複数のストローク１１で裁断を行う。このため、パンチ金型１０は複数のプレスステージ１４、１５、１６を備える。

上型１１の前処理プレスステージ１４の第１のパンチ１４．１は、外形打抜き加工用に電磁鋼帯５を前処理するために使用され、その後、上型１１の第２であり最終のプレスステージ１５の第２のパンチ１５．１が第１の金属部品２の電磁鋼帯５からの外形打抜き加工又は分離に使用される。このため、パンチ１４．１，１５．１，１６．１は下型１３のプレスステージ１４，１５，１６のそれぞれのダイ１４．２，１５．２，１６．２と一緒に動作する。

このような順送型プレス金型を図１に示す。とりわけ、第１の板金部品２の外形打抜き用に電磁鋼帯５を用意するために部品１７が前処置のプレス工程で打抜かれていることが分かる。

そのプレスステージ１５により外形打抜き加工されたそれらの複数の第１の板金部品２は、積層装置１８に上型１１又はパンチ１４．１の圧力により送り込まれ、スタック形状に積層される。このため、積層装置１８は、下型１３に縦穴１８．１と対向板１８．２を備える。下型１３の対向板１８．２は、複数の第１の板金部品２を制動し、これによりそれらの複数の板金部品２は、上型１１の圧力の下、複数の板金部品２間に存在する接着剤層８、９を利用して物理的及び／又は化学的に結合する。積層装置１８は、縦穴１８．１の複数の第１の板金部品２を積層させるために積極的に加熱されてもよいと一般的に言及されている。加えて、第１の積層スタック３は、複数の第１の板金部品２の間の材料結合を形成するため、非図示の硬化工程の対象となり得る。さらに、例えば、図示されていないが、積層スタック３の分割されたスタックを積層装置１８から取り出し、複数の第１の板金部品２が隣接して配置された層を形成し各上部に積層するように積層装置１８を回転させることも可能である。

積層装置１８を出る複数の積層スタック３の分離を容易にするため、少なくとも１つの離型要素１９が複数の第１の板金部品２と共に積層される。このため、離型要素１９は少なくとも１つの隣接する第１の板金部品２の接着剤層８、９との接着力を低減するように設計されている。これにより、隣接する複数の積層スタック３の複数の第１の板金部品２間の結合強度が低下し、結合した複数の第１の板金部品２の複数の積層スタック３への分離を容易にする。

本発明によれば、離型要素１９は電気鋼帯５を使用して積層装置１８に挿入される。このため、第２の外形打抜き工程が、パンチ１６．１とダイ１６．２の協働によりプレスステージ１６で最初に実行され、これにより第２の板金部品２０が電磁鋼帯５から分離される。この工程で、電磁鋼帯５には凹部２１が形成される。

この凹部２１は、電磁鋼帯５に離型要素１９を受けるために使用され、これは電磁鋼帯５への押し戻し手段を有するステージ２２を備えるプレス金型１０により行われる。この手段は、下型の可動プレス装置２２．１および上型の固定対向板２２．２として設計される。このステージ２２により、そこから離型要素１９は第２の板金部品２０が打抜かれた電磁鋼帯５の領域２１に押し戻される。すなわち、離型要素１９はプレス金型１０内を電磁鋼帯５とともに移動することになる。押し戻しのための他の手段も、例えば独国欧州特許翻訳１１２０７００２８８７Ｔ２号で既知であり、押し戻し工程も開示している。

最終のプレスステージ１５では、離型要素１９は電磁鋼帯５から打抜かれる。したがって、離型要素１９は積層装置１８内の複数の第１の板金部品２間に位置し、積層装置１８を出る際に積層スタック３の分離を容易にする。

図１によれば、第２の板金部品２０の片面のポリマー接着剤層８が熱源２３により不活性化されている。すなわち、第２の板金部品２０は離型要素１９としても使用することもでき、電気鋼帯５に押し戻される。ポリマー接着剤層８を不活性化する他の方法としては、例えば硬化及び／又は除去などが考えられる。

第２の板金部品２０の片面、すなわち接着剤層８のみが不活性化されているため、第２の板金部品２０は、離型要素１９として作用するだけでなく、その不活性化されていない接着剤層９に基づいて、積層スタック３にも結合することができ、その結果共通利用される。これにより、電磁鋼帯５の高い利用率が確保される。

図２ａに示すように、第２の外形打抜きと押し戻しは、プレス積層の間に異なるステージ１６と２２でそれぞれ行われること。すなわち、押し戻しは、第１の外形打抜き加工直後にステージ２２で行われ、第２の外形打抜き加工は押し戻し直後にステージ２２で行われる。さらに、全てのステージ１４、１５、１６並びに２２は、プレス金型１０の一部である。

さらにまた、第２の外形打抜き加工の間に、２つのガイド穴２４が電磁鋼帯に第３のステージ１６を使用して打抜かれる。これら複数のガイド穴２４を利用して、離型要素１９と電磁鋼帯５の互いの相対的な位置決めがなされる。このため、プレス装置２２．１には２本のピン２５が備わっており、各々は電磁鋼帯５のガイド穴２４に突出している。これにより、離型要素１９の電磁鋼帯５の凹部２１への正確な位置決めが確実となり、工程の再現性を大きく向上する。

図２ｂによれば、第２の板金部品２０の外形打抜き加工が、第１の板金部品２よりも法線距離ｓだけ小さい外形寸法で行われていることが分かる。したがって、凹部２１は、第２のプレスステージ１５の外形輪郭より小さくなる。好適には、法線距離ｓは２ミリメートル（ｍｍ）に対応する。

さらに、図２ｂから離型要素１９には突起部分Ｖがあることが分かる。これらの複数の矩形の突起部分Ｖで電磁鋼帯５に締まりばめＰが形成され、これにより電磁鋼帯５に離型要素１９がしっかりと保持される。このため、例えば、離型要素１９として使用される第２の板金部品２０は、複数の突起部分Ｖに渡される。しかし、締まりばめＰは、図示していないが、離型要素１９の他の部分でも考えられる。

図３には、本発明の方法を実施するための代替装置１０１が模式的に示されている。この第２の装置１０１は、プレス積層用の第２の順送型プレス金型１０．２に先行して追加の金型２６が存在する点で図１に示す第１の装置１と異なる。第２の順送型プレス金型１０．２から分離したこの金型２６は、図１に示す順送型プレス金型１０と同じ工程、すなわち第２の外形打抜き加工と押し戻しを行う。したがって第２の外形打抜き加工と押し戻しは、第２のプレス１６で第１の外形打抜き加工を行う順送型プレス金型１０．２で行われ、加えて準備的なプレス加工も行われる。図１では、順送型プレス金型１０．２のステージ１４を使用している。

したがって、既知の順送型プレス金型１０．２は、本発明の工程を実行するためダイ２６により複製することができる。

１ 装置
１０１ 装置
２ 板金部品
３ 積層スタック
４ コイル
５ 電磁鋼帯
６、７ 機能面
８、９ 接着剤層
１０ プレス金型
１０．１ 順送型プレス金型
１０．２ 順送型プレス金型
１１ ストローク
１２ 上型
１３ 下型
１４、１５，１６ プレスステージ
１４、１５，１６ ステージ
１４ 前処理プレスステージ
１４．１、１５．１、１６．１ パンチ
１４．２、１５．２、１６．２ ダイ
１７ 部品
１８ 積層装置
１８．１ 縦穴
１８．２ 対向板
１９ 離型要素
２０ 板金部品
２１ 凹部
２２ ステージ
２２．１ 可動プレス装置
２２．１ プレス装置
２２．２ 固定対向板
２３ 熱源
２４ ガイド穴
２５ ピン
Ｐ 締まりばめ
Ｖ 突起部分

Claims (16)

1. プレス加工した複数の板金部品（２）を積層し複数の積層スタック（３）を形成する方法であって、
   硬化性接着剤層（８，９）、特にホットメルト接着剤塗布層をその平面側（６，７）の少なくとも一方に有する電磁鋼帯（５）から第１の板金部品（２）をプレス加工する第１のプレス工程と、
   次いで前記複数の第１の板金部品を積層して、接合、特に素材間接合により前記複数の第１の板金部品（２）を接合する整合工程と、を備え
   前記方法は、接合した前記第１の板金部品（２）を積層スタック（３）に分離することを容易とする手段を備え、前記手段は、前記複数の第１の板金部品（２）とともに少なくとも１つの離型要素（１９）を積層することを備え
   前記手段は
   第１の外形打抜き工程に先行して少なくとも１つの第２の板金部品（２０）を外形打抜き加工する第２の外形打抜き工程と、
   前記第２の板金部品（２０）が打抜かれた前記電磁鋼帯（５）の部分に前記離型要素（１９）を押し戻す押し戻し工程と、
   前記第１の外形打抜き工程で、前記電磁鋼帯（５）から前記離型要素（１９）を打抜く第３の外形打抜き工程とを、
   備えることを特徴とする方法。
2. 前記第２の板金部品（２０）の前記接着層（８，９）を不活性化、硬化及び／又は除去し、離型要素（１９）として使用する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記第２の板金部品（２０）が押し戻し工程の間に少なくとも部分的に打抜かれることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記第２の板金部品（２０）が第１の板金部品（２）と接合して、積層スタック（３）を形成することを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
5. プレス積層工程における前記第２の外形打抜き工程と前記押し戻し工程が、異なるプレスステージ（１６、２２）で行われることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 第２の外形打抜き工程が、第２のプレスステージ（１５）を使用して第１の外形打抜き工程を行う順送型プレス金型（１０．２）により行われることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
7. 第２の外形打抜き工程が、第２のプレスステージ（１５）を使用して第１の外形打抜き工程を行う順送型プレス金型（１０．１）の第３のプレスステージ（１６）により行われることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
8. 押し戻し工程が、第１のプレス工程の直後にステージ（２２）で行われることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 第２の外形打抜き工程が、押し戻し工程の直後にステージ（１６）で行われることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記第２の外形打抜き工程の前又は間に前記電磁鋼帯（５）に少なくとも１つのガイド穴（２４）を打抜き、前記離型要素（１９）と電磁鋼帯（５）が前記ガイド穴（２４）の助けを得て相対的に互いに位置決めされることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記第２の板金部品（２０）の外形が前記第１の板金部品（２）より小さいことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の方法。
12. 前記第２の板金部品（２０）が最大２ｍｍ小さく外形打抜き加工されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記離型要素（１９）と前記電磁鋼帯（５）との間に締まりばめ（Ｐ）が形成されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記離型要素（１９）及び／又は電磁鋼帯（５）は、前記締まりばめ（Ｐ）が形成される突起部分（Ｖ）を有することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 離型要素（１９）は、接合した前記複数の第一の板金部品（２）の複数の積層スタック（３）への分離を容易にするため接合する第一の板金部品（２）の接着力を弱めるように設計されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 電気鋼帯（５）から外形打抜きされた複数の第１の板金部品（２）を、プレス積層工程中に複数の積層スタック（３）に分離することを容易にするための硬化性接着剤層（８、９）を有する電磁鋼帯（５）の領域に押し戻された少なくとも１つの離型要素（１９）の使用。

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