JP4329239B2 - 積層体の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータやトランス等の積層鉄心のように、複数枚の金属素材を積層してダボかしめした積層体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータやトランス等の積層鉄心を製造するには、鉄心材料である帯状鋼板を間欠移送しながら、各プレス工程毎に打ち抜き加工および積層するためのダボ成形加工を施した後に、素材をストリッパープレートとダイで挟み込み、外形抜きパンチでダイ内の素材を順次嵌合させて積層することによって製造される。
【０００３】
この際、外形抜きパンチの下面に対して平行で、その垂直方向に可動する下受けパットで拘束、押圧した力によりダボかしめを行う方法がある。
【０００４】
以下、従来の積層体の製造方法とその製造装置について、図３に示す従来の積層体の製造装置の構成図と、図４に示す従来の積層体の製造装置の動作タイミングチャートを用いて説明する。
【０００５】
図３に示すように、上ダイセット１と下ダイセット２の間に、矢印で示す材料送り方向に間欠的に移送される帯状鋼板３を設け、上ダイセット１に重ねて設けられたられたバッキングプレート４とパンチプレート５に材料送り方向に抜きパンチ６，７、ダボ間欠パンチ８、ダボ成形パンチ９、抜き落としパンチ１０を順に設け、下ダイセット２に、前記抜きパンチ６，７、ダボ間欠パンチ８、ダボ成形パンチ９、抜き落としパンチ１０に対応する位置に穴の開いたダイプレート１１が重ねて設けられている。
【０００６】
また、抜きパンチ６，７、ダボ間欠パンチ８、ダボ成形パンチ９、抜き落としパンチ１０は、パンチプレート５の下方にスプリング１２を介して平行に設けられ、スプリング１２によってパンチプレート５との間に反発力が与えられたストリッパープレート１３の透孔を通って先端が帯状鋼板３を覗いている。
【０００７】
また、ダボ間欠パンチ８は、シリンダー１４と板カム１５により制御され、パンチプレート５の複数の下降回数に１回ＯＮ（打ち抜き）するようになっている。
【０００８】
また、抜き落としパンチ１０に対応するダイプレート１１に設けられた穴には、抜き落としパンチ１０の下面に対して、垂直方向に可動で、かつ、平行な面を有する下受けパッド１６が下ダイセット２の穴を通って設けられ、その下受けパッド１６は下受けシリンダー１７により上方向に押圧力を受けている。１８は下受けパッド１６が、下ダイセット２の穴を通って下ダイセット２の下方外部に出た時、積層体を吹き飛ばすように、下ダイセット２の穴の出た所に設けられたエアエジェクターである。
【０００９】
また、ダボ成形パンチ９に対応するダイプレート１１の位置に設けられた穴には、スプリング１９により押圧力の加えられたダボ払い出し用エジェクター２０が設けられている。
【００１０】
上記構成の製造装置により、例えば、素材を３枚ずつ積層し、積層した積層体を２ブロック毎に製造装置から排出する場合、図４の動作タイミングチャートの（ａ）に示すように、上ダイセット１側のパンチプレート５に取り付けられた抜きパンチ６，７は、一定の休止期間Ｔを挟んで、帯状鋼板３の間欠送りのタイミング毎に６回昇降を繰り返し、ダイプレート１１とストリッパープレート１３で挟持した状態で帯状鋼板３をトリムし、図４の（ｂ）に示すように、ダボ間欠パンチ８は、シリンダー１４と板カム１５の制御により、前記抜きパンチ６，７の３回の下降毎に１回下降（ＯＮ）することにより、ダイプレート１１とストリッパープレート１３で挟持した状態で帯状鋼板３のダボ相当箇所に穴をあけ、ダボ成形パンチ９は、前記抜きパンチ６，７と同様、帯状鋼板３の間欠送りのタイミング毎に昇降を繰り返し、ダイプレート１１とストリッパープレート１３で挟持した状態で帯状鋼板３にダボを成形する。しかし、ダボ成形パンチ９が下降しても、前記のように、ダボ相当箇所に穴があけられている箇所にはダボを成形することができない。
【００１１】
従って、上記の場合、間欠送りされる帯状鋼板３には、ダボ相当箇所に穴があいた部分、ダボが成形された部分、ダボが成形された部分の３部分の組み合わせが順次形成されることになり、ダイプレート１１とストリッパープレート１３で挟持した状態で帯状鋼板３は抜き落としパンチ１０により、積層する素材の形状に打ち抜かれ、ダイプレート１１に設けられた穴内に下受けパッド１６で支えられた状態で積層される。下受けパッド１６上に積層された素材は、下受けシリンダー１７から下受けパッド１６の受ける上方への押圧力と、ダイプレート１１の穴と素材端面との摩擦抵抗と、抜き落としパンチ１０の押し下げる力とによりかしめが行われる。しかし、この場合、積層された素材は３枚に１枚ずつダボ相当箇所に穴があけられており、ダボ相当箇所に穴があいた素材は両面にはダボかしめができないため、素材３枚の積層体が２ブロックずつ成形されることになる。
【００１２】
ダイプレート１１に設けられた穴内に３枚ずつ積層された２ブロックの積層体は、図４の（ｃ）に示すように、抜きパンチ６，７が休止している期間Ｔに、下受けパッド１６と共に下降し、下ダイセット２の穴を通って下ダイセット２の下方外部に出たところで、エアエジェクター１８により装置の外部へ吹き飛ばされるのである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の積層体の製造方法とその製造装置によると、ダイプレートの穴内において、積層された積層体をダボかしめするための、下ダイセット側の下受けパッドの上方押圧力がない時、すなわち、下受けパッドが下降してダボかしめの終わった積層体を装置の外部へ取り出している期間Ｔは、ダイプレートの穴内において積層体をダボかしめすることができないので、下受けパッドが下降後、再び、復帰上昇するまでは、各種パンチによるプレス作業を停止しなければならず、生産性が悪かった。
【００１４】
また、積層鉄心の製造に用いられるダボかしめ工法においては、鉄心材料の板厚が薄く、鉄心材料の伸び率も小さいため、ハーフ抜きによるダボかしめがよく用いられるが、その場合、ダボの嵌合部の凹部の入り口はダレが小さく、入りにくいものとなるので、積層する素材をパンチで打ち抜くために、間欠送りする帯状鋼板の送りピッチはμｍ単位の精度確保が必須となる。しかるに、上記のように、プレス作業を停止したり、始動する時は、帯状鋼板の送り装置の摩擦抵抗や慣性モーメントが変化して送りピッチが狂いやすく、プレス停止前後にダボかしめした部分の積層精度やかしめ力が劣化し、積層体の品質面で課題があった。
【００１５】
本発明は上記の課題を解決するもので、ダボかしめの終わった積層体を装置の外部へ取り出す際のプレス停止による生産性や品質の悪化を発生させない積層体の製造方法とその製造装置を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、抜き落としパンチとダイと下受けパッドとにより積層体の抜き落としとかしめを行う箇所を２箇所設け、一方の箇所で抜き落としとかしめを行っている時は他方の箇所で積層体の装置外への排出を行う積層体の製造方法であり、ダボかしめの終わった積層体を装置の外部へ取り出す際のプレス停止による生産性の低下や品質の悪化を発生させることがない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、ダボの成形された帯状鋼板を、積層する素材の形状に、抜き落としパンチとダイとの間で打ち抜き、打ち抜いた前記素材を前記ダイの中に設けられた下受けパッド上に積層して、前記素材を積層した積層体を前記ダイ中で前記抜き落としパンチと前記下受けパッド間の押圧力によりダボかしめを行い、前記下受けパッドを後退させてダボかしめの終わった前記積層体を装置の外部に排出する積層体の製造方法において、一つの上ダイセットを昇降させて、前記上ダイセットに設けた第１パンチと第２パンチとで前記積層体の抜き落としとかしめを行う際に、前記上ダイセットに設けた第１カムと第１シリンダーとで前記第１パンチを制御し、前記上ダイセットに設けた第２カムと第２シリンダーとで前記第２パンチを制御して、前記第１パンチと前記第２パンチとが交互にあらかじめ定めた回数分の下降動作をするように制御する。
【００１８】
本発明の請求項２に記載の発明は、一つの下ダイセットに前記第１パンチに対応する第１下受けパッドと、前記第２パンチに対応する第２下受けパッドと、を配置し、下降動作を停止している前記パンチに対応する前記下受けパッドを、前記下ダイセットから下降させ、前記積層体を前記下ダイセットから排出し、下降動作を行っている前記パンチと、下降動作を行っている前記パンチに対応する前記下受けパッドと、で前記積層体のダボかしめを行う。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における積層体の製造装置の構成図、図２は図１に示す積層体の製造装置の動作タイミングチャートであり、図１において、従来例を示す図３と異なるところは、図３においては、上ダイセット１に重ねて設けられたられたバッキングプレート４とパンチプレート５に材料送り方向に抜きパンチ６，７、ダボ間欠パンチ８、ダボ成形パンチ９、抜き落としパンチ（第１パンチ）１０を順に設けているのに対し、抜き落としパンチ１０の後に、もう１つ抜き落としパンチ（第２パンチ）２１を設け、抜き落としパンチ１０と、抜き落としパンチ２１にはそれぞれシリンダー（第１シリンダー）２２と板カム（第１カム）２３と、シリンダー（第２シリンダー）２４と板カム（第２カム）２５とが設けられ、抜き落としパンチ１０と抜き落としパンチ２１が交互に下降して働くように制御され、また、追加された抜き落としパンチ２１にも、抜き落としパンチ１０と同様、抜き落としパンチ２１に対応するダイプレート１１に設けられた穴に、抜き落としパンチ２１の下面に対して、垂直方向に可動で、かつ、平行な面を有する下受けパッド２６（第２下受けパッド）が下ダイセット２の穴を通って設けられ、その下受けパッド２６は下受けシリンダー２７により押圧力を受け、下受けパッド２６が、下ダイセット２の穴を通って下ダイセット２の下方外部に出た時、積層体を吹き飛ばすように、下ダイセット２の穴の出た所にエアエジェクター２８が設けられている点であり、その他の点は図３と同じであるので、同じ部分には図３における符号と同じ符号を付し、説明は省略する。
【００２１】
上記本実施の形態における製造装置により、例えば、前記従来例の場合と同じように、素材を３枚ずつ積層し、積層した積層体を２ブロック毎に製造装置から排出する場合についての動作を、図２の動作タイミングチャートを用いて説明すると、図２の（ａ）に示すように、上ダイセット１側のパンチプレート５に取り付けられた抜きパンチ６，７は、帯状鋼板３の間欠送りのタイミング毎に昇降を繰り返し、ダイプレート１１とストリッパープレート１３で挟持した状態で帯状鋼板３をトリムし、図２の（ｂ）に示すように、ダボ間欠パンチ８は、シリンダー１４と板カム１５の制御により、前記抜きパンチ６，７の３回の下降毎に１回下降することにより、ダイプレート１１とストリッパープレート１３で挟持した状態で帯状鋼板３のダボ相当箇所に穴をあけ、ダボ成形パンチ９は、前記抜きパンチ６，７と同様、帯状鋼板３の間欠送りのタイミング毎に昇降を繰り返し、ダイプレート１１とストリッパープレート１３で挟持した状態で帯状鋼板３にダボを成形する。
【００２２】
しかし、ダボ成形パンチ９が下降しても、前記のように、ダボ相当箇所に穴があけられている箇所にはダボを成形することができない。
【００２３】
従って、上記の場合、間欠送りされる帯状鋼板３には、ダボ相当箇所に穴があいた部分、ダボが成形された部分、ダボが成形された部分の３部分の組み合わせが順次形成されることになり、図２（ｃ）に示すように、抜き落としパンチ１０はＯＮになり、ダイプレート１１とストリッパープレート１３で挟持した状態で帯状鋼板３は抜き落としパンチ１０により、積層する素材の形状に打ち抜かれ、打ち抜かれた素材は、抜き落としパンチ１０に対応してダイプレート１１に設けられた穴内に下受けパッド（第１下受けパッド）１６で支えられた状態で６枚積層される。
【００２４】
下受けパッド１６上に積層された素材は、下受けシリンダー１７から下受けパッド１６の受ける上方への押圧力と、ダイプレート１１の穴と素材端面との摩擦抵抗と、抜き落としパンチ１０の押し下げる力とによりかしめが行われる。しかし、この場合、積層された素材は３枚に１枚ずつダボ相当箇所に穴があけられており、ダボ相当箇所に穴があいた素材は両面にはダボかしめができないため、ダイプレート１１に設けられた穴内には、素材３枚の積層体が２ブロック成形されることになる。
【００２５】
上記のように、ダイプレート１１に設けられた穴内に３枚ずつ積層された２ブロックの積層体は、図２の（ｄ）に示すように、下受けパッド１６と共に下降し、下ダイセット２の穴を通って下ダイセット２の下方外部に出たところで、エアエジェクター１８により装置の外部へ吹き飛ばされるのである。ここまでの動作は、図３、図４に示す従来例の動作と基本的には同じである。
【００２６】
本実施の形態における製造装置の動作が従来例の動作と異なるのは、図２（ａ）、（ｄ）に示すように、下受けパッド１６が下降して、抜き落としパンチ１０に対応してダイプレート１１に設けられた穴内の２ブロックの積層体をエアエジェクター１８により装置の外部へ吹き飛ばしている際中にも、抜きパンチ６，７が、帯状鋼板３の間欠送りのタイミング毎に昇降を休むことなく繰り返し、帯状鋼板３をトリムし、ダボ間欠パンチ８、ダボ成形パンチ９も所定の動作を繰り返し、帯状鋼板３上に所定の加工を施し続けることにより、下受けパッド１６が下降して、抜き落としパンチ１０に対応してダイプレート１１に設けられた穴内で積層体のダボかしめができない期間は、図２（ｃ）に示すように、シリンダー２２と板カム２３の制御により、抜き落としパンチ１０をＯＦＦとし、その下降を止め、代りに、図２（ｅ）に示すように、シリンダー２４と板カム２５の制御により、抜き落としパンチ２１をＯＮとして、下降させ、抜き落としパンチ２１に対応してダイプレート１１に設けられた穴内に下受けパッド２６で支えられた状態で素材６枚を積層し、積層体は、下受けパッド２６の上方への押圧力と、抜き落としパンチ２１の押し下げる力とによりダボかしめが行われ、素材３枚の積層体が２ブロック成形され、積層体のダボかしめが終わったら、図２（ｆ）に示すように、下受けパッド２６が下降して、２ブロックの積層体を装置の外部に排出するものである。
【００２７】
なお、上記の場合、抜き落としパンチ１０と下受けシリンダー１７による積層体の抜き落とし工程と、抜き落としパンチ２１と下受けシリンダー２７による積層体の抜き落とし工程との間に２工程のアイドルステージを設け、抜き落としパンチ２１の下降タイミング（ＯＮタイミング）は抜き落としパンチ１０の上昇タイミング（ＯＦＦタイミング）より３プレスサイクル遅れて動作するようにしている。
【００２８】
また、上記各工程を複数列取りの加工レイアウトの各列に装備した場合も、各列において同様の効果が得られることは申すまでもない。
【００２９】
以上のように、本実施の形態の積層体の製造装置によれば、下受けパッド１６，２６の一方が下降して積層体を装置外へ排出し、再び上昇復帰している間、すなわち、下受けパッド１６，２６の一方に対応する抜き落としパンチ１０，２１の一方が動作を停止している間は、抜き落としパンチ１０，２１と下受けパッド１６，２６の内の他方が交代して、積層体のダボかしめを行うものであり、各種パンチによるプレス作業を停止する必要がないので、生産性が向上し、プレス停止に伴うダボかしめした部分の積層精度やかしめ力の劣化がなくなるものである。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の積層体の製造方法によれば、ダボかしめの終わった積層体を装置の外部へ取り出す際にも、プレス作業を停止する必要がなく、プレス停止に伴う生産性の低下や品質の悪化が生じないという効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における積層体の製造装置の構成図
【図２】図１に示す積層体の製造装置の動作タイミングチャート
【図３】従来の積層体の製造装置の構成図
【図４】図４に示す従来の積層体の製造装置の動作タイミングチャート
【符号の説明】
１ 上ダイセット
２ 下ダイセット
３ 帯状鋼板
４ バッキングプレート
５ パンチプレート
６，７ 抜きパンチ
８ ダボ間欠パンチ
９ ダボ成形パンチ
１０，２１ 抜き落としパンチ
１１ ダイプレート
１２，１９ スプリング
１３ ストリッパープレート
１４，２２，２４ シリンダー
１５，２３，２５ 板カム
１６，２６ 下受けパッド
１７，２７ 下受けシリンダー
１８，２８ エアエジェクター
２０ ダボ払い出し用エジェクター

Claims (2)

1. ダボの成形された帯状鋼板を、積層する素材の形状に、抜き落としパンチとダイとの間で打ち抜き、打ち抜いた前記素材を前記ダイの中に設けられた下受けパッド上に積層して、前記素材を積層した積層体を前記ダイ中で前記抜き落としパンチと前記下受けパッド間の押圧力によりダボかしめを行い、前記下受けパッドを後退させてダボかしめの終わった前記積層体を装置の外部に排出する積層体の製造方法において、
   一つの上ダイセットを昇降させて、前記上ダイセットに設けた第１パンチと第２パンチとで前記積層体の抜き落としとダボかしめを行う際に、前記上ダイセットに設けた第１カムと第１シリンダーとで前記第１パンチを制御し、前記上ダイセットに設けた第２カムと第２シリンダーとで前記第２パンチを制御して、前記第１パンチと前記第２パンチとが交互にあらかじめ定めた回数分の下降動作することを特徴とする積層体の製造方法。
2. 一つの下ダイセットに前記第１パンチに対応する第１下受けパッドと、前記第２パンチに対応する第２下受けパッドと、を配置し、
   下降動作を停止している前記パンチに対応する前記下受けパッドを、前記下ダイセットから下降させ、前記積層体を前記下ダイセットから排出し、
   下降動作を行っている前記パンチと、下降動作を行っている前記パンチに対応する前記下受けパッドと、で前記積層体のダボかしめを行うことを特徴とする請求項１に記載の積層体の製造方法。

Images