JP5604952B2

JP5604952B2 - パンチプレス装置

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Publication number: JP5604952B2
Application number: JP2010093969A
Authority: JP
Inventors: 和之平田
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2030-04-15
Also published as: US20110252938A1; CN102218468A; CN102218468B; US8770077B2; JP2011224580A

Description

この発明は、例えば、モータにおけるステータコアやロータコア等のモータコアを製造する際に、フープ材からモータコアのコア板をパンチ加工する場合に用いられるパンチプレス装置に関するものである。

従来、例えば、特許文献１に示すように、図５に示すロータコア等のモータコアＭを製造する際には、パンチプレス装置により金属フープ材からコア板Ｐを連続的にパンチ加工して所定枚数積層される。この場合、図５及び図６に示すように、各コア板Ｐの一部には突部Ｐａが形成され、この突部Ｐａとその裏面の凹部とが隣接するコア板Ｐ間において順に係合されることにより、各コア板Ｐが積層状態に結合される。そして、所定枚数（例えば１００枚）おきのコア板Ｐには突部Ｐａに代えて孔Ｐｂが形成され、この孔Ｐｂ内に、隣接するコア板Ｐ上の突部Ｐａが位置されることにより、係合状態は形成されず、従って、コア板Ｐは所定枚数積層されるごとに、結合状態が分断されるようになっている。このため、この所定枚数のコア板Ｐ群によってモータコアＭが構成される。

このように、パンチプレス装置によるコア板Ｐのパンチ加工時において、所定枚数おきのコア板Ｐに対して、突部Ｐａに代えて孔Ｐｂを打ち分け形成する場合には、図７に示すように、フープ材Ｗ上の前記所定枚数ごとのコア板Ｐの打ち抜き箇所にあらかじめ孔Ｐｂが形成される。一方、突部Ｐａを形成するコア板Ｐの打ち抜き箇所には、孔Ｐｂは形成されない。そして、その後に、フープ材Ｗのコア板Ｐの部分に突部Ｐａが形成される際に、あらかじめ孔Ｐｂが形成された部分では空打ち状態となって、突部Ｐａは形成されない。

前記のように、フープ材Ｗ上の所定枚数おきのコア板Ｐの打ち抜き箇所にあらかじめ孔Ｐｂを形成するパンチプレス装置としては、例えば図８〜図１１に示すような構成が従来から提案されている。

これらの従来構成において、切換部材４５が作動板４６により図示右側の一方位置に移動された場合には、パンチ４４の上端面が切換部材４５の下面に当接して、パンチ４４が昇降体４３に対して相対上昇不能に拘束される。この拘束により、昇降体４３がフープ材Ｗに向かって下降されるとき、パンチ４４が昇降体４３と一体的に下降されて、そのパンチ４４によりフープ材Ｗに孔Ｐｂが打ち抜き形成される。

これに対して、切換部材４５が作動板４６により図示左側の他方位置に移動された場合には、パンチ４４の上端部４４ａが切換部材４５の凹部４５ａに対応配置されて、パンチ４４が前記の拘束状態から、昇降体４３に対して相対上昇可能な状態に解放される。このため、昇降体４３がフープ材Ｗに向かって下降されるとき、図８に鎖線で示すように、パンチ４４がフープ材Ｗとの当接により相対的に上昇されて、フープ材Ｗに対する孔Ｐｂの打ち抜き形成は行われない。

この場合、図８に示す従来構成においては、前記切換部材４５を拘束位置と解放位置とに切換移動させるために、昇降体４３の側面にエアシリンダ４７が支持され、そのエアシリンダ４７のピストンロッド４７ａが作動板４６に連結されている。そして、エアシリンダ４７のピストンロッドが突出位置と没入位置とに切換えられることにより、切換部材４５が拘束位置と解放位置との二位置に切換配置されて、フープ材Ｗに対する孔Ｐｂの打ち分けが行われる。

図９に示す従来構成においては、昇降体４３の側面にサーボモータ４８が支持され、そのモータ軸４８ａにはカム４９が取り付けられている。作動板４６の一端には、カム４９に接触可能な接触ローラ５０が支持されている。作動板４６の他端には、接触ローラ５０をカム４９と接触する方向に付勢するためのバネ５１が掛止されている。そして、サーボモータ４８によってカム４９が回転されることにより、切換部材４５が二位置に切換配置されて、孔Ｐｂの打ち分けが行われる。

図１０に示す従来構成においては、パンチプレス装置の本体５２にサーボモータ４８が支持され、そのモータ軸４８ａにカム４９が取り付けられている。本体５２には、連動部材５３が切換部材４５の移動方向と同方向へ移動可能に貫通支持されている。連動部材５３の一端にはカム４９に接触可能な接触ローラ５０が支持されるとともに、連動部材５３の他端には摺接板５４が取り付けられている。作動板４６の一端には摺接板５４に摺接可能な接触部５５が取り付けられるとともに、作動板４６の他端にはバネ５１が掛止されている。そして、サーボモータ４８によってカム４９が回転されることにより、連動部材５３を介して切換部材４５が二位置に切換配置されて、孔Ｐｂの打ち分けが行われる。

図１１に示す従来構成においては、昇降体４３の側面に電磁ソレノイド５６が支持され、その電磁ソレノイド５６の可動鉄心５６ａが連結板５７を介して作動板４６の一端に連結されている。作動板４６の他端には、切換部材４５を図示左側の解放位置に向かって移動付勢するためのバネ５８が掛止されている。そして、電磁ソレノイド５６が消磁されたときには、バネ５８の付勢力により切換部材４５が解放位置に切換配置されて、孔Ｐｂの形成は行われない。これに対して、電磁ソレノイド５６が励磁されたときには、切換部材４５がバネ５８の付勢力に抗して拘束位置に切換配置されて、孔Ｐｂの形成が行われる。

特公平２−３６３３２号公報

ところが、これらの従来構成においては、次のような問題があった。
図８に示す従来構成では、切換部材４５を拘束位置と解放位置との二位置に切換えるための駆動源として、応答性の悪いエアシリンダ４７が用いられている。このため、孔Ｐｂの打ち分けを高速度で行う場合には、追従性に乏しいという問題があった。

図９に示す従来構成では、切換部材４５を二位置に切換えるための駆動源としてサーボモータ４８が用いられ、そのサーボモータ４８が昇降動作される昇降体４３に支持されている。このため、昇降体４３の昇降時に、サーボモータ４８に振動が伝達されて、同モータ４８が故障しやすくなるという問題があった。

図１０に示す従来構成では、切換部材４５を切換えるためのサーボモータ４８が、パンチプレス装置の本体５２に支持されている。このため、昇降体４３の昇降時に、サーボモータ４８に振動が伝達されることを抑制することはできるが、サーボモータ４８により回転されるカム４９と切換部材４５を支持する作動板４６との間に、連動部材５３等の連動機構を介在させる必要がある。よって、構造が複雑になるという問題があった。

図１１に示す従来構成では、バネ５８の付勢力により切換部材４５が一方の解放位置に切換配置されるとともに、電磁ソレノイド５６の励磁により切換部材４５が他方の拘束位置に切換配置されるようになっている。このため、装置の使用にともなってバネ５８のバネ力が低下したとき、切換部材４５が切換不能に陥るおそれがあるという問題があった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、構造が簡単であるとともに、切換部材をパンチの拘束位置と解放位置との二位置に、高速かつ的確に切換えることができるパンチプレス装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明は、ワークに向かって昇降可能な昇降体に支持され、その昇降体に対して相対昇降可能なパンチを設けるとともに、そのパンチが昇降体とともに下降されるようにパンチを拘束する位置と、そのパンチが昇降体に対して相対上昇可能な状態となるようにパンチを解放する位置とに移動可能な切換部材を設け、その切換部材の往動及び復動をそれぞれ異なる電磁駆動手段によって行わせるように構成し、一対の直動型電磁ソレノイドをそのアーマチャが平行になるように、かつ動作方向が反対方向となるように配置するとともに、両アーマチャを１つの連結部材によって連結し、その連結部材を前記切換部材に連結したことを特徴としている。

従って、この発明のプレス機においては、切換部材の往動及び復動が異なった２つの電磁駆動手段により各別に行われて、切換部材がパンチの拘束位置と解放位置との二位置に切換配置される。よって、切換部材の駆動源としてエアシリンダを用いた従来構成とは異なって、パンチ動作に対する切換動作の高速追従性を確保することができる。

また、切換部材の駆動源としてサーボモータを用いた従来構成とは異なって、電磁駆動手段を昇降体に支持しても振動により故障するおそれがないため、電磁駆動手段と切換部材との間に複雑な連動機構を設ける必要がなく、構造を簡略化することができる。さらに、バネと電磁ソレノイドとにより切換部材を二位置に切換配置するようにした従来構成とは異なって、バネの弱体化により切換部材が切換不能に陥るおそれがなく、常に切換部材を二位置に的確に切換えることができる。

前記の構成において、前記切換部材を前記電磁駆動手段の駆動力よりも弱い力で往復動の一方向に付勢する付勢手段を設けるとよい。
前記の構成において、前記電磁駆動手段を直動型電磁ソレノイドによって構成するとよい。

以上のように、この発明によれば、構造が簡単であるとともに、切換部材をパンチの拘束位置と解放位置との二位置に、高速かつ的確に切換えることができるという効果を発揮する。

（ａ）〜（ｃ）は一実施形態のパンチプレス装置の動作状態を示す概略断面図。図１のパンチプレス装置における切換部材の駆動機構を示す平面図。図２の駆動機構の側面図。図２の４−４線における断面図。モータのロータコアを示す斜視図。図５のロータコアの一部を拡大して示す部分断面図。従来のパンチプレス装置の一構成を示す概略断面図。従来のパンチプレス装置の別の構成を示す概略断面図。従来のパンチプレス装置の他の構成を示す概略断面図。従来のパンチプレス装置のその他の構成を示す概略断面図。従来のパンチプレス装置のその他の構成を示す概略断面図。

以下に、この発明を具体化したパンチプレス装置の一実施形態を、図１〜図４に従って説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、この実施形態のパンチプレス装置においては、ダイ２１上に例えば図７に示すようなワークとしてのフープ材Ｗが載置され、押さえ部材２２によって開放可能に押圧保持されるようになっている。ダイ２１上のフープ材Ｗの上方には昇降体２３が昇降可能に対応配置され、その昇降体２３には例えば図７に示すコア板Ｐの打ち抜き箇所に孔Ｐｂを形成するためのパンチ２４が相対昇降可能に貫通支持されている。なお、図面においては、構成の理解を容易にするためにダイ２１の内周面とパンチ２４の外周面との間に隙間が形成されているが、実際にはほとんど形成されない。前記押さえ部材２２は、バネ２２ａを介して昇降体２３の下面に支持されている。昇降体２３上には、切換部材２５が作動板２６に取り付けた状態で、パンチ２４の移動方向と直交する横方向へ移動可能に支持されている。切換部材２５の中間部には、凹部２５ａが形成されている。

そして、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、前記切換部材２５が作動板２６により図示右側の拘束位置に切換移動されたときには、パンチ２４の上端部２４ａが切換部材２５の下面に当接して、パンチ２４が昇降体２３に対して相対上昇不能に拘束される。この拘束により、昇降体２３がフープ材Ｗに向かって下降される際に、パンチ２４が昇降体２３と一体的に下降されて、そのパンチ２４によりフープ材Ｗに対して前記孔Ｐｂが打ち抜き形成される。

一方、図１（ａ）〜（ｂ）に２点鎖線で示すように、前記切換部材２５が作動板２６により図示左側の解放位置に移動されたときには、パンチ２４の上端部２４ａが切換部材２５の凹部２５ａに対応されて、パンチ２４が前記の拘束状態から、昇降体２３に対して相対上昇可能な状態に解放される。このため、昇降体２３がフープ材Ｗに向かって下降される際に、図１に２点鎖線で示すように、パンチ２４がフープ材Ｗとの当接により相対的に上昇されて、フープ材Ｗに対する孔Ｐｂの打ち抜き形成は行われない。

次に、前記切換部材２５を拘束位置と解放位置との二位置に切換移動させるための駆動機構について説明する。
図２〜図４に示すように、前記昇降体２３の側面には、筐体２７がブラケット２８を介して取り付けられている。筐体２７内には、切換部材２５を往動及び復動させるためのそれぞれ異なった電磁駆動手段としての直動型の第１，第２電磁ソレノイド２９，３０が収容配置されている。切換部材２５を前記拘束位置に往動させるための第１電磁ソレノイド２９は、そのアーマチャとしての可動鉄心２９ａが切換部材２５と反対側へ突出するように配置されている。これに対して、切換部材２５を前記解放位置に復動させるための第２電磁ソレノイド３０は、そのアーマチャとしての可動鉄心３０ａが切換部材２５側に向かって突出するように、かつ第１電磁ソレノイド２９の可動鉄心２９ａと平行になるように配置されている。そして、第１，第２電磁ソレノイド２９，３０は、一方が励磁されているときには、他方が消磁されるように制御される。なお、第１，第２電磁ソレノイド２９，３０は、内部バネを有しない。このため、給電が遮断された消磁時には、可動鉄心２９ａ，３０ａはフリーな状態になる。

前記筐体２７の上面には、一対のガイドレール３１が切換部材２５の移動方向と同方向へ平行に延びるように敷設されている。ガイドレール３１上には、移動体３２がガイド部材３３を介して移動可能に支持されている。移動体３２の図２の左端部には第１連結板３４が垂下固定され、その第１連結板３４の下端部が往動側の第１電磁ソレノイド２９の鉄心２９ａに連結されている。連結部材としての移動体３２の図２の右端部には第２連結板３５が垂下固定され、その第２連結板３５の下端部が復動側の第２電磁ソレノイド３０の鉄心３０ａに連結されている。

図２及び図４に示すように、前記移動体３２の右側上面には連結バー３６が突出固定され、その連結バー３６の先端には凸状連結部３６ａが形成されている。切換部材２５上の作動板２６の先端には、連結バー３６の凸状連結部３６ａに連結した凹状連結部２６ａが形成されている。移動体３２の移動方向の両側において筐体２７の上面には、移動体３２の往動端位置及び復動端位置を規制するための一対のストップボルト３７，３８が設けられている。そして、このストップボルト３７，３８によって移動体３２の往動端位置及び復動端位置が規制され、このため、切換部材２５が拘束位置及び解放位置の二位置のいずれか一方に規制配置される。

図２に示すように、前記筐体２７の一側上部と移動体３２との間には、付勢手段としての補助バネ３９が介装されている。そして、このバネ３９により移動体３２が前記電磁ソレノイド２９，３０の駆動力よりも弱い付勢力によって、往復動の一方向（実施形態では復動方向）に移動付勢されている。このため、給電が遮断されて、両電磁ソレノイド２９，３０が消磁された状態においては、切換部材２５が拘束位置と解放位置とのいずれか一方の位置（実施形態では解放位置）に保持される。

次に、前記のように構成されたパンチプレス装置の動作を説明する。
さて、このパンチプレス装置において、電磁ソレノイド２９，３０に対する給電が遮断されている場合には、補助バネ３９の付勢力により移動体３２が図２に示す左側の復動位置に移動され、切換部材２５が左側の解放位置に保持されている。この状態で、パンチプレス装置の電源がオンされた後、第１電磁ソレノイド２９及び第２電磁ソレノイド３０が選択的に励磁されることにより、切換部材２５が拘束位置と解放位置との二位置のいずれかに切換配置されて、フープ材Ｗに対する孔Ｐｂの打ち分けが行われる。

すなわち、第１電磁ソレノイド２９が励磁されたときには、移動体３２がガイドレール３１に沿って図２及び図４の右側に移動され、切換部材２５が右側の拘束位置に切換配置される。この状態においては、図１に示すように、パンチ２４の上端面が切換部材２５の下面に当接して、パンチ２４が昇降体２３に対して相対上昇不能に拘束されている。そして、昇降体２３がフープ材Ｗに向かって下降されるとき、パンチ２４が昇降体２３と一体的に下降され、そのパンチ２４によりフープ材Ｗに対して図７に示す孔Ｐｂが打ち抜き形成される。

これに対して、第２電磁ソレノイド３０が励磁されたときには、移動体３２がガイドレール３１に沿って図２及び図４の左側に移動され、切換部材２５が左側の解放位置に切換配置される。この状態においては、パンチ２４の上端部２４ａが切換部材２５の凹部２５ａに対応されて、パンチ２４が昇降体２３に対する拘束状態から相対上昇可能な状態に解放されている。そして、昇降体２３がフープ材Ｗに向かって下降されるとき、図１に２点鎖線で示すように、パンチ２４がフープ材Ｗとの当接により相対的に上昇されて、フープ材Ｗに対する孔Ｐｂの打ち抜きは行われない。

そして、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）このパンチプレス装置においては、切換部材２５の往動及び復動が異なった２つの電磁駆動手段としての電磁ソレノイド２９，３０により各別に行われて、切換部材２５がパンチ２４の拘束位置と解放位置との二位置に切換配置されるように構成されている。よって、切換部材の駆動源としてエアシリンダを用いた従来構成とは異なって、パンチ動作に対する切換動作の高速追従性を確保することができる。

また、切換部材の駆動源としてサーボモータを用いた従来構成とは異なって、各電磁ソレノイド２９，３０は昇降体２３に支持しても振動により故障するおそれがほとんどないため、各電磁ソレノイド２９，３０と切換部材２５との間に複雑な連動機構を設ける必要がない。よって、構造を簡略化することができる。さらに、バネと電磁ソレノイドとにより切換部材を二位置に切換配置するようにした従来構成とは異なり、バネ力の弱体化により切換部材が切換不能に陥るおそれはない。よって、常に切換部材２５を拘束位置と解放位置との二位置に的確に切換えることができる。

（２）このパンチプレス装置においては、前記切換部材２５を各電磁ソレノイド２９，３０よりも弱い力で往復動の一方向に付勢する付勢手段としての補助バネ３９が設けられている。このため、パンチプレス装置の電源がオフされて、両電磁ソレノイド２９，３０が消磁された状態では、補助バネ３９の付勢力により切換部材２５が一方の位置に保持される。よって、パンチプレス装置の電源をオンした際の電気負荷を低減させることができて、電磁ソレノイドとして小さな駆動力の小型のものを用いることができる。なお、実施形態においては、バネ３９を設けているが、このバネ３９は、電磁ソレノイド２９，３０の消磁時に、鉄心２９ａ，３０ａ等を往復移動方向に一方向に移動させて、ガタ付きを防止するためのものであるため、負荷はそれほど加えられない。従って、バネ力が低下することを抑制でき、仮に低下したとしても、切換部材２５の動作に悪影響が作用することはない。

（３）このパンチプレス装置においては、前記切換部材２５を一方向に付勢する補助バネ３９が設けられているため、電磁ソレノイド２９，３０に常時通電する必要がない。従って、通電時間を短く設定できて、消費電力や発熱を抑えることができるとともに、応答性や動作の確実性に優れた大容量のソレノイドを使用できる。

（４）このパンチプレス装置においては、前記電磁ソレノイド２９，３０により移動されて、切換部材２５を往動及び復動させるための移動体３２が、一対のガイドレール３１上にガイド部材３３を介して移動可能に支持されている。このため、両電磁ソレノイド２９，３０の励磁及び消磁にともなって、移動体３２を介して切換部材２５を二位置に円滑かつ正確に切換移動させることができる。よって、高速追従性を高めることができるとともに、切換精度を向上させることができる。

（５）このパンチプレス装置においては、電磁ソレノイド２９，３０として、アーマチャが直線的に移動する直動型のものを用いているため、故障のおそれがほとんどなく、しかも、円滑な動作を得ることができる。さらに、電磁ソレノイド２９，３０の鉄心２９ａ，３０ａを１つの移動体３２によって連結し、その移動体３２を切換部材２５に連結しているため、部品点数が少なくなるとともに、切換部材２５を電磁ソレノイド２９，３０の駆動に従って的確に切換え動作させることができる。

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・前記実施形態において、電磁駆動手段としてのロータリソレノイドを用いること。

・前記実施形態におけるモータコアＭのコア板Ｐ上に孔Ｐｂを形成する場合とは異なった製品の加工に実施すること。
・切換部材２５と作動板２６とを一体部品で構成し、その一体部品に、連結バー３６を連結するための凹状連結部２６ａを形成すること。

１１…ダイ、２３…昇降体、２４…パンチ、２４ａ…傾斜面、２５…切換部材、２５ａ…傾斜カム面、２９…電磁駆動手段としての往動用の第１電磁ソレノイド、３０…電磁駆動手段としての復動用の第２電磁ソレノイド、３１…ガイドレール、３２…連結部材としての移動体、３３…ガイド部材、３９…付勢手段としての補助バネ、Ｗ…ワークとしてのフープ材。

Claims

ワークに向かって昇降可能な昇降体に支持され、その昇降体に対して相対昇降可能なパンチを設けるとともに、そのパンチが昇降体とともに下降されるようにパンチを拘束する位置と、そのパンチが昇降体に対して相対上昇可能な状態となるようにパンチを解放する位置とに移動可能な切換部材を設け、その切換部材の往動及び復動をそれぞれ異なる電磁駆動手段によって行わせるように構成し、一対の直動型電磁ソレノイドをそのアーマチャが平行になるように、かつ動作方向が反対方向となるように配置するとともに、両アーマチャを１つの連結部材によって連結し、その連結部材を前記切換部材に連結したことを特徴とするパンチプレス装置。
前記切換部材を前記電磁駆動手段の駆動力よりも弱い力で往復動の一方向に付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のパンチプレス装置。
前記電磁駆動手段は、直動型電磁ソレノイドであることを特徴とする請求項１または２に記載のパンチプレス装置。