JP5893366B2 - 積層鉄心の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁性を有する帯板材から鉄心片を金型で打ち抜いて回し積み（転積）する際に、プレス速度（単位時間内に打ち抜いて積層する鉄心片の枚数）及び転積速度（ダイの回転速度）を上げても、積層鉄心の取り出しの際に積層鉄心の上表面に疵が付くことを防止する積層鉄心の製造方法に関する。

鉄心片の形成に使用する帯板材の板厚は一定でないため、パンチ及びダイを用いて帯板材から鉄心片を打ち抜き形成した場合、鉄心片の厚みも鉄心片内で変動する。このため、鉄心片を同一姿勢で順次積層して積層鉄心を形成すると、積層高さに偏りが生じる（積層鉄心が傾斜する）。このため、ダイを回転させながら鉄心片を打ち抜いて積層する（転積する）
ことにより、積層高さに偏りが生じない積層鉄心を形成することが可能な積層鉄心製造用順送り金型装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６０−９２０２３号公報

特許文献１に記載された積層鉄心製造用順送り金型装置では、形成された積層鉄心は受け台と共にダイの下方に抜き出され、ダイから抜き出た積層鉄心を取り出す際には、受け台を支持するシリンダを下降させている。通常、シリンダを下降させる下降指令信号は、パンチが下死点に到達したことを示すプレス下死点信号を基に出力している。

しかし、プレス下死点信号を基にシリンダの下降指令信号が出力されてから、実際にシリンダが下降を開始するまでに時間がかかるので、プレス速度及び転積速度を上げると、ダイの下方に抜き出された積層鉄心がダイ内に保持されている積層鉄心から離れる瞬間よりも早くダイの回転が開始される。その結果、積層鉄心同士が、回転により擦れ合いながら分離することになって、ダイ内に保持されている積層鉄心の最下層の鉄心片に設けられたカシメ孔内に嵌入しているカシメ突起が、取り出される積層鉄心の上表面に当接して、積層鉄心の上表面に円周状の擦り疵が付き、不良品が発生する。そのため、プレス速度及び転積速度を上げることができず、積層鉄心の生産性向上が妨げられている。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、帯板材から鉄心片を金型で打ち抜いて転積する際に、プレス速度及び転積速度を上げても、積層鉄心の取り出しの際に積層鉄心の上表面に疵が発生することを防止できる積層鉄心の製造方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る積層鉄心の製造方法は、パンチ及びブランクダイを用いて磁性を有する帯板材から鉄心片を前記ブランクダイ内に抜き落とし、該鉄心片の転積を行いながら前記ブランクダイが固定されるブランクダイホルダーの下部に設けられた受け台上に順次積層し、前記ブランクダイホルダーから抜けて前記受け台上に所定高さに積層された積層鉄心を下降させて上部の積層鉄心から分離して前記受け台から払い出す積層鉄心の製造方法において、
前記パンチの上死点におけるクランク軸の角度を０度、前記パンチの下死点における該クランク軸の角度を１８０度、転積開始時の該クランク軸の角度を（１８０＋θ_S）度、転積終了時の該クランク軸の角度を（１８０−θ_E）度、前記クランク軸の回転速度をｎ回／分、前記受け台を昇降するシリンダに対して下降指令信号を出力してから該受け台が下降を開始するまでの遅延時間をｄ秒とした場合、前記下降指令信号を出力する前記クランク軸の角度範囲の上限値を（１８０＋θ_S−６ｄｎ）度、下限値を（１８０−θ_Ｅ−６ｄｎ）度とする。
但し、ｎ＞θ _S ／６ｄ

本発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記下限値を（１８０−θ_Ｅ）度とすることが好ましい。

本発明に係る積層鉄心の製造方法においては、下降指令信号を出力するクランク軸の角度範囲の下限値を（１８０−θ_Ｅ−６ｄｎ）度とするので、クランク軸の角度が（１８０−θ_Ｅ）度となってから、即ち、転積が終了し積層鉄心が静置状態となってから、シリンダ（受け台）が下降することになるので、ブランクダイ内に保持されている積層鉄心とブランクダイが固定されるブランクダイホルダーの下方に抜き出された積層鉄心が回転により擦れ合いながら分離することはない。また、下降指令信号の出力するクランク軸の角度範囲の上限値を（１８０＋θ_S−６ｄｎ）度とするので、クランク軸の角度が（１８０＋θ_S）度となる前、即ち、転積が開始するより前に、シリンダ（受け台）が下降することになるので、ブランクダイ内に保持されている積層鉄心とブランクダイホルダーの下方に抜き出された積層鉄心が回転により擦れ合いながら分離することはない。その結果、ブランクダイホルダーの下方に抜き出された積層鉄心の上表面に円周状の擦り疵が付くことがなく、不良品の発生を防止することができる。

本発明に係る積層鉄心の製造方法において、下限値が（１８０−θ_Ｅ）度の場合、転積が終了し積層鉄心が静置状態となってからシリンダ（受け台）を確実に下降することができる。また、仮に、シリンダの駆動状態が変動して遅延時間ｄが当初想定した時間より短くなっても、ブランクダイ内に保持されている積層鉄心とブランクダイホルダーの下方に抜き出された積層鉄心が回転により擦れ合いながら分離することを防止できる。

本発明の第１、第２の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法が適用される金型装置のブロック図である。 同金型装置の一部拡大図である。 本発明の第１の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法におけるクランク軸の上死点角度、下死点角度、転積開始角度、転積終了角度、及びシリンダの下降指令信号を出力する角度範囲の関係を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法におけるクランク軸の上死点角度、下死点角度、転積開始角度、転積終了角度、及びシリンダの下降指令信号を出力する角度範囲の関係を示す説明図である。

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。
先ず、本発明の第１、第２の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法が適用される金型装置１０について説明する。図１、図２に示すように、金型装置１０は、磁性を有する図示しない帯板材から鉄心片１１を打ち抜き形成するパンチ１２及びブランクダイ１３と、ブランクダイ１３が固定されるブランクダイホルダー１４と、ブランクダイホルダー１４の下部に設けられ、ブランクダイ１３内に抜き落された鉄心片１１の積層が行われる受け台１５と、受け台１５を支持するピストンロッド１６を備え、受け台１５上に所定高さに積層された積層鉄心１７を受け台１５と共に下降させて、積層鉄心１７の上部の積層鉄心１８から分離するシリンダ１９を有している。

また、金型装置１０は、パンチ１２と連結し、回転機構を介して一定の回転速度で回転してパンチ１２を上死点と下死点の間で往復動させるクランク軸（図示せず）を備えたパンチ駆動部２０と、パンチ駆動部２０の駆動を制御するパンチ駆動制御部２１と、パンチ駆動制御部２１からの信号に基づいてブランクダイホルダー１４の回転指令信号を出力するダイ回転制御部２２と、ダイ回転制御部２２からの回転指令信号に基づいてブランクダイ１３の回転を行う回転機構を備えたダイ回転部２３とを有している。

更に、金型装置１０は、パンチ駆動制御部２１からの信号に基づいてシリンダ１９の下降指令信号を出力し、受け台１５上の積層鉄心１７が払い出されたことが図示しない検知器で確認されたことを受けて、受け台１５をセンサー（図示せず）により製品（積層鉄心１８）に当たることを検知する位置まで上昇させるシリンダ１９の上昇指令信号を出力するシリンダ駆動制御部２４を有している。

ここで、パンチ駆動制御部２１は、予め設定されたクランク軸の回転速度を記憶する機能と、クランク軸の角度を検知すると共に、クランク軸の角度の信号を出力する機能と、プレスカウントを検知すると共に、プレスカウント信号を出力する機能とを有している。また、ダイ回転制御部２２は、予め設定された転積開始時のクランク軸の角度を記憶する機能と、パンチ駆動制御部２１から出力されるクランク軸の角度の信号に基づいて、クランク軸が設定された転積開始時の角度に到達したことを検知してブランクダイホルダー１４の回転指令信号をダイ回転部２３に入力する機能とを有している。

更に、シリンダ駆動制御部２４は、パンチ駆動制御部２１から出力されるプレスカウントの信号及びクランク軸の角度の信号に基づいて、予め設定された下降指令信号を出力するプレスカウントと下降指令信号を出力する角度とを検知し、シリンダ１９に対して下降指令信号を出力する。下降指令信号を出力する角度の範囲は、クランク軸の回転速度及び転積開始時のクランク軸角度、実測により入手した転積終了時のクランク軸の角度とシリンダ１９の下降が開始されるまでの遅延時間とを用いて求め、下降指令信号を出力するクランク軸の角度を設定する。ここで、パンチ１２の上死点におけるクランク軸の角度を０度、パンチ１２の下死点におけるクランク軸の角度を１８０度、転積開始時のクランク軸の角度を（１８０＋θ_S）度、転積終了時のクランク軸の角度を（１８０−θ_E）度、クランク軸の回転速度をｎ回／分、シリンダ１９に対して下降指令信号を出力してからシリンダ１９が実際に下降を開始するまでの遅延時間をｄ秒とした場合、下降指令信号を出力するクランク軸の角度範囲の上限値は（１８０＋θ_S−６ｄｎ）度、下限値は（１８０−θ_Ｅ−６ｄｎ）度とする。また、下限値を（１８０−θ_Ｅ）度と設定することもできる。
なお、角度θ_S、θ_Ｅは、パンチ１２の先端高さ位置がブランクダイ１３の上端高さ位置より高くなるように（即ち、パンチ１２の先端部がブランクダイ１３内に存在しないように）、パンチ１２が下死点にある時のパンチの先端高さ位置を基準としてそれぞれ設定する。

次に、本発明の第１の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法について説明する。
図２に示すように、第１の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法では、パンチ１２及びブランクダイ１３を用いて磁性を有する帯板材から鉄心片１１をブランクダイ１３内に抜き落とし、鉄心片１１の転積を行いながらブランクダイホルダー１４の下部に設けられた受け台１５上に順次積層し、ブランクダイホルダー１４から抜けて受け台１５上に所定高さに積層された積層鉄心１７を下降させて上部の積層鉄心１８から分離して受け台１５から、図示しない払い出し機構を用いて払い出している。以下、詳細に説明する。

図３に示すように、パンチ１２の上死点におけるクランク軸の角度を０度、パンチ１２の下死点におけるクランク軸の角度を１８０度、転積開始時のクランク軸の角度を（１８０＋θ_S）度、転積終了時のクランク軸の角度を（１８０−θ_E）度、クランク軸の回転速度をｎ回／分、受け台１５を昇降するシリンダ１９に対して下降指令信号を出力してから受け台１５が下降を開始するまでの遅延時間をｄ秒とした場合、受け台１５を昇降するシリンダ１９に対する下降指令信号を出力するクランク軸の角度範囲をパンチ１２が上死点から下死点に向かう間であって、角度範囲の上限値を（１８０＋θ_S−６ｄｎ）度、下限値を（１８０−θ_Ｅ−６ｄｎ）度としている。

下降指令信号を出力するクランク軸の角度範囲の下限値を（１８０−θ_Ｅ−６ｄｎ）度とすることで、クランク軸の角度が（１８０−θ_Ｅ）度となってから、即ち、転積が終了し積層鉄心１７、１８が静置状態となってから、シリンダ１９が実際に下降を開始して受け台１５が下降することになる。このため、ブランクダイホルダー１４の下方に抜き出された積層鉄心１７をブランクダイ１３内に保持されている積層鉄心１８と分離する際、ブランクダイ１３内に保持されている積層鉄心１８の最下層の鉄心片１１に設けられた図示しないカシメ孔内に嵌入しているカシメ突起（図示せず）が、取り出される積層鉄心１７の上表面に当接した状態で、両積層鉄心１７、１８間で回転することがなく、取り出される積層鉄心１７の上表面に擦れ合いに伴う円周状の擦り疵が発生することを防止できる。

また、下降指令信号を出力するクランク軸の角度範囲の上限値を（１８０＋θ_S−６ｄｎ）度とするので、クランク軸の角度が（１８０＋θ_S）度となる前、即ち、転積が開始するより前であって、ブランクダイホルダー１４の下方に抜き出された積層鉄心１７とブランクダイ１３内に保持されている積層鉄心１８が共に静置状態である時にシリンダ１９が実際に下降を開始して、受け台１５が下降することになる。このため、ブランクダイホルダー１４の下方に抜き出された積層鉄心１７をブランクダイ１３内に保持されている積層鉄心１８と分離する際、ブランクダイ１３内に保持されている積層鉄心１８の最下層の鉄心片１１に設けられたカシメ孔内に嵌入しているカシメ突起が、取り出される積層鉄心１７の上表面に当接した状態で、両積層鉄心１７、１８間で回転することがなく、取り出される積層鉄心１７の上表面に擦れ合いに伴う円周状の擦り疵が発生することを防止できる。

従来の積層鉄心の製造方法では、シリンダの下降指令信号が、パンチが下死点を通過すると同時に出力されていたため、シリンダ（受け台）が実際に下降を開始するのは、下降指令信号が出力されてからｄ秒後となるので、クランク軸の回転速度（プレス速度）が遅い場合は、ｄ秒間に回転するクランク軸の回転角度はθ_S未満となって、転積が開始される（ダイが回転を開始する）より前に受け台が下降することになり、取り出される積層鉄心の上表面に円周状の擦り疵は発生しない。しかし、ｄ秒間に回転するクランク軸の回転角度がθ_Sを超えると、即ち、クランク軸の回転速度がθ_S／６ｄを超えると、転積が開始された後に（ダイが回転を開始した後に）受け台が下降することになり、取り出される積層鉄心の上表面に円周状の擦り疵が形成される。

従って、本発明では、従来の積層鉄心の製造方法において積層鉄心の上表面に円周状の擦り疵が付き始めるプレス速度以上としても、即ち、クランク軸の回転速度がθ_S／６ｄを超えても、転積が開始するより前にシリンダ１９（受け台１５）を確実に下降させることができて、払い出す積層鉄心１７の上表面に円周状の擦り疵が発生することを防止でき、積層鉄心の生産性が向上する。

続いて、本発明の第２の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法について説明する。
ここで、第２の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法は、第１の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法と比較して、図４に示すように、受け台１５を昇降するシリンダ１９に対する下降指令信号を出力するクランク軸の角度範囲の下限値を（１８０−θ_Ｅ）度とすることが特徴となっている。このため、クランク軸の角度範囲の下限値を（１８０−θ_Ｅ）度とした際の作用についてのみ説明する。

シリンダ１９に対して下降指令信号を出力してから、実際に受け台１５が下降を開始するまでの遅延時間は、シリンダ１９毎にシリンダ１９の状態（例えば、シリンダ１９の作動流体の温度、作動流体が通過する流路寸法の温度等）が変化するため、シリンダ１９によっては遅延時間の変動を無視できない場合もある。このため、例えば、遅延時間ｄを、当初余裕を持って設定した場合、積層鉄心の製造を行っている間に、遅延時間が、当初設定した遅延時間ｄより短くなることもある。したがって、クランク軸の角度が（１８０−θ_Ｅ）度となった後（転積が終了した後）にシリンダが実際に下降を開始するように、シリンダの下降指令信号を出力するクランク軸の角度範囲の下限値を（１８０−θ_Ｅ−６ｄｎ）度と始めに設定した場合、現時点の遅延時間が当初設定した遅延時間ｄより短くなると、クランク軸の角度が（１８０−θ_Ｅ）度となる以前にシリンダが実際に下降を開始する可能性が生じる。

そこで、シリンダ１９の下降指令信号を出力するクランク軸の角度範囲の下限値を（１８０−θ_Ｅ）度とすると、転積が終了し積層鉄心が静置状態となってからシリンダ１９（受け台１５）を確実に下降することができる。これにより、シリンダ１９の駆動状態が変動して遅延時間が当初設定した時間より短くなっても、ブランクダイ１３内に保持されている積層鉄心１８とブランクダイホルダー１４の下方に抜き出された積層鉄心１７が回転により擦れ合いながら分離することを防止できる。

転積開始時のクランク軸の角度を２４０度（θ_S＝６０度）、転積終了時のクランク軸の角度を１２０度（θ_E＝６０度）、クランク軸の回転速度を２１０回／分とそれぞれ設定し、受け台を昇降するシリンダに対して下降指令信号を出力してから受け台が下降を開始するまでの遅延時間が０．０６秒である場合、６ｄｎは７５．６度となり、シリンダの下降指令信号を出力するクランク軸の角度範囲の上限値は１６４．４度、下限値は４４．４度となる。
なお、シリンダの駆動状態の変化による遅延時間の変動を考慮すると、シリンダに下降指令信号を出力するクランク軸の角度範囲の下限値は１２０度となる。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、シリンダ下降指令角度（シリンダに下降指令信号を出力するクランク軸の角度）の範囲内に転積終了角度がある場合、ダイ回転制御部にダイの回転停止を検知すると共に、ダイの回転停止の信号をシリンダ駆動制御部に出力する機能を設け、ダイ回転制御部から出力されるダイの回転停止の信号とパンチ駆動制御部からのプレスカウントの信号に基づいてシリンダ駆動制御部がシリンダに下降指令信号を出力するようにしてもよい。この場合、クランク軸の回転速度が、シリンダ下降指令角度の範囲内において、転積終了角度がある範囲内で上下した場合にも、シリンダ下降指令角度の変更をすることなく疵を防ぐことができる。
なお、本実施の形態では、ダイの回転指令信号が出力されてから実際にダイが回転するまでの遅延時間及びダイの回転停止指令信号が出力されてから実際にダイが停止するまでの遅延時間は、シリンダの下降指令信号が出力されてから実際にシリンダが下降するまでの遅延時間に対して無視できるとしたが、回転指令信号が出力されてからダイが回転するまでの遅延時間が無視できない場合は、ダイの回転指令信号の出力時刻及びダイの回転停止指令信号の出力時刻を、それぞれの遅延時間の分だけ早めて出力することが必要となる。

１０：金型装置、１１：鉄心片、１２：パンチ、１３：ブランクダイ、１４：ブランクダイホルダー、１５：受け台、１６：ピストンロッド、１７、１８：積層鉄心、１９：シリンダ、２０：パンチ駆動部、２１：パンチ駆動制御部、２２：ダイ回転制御部、２３：ダイ回転部、２４：シリンダ駆動制御部

Claims (2)

1. パンチ及びブランクダイを用いて磁性を有する帯板材から鉄心片を前記ブランクダイ内に抜き落とし、該鉄心片の転積を行いながら前記ブランクダイが固定されるブランクダイホルダーの下部に設けられた受け台上に順次積層し、前記ブランクダイホルダーから抜けて前記受け台上に所定高さに積層された積層鉄心を下降させて上部の積層鉄心から分離して前記受け台から払い出す積層鉄心の製造方法において、
   前記パンチの上死点におけるクランク軸の角度を０度、前記パンチの下死点における該クランク軸の角度を１８０度、転積開始時の該クランク軸の角度を（１８０＋θ_S）度、転積終了時の該クランク軸の角度を（１８０−θ_E）度、前記クランク軸の回転速度をｎ回／分、前記受け台を昇降するシリンダに対して下降指令信号を出力してから該受け台が下降を開始するまでの遅延時間をｄ秒とした場合、前記下降指令信号を出力する前記クランク軸の角度範囲の上限値を（１８０＋θ_S−６ｄｎ）度、下限値を（１８０−θ_Ｅ−６ｄｎ）度とすることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
   但し、ｎ＞θ _S ／６ｄ
2. 請求項１記載の積層鉄心の製造方法において、前記下限値を（１８０−θ_Ｅ）度とすることを特徴とする積層鉄心の製造方法。

Images