JP3850232B2 - 積層コアの加工方法と装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、帯材を順送して積層する積層コアの加工方法と装置に関し、さらに、積層工程において積層体が金型内で回転可能に構成される積層コアの加工方法と装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
通常、積層コア、例えばモータコアは、薄板状の帯材が送り装置で搬送されてプレス機に装着された金型の各ステーションでそれぞれ加工され、積層ステーションで1枚の積層板として打ち抜かれながら順次積層されることによって形成される。しかし、帯材が各ステーションで加工されてかつ剪断によって1枚毎打ち抜かれた積層板は、その板厚にばらつきが発生することから、従来では積層ステーションにおいては所定角度順次回転され、回転停止後に圧接される。これによって各積層板の厚みが均一化されるとともにカシメられる。そして、積層ステーションにおける積層板(又は複数の積層板が積層された積層体)を回転する装置として、プレス機からの回転出力が伝達されて駆動する角度割り出し装置が装着されていた。
【0003】
角度割り出し装置は、プレス機の送りタイミング(一般にクランク角度270°から90°)の範囲内で所定角度回転するように駆動され、角度割り出し装置の回転駆動が終了すると(つまりクランク角度90°を越えると)、プレス機は加工タイミング(一般にクランク角度90°から270°)に入り、各ステーションで加工される。特に、積層ステーションでは積層された複数の積層板を圧接してカシメ加工を行なうことになる。
【0004】
そして、この角度割り出し装置は、カム軸で駆動されるカムを有するカム部と、出力軸を有しカム部に係合する複数のカムローラを有する割り出し部と、を備えて構成され、カムローラがカム部によって回転中心に対して所定角度回転されることによって、出力軸が所定角度回転されて角度割り出しが行なわれるように構成されている。
【0005】
従来の積層コアの加工装置は、角度割り出し装置のカム軸がプレス機の駆動部に伝達部材を介して連結されていることから、角度割り出し装置のカム軸はプレス機の駆動部の回転と同期されて等速で連続回転され、角度割り出し装置の出力軸は、プレス機の送りタイミング(クランク角度270°から90°)中に所定角度回転され、加工タイミング(クランク角度90°から270°)中は、回転停止された状態にあるというように間欠駆動されていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の積層コアの加工装置は、角度割り出し装置の出力軸が回転停止されるタイミングは、送りタイミングの送り終了時(クランク角度90°)と一致することから、角度割り出しが終了すると同時に加工タイミングに入ることになる。つまり、上型に配置されているパイロットパンチは、積層体が回転されて停止されると速やかに積層体に突入することになるので、特に高速でプレス機を稼働する際には、回転されている積層体は、回転停止による静止位置を即座に確保することができずに、ぶれ(振動)を発生させることになる。このぶれが発生している最中に上型のパイロットパンチが積層体に突入すると、積層体の所定の位置(例えば、孔)に挿入する場合に、他の部位に衝突してパイロットパンチを破損又は損傷しかねない。そのために、高速化を図ることができなかった。
【0007】
この対策としては角度割り出し装置の出力軸を入力軸180°回転に対して、180°以下(例えば、150°、120°等)にして停止時のぶれを減衰する時間を設けることが考えられるが、角度割り出し装置自体の強度低下を招き、高速化を実現することができなかった。
【0008】
この発明は、上述の課題を解決するものであり、角度割り出し装置の強度を維持した状態で高速化を図ることのできる積層コアの加工方法と装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかわる積層コアの加工方法では、上記の課題を解決するために、以下のように行うものである。すなわち、
プレス機の1回転において、帯材を送る送りタイミングと、前記帯材を加工する加工タイミングが設定され、帯材を前記プレス機内に搬送して積層コアを加工する際に、積層工程における積層体を角度割り出し装置で順次回転させて積層加工を行う積層コアの加工方法であって、
前記積層工程には、設定された前記送りタイミングの時間内で、前記プレス機の駆動部から駆動伝達された前記角度割り出し装置によって前記積層体が所定角度回転された後、前記送りタイミングの終了時との間に、前記角度割り出し装置の出力駆動軸が停止される停止区間が形成され、
前記停止区間が、所定の送りタイミングの時間内において、角度割り出し装置の出力駆動軸が早送り回転で駆動されることによって設定されることを特徴とするものである。
【0011】
また、この発明にかかわる積層コアの加工装置では、プレス機と、前記プレス機内に帯材を搬送する送り装置と、前記プレス機からの駆動が伝達されて間欠的な回転出力を発生する角度割り出し装置とを備えて構成され、前記帯材を順送して積層コアとして加工する際に、積層工程における積層体を前記角度割り出し装置で順次回転させて積層加工を行う積層コアの加工装置であって、
前記角度割り出し装置は前記プレス機の駆動部に対して不等速運動機構を介して連結され、前記不等速運動機構の出力軸が、前記プレス機の1回転における送りタイミングの時間内において、前記不等速運動機構の入力軸に対して早送り回転で駆動されるタイミングを有することによって、前記角度割り出し装置の出力軸が前記積層体を所定角度回転させた後前記送りタイミングの終了時との間に回転停止する、停止区間が形成されるように構成することを特徴とするものである。
【0012】
また、前記不等速運動機構の入力軸と出力軸とは、前記不等速運動機構の本体ケースを介して回転伝達可能に連結され、さらに偏心された位置に配置されるとともに、前記入力軸の軸心及び前記出力軸の軸心に対してそれぞれ偏心位置にあるピンに回転可能に軸支された連結レバーで連結されていればよい。
【0013】
【発明の効果】
本発明の積層コアの加工方法は、上記のように、角度割り出し装置で積層体を所定角度回転させた後、送りタイミングの終了時までに停止区間を設けることから、積層体の回転によるぶれが停止区間中に解消でき、上型のパイロットパンチが積層体に突入する際に、所定の位置に向かって突入することができて、積層体の別の部位に干渉して衝突することがない。従って高速化を達成することが可能となる。
【0014】
そして、角度割り出し装置の出力駆動軸を早送りで回転させることによって、前述の停止区間を設けることができることから、角度割り出し装置自体の強度を弱めることがなく積層コアのぶれを解消することができる。
【0015】
また、本発明の積層コアの加工装置は、プレス機の回転出力が不等速運動機構に伝達され、不等速運動機構内で、等速で回転された入力軸の回転出力が、出力軸に不等速で伝達されることから、入力軸より速く回転する位置をプレス機の送りタイミング中に設定することによって、送りタイミングの送り終了前に、角度割り出し装置が回転終了位置に達することになる。そして、角度割り出し装置の回転が終了してから送りタイミングの終了時までに、角度割り出し装置が停止区間を要することとなる。従って、この停止区間中に、積層体の回転によるぶれが解消でき、上型のパイロットパンチが積層体に突入する際に、所定の位置に向かって突入することができて、積層体の別の部位に干渉して衝突することがない。従って高速化を達成することが可能となる。
【0016】
そして、この不等速運動機構は、不等速運動機構の入力軸(プレス機側回転軸)が回転すると、その回転出力は、連結レバーによって入力軸と偏心位置にある出力軸(角度割り出し装置側回転軸)に伝達されることから、入力軸の等速回転が出力軸の不等速回転となって出力されることになる。つまり、不等速運動機構の出力軸に連結された角度割り出し装置は、プレス機の送りタイミングの角度に対して早送りのタイミングを有することができることから、早送りのタイミングをプレス機の送りタイミング中に設定することによって、積層体を回転させて停止するまでの時間を送りタイミングの終了時より早く到達することができる。従って、角度割り出し装置の割り出し角度を小さくすることなく停止区間を設けることができることから、角度割り出し装置自体の強度を弱めることなく構成することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態の積層コアの加工装置(以下、加工装置という)Mは、図1に示すように、加工機としてのプレス機1と、プレス機1に帯材Wを搬送する送り装置3と、プレス機のボルスタ2上に装着された金型5と、プレス機1からの駆動が伝達されて、金型5の積層ステーション51に連結駆動する角度割り出し装置7と、角度割り出し装置7とプレス機1の駆動部との間に配置される不等速運動装置10とを有して構成され、プレス機1内に薄板状の帯材Wを送り装置3で搬送し、プレス機1内に装着された金型5内の各ステーションで順次加工された後、積層ステーション51において1枚毎積層された積層板(コア)をカシメることによって積層コアとして形成される。そして、積層ステーション51においては、コアは金型5内で1枚積層されるごとに、順次、所定角度回転された後カシメ加工が行なわれる。
【0018】
プレス機1のボルスタ2上に装着された金型5には、搬送された帯材Wを順次加工するために各加工ステーションが設けられ、最終ステーションには、帯材Wからコアを打ち抜いて積層する積層ステーション51が配置されている。
【0019】
一方、不等速運動装置10は、図2に示すように、入力軸12がプレス機1の駆動部(図示しないクランクシャフト)の一端からベルト8を介して連結され、出力軸13がプレス機1の後部に配置された角度割り出し装置7にカップリング20を介して連結するように、プレス機1の後部に配置されている。
【0020】
不等速運動装置10は、図3〜4に示すように、内部を中空に形成した本体ケース11と、本体ケース11内を一方から軸方向に挿通する入力軸12と、本体ケース11内を他方から軸方向に挿通する出力軸13とを有し、一端が本体ケース11外に突出してプーリ9を装着した入力軸12の他端には、本体ケース11の内部底壁から立ち上がる支持壁111に支持されるとともに略扇状に形成された第1回転レバー15が入力軸12と共に回転可能に軸支されている。
【0021】
出力軸13は、一端が本体ケース11外でカップリング20(図2参照)に連結され、他端が本体ケース11内で本体ケース11の内部底壁から立ち上がる支持壁112に支持されるとともに略扇状に形成された第2回転レバー16を、入力軸12に装着された第1回転レバー15と対向するように装着している。
【0022】
第1回転レバー15と第2回転レバー16との間には、連結レバー17が配置され、連結レバー17は、一方で第1回転レバー15に入力軸12と偏心した位置に配置される第1連結ピン18を介して回動可能に連結され、他方で第2回転レバー16に出力軸13と偏心した位置に配置される第2連結ピン19を介して回動可能に連結されている。
【0023】
そして、第1回転レバー15の回転中心(入力軸12の軸心)と第1連結ピン18との軸心との軸心間距離L1と、第2回転レバー16の回転中心(出力軸の軸心)と第2連結ピン19との軸心間距離L2とは、同一寸法に形成され、入力軸12と出力軸13とは本体ケース11に偏心した位置に配置されている。
【0024】
入力軸12は一端がプーリ9を装着した本体ケース11及び支持壁111に軸受けで支持され、出力軸13は本体ケース11及び支持壁112に軸受けで支持されることによって、プレス機1の駆動部の回転は、順に入力軸12、第1回転レバー15、第1連結ピン18、連結レバー17、第2連結ピン19、第2回転レバー16、出力軸13に伝達される。そして、入力軸12と出力軸13が偏心位置にあり、連結レバー17が第1回転レバー15と第2回転レバー16に軸心と偏心位置で連結されることによって、連結レバー17は1回転の間に入力軸の回転より遅い回転位置と速い回転位置を作ることができ、不等速となって出力軸13に回転出力を付与することとなる。この関係は図5によって示される。
【0025】
図5において、入力軸12は等速で駆動されることから、第1連結ピン18の軸心の軌跡(第1回転レバー15の回転中心と第1連結ピン18との軸心との軸心間距離L1(実線)の一端で示される)Pは、30°間隔の位置(P1〜P12)で示されている。入力軸12と偏心された位置にある出力軸13は、連結レバー17の介在によって、第2連結ピン19の軸心の軌跡(第2回転レバー16の回転中心と第2連結ピン19との軸心間距離L2(二重線)の一端で示される)Rは、入力軸12の30°間隔に対応する位置として、図5における略三角形の1頂点(R1〜R12)を描くこととなり、不等間隔で示される。従って、1回転中における速い回転位置(R3〜R8)をクランク角度の送りタイミングの範囲内に設定することにより、送りタイミング時における、出力軸13の回転タイミングT1は、図6に示すグラフに示すように、入力軸12の回転速度より速い回転で出力されることとなる。
【0026】
このことは、入力軸12がクランク角度における送りタイミング(270°〜90°)の範囲内で回転する際に、出力軸13の送りタイミング終了時(クランク角度90°)は、入力軸12の送りタイミング終了時(クランク角度90°)より、速い時間で到達してしまう(図6におけるT1)。従って、入力軸12がクランク角度90°に到達する時間までの間、出力軸13は回転が停止された状態となる(図6における停止区間T)。つまり、入力軸12が送りタイミング中に、例えば、160°回転される間に出力軸13が180°回転することになれば、入力軸12がクランク角度70°〜90°の20°の間、出力軸13は停止されていることとなる。
【0027】
不等速運動装置10の出力軸13は、カップリング20(図2参照)を介して、角度割り出し装置7の本体ケース31から突出されたカム軸32に連結され、不等速運動装置10の出力軸13の回転を角度割り出し装置7の駆動軸33に伝達する。角度割り出し装置7は、実施形態においては、カム軸32に連結された円筒カムを有するカム部と、円筒カムに係合して複数等分に配置されたカムローラとを有して駆動軸33に所定角度回転させる角度割り出し部とを有して構成される、公知の角度割り出し機構を採用している。
【0028】
駆動軸33は、本体ケース31の上壁から上方に突出するように配置され、図7に示すように、中間テンション部35を介して金型5の積層ステーション51の図示しない回転駆動部に連結されている。中間テンション部35は、駆動軸33に装着されたプーリ36と金型に装着されたプーリ37とをベルト38で連結するとともに、ベルト38にテンションを掛ける一対のテンションプーリ39・39を配置させて構成されている。
【0029】
次に、上記のように構成された加工装置Mの作用を、図1〜5に基づいて説明する。
【0030】
プレス機1が作動されると、送り装置3が帯材Wをプレス機1内に搬送する。金型5内においては、帯材Wは各ステーションに順次搬送されて各加工が行なわれる。この際、プレス機1の1回転においてクランク角度270°〜90°の範囲内(送りタイミング)では、上型は上死点位置付近にあるため、送り装置3が作動されて帯材Wを搬送し、90°〜270°の範囲内(加工タイミング)では、上型は下型に向かって下降し各パイロットパンチが帯材Wに突入して加工を行なう。
【0031】
一方、送りタイミングの際に、プレス機1のクランクシャフトにベルト8とプーリ9を介して回転出力が伝達された不等速運動装置10の入力軸12はクランクシャフトの回転と同じ回転で、等速で連続回転されて、第1回転レバー15を入力軸12の軸心に沿って回転させる。
【0032】
第1回転レバ15に一方で第1連結ピン18で連結された連結レバー17は、他方で第2連結ピン19が、入力軸12と偏心した位置にある出力軸13と共に回転される第2揺動レバー16に連結されていることから、図5に示すように、入力軸12の等速回転を出力軸13に不等速な回転で伝達することとなる。出力軸13の不等速な回転出力は、カップリング20を介して角度割り出し装置7のカム軸32に伝達され、角度割り出し部7の駆動軸33の間欠回転となって金型5の積層ステーション51の回転駆動部に伝達される。そのため、積層コアは所定角度回転されることとなる。この積層コアの回転が高速であれば、積層コアは慣性力によって回転停止時にぶれを発生する。
【0033】
この際、不等速に回転される不等速運動装置10の出力軸13は、速い回転で駆動される位置が、送りタイミング時に設定されていることから、角度割り出し装置7の駆動軸33の回転は、1割り出し角度の回転が、図6に示すように、不等速運動装置10の入力軸12の送りタイミング終了時より以前に終了することになる。従って、駆動軸33は1割り出し角度分の停止位置と、送りタイミングの終了位置との間で回転が停止されることとなって、送りタイミングの終了位置になるまでに停止区間Tとされる。この停止区間Tの間に、積層されたコアの回転によるぶれが納まり所定の位置に配置されることとなる。
【0034】
クランク角度が加工タイミングに入ると、上型に配置されたパイロットパンチが帯材Wに突入し、特に積層ステーション51においては、パイロットパンチは積層されたコアの所定の位置に突入して所定の加工を行なうとともにカシメ加工を行なうこととなって積層コアとして形成する。
【0035】
上述のように、実施形態の加工方法は、角度割り出し装置7で積層体を所定角度回転させた後、送りタイミングの終了時までに停止区間Tを設けることから、積層体の回転によるぶれが停止区間T中に解消でき、上型のパイロットパンチが積層体に突入する際に、所定の位置に向かって突入することができて、積層体の別の部位に干渉して衝突することがない。従って高速化を達成することが可能となる。
【0036】
そして、角度割り出し装置7の駆動軸33を早送りで回転させることによって、前述の停止区間Tを設けることができることから、角度割り出し装置10自体の強度を弱めることがなく積層コアのぶれを解消することができる。
【0037】
また、実施形態の積層コアの加工装置Mは、プレス機1の回転出力が不等速運動装置10に伝達され、不等速運動装置10内で、等速で回転された入力軸12の回転出力が、出力軸13に不等速で伝達されることから、入力軸12より速く回転する位置をプレス機1の送りタイミング中に設定することによって、送りタイミングの送り終了前に、角度割り出し装置7が回転終了位置に達することになる。そして、角度割り出し装置7の回転が終了してから送りタイミングの終了時までに、角度割り出し装置7が停止区間Tを要することとなる。従って、この停止区間T中に、積層体の回転によるぶれが解消でき、上型のパイロットパンチが積層体に突入する際に、所定の位置に向かって突入することができて、積層体の別の部位に干渉して衝突することがない。従って高速化を達成することが可能となる。
【0038】
そして、この不等速運動装置10は、不等速運動装置10の入力軸(プレス機1側回転軸)12が回転すると、その回転出力は、連結レバー17によって入力軸12と偏心位置にある出力軸(角度割り出し装置7側回転軸)13に伝達されることから、入力軸12の等速回転が出力軸13の不等速回転となって出力されることになる。つまり、不等速運動装置10の出力軸12に連結された角度割り出し装置7は、プレス機1の送りタイミングの角度に対して早送りのタイミングを有することができることから、早送りのタイミングをプレス機1の送りタイミング中に設定することによって、積層体を回転させて停止するまでの時間を送りタイミングの終了時より早く到達することができる。従って、角度割り出し装置7の割り出し角度を小さくすることなく停止区間Tを設けることができることから、角度割り出し装置7自体の強度を弱めることなく構成することができる。
【0039】
なお、本発明の加工方法及び装置は、上記の形態に限定するものではない。例えば、角度割り出し装置7の替わりにサーボモータを使用して駆動軸を所定の位置で停止させるようにしてもよく、また、不等速運動装置を使用する場合に、公知の不等速運動機構を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一形態による加工装置を示す概略平面図である。
【図2】図1における不等速運動装置と角度割り出し装置を示す背面図である。
【図3】図2における不等速運動装置を示す断面図である。
【図4】図3におけるIV−IV断面図である。
【図5】出力軸の不等速運動を示すグラフである。
【図6】プレス機のクランク角度を示すグラフである。
【図7】図2における角度割り出し装置を示す側面図である。
【符号の説明】
M…加工装置
1…プレス機
3…送り装置
5…金型
51…積層ステーション
7…角度割り出し装置
10…不等速運動装置(不等速運動機構)
12…入力軸
13…出力軸
15…第1回転レバー
16…第2回転レバー
17…連結レバー
18…第1連結ピン
19…第2連結ピン
20…カップリング
32…カム軸
33…駆動軸(出力駆動軸)
W…帯材
T…停止区間
Claims (3)
- プレス機の1回転において、帯材を送る送りタイミングと、前記帯材を加工する加工タイミングが設定され、帯材を前記プレス機内に搬送して積層コアを加工する際に、積層工程における積層体を角度割り出し装置で順次回転させて積層加工を行う積層コアの加工方法であって、
前記積層工程には、設定された前記送りタイミングの時間内で、前記プレス機の駆動部から駆動伝達された前記角度割り出し装置によって前記積層体が所定角度回転された後、前記送りタイミングの終了時との間に、前記角度割り出し装置の出力駆動軸が停止される停止区間が形成され、
前記停止区間が、所定の送りタイミングの時間内において、角度割り出し装置の出力駆動軸が早送り回転で駆動されることによって設定されることを特徴とする積層コアの加工方法。 - プレス機と、前記プレス機内に帯材を搬送する送り装置と、前記プレス機からの駆動が伝達されて間欠的な回転出力を発生する角度割り出し装置とを備えて構成され、前記帯材を順送して積層コアとして加工する際に、積層工程における積層体を前記角度割り出し装置で順次回転させて積層加工を行う積層コアの加工装置であって、
前記角度割り出し装置は前記プレス機の駆動部に対して不等速運動機構を介して連結され、前記不等速運動機構の出力軸が、前記プレス機の1回転における送りタイミングの時間内において、前記不等速運動機構の入力軸に対して早送り回転で駆動されるタイミングを有することによって、前記角度割り出し装置の出力軸が前記積層体を所定角度回転させた後前記送りタイミングの終了時との間に回転停止する、停止区間が形成されるように構成することを特徴とする積層コアの加工装置。 - 前記不等速運動機構の入力軸と出力軸とは、前記不等速運動機構の本体ケースを介して回転伝達可能に連結され、さらに偏心された位置に配置されるとともに、前記入力軸の軸心及び前記出力軸の軸心に対してそれぞれ偏心位置にあるピンに回転可能に軸支された連結レバーで連結されていることを特徴とする請求項2記載の積層コアの加工装置。
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