JP4115765B2 - 押圧支持リングを設けた金型装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外形抜された被打抜き片をかしめ積層して積層鉄心を製造する押圧支持リングを設けた金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、予めプレス加工工程で所定の加工がなされた被打抜き材から外形抜きされた鉄心片（被打抜き片）を順次、かしめ積層して積層鉄心を形成する金型装置として、図５に示すような押圧支持リングを設けた金型装置７０が知られている。
押圧支持リングを設けた金型装置７０においては、パンチ７１と内面の円周方向に沿って波状の凸凹が形成されたダイ７２により、被打抜き材７３から外形打抜きされた被打抜き片７４を受け台７５を備えた受け手段で受けながら、ダイ７２及びダイ７２の直下に連接して配置された押圧支持リング７６内にてかしめ積層するように構成されている。この構成では、押圧支持リング７６の内径ｄは被打抜き片７４の外径Ｄ（被打抜き片７４の凸凹の凸部の最外隣接円の直径）より僅かに小さく形成されており、ダイ７２によって波状の凸凹が外周面に形成された被打抜き片７４を押圧支持リング７６に嵌入させることによって発生する摩擦力に基づく側圧により被打抜き片７４の把持力を確保している。なお、図５中の符号７７は被打抜き材７３をダイ７２に押し付けて固定するストリッパーを表している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の押圧支持リングを設けた金型装置７０は、それなりの作用効果があるが、十分に満足し得ると言えないのが実情である。
例えば、被打抜き片７４を外形抜きして、かしめ積層する場合、被打抜き片７４の波状の凸凹の凸部と押圧支持リング７６との摩擦力に基づく把持力により、かしめ積層力を受けることになるので、被打抜き片７４と押圧支持リング７６との局部的な側圧が極めて大きくなり、過大な局部応力により押圧支持リング７６にクラックや割れが発生することが懸念される。
また、押圧支持リング７６にクラックや割れが発生すると、抜き込まれてくる被打抜き片７４を把持する力が弱くなり、この結果、密接度よくかしめ積層することができず、積層鉄心である製品が不良となる。
さらに、前記押圧支持リング７６に発生した割れの発見が遅れると、パンチ７１やダイ７２等を損傷させ、生産をストップさせるという恐れもある。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、パンチとダイにより抜き込まれた被打抜き片を確実に把持してかしめ積層し、クラックや割れが発生する恐れがなく、しかも積層不良や生産の停止の問題を解消できる押圧支持リングを設けた金型装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る押圧支持リングを設けた金型装置は、パンチをダイ内に進退させ被打抜き片の外形を抜き、ダイの内側面に連接された押圧支持リングに抜き込み被打抜き片をかしめ積層する金型装置であって、押圧支持リングは周方向に複数の分割押圧支持リングに分割され、分割押圧支持リングの内側面には被打抜き片の抜き込み方向同一高さ位置の凹凸の凸部が被打抜き片の厚みの２〜６倍の幅にて形成され、各分割押圧支持リングはその軸心に向かって進退可能で、ダイの内側面よりさらに内側に突出可能である。これによって、外形抜きされた被打抜き片は、ダイの内側面より内側に突出し被打抜き片の抜き込み方向同一高さ位置に形成された凹凸の凸部により支持されるので、かしめに必要な把持力を受け、強固にかしめられ、一方、分割押圧支持リングは前記凹凸の凹部に被打抜き片が当接せず、被打抜き片から張り力を受けず、クラックや割れが防止される。また、過大なかしめ力が作用した場合に、分割押圧支持リングの内側面がダイの内側面まで後退することができる。
【０００６】
本発明に係る押圧支持リングを設けた金型装置において、分割押圧支持リングの内側面に形成された凹凸の凸部は前記ダイの内側面に対して一定の突出高さを有することもできる。これによって、通過する被打抜き片の周囲に突出した凸部によって均等な押圧力が働き、各被打抜き片を均等に支持できる。結果として分割押圧支持リングの内側面にかしめ力が均等に作用することになる。なお、各分割押圧支持リングの前記凹凸は、打ち抜き方向に複数形成されているのが好ましい。
本発明に係る押圧支持リングを設けた金型装置において、分割押圧支持リングの内側面を摺動可能で、積層される被打抜き片を支持する受け台を設けることもできる。これによって、分割押圧支持リングの負荷を小さくできると共に、分割押圧支持リングの損傷等により被打抜き片を分割押圧支持リングにより支持することができない場合でも、受け台により確実に支持することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
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。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る押圧支持リングを設けた金型装置を適用したプレス加工工程の説明図、図２は同押圧支持リングを設けた金型装置を適用したプレス加工金型の模式断面図、図３は同押圧支持リングを設けた金型装置の断面図、図４は図３の矢視Ｉ−Ｉ断面図である。
【０００８】
図１〜図３を参照して、本発明の一実施の形態に係る押圧支持リングを設けた金型装置１０を備えたプレス加工金型６０を使用したプレス加工工程について説明する。なお、図２に示すプレス加工金型６０は模式的に表され、範囲Ａ〜Ｆはそれぞれ、図１に示すステーションＡ〜Ｆに対応しており、各ステーションでの加工作業は、以下の通りである。
（ステーションＡ）
長尺状の厚さｔ、例えば、０．１５〜０．３５ｍｍ程度の薄い鋼板からなる被打抜き材１１の幅方向の両端部にパイロット用のガイドホール１２が形成される。
【０００９】
（ステーションＢ）
内形１３を打抜き形成する。なお、内形抜きした領域から、例えば、回転子鉄心片を打抜き形成することもできる。この場合、回転子鉄心片を打抜きするためのパンチとダイを有することは言うまでもない。
（ステーションＣ）
スロット抜きを行って周方向に複数（本実施の形態では８個）のスロット孔１４が形成される。
（ステーションＤ）
磁極の先端抜きを行って８個の磁極の先端部１５が形成される。
【００１０】
（ステーションＥ）
８個の磁極にそれぞれ、１個の内かしめ部１６と、内かしめ部１６の外側に２個の外かしめ部１７が形成される。なお、最下層に配置される最初の被打抜き片１９の内かしめ部１６及び外かしめ部１７は貫通孔に形成され、それ以降の被打抜き片１９の内かしめ部１６及び外かしめ部１７には、前記貫通孔又は先行する被打抜き片１９のかしめ突起の背面側凹みに係合可能なかしめ突起が形成される。
（ステーションＦ）
押圧支持リングを設けた金型装置１０のパンチ１８及びダイ２０により、被打抜き材１１から外形打抜きされた被打抜き片１９が順次、かしめ積層されて積層鉄心（図示せず）が作製される。
【００１１】
次に、図３及び図４を参照して押圧支持リングを設けた金型装置１０について説明する。
図３に示すように、押圧支持リングを設けた金型装置１０は、ステーションＡ〜Ｅで所定の加工がなされた被打抜き材１１から被打抜き片１９を外形打抜きするパンチ１８及びダイ２０と、被打抜き材１１をダイ２０に押し付けて固定するストリッパー２１と、パンチ１８を介して被打抜き材１１をかしめ積層する、ダイ２０の直下に連接された押圧支持リング２２とを備えている。以下、これらについて詳しく説明する。
【００１２】
図３及び図４に示すように、押圧支持リング２２はリング板状のダイ２０の内側面に連接されており、周方向に複数（本実施の形態では４個）の分割押圧支持リング２３〜２６に分割されている。各分割押圧支持リング２３〜２６は円筒が周方向に４等分された円筒分割部２７〜３０と、円筒分割部２７〜３０の外面の中央部に設けられた進退用楔部３１〜３４とを有している。
隣り合う分割押圧支持リング２３〜２６が分割面で当接した状態の押圧支持リング２２の内径面には、被打抜き片１９の抜き込み方向３５同一高さ位置に凹凸の凸部３６が形成されており、また、該凹凸の凸部３６は抜き込み方向に複数、例えば、本実施の形態では６個形成されているが、その数は適宜にできる。各分割押圧支持リング２３〜２６は半径方向に移動可能に（即ち、その軸心に向かって進退可能に）構成されている。
【００１３】
図３に示すように、進退用楔部３１、３３（３２、３４も同じ）は側面視して、外側に沿って上方に傾斜した傾斜面３７が形成されており、進退用楔部３１、３３の傾斜面３７に当接する傾斜面３８を備えたスライドカム３９がロッド４０を介して進退駆動手段の一例である油圧シリンダー４１に連結されている。なお、進退用楔部３１〜３４は半径方向に水平に進退可能に金型本体４２にガイドされていると共に、進退用楔部３１〜３４に対応する各スライドカム３９も抜き込み方向３５に進退可能に金型本体４２にガイドされている。かかる構成によって、４個の油圧シリンダー４１を同時に駆動してロッド４０を抜き込み方向３５と逆方向に移動すると、分割押圧支持リング２３〜２６は半径方向に内側に移動し、図３、図４に示すように、隣り合う円筒分割部２７〜３０の両端面が当接して円筒体を形成するようになっている。
【００１４】
図３及び図４に示す各分割押圧支持リング２３〜２６は、隣り合う円筒分割部２７〜３０の両端面が当接して円筒体を形成した状態を表しており、この円筒体において、各分割押圧支持リング２３〜２６の内側面に形成された凹凸の凸部３６は、ダイ２０の内径面４３よりさらに内側に突出している。図３の拡大図に示すように、分割押圧支持リング２３（２４〜２６も同じ）の各凸部３６は一定の高さｈに形成されている。また、分割押圧支持リング２３（２４〜２６も同じ）の凹部４５と凸部３６の軸方向のピッチＰが同じに形成されている。（Ｐ／２）の幅を備えた凸部３６の凸面４６（押圧支持リング２２の内径面と同じ）はダイ２０の内径面４３から突出している。
【００１５】
凸部３６と同じ（Ｐ／２）の幅を備えた凹部４５の凹面４７と凸面４６までの距離ｈが、凸部３６の高さ又は凹部４５の深さを表している。凸部３６及び凹部４５の幅（Ｐ／２）は被打抜き片１９の厚さｔの２〜６倍程度としている。これによって、ダイ２０の内側面から凸部３６の凸面（内周面）４６の突出高さを略均等に、例えば１／１０００ｍｍ〜１．５ｍｍで確保することが可能となる。なお、この突出高さは被打抜き片１９の材質、大きさ、厚みによって変わり、結局は被打抜き片の弾性変形限度内の突出高さになり、本発明は前記数字に決められる突出高さに限定されるものではない。
なお、図３に示すように、分割押圧支持リング２３〜２６の凸部３６がダイ２０の内径面４３より内側に突出した状態で、凸部３６の凸面４６に沿って摺動可能な受け台４８が受けシリンダー４９に連結されている。受け台４８はかしめ積層される複数の被打抜き片１９を支持することができる。ここで、受け手段は受け台４８及び受けシリンダー４９を備えている。
【００１６】
次いで、本発明の一実施の形態に係る押圧支持リングを設けた金型装置１０を用いて積層鉄心を製造する方法及び作用について、図を参照しながら説明する。
なお、プレス加工金型６０のステーションＡからステーションＥまでの加工工程は、既に終了しているものとし、ステーションＦにおける加工作業のみを説明する。また、最下層となる被打抜き片１９は、ステーションＥにおいて、内かしめ部１６及び外かしめ部１７は貫通孔に形成され、それ以降の被打抜き片１９については、この貫通孔又は先行する被打抜き片１９のかしめ突起の背面側凹みを介してかしめ積層されるかしめ突起が形成されているものとする。
【００１７】
（１）各油圧シリンダー４１のロッド４０を伸長して、各スライドカム３９及び進退用楔部３１〜３４を介して分割押圧支持リング２３〜２６を内側に、即ち、図３及び図４に示す位置に移動させて、円筒分割部２７〜３０の分割面を当接する。
（２）なお、各油圧シリンダー４１には、かしめ積層作業中は常時、油圧が作用しており、過負荷が作用すると分割押圧支持リング２３〜２６を半径方向外側に広げて、分割押圧支持リング２３〜２６や被打抜き片１９の破損や損傷を防止している。
（３）受けシリンダー４９を駆動して受け台４８をダイ２０側に移動させ、受け台４８の上面５０が、押圧支持リング２２の上面５１より僅かに受けシリンダー４９側（下側）になるように位置決めする。
【００１８】
（４）パンチ１８及びダイ２０を作用させ、外形抜きした最下層となる被打抜き片１９の周縁部が押圧支持リング２２の上面５１の周縁部、即ち、最上段の凸部３６の上面５１の周縁部に掛止する。
（５）押圧支持リング２２の最上段の凸部３６で受けた最下層となる被打抜き片１９の上に、パンチ１８及びダイ２０により外形抜きした第２層の被打抜き片１９をかしめ積層する。この際、パンチ１８によるかしめ力は被打抜き片１９を介して押圧支持リング２２の凸部３６の上面５１及び凸部３６の凸面４６で負担し、以降も基本的には受け台４８ではかしめ力を負担しないようになっている。
（６）本実施の形態では、最下層及び第２層の被打抜き片１９がかしめ積層されたものが、押圧支持リング２２の凸部３６の凸面４６で支持された状態で、第３層の被打抜き片１９をかしめ積層する。
【００１９】
（７）以降、前記（６）を繰り返して、第４層〜第Ｎ層の被打抜き片１９を順次、かしめ積層して所定の厚さを有する積層鉄心を製作する。
（８）各油圧シリンダー４１の油圧を抜くと、積層鉄心からの反力により分割押圧支持リング２３〜２６が外側に移動する。
（９）積層鉄心は受け台４８に落下し、積層鉄心が載置された受け台４８を受けシリンダー４９により下降した後、排出手段（図示せず）を介してこの積層鉄心を外部に取り出す。
【００２０】
押圧支持リングを設けた金型装置１０においては、順次かしめ積層される被打抜き片１９の周縁部を、ダイ２０の内径面より突出した押圧支持リング２２の凹凸の凸部３６の上面５１及び凸面４６全体で均等に掛止すると共に、押圧支持リング２２の内径面が凹凸に形成された構造となっているので、凸部３６によりかしめに必要な被打抜き片１９の把持力を得られると共に、凹部４５には被打抜き片１９が当接せず、当該被打抜き片１９から張り力を受けないので、押圧支持リング２２全体として受ける張り力が半減し、クラックや割れを確実に防止することができる。
【００２１】
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の押圧支持リングを設けた金型装置を構成する場合にも本発明は適用される。
前記実施の形態においては、押圧支持リング２２の内径面に形成された凸部３６は一定の高さｈとしたが、これに限定されず、必要に応じて、半径方向で（場合によっては軸心方向で）凸部の高さを変えることもできる。
【００２２】
分割押圧支持リング２３〜２６の内径面を摺動可能で、被打抜き片１９を支持する受け台４８を設けたが、これに限定されず、必要に応じて、受け台４８を省略することもできる。
被打抜き片１９の外形を円状としたが、これに限定されず、対象物、状況に応じて、その他の形状（例えば、楕円状、角状）でも構わない。
各分割押圧支持リング２３〜２６の内径面に形成された凹凸の凸部３６と凹部４５の軸方向のピッチ（Ｐ／２）を同じとしたが、これに限定されず、ピッチを変えても構わない。また、凹部４５の断面形状を矩形としたが、これに限定されず、その他の形状とすることもできる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１〜３記載の押圧支持リングを設けた金型装置においては、外形抜きされた被打抜き片は、ダイの内側面より内側に突出し被打抜き片の抜き込み方向同一高さ位置に形成された分割押圧支持リングの凹凸の、被打抜き片の厚みの２〜６倍の幅を有する凸部と当接し、かしめに必要な把持力を受けた下で強固にかしめられる。一方、分割押圧支持リング内に抜き込まれた被打抜き片は、受けた把持力の反作用として張り力を前記分割押圧支持リングに及ぼすが、該張り力は前記凹凸の凹部には作用せず、当該分割押圧支持リング全体からみると半減し、クラックや割れが防止され、しかも積層不良や生産の停止の問題を解消できる。また、過大なかしめ力が作用した場合に、分割押圧支持リングの内側面がダイの内側面まで後退することができるので、分割押圧支持リングのクラックや割れの発生を確実に防止でき、安定した操業ができる。
【００２４】
特に、請求項２記載の押圧支持リングを設けた金型装置においては、分割押圧支持リングの内側面にかしめ力が均等に作用するので、品質のより積層鉄心を製造することができる。
請求項３記載の押圧支持リングを設けた金型装置においては、分割押圧支持リングの負荷を小さくできるので、分割押圧支持リングにクラックや割れが発生する恐れがなくなると共に、分割押圧支持リングの破損等により被打抜き片を分割押圧支持リングにより支持することができない場合でも、受け台により確実に支持することができるので、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る押圧支持リングを設けた金型装置を適用したプレス加工工程の説明図である。
【図２】同押圧支持リングを設けた金型装置を適用したプレス加工金型の模式断面図である。
【図３】同押圧支持リングを設けた金型装置の断面図である。
【図４】図３の矢視Ｉ−Ｉ断面図である。
【図５】従来例に係る押圧支持リングを設けた金型装置の断面図である。
【符号の説明】
１０：押圧支持リングを設けた金型装置、１１：被打抜き材、１２：ガイドホール、１３：内形、１４：スロット孔、１５：先端部、１６：内かしめ部、１７：外かしめ部、１８：パンチ、１９：被打抜き片、２０：ダイ、２１：ストリッパー、２２：押圧支持リング、２３〜２６：分割押圧支持リング、２７〜３０：円筒分割部、３１〜３４：進退用楔部、３５：抜き込み方向、３６：凸部、３７：傾斜面、３８：傾斜面、３９：スライドカム、４０：ロッド、４１：油圧シリンダー、４２：金型本体、４３：内径面（内側面）、４５：凹部、４６：凸面、４７：凹面、４８：受け台、４９：受けシリンダー、５０：上面、５１：上面、６０：プレス加工金型

Claims (3)

1. パンチをダイ内に進退させ被打抜き片の外形を抜き、前記ダイの内側面に連接された押圧支持リングに抜き込み前記被打抜き片をかしめ積層する金型装置であって、
   前記押圧支持リングは周方向に複数の分割押圧支持リングに分割され、前記分割押圧支持リングの内側面には前記被打抜き片の抜き込み方向同一高さ位置の凹凸の凸部が前記被打抜き片の厚みの２〜６倍の幅にて形成され、前記各分割押圧支持リングはその軸心に向かって進退可能で、前記ダイの内側面よりさらに内側に突出することを特徴とする押圧支持リングを設けた金型装置。
2. 請求項１記載の押圧支持リングを設けた金型装置において、前記分割押圧支持リングの内側面に形成された前記凹凸の凸部は前記ダイの内側面に対して一定の突出高さを有することを特徴とする押圧支持リングを設けた金型装置。
3. 請求項１及び２のいずれか１項に記載の押圧支持リングを設けた金型装置において、前記分割押圧支持リングの内側面を摺動可能で、積層される前記被打抜き片を支持する受け台を設けたことを特徴とする押圧支持リングを設けた金型装置。

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